Sắn là một loại cây lương thực được trồng từ lâu đời, đã và đang mang lại giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị kinh tế to lớn. Nó không chỉ đơn thuần là loại cây trồng cung cấp lương thực cho con người và các loại gia súc, mà nó còn len lỏi vào rất nhiều ngành công nghiệp: công nghiệp giấy, công nghiệp bánh kẹo, dược phẩm, mỹ phẩm, dầu mỏ... Vì vậy, việc trồng, thu hoạch, chế biến sắn sao cho đạt hiệu quả kinh tế cao nhất và bền vững nhất đang là vấn đề đòi hỏi sự quan tâm, nghiên cứu của nhiều ngành: nông nghiệp, công nghiệp, thương mại... Ngành sản xuất tinh bột sắn được chú ý hơn cả, vì tinh bột là thành phần chủ yếu của sắn. Hiện nay trên cả nước có khoảng 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn có quy mô công nghiệp với tổng công suất chế biến mỗi năm hơn nửa triệu tấn tinh bột sắn, tương ứng với nhu cầu sử dụng gần 2,5 triệu tấn củ sắn tươi, bằng 30% sản lượng cả nước, tăng gấp đôi số nhà máy và gấp 3 về công suất so với 5 năm trước đây 4 Ở Hòa Bình cũng có một số nhà máy đang hoạt động như: nhà máy chế biến tinh bột sắn xuất khẩu Lạc Sơn, nhà máy sản xuất tinh bột sắn Phú Mỹ và các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ. Tuy nhiên các nhà máy này chưa đáp ứng đủ nhu cầu của thị trường và trong quá trình vận hành còn ảnh hưởng lớn đến môi trường sinh thái.Vì vậy việc thiết kế một nhà máy sản xuất tinh bột sắn hợp lý trên một dây chuyền hiện đại công nghiệp hóa, năng suất cao, mang lại hiệu quả kinh tế cao và đảm bảo vấn đề vệ sinh môi trường luôn được quan tâm và cải tiến. Dưới sự hướng dẫn của các thầy cô trong khoa, em sẽ thiết kế một nhà máy sản xuất tinh bột sắn với năng suất 80 tấn củ ngày.Hy vọng rằng với thiết kế này sẽ một phần giải quyết được những thực trạng của ngành trồng sắn cũng như sản xuất tinh bột sắn.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGH Ệ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
*********
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐỀ TÀI:THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN
NĂNG SUẤT 80 TẤN CỦ/NGÀY
Đề tài : Thiết kế nhà máy sản xuất tinh bột sắn công suất 80 tấn củ / ngày
Trang 2Mở đầu
Việt Nam là một nước nông nghiệp Với khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, sự đa dạngcủa địa hình của các vùng miền khác nhau nên các sản phẩm nông nghiệp cũng rấtphong phú và đa dạng : lúa, ngô, khoai, sắn, đậu tương, lạc, vừng, cà phê Các sảnphẩm này chủ yếu phục vụ nhu cầu lương thực của quốc gia và một phần cho xuất khẩu.Những năm gần đây, diện tích đất nông nghiệp tuy đang giảm dần, nhưng nhờ áp dụngkhoa học kỹ thuật mà năng suất, sản lượng, chất lượng của các loại nông sản ngày càngđược cải thiện, cũng như góp phần nâng cao giá trị của các loại nông sản trên thị trườngthế giới Cũng từ đó các ngành công nghiệp chế biến nông sản phát triển mạnh và tạo racác sản phẩm mới có giá trị cao, đem lại thu nhập cho người nông dân nói riêng và nềnkinh tế quốc dân nói chung Trong xu thế hội nhập ngày nay, việc đưa các nông sản rathị trường thế giới càng được quan tâm nhiều hơn Do đó chất lượng nông sản và các sảnphẩm từ nông sản càng phải chú trọng
Sắn là một loại cây lương thực được trồng từ lâu đời, đã và đang mang lại giá trịdinh dưỡng cũng như giá trị kinh tế to lớn Nó không chỉ đơn thuần là loại cây trồngcung cấp lương thực cho con người và các loại gia súc, mà nó còn len lỏi vào rất nhiềungành công nghiệp: công nghiệp giấy, công nghiệp bánh kẹo, dược phẩm, mỹ phẩm, dầumỏ Vì vậy, việc trồng, thu hoạch, chế biến sắn sao cho đạt hiệu quả kinh tế cao nhất
và bền vững nhất đang là vấn đề đòi hỏi sự quan tâm, nghiên cứu của nhiều ngành: nôngnghiệp, công nghiệp, thương mại Ngành sản xuất tinh bột sắn được chú ý hơn cả, vìtinh bột là thành phần chủ yếu của sắn Hiện nay trên cả nước có khoảng 60 nhà máy chếbiến tinh bột sắn có quy mô công nghiệp với tổng công suất chế biến mỗi năm hơn nửatriệu tấn tinh bột sắn, tương ứng với nhu cầu sử dụng gần 2,5 triệu tấn củ sắn tươi, bằng30% sản lượng cả nước, tăng gấp đôi số nhà máy và gấp 3 về công suất so với 5 nămtrước đây [4] Ở Hòa Bình cũng có một số nhà máy đang hoạt động như: nhà máy chếbiến tinh bột sắn xuất khẩu Lạc Sơn, nhà máy sản xuất tinh bột sắn Phú Mỹ và các cơ sởsản xuất nhỏ lẻ Tuy nhiên các nhà máy này chưa đáp ứng đủ nhu cầu của thị trường vàtrong quá trình vận hành còn ảnh hưởng lớn đến môi trường sinh thái.Vì vậy việc thiết
kế một nhà máy sản xuất tinh bột sắn hợp lý trên một dây chuyền hiện đại công nghiệphóa, năng suất cao, mang lại hiệu quả kinh tế cao và đảm bảo vấn đề vệ sinh môi trườngluôn được quan tâm và cải tiến Dưới sự hướng dẫn của các thầy cô trong khoa, em sẽthiết kế một nhà máy sản xuất tinh bột sắn với năng suất 80 tấn củ /ngày.Hy vọng rằng
Trang 3với thiết kế này sẽ một phần giải quyết được những thực trạng của ngành trồng sắn cũngnhư sản xuất tinh bột sắn.
Trang 4Chương I : Lập luận kinh tế và chọn địa điểm xây dựng nhà máy
I.1 Lập luận kinh tế
Cây sắn là một trong những cây lương thực quan trọng trong cơ cấu cây trồng củangành nông nghiệp Từ cây trồng “chống đói”, sắn trở thành cây “xóa đói giảm nghèo”cho các hộ gia đình nông dân nghèo, chuyển từ cây lương thực thành cây công nghiệp cógiá trị kinh tế cao Nhờ tiến bộ khoa học kỹ thuật đã phát hiện ra những tính chất, lợi íchkhác từ cây sắn, ngoài vai trò cung cấp lương thực mà sản lượng sắn ngày càng gia tăng
và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp Từ cây sắn có thể chế biến ranhiều loại sản phẩm khác nhau : củ sắn dùng để chế biến tinh bột, sắn lát khô, bột sắnnghiền hoặc để ăn tươi Củ sắn cũng là nguyên liệu chính để làm thức ăn gia súc, côngnghiệp sản xuất bột ngọt, rượu cồn Thân sắn dùng để làm giống, nguyên liệu cho côngnghiệp xenlulô, làm nấm, làm củi đun Lá sắn non dùng làm rau xanh giàu đạm.Lá sắndùng trực tiếp để nuôi tằm, nuôi cá Bột lá sắn hoặc lá sắn ủ chua dùng để nuôi lợn, gà,trâu bò, dê,…Hiện tại, sản phẩm sắn ngày càng thông dụng trong buôn bán, trao đổithương mại quốc tế.[3]
Đặc biệt, tinh bột sắn có rất nhiều ứng dụng, ngoài việc làm thực phẩm trực tiếpcòn là nguyên liệu không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp lớn như để làm hồ, in,định hình và hoàn tất trong công nghiệp dệt, làm bóng và tạo lớp phủ bề mặt cho côngnghiệp giấy Đồng thời tinh bột sắn còn dùng trong sản xuất đường glucoza, đường nha,cồn, bột nêm, mì chính, sản xuất men và công nghệ lên men vi sinh và chế biến các thựcphẩm khác như bánh phở, mỳ sợi
Các loại tinh bột này sẽ được dùng để chế biến các sản phẩm truyền thống làmthực phẩm, thức ăn cho người, cho chăn nuôi gia súc, chăn nuôi cá và làm nguyên liệucho hàng loạt sản phẩm trong công nghiệp như giấy, vải, dược phẩm… Đặc biệt, từ sắn
có thể chế biến ra tinh bột biến tính (TBBT), rất cần trong chế tạo nhiều loại sản phẩmcao cấp mới, chẳng hạn như: nilông có TBBT thành ni lông tự hoại, đồ trang điểmv.v bởi đặc tính TBBT của sắn có độ bóng, dai, nhẵn, cứng Do đó, nó có giá trị cao gấp
ba lần tinh bột khô Như vậy, nhu cầu về nguồn nguyên liệu từ khoai sắn tươi, lát khô đểchế biến các loại tinh bột ướt, tinh bột khô, TBBT trong nước và nhất là để xuất khẩu làrất lớn.Nhờ đó, khoai sắn đã, đang và sẽ có khả năng trở thành một loại hàng hoá có giátrị lớn Cũng vì những ứng dụng hữu ích như vậy mà nhu cầu thị trường trong nước
Trang 5cũng như thế giới về sắn củ và tinh bột sắn là rất lớn.Đặc biệt là tinh bột sắn với ưu điểm
về vận chuyển, bảo quản và tính kinh tế cao [6]
Nhằm phát triển ổn định và bền vững cây sắn, Bộ NN-PTNT đã đề xuất các giảipháp đẩy mạnh xuất khẩu mặt hàng tinh bột sắn song song với nghiên cứu và phát triểncác giống sắn có năng suất cao và chất lượng tốt, áp dụng các biện pháp kỹ thuật canhtác sắn thích hợp với từng vùng, đồng thời phối hợp với các nhà máy xây dựng vùngnguyên liệu ổn định, mở rộng thị trường xuất khẩu Xây dựng các cơ sở chế biến quy mônhỏ ở vùng sâu, vùng xa, đặc biệt khó khăn nhằm tạo thêm nhiều công ăn việc làm vàtiêu thụ sắn tại chỗ Ngoài ra, cũng cần có các giải pháp, hỗ trợ về thương mại từ phíaChính phủ để các cơ sở, nhà máy chế biến nắm được diễn biến thị trường và có biệnpháp điều chỉnh kịp thời, góp phần nâng cao đời sống nông dân, tăng thêm kim ngạchxuất khẩu cho đất nước
I.2 Lựa chọn địa điểm đặt nhà máy
Để nâng cao mức sống và ổn định cuộc sống của người dân trồng sắn thì việc xâydựng các nhà máy chế biến sắn được nhà nước rất quan tâm Việc đặt nhà máy gần vùngnguyên liệu không những đảm bảo cho quá trình sản xuất hiệu quả mà còn góp phần giảiquyết việc làm cho người dân, bình ổn giá nguyên liệu Trên cơ sở đó em chọn huyệnYên Thủy - Hòa Bình làm địa điểm đặt nhà máy Nơi đây có nhiều điều kiện thuận lợi
để một nhà máy hoạt động hiệu quả
a Vị trí địa lý:[5]
Huyện Yên Thủy tỉnh Hòa Bình nằm ở vùng Tây Bắc Việt Nam, nằm ở phía cựcnam của tỉnh Hòa Bình, cách thành phố Hòa Bình khoảng 85 km, thành phố Ninh Bình đường quốc lộ 1A khoảng 50km, cách thủ đô Hà Nội, sân bay quốc tế nội bài khoảng100km, cách thành phố Sơn La tỉnh Sơn La khoảng 250km… phía Đông giáp huyện LạcThủy (Hòa Bình) phía Tây giáp huyện Lạc Sơn (Hòa Bình), phía Nam giáp huyện NhoQuan (Ninh Bình), huyện Thạch Thành (Thanh Hóa), phía Bắc giáp huyện Kim Bôi(Hòa Bình)
Yên Thủy là huyện duy nhất của tỉnh Hòa Bình tiếp giáp với 3 vùng lãnh thổ: TâyBắc - Đồng bằng Sông Hồng và Bắc Trung Bộ Với địa hình thuận lợi tiếp giáp 2 vùngkinh tế có dân số đông, lực lượng lao động, khoa học kỹ thuật, tài chính, khả năng đầu tư
Trang 6lớn là những tiềm năng thuận lợi có thể khai thác phục vụ phát triển kinh tế xã hội, YênThủy có vị trí quốc phòng rất quan trọng trong khu vực.
Yên Thủy có sông Lạng bắt nguồn từ xã Bảo Hiệu, Hữu Lợi chảy về sôngNho Quan, có đường quốc lộ 12B đi qua địa bàn huyện dài 22,0 km dọc 5 xã, thị trấn(Lạc Thịnh, Yên Lạc, Phú Lai, Yên Trị, Ngọc Lương, thị trấn Hàng Trạm) và đường HồChí Minh đi qua 4 xã, thị trấn dài 22,5 km bao gồm (Lạc Thịnh, Yên Lạc, Bảo Hiệu, LạcHưng, thị trấn Hàng Trạm)
b Nguồn nhân lực
Dân số trung bình năm 2008 là 63.760 người, trong đó nam giới là 31.712 người,
nữ giới là 32.048 người, dân số trong độ tuổi lao động là 37.064 người
Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên năm 2008 là 0,88%, tỷ lệ sinh là 1,39%, tỷ lệchết là 0,51%
Huyện có 06 dân tộc sinh sống, trong đó dân tộc mường chiếm 67,57%,dân tộc kinh chiếm 32,22% các dân tộc khác chiếm 0,21%
c Nguồn nguyên liệu
Yên Thủy là một trong những huyện có diện tích đất trồng và sản lượng sắn caocủa tỉnh Hòa Bình như: xã Đoàn Kết, Yên Lạc Lượng sắn thu được không chỉ giảiquyết về vấn đề lương thực của người dân, mà còn cung cấp cho các nhà máy chế biếntinh bột sắn ở các vùng lân cận: Ninh Bình, Hà Tây, Thanh Hóa và cả cho xuất khẩunữa
d Hệ thống đường giao thông
- 100% các tuyến đường giao thông từ trung tâm huyện đến trung tâm các xã thịtrấn trong huyện đã được giải nhựa Với phương châm “Nhà nước và nhân dân cùnglàm” hơn 2 năm qua cùng với việc cải tạo sửa chữa các tuyến đường liên thôn, liên xóm,với sự hỗ trợ của Nhà nước toàn huyện đã bê tông hóa được 34 km với tổng kinh phí là5.682,0 triệu đồng, đồng thời tranh thủ các nguồn vốn của tỉnh và nguồn vốn của huyện,
đã tổ chức nâng cấp được nhiều tuyến đường liên xã, liên thôn như tuyến đường namcửa lũy xã Đoàn Kết, tuyến đường khu 7, khu 10 thị trấn Hàng Trạm, đường công vụYên Hòa, Bảo Hiệu…đặc biệt là đường Hồ Chí Minh với chiều dài 22,5km đi qua 5 xã
Trang 7thị trấn của huyện, đường du lịch sinh thái Lạc Sỹ dài 15,3km đi qua các xã (Lạc Lương,Bảo Hiệu, Yên Lạc, Thị trấn hàng trạm) và đường phía nam huyện đi theo chân núitrường sơn dài 20 km góp phần quan trọng vào việc đảm bảo giao thông cho các xã vùngsâu vùng xa, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển văn hóa xã hội và giao lưu kinh tếgiữa các vùng.
e Nguồn điện, nước
- Thủy lợi: Tổng số có 60 hồ chứa nước trên địa bàn huyện cung cấp nước chosản xuất nông nghiệp, chăn nuôi và sinh hoạt của nhân dân…
Trong những năm qua công tác thủy lợi luôn được quan tâm trú trọng từ huyệnđến cơ sở xã, thị trấn bởi các chương trình dự án của tỉnh và trung ương, đã thực hiện tốtviệc cải tạo, nâng cấp xây mới hệ thống kênh mương nội đồng phục vụ cho việc tướitiêu Đến nay có một số công trình thủy lợi đã được cải tạo nâng cấp hoàn thành đi vàophục vụ sản xuất như: Hồ Sậm Vợn (Lạc Lương), hồ Bèo (Đa Phúc), hồ Rộc Bót (HữuLợi) Hồ Cây Chu (Đoàn Kết) và một số công trình khác đang hoàn thiện hồ sơ trình cấp
có thẩm quyền phê duyệt để thực hiện đầu tư
- Điện lưới quốc gia:
Mạng lưới điện ngày càng được mở rộng và nâng cấp về chất lượng, hiện naytrong toàn huyện có 13/13 xã có điện lưới Quốc gia, 146 xóm (đạt 92,99%) có điện lướiQuốc gia, số hộ gia đình dùng điện lưới Quốc gia là 13.542 hộ đạt 94,53% phấn đấu đếnnăm 2010 số hộ dùng điện lưới Quốc gia đạt 97,5%
Trang 8Chương II : Tổng quan về nguyên liệu sắn
II.1 Đặc điểm, cấu tạo, thành phần cơ bản của sắn
các ngôn ngữ khác: cassava, tapioca, yuca, mandioca, manioc, maniok, singkong, ubi
kayu, aipim, macaxeir, kappa, maracheeni) là cây lương thực ăn củ có thể sống lâu năm,
thuộc họ Đại kích (Euphorbiaceae).
được trồng cách đây khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993).Trung tâm phát sinh cây sắn được
chủng loại sắn trồng và hoang dại (De Candolle 1886; Rogers, 1965).Trung tâm phân
Công nguyên, di vật thể hiện củ sắn ở cùng ven biển Peru khoảng 2000 năm trước Công
khoảng 1.200 năm trước Công nguyên, những hạt tinh bột trong phân hóa thạch đượcphát hiện tại Mexico có tuổi từ năm 900 đến năm 200 trước Công nguyên (Rogers 1963,1965)
châu Á, sắn được du nhập vào Ấn Độ khoảng thế kỷ 17 (P.G Rajendran et al, 1995) và
Sri Lanka đầu thế kỷ 18 (W.M.S.M Bandara và M Sikurajapathy, 1992) Sau đó, sắn
kỷ 19 (Fang Baiping 1992 U Thun Than 1992) Cây sắn được du nhập vào Việt Nam
khoảng giữa thế kỷ 18, (Phạm Văn Biên, Hoàng Kim, 1991).Hiện chưa có tài liệu chắcchắn về nơi trồng và năm trồng đầu tiên Ở Việt Nam, sắn được trồng ở khắp nơi từ namchí bắc nhưng do quá trình sinh trưởng và phát dục của sắn kéo dài, sắn giữ đất lâu nênchỉ các tỉnh trung du và thượng du Bắc Bộ như: Phú Thọ, Tuyên Quang, Hòa Bình … làđiều kiện trồng trọt thích hợp hơn cả Khoai mì Việt Nam cũng bao gồm nhiều loại
Trang 9giống Nhân dân ta thường căn cứ vào kích thước, màu sắc củ, thân, gân lá và tính chấtsắn đắng hay ngọt (quyết định bởi hàm lượng axit HCN cao hay thấp) mà tiến hành phânloại Tuy nhiên trong công nghệ sản xuất tinh bột người ta phân thành hai loại: sắn đắng
và sắn ngọt
Năng suất và sản lượng sắn của nhiều tỉnh đã tăng lên gấp đôi do trồng các giốngsắn mới năng suất cao và áp dụng kỹ thuật canh tác sắn thích hợp, bền vững Diện tíchcanh tác giống sắn mới toàn quốc hiện đạt trên 500.000 ha, chủ yếu là KM94, KM140,KM98-5, KM98-1, SM937-26, KM98-7 Sắn lát và tinh bột sắn có lợi thế cạnh tranhcao và thị trường sắn là triển vọng Sự kết hợp giữa phát triển sản xuất và chế biến sắnlàm tinh bột, thức ăn gia súc và làm cồn sinh học đã tạo ra nhiều việc làm, tăng xuấtkhẩu, thu hút đầu tư nước ngoài và góp phần vào công nghiệp hóa, hiện đại hóa một sốkhu vực nông thôn Các nghiên cứu chọn tạo và khảo nghiệm giống sắn nhập nội từCIAT thích hợp cho mục tiêu sản xuất cồn sinh học đang được thực hiện trong chươngtrình sắn Việt Nam Với 24.073 hạt giống sắn nhập nội từ CIAT, 37.210 hạt giống sắnlai tạo tại Việt Nam, 38 giống sắn tác giả và 31 giống sắn bản địa đã chọn được 98 giốngsắn triển vọng Trong đó có ba giống KM140, KM98-5 và KM98-7 đã được phóngthích ở giai đoạn 2007-2009 Những giống sắn mới KM297, KM228, KM318, KM325,KM397, KM414, KM419, KM21-12, SC5, HB60 hiện đang được khảo nghiệm tại ĐồngNai, Tây Ninh, Ninh Thuận, Yên Bái , …
Thời vụ :
- Thời vụ chính (khoảng 70% diện tích), sắn được trồng từ giữa tháng tư đến cuốitháng năm, thu hoạch từ đầu tháng một đến cuối tháng ba năm sau
- Thời vụ phụ (khoảng 30% diện tích), sắn được trồng từ giữa tháng 8 đến giữa tháng
9, thu hoạch từ giữa tháng 9 đến giữa tháng 10 năm sau Sắn trồng ở thời vụ cuối mùamưa có hàm lương tinh bột thấp hơn so với thời vụ trồng đầu mùa mưa, diễn biến hàmlượng tinh bột của sắn trong năm được trình bày ở bảng sau
Trang 10• Hoa là hoa đơn tính có hoa đực và hoa cái trên cùng một chùm hoa Hoacáikhông nhiều, mọc ở phía dưới cụm hoa và nở trước hoa đực nên câyluôn luôn được thụphấn của cây khác nhờ gió và côn trùng.
• Quả là loại quả nang, có màu nâu nhạt đến đỏ tía, có hình lục giác, chiathành bangăn, mỗi ngăn có một hạt, khi chín, quả tự khai
• Rễ mọc từ mắt và mô sẹo cuả hom, lúc đầu mọc ngang sau đó cắm sâuxuống đất.Theo thời gian chúng phình to ra và tích lũy bột thành củ
• Củ khoai mì hai đầu nhọn, chiều dài biến động từ 10-100 cm, trung bìnhkhoảng40-50 cm Đuờng kính củ thay đổi từ 2-20 cm, trung bình 5-7cm Nhìn chung, kíchthước cũng như trọng củ thay đổi theo giống, điềukiện canh tác và độ màu của đất
Trang 11b Cấu tạo [2]
Củ sắn thường gồm bốn phần chính:
Vỏ gỗ gồm các tế bào sít, cấu tạo từ xenluloza hầu như không có tinh bột Vỏ gỗ có tácdụng bảo vệ củ khỏi bị ảnh hưởng của ngoại cảnh Dễ bị tróc khi đào và chuyên chở,nhưng trong bảo quản tươi ở điều kiện thích hợp có thể hình thành lớp vỏ mới ở chỗ sâysát
thành dày, ngoài xenluloza là chính còn có các sắc tố, độc tố,emzim…Vì vỏ cùi chứanhiều tinh bột (5-8%) nên khi chế biến nếu tách đi thì tổn thất tinh bột nếu không táchthì chế biến khó khăn vì nhiều chất trong mủ ảnh hưởng đến màu sắc tinh bột
trong là các hạt tinh bột và nguyên sinh chất Lượng tinh bột trong thịt sắn phân bốkhông đều, nhiều nhất là ở lớp ngoài rồi giảm dần vào trong,kích thước hạt tinh bột sắn
15-80μm
dần tới chuôi Thành phần lõi gần như toàn bộ là xenluloza và hemixenluloza
xenluloza nên cứng như gỗ Loại tế bào này có chứa nhiều ở đầu cuống,sắn lưu niên vànhững củ biến dạng trong quá trìng phát triển Những tế bào ở lớp ngoài thịt sắn chứanhiều tinh bột, càng sâu vào trong hàm lượng tinh bột giảm dần
(C10H17NO6), dưới tác dụng của enzim hay môi trường acid thì phân hủy tạo thànhglucoza, aceton và acid xyanhydric
nhiều tới chất lượng trong bảo quản và chế biến Khi chưa đào hoạt độ chất men trongkhoai mì yếu và ổn định nhưng sau khi đào thì chất men hoạt động mạnh.Polyphenoloxydaza xúc tác quá trình oxy hoá polyphenol tạo thành octoquinon, sau đótrùng hợp các chất không có bản chất phênol như axitamin để hình thành sản phẩm cómàu Trong nhóm polyphenoloxydaza có những enzimoxy hoá các monophenol mà điểnhình là tirozinnaza xúc tác sự oxy hoá acidamin tirozin tạo nên quinon tương ứng Saumột số chuyển hoá các quinon nàysinh ra sắc tố màu xám đen gọi là melanin Đây là mộttrong những nguyên nhân làm cho thịt khoai mì có màu đen mà thường gọi là khoai mìchảy nhựa.Vì enzim tập trung trong mủ ở vỏ cùi cho nên các vết đen cũng xuất hiện
Trang 12trong thịt củ bắt đầu từ lớp ngoại vi.Khi khoai mì đã chạy nhựa thì lúc mài xát khó màphá vỡ tế bào để giải phóng tinh bột do đó hiệu suất lấy tinh bột thấp, mặt khác tinh bộtkhông trắng Ngoài tirozinaza các enzim oxy hoá khử cũng hoạt động mạnh làm tổn thấtchất khô của củ.
màu sẫm đen khó tẩy Khi chế biến, tannin còn có tác dụng với Fe tạo thành sắt tannatcũng có màu xám đen Cả hai chất này đều ảnh huởng đến màu sắc của tinh bột nếu nhưtrong chế biến không tách dịch bào nhanh và triệt để Trong bảo quản khoai mì tươithường nhiễm bệnh thối khô và thối ướt do nấm và vi khuẩn gây nên đặc biệt đối vớinhững củ bị tróc vỏ và dập nát
-Củ sắn được đưa vào sản xuất phải đạt những tiêu chuẩn sau:
Trang 13• Hàm lượng tinh bột lớn hơn 20%
Hiện nay chưa có quy định chung về chất lượng sắn đưa vào sản xuất tinh bộtnhưng ở từng xí nghiệp đều có qui định riêng về chỉ số chất lượng như hàmlượng tinhbột từ 20% trở lên
4%
lại thì cuộng sắn ngắn nhưng nếu bảo quản dự trữ lâu hơn thì cần đểcuộng dài.Yếu tố quan trọng nhất để sản xuất được tinh bột sắn chất lượng cao là toàn bộ quátrình từ khi thu hoạch đến khi hoàn tất công đoạn sấy phải được thực hiện trong thờigian ngắn nhất, có thể do sự hư hỏng bắt đầu xảy ra ngay từ khi ngắt củ và diễn biết suốttrong quá trình chế biến Do đó để hạn chế sắn hư và ảnh hưởng đến thành phẩm thì tất
cả nguyên liệu sắn nhập vào nhà máy đều được nhà máy đưa vào sản xuất ngay
Để bảo quản cần tạo điều kiện càng giống với điều kiện khi chưa đào thì càng bảoquản được lâu tuy nhiên từ 3 tháng trở đi kể cả sắn chưa đào đều có những sự biến đổitrong nội tại trong củ như mọc thêm rễ, phát triển thêm những tế bào mới trong rể.Vớisắn chưa đào thì hàm lượng tinh bột giảm khi luộc không bở, trở nên dẻo và trong,cònsắn đã đào thì bảo quản lại thì củ mềm xốp và hàm lượng tinh bột giảm nhiều, lượng
mủ tăng lên Kinh nghiệm của nhân dân ta là khi đào không nên chặt củ khỏi gốc hoặcnếu chặt thì chặt sát gốc để cuộng dài rồi đắp thành đống chỗ đất khô ráo, không cónước mạch sau đó phủ cát hoặc đất dày khoảng 15-25cm Chỉ nên bảo quản những củnguyên vẹn vì những củ gãy, xây sát thường nhiễm vi sinh vật làm cho củ thối, đặ biệtbệnh thối ướt dể dàng lây sang những củ lân cận rồi lan ra toàn đống Ngoài ra nếu củ bịchảy nhựa nghiêm trọng cũng sẽ dẫn tới hiện tượng thối khô
Nghiên cứu bảo quản sắn theo 2 hướng:
mùn cưa hay xơ dừa và dự trữ trong hầm Nguyên lý của các phương pháp này tạo ra
Trang 14môi trường cất giữ càng ít khác với môi trường khi đào càng tốt,mục đích hạn chế quátrình sinh lý của bản thân củ.
của tế bào củ, tránh tổn thất chất khô do quá trình sinh lý, yêu cầuphải tạo được môitrường ức chế vi sinh vật gây thối rữa, đồng thời lọai trừ khả năng biến màu của củ haylát cũng như sản phẩm chế biến từ củ hay lát đó
II.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trong nước và trên thế giới [6]
a. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới:
Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới có chiều hướng gia tăng từ năm
1995 đến năm 2008 (Bảng 1 dưới đây) Năm 2008, sản lượng sắn thế giới đạt 238,45triệu tấn củ tươi so với 223,75 triệu tấn năm 2007 và năm 1995 là 161,79 triệu tấn Nướcsản xuất sắn nhiều nhất là Nigeria (45,72 triệu tấn), kế đến là Thái Lan (22,58 triệu tấn)
và Indonesia (19,92 triệu tấn) Nước có năng suất sắn cao nhất là Ấn Độ (31,43 tấn/ha),
kế đến là Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với năng suất sắn bình quân của thế giới là 12,87tấn/ha (FAO, 2008) Việt Nam đứng thứ mười về sản lượng sắn trên thế giới (9,38 triệutấn).[6]
Bảng 1.Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của thế giới từ năm 1995 – 2008
Trang 15Năm Diện tích
(triệu ha)
Năng suất (tấn/ha)
Sản lượng (triệu tấn)
Nguồn: Trần Công Khanh tổng hợp từ FAOSTAT qua các năm.
Trên thế giới, sắn được trồng bởi những hộ nông dân sản xuất nhỏ để làm lươngthực- thực phẩm, thức ăn gia súc và để bán Sắn chủ yếu trồng trên đất nghèo và dùng kỹthuật canh tác truyền thống
Mức tiêu thụ sắn bình quân toàn thế giới khoảng 18 kg/người/năm Sản lượng sắncủa thế giới được tiêu dùng trong nước khoảng 85% (lương thực 58%, thức ăn gia súc28%, chế biến công nghiệp 3%, hao hụt 11 %), còn lại 15% (gần 30 triệu tấn) được xuấtkhẩu dưới dạng sắn lát khô, sắn viên và tinh bột (CIAT, 1993) Nhu cầu sắn làm thức ăngia súc trên toàn cầu đang giữ mức độ ổn định trong năm 2006 (FAO, 2007)
Sắn chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu lương thực ở châu Phi, bình quân khoảng 96kg/người/năm.Zaire là nước sử dụng sắn nhiếu nhất với 391 kg/người/năm (hoặc 1123calori/ngày) Nhu cầu sắn làm lương thực chủ yếu tại vùng Saharan châu Phi cả hai dạng
củ tươi và sản phẩm chế biến ước tính khoảng 115 triệu tấn, tăng hơn năm 2005 khoảng
1 triệu tấn
Trang 16Buôn bán sắn trên thế giới năm 2006 ước đạt 6,9 triệu tấn sản phẩm, tăng 11% sovới năm 2005 (6,2 triệu tấn), giảm 14,8% so với năm 2004 (8,1 triệu tấn) Trong đó tinhbột sắn (starch) và bột sắn (flour) chiếm 3,5 triệu tấn, sắn lát (chips) và sắn viên (pellets)3,4 triệu tấn.
Trung Quốc hiện là nước nhập khẩu sắn nhiều nhất thế giới để làm cồn sinh học(bio ethanol), tinh bột biến tính (modify starch), thức ăn gia súc và dùng trong côngnghiệp thực phẩm dược liệu Địa điểm chính tại tỉnh Quảng Tây Năm 2005, TrungQuốc đã nhập khẩu 1,03 triệu tấn tinh bột, bột sắn và 3,03 triệu tấn sắn lát, sắn viên.Năm 2006, Trung Quốc đã nhập khẩu 1,15 triệu tấn tinh bột, bột sắn và 3,40 triệu tấnsắn lát và sắn viên
Thái Lan chiếm trên 85% lượng xuất khẩu sắn toàn cầu, kế đến là Indonesia vàViệt Nam Thị trường xuất khẩu sắn chủ yếu của Thái Lan là Trung Quốc, Đài Loan,Nhật Bản và cộng đồng châu Âu với tỷ trọng xuất khẩu sắn khoảng 40% bột và tinh bộtsắn, 25% là sắn lát và sắn viên (TTTA, 2006; FAO, 2007)
Năm 2006 được coi là năm có giá sắn cao đối với cả bột, tinh bột và sắn lát Việcxuất khẩu sắn làm thức ăn gia súc sang các nước cộng đồng châu Âu hiện đã giảm sútnhưng giá sắn năm 2006 vẫn được duy trì ở mức cao do có thị trường lớn tại TrungQuốc và Nhật Bản (FAO, 2007)
Viện Nghiên cứu Chính sách lương thực thế giới (IFPRI), đã tính toán nhiều mặt
và dự báo tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn toàn cầu với tầm nhìn đến năm 2020 Năm
2020 sản lượng sắn toàn cầu ước đạt 275,10 triệu tấn, trong đó sản xuất sắn chủ yếu ởcác nước đang phát triển là 274,7 triệu tấn, các nước đã phát triển khoảng 0,40 triệu tấn.Mức tiêu thụ sắn ở các nước đang phát triển dự báo đạt 254,60 triệu tấn so với các nước
đã phát triển là 20,5 triệu tấn Khối lượng sản phẩm sắn toàn cầu sử dụng làm lươngthực thực phẩm dự báo nhu cầu là 176,3 triệu tấn và thức ăn gia súc 53,4 triệu tấn Tốc
độ tăng hàng năm của nhu cầu sử dụng sản phẩm sắn làm lương thực, thực phẩm và thức
ăn gia súc đạt tương ứng là 1,98% và 0,95% Châu Phi vẫn là khu vực dẫn đầu sản lượngsắn toàn cầu với dự báo sản lượng năm 2020 sẽ đạt 168,6 triệu tấn Trong đó, khối lượngsản phẩm sử dụng làm lương thực thực phẩm là 77,2%, làm thức ăn gia súc là 4,4%.Châu Mỹ La tinh giai đoạn 1993-2020, ước tốc độ tiêu thụ sản phẩm sắn tăng hàng năm
là 1,3%, so với châu Phi là 2,44% và châu Á là 0,84 - 0,96% Cây sắn tiếp tục giữ vai trò
Trang 17quan trọng trong nhiều nước châu Á, đặc biệt là các nước vùng Đông Nam Á nơi cây sắn
có tổng diện tích đứng thứ ba sau lúa và ngô và tổng sản lượng đứng thứ ba sau lúa vàmía Chiều hướng sản xuất sắn phụ thuộc vào khả năng cạnh tranh cây trồng Giải phápchính là tăng năng suất sắn bằng cách áp dụng giống mới và các biện pháp kỹ thuật tiến
bộ
Ở Việt Nam, cây sắn đã chuyển đổi vai trò từ cây lương thực thành cây côngnghiệp với tốc độ cao, năng suất và sản lượng sắn đã tăng nhanh ở thập kỷ đầu của thế
kỷ XXI (Bảng 2) Cây sắn là nguồn thu nhập quan trọng của các hộ nông dân nghèo dosắn dễ trồng, ít kén đất, ít vốn đầu tư, phù hợp sinh thái và điều kiện kinh tế nông hộ(Hoàng Kim và Phạm Văn Biên, 1997) Nghiên cứu và phát triển cây sắn theo hướng sửdụng đất nghèo dinh dưỡng, đất khó khăn là việc làm có hiệu quả cao (Hoàng Kim vàTrần Công Khanh, 2005), đây là hướng hỗ trợ chính cho việc thực hiện Đề án “Pháttriển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” đã được Thủ tướngChính phủ phê duyệt tại quyết định số 177/2007/ QĐ-TT ngày 20 tháng 11 năm 2007.Tại Việt Nam, sắn được canh tác phổ biến ở hầu hết các tỉnh của các vùng sinhthái nông nghiệp Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam qua các năm và phântheo các vùng sinh thái được thể hiện qua Bảng 2 và Bảng 3 Diện tích sắn nhiều nhất ởvùng Bắc Trung bộ và Duyên hải miền Trung (168,80 ngàn ha) Tây Nguyên là vùngsản xuất sắn lớn thứ hai của cả nước, tập trung chủ yếu ở bốn tỉnh Kon Tum, Gia Lai,Đăk Lăk và Đăk Nông Năm 2008, diện tích sắn của Tây Nguyên đạt 150.100 ha, nhưngnăng suất bình quân chỉ đạt 15,7 tấn/ha, tổng sản lượng 2,35 triệu tấn, thấp hơn rất nhiều
so với năng suất và sản lượng sắn của vùng Đông Nam Bộ (23,74 tấn/ha và 2,69 triệutấn) (Tổng cục thống kê, 2009)
Bảng 2 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của Việt Nam giai đoạn 1995
-2008
Năm Diện tích
(nghìn ha)
Năng suất (tấn/ha)
Sản lượng ( triệu tấn)
Trang 18Nguồn: Trần Công Khanh tổng hợp từ Niên giám thống kê qua các năm.
Bảng 3 Diện tích, năng suất và sản lượng của các vùng sinh thái Việt Nam năm
2008
(1000 ha)
Năng suất (tấn/ha)
Sản lượng (1000 tấn)
Trang 196 Đồng bằng sông Cửu Long 7,40 14,43 106,80
Nguồn: Trần Công Khanh tổng hợp từ Niên giám thống kê qua các năm
Sắn cũng là cây công nghiệp có giá trị xuất khẩu và tiêu thụ trong nước Sắn lànguyên liệu chính để chế biến bột ngọt, bio- ethanol, mì ăn liền, bánh kẹo, siro, nướcgiải khát, bao bì, ván ép, phụ gia dược phẩm, màng phủ sinh học và chất giữ ẩm cho đất.Toàn quốc hiện có trên 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn với tổng công suất khoảng 3,8triệu tấn củ tươi/năm và nhiều cơ sở chế biến sắn thủ công rãi rác tại hầu hết các tỉnhtrồng sắn Việt Nam hiện sản xuất mỗi năm khoảng 800.000 – 1.200.000 tấn tinh bộtsắn, trong đó trên 70% xuất khẩu và gần 30% tiêu thụ trong nước Sản phẩm sắn xuấtkhẩu của Việt Nam chủ yếu là tinh bột, sắn lát và bột sắn.Thị trường chính là TrungQuốc, Đài Loan, Nhật Bản, Singapo, Hàn Quốc.Đầu tư nhà máy chếbiến bio- etanol làmột hướng lớn triển vọng
Năm 2009 Việt Nam đã xuất khẩu 3,3 triệu tấn, trị giá 574 triệu USD Mười thángđầu năm nay tình hình xuất khẩu mặc hàng này cũng đạt được 418 triệu USD với 65nghìn tấn Trong đó hơn 90% sản lượng sắn được xuất sang Trung Quốc, với giá xuấthoàn toàn phụ thuộc vào nước ngoài Kết quả này là do thị trường Trung Quốc đang dầnphục hồi Đây là một con số rất có ý nghĩa trong bối cảnh thị trường khá khó khăn nhưhiện nay
Theo ước tính của Bộ Công thương, với tổng diện tích vào khoảng 510.000 ha, năng suấtbình quân 18,7 tấn/ha, năm nay tổng sản lượng sắn cả nước ước đạt khoảng 8,1 - 8,6triệu tấn Nếu trừ đi 22,4% sản lượng vào chế biến thức ăn chăn nuôi; 16,8% cho chếbiến thủ công và 12,2% dùng ăn tươi, thì còn khoảng 48,6% (tương đương hơn 4 triệutấn sắn) cho xuất khẩu Hiện nay, Việt Nam đang đứng thứ mười trên thế giới về sản
lượng sắn (7,71 triệu tấn).[6]
Sản xuất lương thực là ngành trọng tâm và có thế mạnh của Việt Nam tầm nhìnđến năm 2.020 Chính phủ Việt Nam chủ trương đẩy mạnh sản xuất lúa, ngô và coi trọngviệc sản xuất sắn, khoai lang ở những vùng, những vụ có điều kiện phát triển Thị trườngxuất khẩu sắn lát và tinh bột sắn Việt Nam dự báo thuận lợi và có lợi thế cạnh tranh cao
Trang 20do có nhu cầu cao về chế biến bioethanol, bột ngọt, thức ăn gia súc và những sản phẩmtinh bột biến tính Diện tích sắn của Việt Nam dự kiến ổn định khoảng 450 nghìn hanhưng sẽ tăng năng suất và sản lượng sắn bằng cách chọn tạo và phát triển các giống sắntốt có năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao, xây dựng và hoàn thiện quy trình kỹthuật canh tác sắn bền vững và thích hợp vùng sinh thái
Chương III: Quy trình sản xuất và thuyết minh quy trình sản xuất
III.1 Quy trình sản xuất tinh bột sắn