3.2.2.1. Sơ đồ dòng chi tiết
Cân bằng nguyên vật liệu:
Đặc điểm của quá trình sản xuất tinh bột sắn mì là sử dụng nhiều nước. Do quy mô sản xuất nhỏ lẻ, không có đồng hồ theo dõi nước nên lượng nước sử dụng ở từng công đoạn được ước lượng tính toán theo phương pháp mở máy bơm nước và tính thời gian.
Nước sử dụng = Lưu lượng nước x Thời gian (m3)
Sau quá trình lắng bột, phần nước lắng ở trên được thải bỏ hết, chỉ có một phần nhỏ nước ở trong bột mủ được gạn ra để riêng nên lượng nước thải được tính
Nghiền Lắng Lọc tách bã (1) Phơi Nhập nguyên liệu Dầu diezen nước Đóng bao Nước, điện Nước thải, bột mủ Bã ướt Bột rơi vãi, bụi sắn Lọc tách bã (3) Lọc tách bã (2) Nước Nước Điện Điện Điện Hình 3.8. Sơ đồ dòng thải
dựa vào kích thước bể chứa bột. Lượng nước thải chính là thể tích phần chứa nước trong của hồ.
Thể tích nước thải = Chiều dài x Chiều rộng x Chiều cao (m3)
(Với chiều dài, rộng, cao là kích thước bể lắng bột - phần chứa nước thải). Do quá trình sản xuất được chia làm 2 lần/ngày mỗi lần xay 1 tấn củ. Vì thế để tiện cho việc tính toán, cân bằng vật liệu được thực hiện dựa vào số liệu đo đạc và tính cho 1 tấn củ khoai mì tươi.
Bảng 3.3. Cân bằng vật liệu cho 1 tấn sắn nguyên liệu tại nhà Ông Hiệp Công
đoạn Tên Đầu vào Lƣợng Đầu ra Dòng thải
(kg) Tên Lƣợng (kg) Tên Lƣợng (kg)
1.Xay-
nghiền Củ sắn Nước 1000 4,2 Bột nhão 1004,2 2.Lọc,
Tách bã Bột nhão Nước 4,3 (m1004,2 3) Nước bột sắn Bã ướt (80%) 360 3.Lắng
Tách bột
Nước bột sắn Tinh bột ướt 440 (40%) Bột mủ ướt Nước thải 60 4 (m3) 4.Phơi
bột Tinh bột ướt 450 Tinh bột khô (14%) 300
Số liệu về độ ẩm của tinh bột dựa theo kết quả nghiên cứu của Th.S Cao văn Hùng (2001). Cũng trong tài liệu nghiên cứu này được biết thành phần của tinh bột mì thành phẩm có: hàm lượng tinh bột 80 – 98% chất khô, tro 0,2 – 1%, xơ 0,3 – 0,8%, độ ẩm 8 – 14%, pH 3,8 – 7.
Đối với địa bàn thôn Vĩnh Thái sản xuất tinh bột mì còn rất thô sơ và không có cả công đoạn rửa củ chất lượng tinh bột không cao, nên chọn hàm lượng tinh bột chiếm 85% chất khô.
Củ mì tươi có hàm lượng tinh bột trung bình chiếm 28% củ mì tươi theo Bộ công thương (2010).
Từ những số liệu trên cân bằng vật liệu trên 1 tấn sắn nguyên liệu sẽ được tính toán và trình bày trên Bảng 3.4.
Bảng 3.4. Kết quả cân bằng vật liệu cho 1 tấn sắn nguyên liệu tại nhà Ông Hiệp STT KẾT QUẢ CÂN BẰNG VẬT CHẤT TRÊN 1 TẤN CỦ LƢỢNG
1 Khối lượng củ chế biến 1000 kg
3 Khối lượng bã xay (80%) 360 kg
4 Khối lượng bột mủ khô thu hồi 20 kg
5 Khối lượng sản phẩm tinh bột 300 kg
6 Khối lượng chất khô thu được (300* (1 – 0,14))
Khối lượng tinh bột thực tế thu được (219* 85/100)
258 kg 219 kg 7 Khối lượng tinh bột khô tính theo lí thuyết
( Hàm lượng tinh bột chiếm 28% củ mì)
280 kg
8 Hiệu suất thu hồi tinh bột trên thực tế (219*100/280) 78,2% 9 Tinh bột không được thu hồi trong chế biến 21,8%
10 Khối lượng nước dùng 4,3 m3
Như vậy, hiệu suất thu hồi tinh bột là tương đối thấp, 21,8% tinh bột không thu hồi được trong đó có khoảng 7,1% (20kg) là bột mủ và còn lại là thất thoát vào nước thải, bã thải và rơi vãi bột lúc phơi và đóng bao.
Định mức thải trung bình của 1 tấn tinh bột sắn thành phẩm là:
Bã ướt: 1,2 tấn,
Nước thải: 14,3 m3 (trong đó 13,3 m3 cho lọc tách bột, 1 m3 vệ sinh thiết bị, nhà xưởng) và nếu tính thêm cả phần nước dùng rửa củ (1m3/tấn củ tươi) thì định mức nước thải sẽ là 17,6 m3.
Cân bằng năng lƣợng:
Tiến hành một phép cân bằng năng lượng là nhiệm vụ phức tạp hơn nhiều so với cân bằng nguyên liệu. Mặt dù đối với dòng năng lượng, người ta vẫn áp dụng chung quy luật cơ bản (năng lượng đầu vào bằng năng lượng đầu ra), nhưng các dòng năng lượng đầu ra thường khó nhận biết hơn với dòng nguyên liệu vì khó định lượng và quan sát được. Quá trình sản xuất tinh bột khoai mì ở khu vực này chỉ tiêu
hao năng lượng điện là chủ yếu, vì nước dùng trong khâu lọc bột đều được bơm trực tiếp nhờ máy bơm và thiết bị cánh khuấy tách bã cũng vận hành bằng điện.
Bảng 3.5. Các thiết bị điện đƣợc sử dụng trong sản xuất
STT Tên thiết bị Công suất
KW Số lƣợng Thời gian sử dụng cho 1 tấn củ (h) 1 Bơm nước 0,75 1 0,8
2 Bơm hồi lưu nước chứa bột 0,375 1 0,3
3 Động cơ cánh khuấy 2 1 1,2
Tổng điện năng tiêu thụ: 3,1 KWh
Định mức điện năng tiêu thụ cho 1 tấn sản phẩm: 10,3 KWh
Ngoài ra còn có thiết bị xay nghiền củ chạy bằng động cơ máy nổ, lượng dầu diezen tiêu thụ: là 6,7 lít/tấn tinh bột.
Nhận xét:
Qua kết quả cân bằng vật chất ta thấy rằng:
Hộ gia đình Ông Phan Văn Hiệp không có dòng nước thải từ quá trình rửa củ, nên tổng lượng nước thải thấp hơn so với nhiều địa phương khác (16 – 20 m3), nhưng chất lượng tinh bột sẽ không cao có lẫn nhiều tạp chất đất cát. Tái sử dụng nước sau lắng cho quá trình rửa củ sẽ là giải pháp hiệu quả cho vấn đề này.
So với nước thải/1 tấn củ của các hộ gia đình khác trong thôn (3 – 5 m3) thì lượng nước thải vẫn ở mức trung bình.
Ngoài nước dùng trong chế biến bột mì, nước dùng cho vệ sinh nền nhà, thiết bị, công nhân cũng rất lớn (khoảng 1m3/tấn sản phẩm). Đồng thời nước sinh hoạt và nước sản xuất cùng thải ra một nơi nên tổng lượng nước thải lớn làm cho mức độ gây ô nhiễm càng cao.
Chất thải rắn sinh ra lớn chứa nhiều nước, gây mùi hôi khó chịu.
Quá trình sản xuất dùng nước bơm trực tiếp từ giếng lên cho mỗi giã lọc bột mì nên hao phí điện năng và giảm tuổi thọ máy bơm.