Chương 2: THỰC TRẠNG PHÁT TRIỂN NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT KHOAI MÌ TẠI TỈNH TÂY NINH
2.3. Thực trạng phát triển ngành chế biến tinh bột khoai mì theo hướng bền vững về môi trường tại Tây Ninh
2.3.1. Công nghệ chế biến
Nhìn chung các bước sản xuất tinh bột khoai mì của các công nghệ là giống nhau gồm: tách đất cát, rửa, nghiền, tách bã, tách nước và sấy. Công nghệ sản xuất khoai mì được chia theo quy mô, các cơ sở có công suất nhỏ là các cơ sở sản xuất nhỏ, công nghệ lạc hậu. Các cơ sở có công suất lớn hơn là các cơ sở sản xuất có công nghệ hiện đại. Ngoài ra công nghệ sản xuất tinh bột còn chia theo mức độ công nghệ như công nghệ thủ công (sản xuất mì rấm), công nghệ bán hiện đại và công nghệ hiện đại. Việc nắm rõ được quy trình sản xuất trong ngành chế biến tinh bột khoai mì giúp chúng ta biết được khâu nào tiêu thụ điện, nước để từ đó có những biện pháp giúp giảm tiêu thụ.
h
Sơ đồ tổng thể quy trình chế biến tinh bột khoai mì tại Tây Ninh theo 03 công nghệ sản xuất sản phẩm như sau:
2.3.1.1. Quy trình sản xuất mì rấm
Hình 2.2. Quy trình sản xuất mì rấm
Nguồn: Tác giả tổng hợp 2.3.1.2. Quy trình công nghệ sản xuất bột tinh
Tùy theo công nghệ sản xuất của từng nhà máy nên sản phẩm làm ra có 2 loại là sản phẩm tinh bột ướt và sản phẩm tinh bột khô (đã qua giai đoạn sấy). Sự khác nhau điển hình giữa các nhà máy sản xuất bột tinh là sản phẩm làm ra dạng bột ướt bán cho các địa phương lân cận và sản phẩm tinh bột đã sấy khô bán cho địa phương trong nước và xuất khẩu. Lượng bã mì sinh ra cũng rất lớn, một số nhà máy bán phần bã mì ướt sinh ra, một số thì làm khô (phơi khô, sấy khô) bã mì trước khi bán đi. Ngoài ra công nghệ sản xuất hiện đại hay bán hiện đại cũng làm ảnh hưởng chính đến chất lượng sản phẩm và chi phí phát sinh trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, nhìn chung quy trình sản xuất không có nhiều sự khác biệt. Quy trình công nghệ cụ thể được tóm lược như sau:
Củ mì tươi
Bào vỏ
Ngâm rửa củ
Nghiền, tách bã
Hồ lắng
Xả nước
Bột ướt thành phẩm
Vỏ, đầu củ, đất cát,...
Nước thải Nhân công
Nước Nhân công Nước Điện Nước
Bã mì,...
Nước thải
Nước thải
h
- Công nghệ bán hiện đại
Một số cơ sở chuyển đổi một phần công nghệ cũ sang công nghệ mới. Nhất là các khâu rửa, mài, nghiền củ, tách bã, tách mủ và sấy. Riêng quá trình thu tinh bột tươi vẫn áp dụng công nghệ cũ là máng lắng. Các đơn vị sử dụng công nghệ này điển hình là DNTN Tư Bông, DNTN Sầm Hên, Tây Ninh. Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột theo công nghệ này như Hình 2.3.
Hình 2.3. Quy trình sản xuất tinh bột mì bán tự động
Nguồn: Tác giả tổng hợp - Công nghệ hiện đại
Một số chuyển đổi công nghệ cũ sang công nghệ mới từ rửa, mài, nghiền củ, tách bã, tách mủ, tách tinh bột và sấy. Các đơn vị sử dụng công nghệ này điển hình
Củ mì tươi
Tách tạp chất và rửa
Ngâm rửa củ
Băm, mài củ
Nghiền
Li tâm tách bã, tách mủ
Máng lắng tinh bột
Vỏ, đầu củ, đất cát,...
Nước thải Điện
Nước Nhân công Nước Điện Nước
Bã Nước thải Điện
Nước Điện Nước
Sấy, làm nguội
Nước Nước thải
Khí nóng
Đóng gói sản phẩm
Khí thải
h
là Công ty Hữu Đức, Cty Hồng Phát, Tây Ninh. Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột theo công nghệ này như hình 2.4.
Hình 2.4. Quy trình sản xuất tinh bột mì hiện đại
Nguồn: Tác giả tổng hợp 2.3.1.3. Quy trình sản xuất tinh bột bột biến tính
Một số doanh nghiệp đầu tư công nghệ hiện đại sản xuất tinh bột biến tính điển hình như Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Tân Châu thuộc công ty CP nông sản thực phẩm Quảng Ngãi, Công ty TNHH Miwon Việt Nam tại Tây Ninh, DNTN Sầm Nhứt.
Củ mì tươi
Tách tạp chất và rửa
Ngâm rửa củ
Băm, mài củ
Nghiền
Li tâm tách bã, tách mủ (lần 1, 2, 3)
Li tâm tách nước
Vỏ, đầu củ, đất cát,...
Nước thải Điện
Nước
Nhân công Nước Điện Nước
Bã Nước thải Điện
Nước
Điện Nước
Sấy, làm nguội
Nước thải
Khí nóng
Đóng gói sản phẩm
Khí thải
h
Hình 2.5. Sơ đồ công nghệ sản xuất tinh bột biến tính
Nguồn: Tác giả tổng hợp Nhìn chung, với quy mô chế biến chủ yếu là nhỏ và vừa, các nhà máy chế biến tinh bột khoai mì tại Tây Ninh chủ yếu sử dụng công nghệ bán hiện đại và thủ công. Số lượng các nhà máy sử dụng công nghệ hiện đại khá ít. Đặc điểm của công
50 kg 20 kg
Hàm lượng nước 33-34%
Độ pH 5,0 Hàm lượng
nước 11,5%
Tinh bột Bột Ca(OH)2 Chất hóa dương tính Nước
Cân đong tự động
Độ tinh khiết 99,9%
Cân đong tự động
Độ pH 5,0 Độ tinh khiết 65%
Cân đong tự động
Cân đong tự động
Phối trộn lần 1 (Bột) Phun hóa chất Phối trộn lần 1 (Lỏng + Bột)
Phối trộn
Xi lô hóa già Thời gian 72 giờ
Công đoạn trung hòa Cân đong tinh bột biến tính
Cân đong chất trung hòa Cân đong chất khử bột
Phối trộn trung hòa
Cân đong tự động
Cân đong tự động
Tổng trọng lượng tinh bột sau phản ứng: 578 kg
Hiệu suất phản ứng: 85-90%
(Nhiệt độ ủ 40oC, hàm lượng nước 17%)
h
nghệ thủ công và bán hiện đại là tiêu hao lượng nước khá lớn cho quá trình chế biến tinh bột khoai mì. Bên cạnh đó, các khâu trong quy trình chế biến ở những công nghệ cũ không khép kín, dẫn đến lượng chất thải nhiều, gây mất vệ sinh tại cơ sở chế biến, phần nào cũng ảnh hưởng đến chất lượng tinh bột thành phẩm. Một số nhà máy áp dụng công nghệ chế biến như sau:
Bảng 2.6. Công nghệ chế biến tại một số nhà máy TT Nhà máy Sản phẩm Công suất (tấn
SP/ngày) Quy mô Các công nghệ chế biến đã áp dụng
1
Công ty TNHH Trường Thịnh
Tinh bột
khô 200 Lớn
- Áp dụng công nghệ Đức (Sepa 3 pha)
- Có tuần hoàn nước thải - Không sấy bã mì 2
Công ty TNHH MTV Nguyên Liêm
Tinh bột
khô 200 Lớn
- Áp dụng công nghệ Đức (Sepa 3 pha)
- Có tuần hoàn nước thải - Không sấy bã mì 3
DNTN chế biến khoai mì Đỗ Phủ
Tinh bột
khô 190 Lớn
- Áp dụng công nghệ Trung Quốc
- Có tuần hoàn nước thải - Không sấy bã mì 4
Công ty TNHH Việt Úc
Tinh bột
khô 160 Vừa
- Áp dụng công nghệ Đức (Sep 2 pha)
- Tuần hoàn nước thải - Không sấy bã 5 DNTN Xuân
Hồng
Tinh bột
khô 100 Vừa
- Áp dụng công nghệ Đức, thiết bị Decanter Nhật - Có tuần hoàn nước thải - Không sấy bã
6
Công ty TNHH Khoai mì Dương Minh Châu
Tinh bột
khô 90 Vừa
- Áp dụng công nghệ Đức (Sep 2 pha)
- Tuần hoàn nước thải - Có hệ thống sấy bã mì 7
Công ty TNHH Hồng Phát
Tinh bột
khô 137 Vừa
- Áp dụng công nghệ Trung Quốc
- Có tuần hoàn nước thải - Không sấy bã mì 8
DNTN chế biến củ mì Hồng Phát
Tinh bột
khô 80 Nhỏ
- Áp dụng công nghệ Trung Quốc
- Có tuần hoàn nước thải - Có sấy bã
Nguồn: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Tây Ninh Nhìn chung quá trình sản xuất tinh bột khoai mì của các nhà máy này là như nhau tuy nhiên các thiết bị sử dụng để thực hiện các quá trình sản xuất cũng có
h
nhiều điểm khác nhau. Ngoài ra các dòng vật chất chi tiết của từng quá trình và thiết bị cũng được bố trí khác nhau. Các điều này dẫn đến mức tiêu hao nguyên nhiên vật liệu cũng rất khác nhau, do vậy mục tiêu của nội dung này là đánh giá chi tiết các nhà máy này để đưa ra cách thực hiện các quá trình cũng như thiết bị sử dụng hiệu quả nhất để từ đó xây dựng nên mô hình mẫu SXSH cho ngành, mô hình này là cơ sở để các nhà máy khác tham khảo và điều chỉnh quy trình công nghệ sản xuất cho phù hợp.
2.3.2. Hiện trạng tiêu hao năng lượng điện, nhiên liệu 2.3.2.1. Năng lượng
Năng lượng được sử dụng trong các nhà máy chế biến tinh bột khoai mì chủ yếu là điện năng, điện được sử dụng cho vào 3 hoạt động sau:
- Hoạt động chế biến
Mức tiêu hao năng lượng điện trong sản xuất phụ thuộc vào công suất sản xuất, ngoài ra còn phụ thuộc rất lớn vào từng công nghệ sản xuất (thủ công, bán hiện đại, hiện đại).
- Hoạt động xử lý chất thải
Lượng chất thải phát sinh lớn và phải hoạt động thường xuyên nên lượng điện năng tiêu hao cho hoạt động xử lý chất thải khá lớn, lượng điện năng tiêu hao cho hoạt động xử lý chất thải có thể chiếm đến 30% tổng lượng điện tiêu thụ của doanh nghiệp.
Các hoạt động xử lý chất thải tiêu hao năng lượng điện: Hệ thống xử lý nước thải hoạt động 24/24 tiêu hao lượng điện năng khá lớn; Xử lý bùn thải bằng máy ép bùn; Sấy khô bã bột.
- Điện cho chiếu sáng và làm mát
Nếu khu vực sản xuất không tận dụng tốt được ánh sáng tự nhiên và thông thoáng sẽ cần sử dụng khá nhiều đèn chiếu sáng và quạt làm mát. Bên cạnh đó, việc sử dụng thiết bị chiếu sáng và làm mát không tiết kiệm điện tại nhiều doanh nghiệp cũng gây ra tình trạng lãng phí điện năng.
Để đánh giá về mức tiêu hao năng lượng điện trong chế biến tinh bột khoai mì, tác giả đã thực hiện thu thập đánh giá mức độ tiêu hao năng lượng điện tại một số nhà máy chế biến tinh bột khoai mì tại tỉnh Tây Ninh, cụ thể như sau:
h
Bảng 2.7. Mức tiêu hao năng lượng điện tại một số nhà máy
TT Quá trình ĐVT Trường Thịnh
Nguyên Liêm
Hồng Phát DMC
Việt Úc
Hồng Phát Châu Thành
Xuân
Hồng Đổ Phủ Dương Minh Châu
Mô hình mẫu
1
Năng lượng điện sử dụng trung bình (chỉ tính trong sản xuất)
kWh/tấn
SP 278,8 225,1 208 261,4 224,744 180,28 289,305 263,407
2 Từ nạp liệu đến rửa
kWh/tấn
SP 4,23 12,05 15,14 5,29 2,058 3,71 3,355 29,821 2,058 3
Từ quá trình băm, đập nghiền
kWh/tấn
SP 53,83 57,32 31,65 69,88 64,686 59,935 39,237 35,035 31,65
4
Li tâm tách bã đến trước khi vào Sepa tách mủ
kWh/tấn
SP 49 40,74 57,59 25,63 54,182 11,8 34,61 56,971 11,8
5 Quá trình tách mủ
kWh/tấn
SP 55,9 42,73 33,7 39,77 37,956 36,62 45,61 27,785 27,785 6 Li tâm tách
bột
kWh/tấn
SP 28 10,58 9,67 40,98 29,372 7,74 27,27 24,228 7,74
7
Sấy, làm nguội, đóng gói và lò đốt
kWh/tấn
SP 42 36,12 24,36 40,1 14,087 46,467 61,627 47,285 14,087
8 XLNT kWh/tấn
SP 23,72 25,0 26,09 15,31 13,194 9,956 18,864 12,721 9,956 9 Nước cấp kWh/tấn
SP 9,12 21,27 4,67 15,97 9,197 4,05 10,474 21,18 4,05 10 Sấy bã kWh/tấn
SP - - - - 3,39 - 55,322 29,364 3,39
Nguồn: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Tây Ninh Kết quả kiểm toán cho thấy mức tiêu thụ điện năng của các nhà máy hiện nay dao động từ 108 – 289 kWh/tấn sản phẩm (tương đương 0,389 – 1,04 MJ/kg sản phẩm). Trên thế giới, ngành sản xuất tinh bột khoai mì tiêu thụ điện từ 0,32- 0,929 MJ/kg sản phẩm. Điều này cho thấy mức tiêu thụ năng lượng của ngành sản xuất tinh bột mì của Tỉnh còn cao hơn so với mức trung bình được báo cáo bởi tài liệu tổng quan. Ngoài ra mức tiêu thụ năng lượng giữa các nhà máy khác nhau nhiều do vậy có nhiều tiềm năng trong tiết kiệm năng lượng bằng cách so sánh với các nhà máy khác của tỉnh hoặc trên thế giới.
Từ mức sử dụng năng lượng tại các nhà máy chế biến tinh bột khoai mì như trên, có thể thấy, mức độ tiêu hao điện năng của các cơ sở chế biến tùy thuộc vào công nghệ sử dụng trong quá trình chế biến và năng suất hoạt động của các nhà
h
máy. Nhìn chung, mức tiêu hao năng lượng tại các nhà máy chủ yếu là phục vụ cho quy trình chế biến. Năng lượng điện sử dụng bình quân trên 200 Kwh/tấn sản phẩm.
Đây là mức độ tiêu hao năng lượng điện cao, các cơ sở chế biến phải trả số tiền mua điện khá lớn để phục vụ sản xuất, chế biến.
2.3.2.2. Nhiên liệu
- Nhiên liệu đốt cho lò sấy
Phần lớn các doanh nghiệp sản xuất bột khoai mì khô hay sấy khô bã mì đều tận dụng lượng khí biogas sinh ra từ quá trình xử lý nước thải làm nhiên liệu đốt cho lò sấy. Tuy nhiên, việc đốt nhiên liệu khí biogas không kiểm soát và không qua lọc khí trước khi đốt là nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm môi trường không khí xung quanh, cần sớm có giải pháp khắc phục.
Số ít doanh nghiệp còn phải sử dụng thêm dầu FO vì lượng khí sinh học không đủ sử dụng cho lò sấy.
- Nhiên liệu sử dụng cho xe xúc, xe nâng, xe kéo
Nhiên liệu chính sử dụng cho các loại xe xúc, xe nâng] và xe kéo trong sản xuất là dầu DO, chủ yếu trong các hoạt động chính là vận chuyển mì đến phễu nạp liệu để bắt đầu sản xuất.
2.3.3. Công nghệ xử lý nước thải
Việc xử lý chất thải trong chế biến tinh bột khoai mì được thực hiện theo quy định tại Thông tư số 31/2017/TT-BTNMT ngày 27/9/2017 của Bộ Tài Nguyên và Môi trường ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường, trong đó quy định chi tiết về quy chuẩn kỹ thuật quốc gia vè nước thải chế biến tinh bột khoai mì.
Đảm bảo toàn bộ lượng chất thải rắn và chất thải nguy hại được thu gom và xử lý theo quy định, theo đúng Nghị định số 38/2015/NĐ-CP của Chính Phủ ngày 24/04/2015 về quản lý chất thải và phế liệu, Thông tư số 36/2015/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường ngày 30/06/2015 về việc quản lý chất thải nguy hại.
Chất thải chủ yếu trong hoạt động chế biến tinh bột khoai mì là nước thải. Với đặc trưng là hoạt động chế biến sử dụng nhiều đến nguồn nước, mức độ hao phí nước tại một số nhà máy chế biến được cụ thể như sau:
h
Bảng 2.8. Tổng hợp nhu cầu sử dụng nước cho các quá trình sản xuất tại các Nhà máy chế biến tinh bột khoai mì
TT Quá trình ĐVT Trường Thịnh
Nguyên Liêm
Hồng Phát
Việt Úc
Hồng Phát Châu Thành
Xuân Hồng
Đổ Phủ
Dương Minh Châu
Mô hình mẫu
1
Nước sử dụng trung bình cả nhà máy (chưa kể sinh hoạt, vệ sinh)
m3/tấn SP 12 18,78 17,4 26,78 15,328 8 18,355 27,157 4,7
2 Từ nạp liệu
đến rửa m3/tấn SP 0 4,0 2,74 0 5,255 0 0,847 0 0
3
Từ quá trình băm, đập đến trước khi vào Sepa
m3/tấn SP 3,35 7,36 6,32 12,66 5,839 1,2 7,780 17,142 1,2
4 Quá trình tách
mủ m3/tấn SP 8,43 6,53 8,16 12,8 3,503 6,41 13,96 9,757 3,503
5 Nước thải
tổng m3/tấn SP 14,16 22,7 19,2 25 17,607 9,926 23,452 34,74 9,926
6 Lượng khí CH4 sinh ra
kgCH4/tấn
SP 54,3 44,28 68,24 96,35 66,773 22,058 17,671 108,501 17,671 7
Tinh bột thất thoát vào nước thải
Kg tinh
bột/tấn SP 44,96 27,42 64,66 90,6 30,561 28,638 65,06 88,028 27,42 Nguồn: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Tây Ninh
h
Kết quả trên cho thấy định mức sử dụng nước sạch của các nhà máy sản xuất tinh bột mì rất khác nhau dao động từ 8 – 27 m3/tấn sản phẩm. Nhìn chung định mức này cũng khá tương đồng với các nghiên cứu về ngành này trên thế giới. Lượng nước tiêu thụ cho quá trình sản xuất tinh bột trên thế giới được báo cáo là 10-30 m3/tấn tinh bột.
Trong 8 nhà máy được phân tích thì có nhà máy có hiệu quả sử dụng nước khá tốt, chỉ 8m3/tấn sản phẩm, điều này cho thấy ngành sản xuất tinh bột khoai mì của tỉnh đã có những hiệu quả nhất định trong công tác SXSH. Tuy nhiên phần lớn các nhà máy vẫn còn sử dụng nước khá nhiều, phân tích nguyên nhân dẫn đến sự khác biệt của từng nhà máy đối với các quá trình sản xuất. Cụ thể như sau:
- Nhà máy Việt Úc sử dụng nước nhiều do bố trí các dòng trong quá trình sản xuất chưa tối ưu. Hầu hết các nhà máy dung dịch sữa sau khi ra khỏi hệ thống li tâm tách bã và trước khi vào Sepa tách mủ đều có nồng độ tinh bột ở mức 2 – 3 độ Bé.
Điều này có nghĩa là cùng 1 tấn sản phẩm thì lượng nước cần dùng là giống nhau tuy nhiên khác nhau ở chỗ nếu nhà máy nào tái sử dụng nước từ sepa cho quá trình băm nghiền và li tâm thì sẽ tiết kiệm được nhiều nước sử dụng. Xét quy trình của Việt Úc cho thấy nước thải từ sepa chủ yếu dùng cho quá trình rửa và thải vào hệ thống XLNT trong khi đó Trường Thịnh sử dụng sepa 3 pha của Đức, nước từ pha 2 của sepa được tái sử dụng cho các quá trình đập, nghiền và li tâm, tương tự Hồng Phát cũng tái sử dụng 01 phần.
- Đối với tiêu thụ nước, kết quả trên cho thấy Nhà máy sản xuất của công ty Việt Úc có nhiều tiềm năng SXSH nhất kế đến là Hồng Phát và Nguyên Liêm.
- Đối với tổn thất tinh bột ta nhận thấy Nguyên Liêm có tỷ lệ tổn thất vào nước thấp nhất kế đến là Trường Thịnh, Hồng Phát và Việt Úc. Điều này có thể giải thích là Nguyên Liêm vừa mới lắp đặt hệ thống Sepa theo công nghệ Đức nên tỷ lệ thất thoát ít hơn. Trong khi đó Trường Thịnh cũng lắp đặt Sepa Đức tuy nhiên model cũ (đã lắp đặt khoảng 10 năm) do đó tỷ lệ tổn thất cao hơn Nguyên Liêm.
Quá trình quản lý nội vi trong nhà máy không tốt là nguyên nhân làm thất thoát và gây lãng phí rất lớn, gây ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu quả kinh tế của các cơ sở chế biến và ảnh hưởng đến môi trường xung quanh do lượng nước thải xả ra quá nhiều.
h