đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường do sản xuất tinh bột sắn và đề xuất phương án công nghệ khả thi xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột sắn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
o0o



NGUYỄN HOÀNG QUÝ

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG DO SẢN XUẤT
TINH BỘT SẮN VÀ ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN CÔNG NGHỆ KHẢ THI
XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN




LUẬN VĂN THẠC SĨ



Hà Nội - 2011



BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
o0o

NGUYỄN HOÀNG QUÝ

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG DO SẢN XUẤT
TINH BỘT SẮN VÀ ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN CÔNG NGHỆ KHẢ THI
XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN

Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng
Mã số : 60 85 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
PGS.TS. NGUYỄN THỊ SƠN


Hà Nội - 2011



LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này ngoài sự nỗ lực của bản thân cho
phép tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS.Nguyễn Thị Sơn, người đã tận tình giúp
đỡ, cung cấp những kiến thức thực tế quý báu; đồng thời cô đã tạo cho tôi niềm say
mê nghiên cứu khoa học mà luận văn tốt nghiệp này đối với tôi mới chỉ là sự khởi
đầu. Xin cảm ơn anh Ngô Việt Hùng – Giám đốc công ty TNHH Minh Quang cùng
tập thể cán bộ kỹ thuật, công nhân viên nhà máy đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho
tôi trong quá trình tôi khảo sát tại quý cơ quan. Xin chân thành cảm ơn tập thể các
thầy cô giáo khoa môi trường – trường đại học Thủy Lợi, tuy mới thành lập, nhưng
những bước tiến của khoa trong những năm qua thật đáng trân trọng; tôi tự hào là
học viên của những khóa đào tạo cao học đầu tiên của khoa; mong rằng khoa sẽ

sớm trưởng thành và trở thành một trong những khoa lớn mạnh của trường. Cuối
cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp đã kịp thời khích lệ, động viên
tôi trong quá trình hoàn thành luận văn.
Hà nội, tháng 03 năm 2011
Học viên


Nguyễn Hoàng Quý




MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 12
CHƢƠNG I:
HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ TINH BỘT SẮN TRÊN THẾ
GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1
1.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và trong khu vực 1
1.1.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới. 1
1.1.2. Tình hình thương mại tinh bột sắn trên thế giới. 5
1.1.3. Xu hướng tiêu dùng tinh bột sắn trên thế giới. 6
1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ tinh bột sắn ở Việt Nam. 6
CHƢƠNG II:
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN VÀ CÁC CHẤT THẢI 11
2.1. Đặc trƣng nguyên liệu. 11
2.1.1. Các giống sắn truyền thống. 11
2.1.2. Các giống sắn mới. 12
2.2. Cấu tạo và thành phần hóa học của củ sắn. 15
2.2.1. Cấu tạo củ sắn. 15

2.2.2. Thành phần hóa học của củ sắn. 16
2.3. Công nghệ sản xuất tinh bột sắn. 17
2.3.1. Quá trình sản xuất tinh bột sắn cơ bản. 17
2.3.2. Một số loại hình công nghệ sản xuất tinh bột sắn. 18
2.4. Các chất thải từ quá trình sản xuất tinh bột sắn. 32
2.4.1. Chất thải rắn. 32
2.4.2. Khí ô nhiễm 32



2.4.3. Nước thải. 33
2.5. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng do sản xuất tinh bột sắn. 35
2.5.1. Hiện trạng môi trường các làng nghề sản xuât tinh bột sắn. 35
2.5.2. Hiện trạng môi trường các nhà máy xuất tinh bột sắn. 39
CHƢƠNG III:
CƠ SỞ LÝ THUYẾT LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SẢN
XUẤT TINH BỘT SẮN 42
3.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình xử lý yếm khí thu biogas 45
3.1.1. Cơ chế và tác nhân quá trình phân hủy yếm khí. 45
3.1.2. Một số dạng xử lý yếm khí điển hình. 49
3.2. Cơ sở lý thuyết quá trình xử lý hiếu khí nƣớc thải sau xử lý thu
biogas. 55
3.2.1. Cơ chế và tác nhân quá trình phân hủy hiếu khí. 55
3.2.2. Một số dạng xử lý hiếu khí điển hình. 57
3.3. Hiện trạng xử lý nƣớc thải sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và ở Việt
Nam. 61
3.3.1. Hiện trạng xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn trên thế giới. 61
3.3.2. Hiện trạng xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam. 65
3.4. Đề xuất công nghệ khả thi xử lý nƣớc thải sản xuất tinh bột sắn. 70
3.4.1. Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý nước thải tinh bột sắn. 70

3.4.2. Lợi ích của việc thu hồi khí Biogas (khí sinh học). 71
3.4.3. Đề xuất công nghệ khả thi xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn. 72
CHƢƠNG IV:
HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC
THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN CÔNG TY TNHH MINH
QUANG - YÊN BÁI 78
4.1. Tổng quan về nhà máy sản xuất tinh bột sắn Minh Quang – Yên Bái. . 78



4.1.1. Sơ lược về nhà máy. 78
4.1.2. Công nghệ sản xuất của nhà máy. 79
4.1.3. Đặc trưng nước thải nhà máy. 82
4.1.4. Công nghệ xử lý nước thải đang được áp dụng. 83
4.2. Thiết kế hoàn thiện hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy sản xuất tinh
bột sắn Minh Quang – Yên Bái. 86
4.2.1. Bể lắng sơ bộ 88
4.2.2. Bể tách cặn . 90
4.2.3. Bể Điều hòa 93
4.2.4. Hồ CIGAR . 94
4.2.5. Hồ hiếu khí 98
4.2.6. Hồ sinh học ổn định. 102
4.2.7. Tính toán máy nén khí sinh học. 104
4.2.8. Tính toán hóa chất điều chỉnh pH. 105
4.2.9. Tính toán xử lý bùn cặn. 106
4.2.10. Bố trí các công trình xử lý nước thải. 113
4.3. Xác định chỉ tiêu kinh tế xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy
sản xuất tinh bột sắn Minh Quang – Yên Bái. 114
KẾT LUẬN 117
KIẾN NGHỊ 118

PHỤ LỤC 123











Danh mục các bảng biểu.
Trang
Bảng 1.1. Sản lượng và mậu dịch sắn thế giới 2
Bảng 1.2. Sản lượng sắn củ tươi trên thế giới 3
Bảng 1.3. Xuất khẩu sắn trên thế giới 5
Bảng 1.4. Xuất khẩu sản phẩm sắn của Thái Lan 5
Bảng 1.5. Diện tích, năng suất và sản lượng cây lương thực chủ yếu tại Việt
Nam 7
Bảng 1.6. Diện tích trồng sắn tại các khu vực của Việt Nam 1995-2009 7
Bảng 1.7. Sản lượng sắn trong các khu vực của Việt Nam 1995-2009 8
Bảng 1.8: Công suất của một số nhà máy sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam 10
Bảng 2.1. Hàm lượng Linaminin (C
10
H
17
NO
6
) trong sắn củ tươi 12

Bảng 2.2. Diện tích trồng và năng suất của các giống sắn hiện đang sử dụng tại
Việt Nam 13
Bảng 2.3. Thành phần hoá học của củ sắn tươi và sắn khô 16
Bảng 2.4. Định mức tiêu thụ nguyên, nhiên, vật liệu sản xuất tinh bột sắn 31
Bảng 2.5. Đặc trưng nước thải từ công nghệ sản xuất tinh bột sắn 34
Bảng 2.6. Đặc trưng nước thải cống chung làng nghề sản xuất tinh bột 36
Bảng 2.7. Chất lượng nước mặt một số làng nghề sản xuất tinh bột 37
Bảng 2.8. Chất lượng nước ngầm làng nghề sản xuất tinh bột 37
Bảng 2.9. Chất lượng môi trường không khí ở một số làng nghề sản xuất tinh bột 38
Bảng 3.1: Đặc trưng nước thải của một số nhà máy sản xuất tinh bột sắn 65
Bảng 4.1. Đặc trưng nước thải nhà máy SXTBS Minh Quang – Yên Bái 83



Bảng 4.2. Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột sắn
Minh Quang – Yên Bái 86
Bảng 4.3. Thông số kỹ thuật bể lắng sơ bộ 90
Bảng 4.4. Thông số kỹ thuật bể tách cặn 92
Bảng 4.5. Thông số kỹ thuật bể điều hòa 94
Bảng 4.6. Thông số kỹ thuật hồ CIGAR 97
Bảng 4.7. Thông số kỹ thuật hồ hiếu khí 102
Bảng 4.8. Thông số kỹ thuật hồ sinh học 103

Danh mục hình.
Trang
Hình 2.1. Mặt cắt ngang củ sắn 15
Hình 2.2.Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn quy mô hộ gia đình 19
Hình 2.3. Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn quy mô nhỏ bằng các thiết
bị bán cơ giới 21
Hình 2.4. Quy trình tinh chế tinh bột sắn kèm dòng thải 23

Hình 2.5: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Thái Lan kèm
dòng thải 25
Hình 2.6. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Trung Quốc kèm
dòng thải 29
Hình 3.1. Số lượng xử lý yếm khí giai đoạn từ 1972-2006 44
Hình 3.2. Quá trình phân giải kỵ khi các hợp chất hữu cơ 46
Hình 3.3. Thiết bị yếm khí dạng tiếp xúc 50
Hình 3.4. Thiết bị yếm khí dạng tháp đệm 51
Hình 3.5. Thiết bị yếm khí dạng giả lỏng 52
Hình 3.6. Sơ đồ thiết bị UASB 53
Hình 3.7. Tỷ lệ sử dụng công nghệ UASB xử lý nước thải công nghiệp trên thế
giới giai đoạn 1981-2007 54
Hình 3.8. Sơ đồ xử lý nước thải theo bể Aeroten thông thường 58
Hình 3.9. Sơ đồ hệ thống lọc sinh học 59
Hình 3.10. Các quá trình trong bể lọc sinh học 60
Hình 3.11. Đánh giá kinh tế đối với dự án xây dựng các hệ thống xử lý nước
thải 65
Hình 3.12. Công nghệ xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn với một dòng thải 74



Hình 3.13. Công nghệ đề xuất xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn có 2 dòng
thải 76
Hình 4.1. Cơ cấu tổ chức nhà máy SXTBS Minh Quang – Yên Bái 79
Hình 4.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất nhà máy SXTBS Minh Quang– Yên Bái
kèm dòng thải 80
Hình 4.3. Công nghệ xử lý nước thải nhà máy SXTBS Minh Quang– Yên Bái 84

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

TT
Ký hiệu
Tiếng Anh
Tiếng Việt




1

BOD
Biochemical Oxygen Demand
Nhu cầu ôxy sinh hóa
2
COD
Chemical Oxygen Demand
Nhu cầu ôxy hóa học
3
DO
Dissolved Oxygen
Hàm lượng Oxy hòa tan
4
SS
Suspended Solid
Chất rắn lơ lửng
5
TS
Total Solids
Tổng lượng chất rắn
6
TDS
Total Dissolved Solids
Tổng chất rắn hòa tan
7
TSS
Total Suspended Solids
Tổng chất rắng lơ lửng
8
AnWT
Anaerobic Wastewater Treatment

Xử lý nước thải yếm khí
9
AeWT
Aerobic Wastewater Treatment
Xử lý nước thải hiếu khí
10
FAO
Food and Agriculture
Organization of the United
Nations
Tổ chức Lương thực và
Nông nghiệp Liên Hiệp
Quốc
11
UASB
Upflow Anaerobic Sludge Bed
Hệ thống xử lý yếm khí với
dòng hướng lên qua một
lớp bùn
12
HRT
Hydraulic Retention Time
Thời gian lưu nước thải
13
SRT
Sludge Retention Time
Thời gian lưu bùn
14
OLR
Organic Loading Rate

Tải trọng hữu cơ
15
CDM
Clean Development Mechanism
Cơ chế phát triển sạch






MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, năng lực sản xuất và chế biến sắn của Việt Nam
đã có bước tiến bộ đáng kể. Nếu như năm 2005 diện tích trồng sắn của cả nước
khoảng 425.500 ha, thì đến năm 2007 diện tích trồng đã là 495.500 ha. Năm 2009
diện tích trồng sắn tiếp tục tăng và đạt 560.400 ha, sản lượng ước đạt 9,45 triệu tấn
tăng 40,8 % so với năm 2005, và tăng 15,4 % so với năm 2007. Năng suất những
năm vừa qua cũng tăng, mặc dù không nhiều, từ 15,35 tấn/ha năm 2005 (trung bình
của thế giới là 12,16 tấn/ha), lên 16,24 tấn/ha năm 2007 và đạt 16,90 tấn/ha trong
năm 2009. [18]
Nhiều cơ sở sản xuất tinh bột sắn cũng đã được xây dựng. Trên phạm vi cả
nước có khoảng 44 nhà máy sản xuất tinh bột sắn có quy mô công nghiệp với công
suất 50÷200 tấn/ngày và hơn 4.000 cơ sở sản xuất thủ công.[8]
Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của ngành sản xuất tinh bột sắn, các vấn
nạn về môi trường cũng ngày càng gia tăng; nước thải từ sản xuất tinh bột sắn chứa
hàm lượng BOD
5
và TSS rất cao; khối lượng chất thải rắn lớn, độ ẩm cao dễ bị
chuyển hóa do các vi sinh vật có trong nước thải. Sản xuất tinh bột sắn là một trong

những ngành có định mức sử dụng nước lớn (trung bình từ 14 ÷ 20 m
3
cho 1 tấn sản
phẩm). Do đó nước thải từ nhà máy sản xuất tinh bột sắn khi thải ra nguồn nước sẽ
làm cho môi trường nước ô nhiễm nghiêm trọng. Chính vì vậy, nếu không được xử
lý, nước thải sản xuất tinh bột sắn sẽ là một hiểm họa tiềm tàng cho môi trường
xung quanh và ảnh hưởng không nhỏ tới sức khỏe cộng đồng dân cư trên địa bàn
sản xuất.
Trên thế giới cũng như ở trong nước, từ lâu đã có nhiều nghiên cứu để xử lý
nước thải giàu hữu cơ nói chung và nước thải ngành sản xuất tinh bột sắn nói riêng.
Tuy nhiên, để ứng dụng trong thực tế một cách hiệu quả còn rất nhiều vấn đề liên
quan cần quan tâm như các yêu cầu về kỹ thuật, khả năng đầu tư, quản lý vận
hành Ở Việt Nam hiện nay, một số công nghệ xử lý nước thải cho nhà máy sản



xuất tinh bột sắn cũng đã được ứng dụng, tuy nhiên thực tế khảo sát cho thấy hầu
hết các cơ sở xử lý không đạt tiêu chuẩn thải và hầu như không có hệ thống xử lý
mùi triệt để. Chính vì vậy, việc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải khả thi, phù hợp
với điều kiện ở Việt Nam là rất cần thiết.
Đề tài: “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng do sản xuất tinh bột sắn
và đề xuất phƣơng án công nghệ khả thi xử lý nƣớc thải nhà máy sản xuất tinh
bột sắn” được thực hiện nhằm góp phần bảo vệ môi trường và phát triển sản xuất
tinh bột sắn một cách bền vững.
Luận văn bao gồm những nội dung sau:
Chương I: Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ tinh bột sắn trên thế giới và ở Việt
Nam
Chương II: Công nghệ sản xuất tinh bột sắn và các chất thải
Chương III: Cơ sở lý thuyết lựa chọn công nghệ xử lý nước thải sản xuất tinh
bột sắn

Chương IV: Hoàn thiện công nghệ và thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
nhà máy sản xuất tinh bột sắn công ty TNHH Minh Quang – Yên Bái.






Trang 1


CHƢƠNG I:
HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ TINH BỘT SẮN
TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
1.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và trong khu vực
Cây sắn – hay còn gọi là khoai mì – (Manihot esculenta Crantz), tiếng anh là
Cassava hay còn gọi là Manioc. Sắn là loại cây thân thảo, sống thành bụi tập trung
chủ yếu ở Braxin, nơi được coi là nguồn gốc của sắn. Vào thế kỉ 16 sắn được di
thực đến Châu Á, đầu tiên ở Ấn Độ sau đó đến thế kỉ 19 thì phát triển sang các nước
Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam. Từ đó đến nay cây sắn đã trở thành cây màu
có giá trị và thông dụng ở hầu hết các nước châu Á, châu Phi và châu Mĩ La tinh.
1.1.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới.
Những năm gần đây quan niệm đối với cây sắn đã có những thay đổi. Cây
sắn đã từng bước thể hiện là cây mang lại nhiều lợi ích và đang có tương lai đầy hứa
hẹn. Sắn không chỉ là một loại cây lượng thực, cây thực phẩm mà còn dần trở thành
một loại cây công nghiệp quan trọng.
Ngày nay, ở nhiều nước nghề trồng và chế biến sắn đã được hiện đại hóa.
Sản phẩm của sắn đã trở thành mặt hàng được trao đổi khá rộng rãi trên thị trường
quốc tế. Ở một số nước Nam Mỹ, Châu Phi, Nam Á nhiều nhà khoa học đã và đang
quan tâm đến việc nghiên cứu cây sắn trên cả các phương diện trồng trọt, thâm canh

cũng như trên công nghiệp chế biến; đặc biệt ở một số nước Châu Phi, nơi mà nạn
đói là mối đe dọa hầu như thường xuyên.
Cây Sắn được chú trọng phát triển vì sắn là loại cây có thể sinh trưởng tốt
trên các loại đất nghèo kiệt, cho năng suất tương đối ổn định và yêu cầu lao động
khá thấp. Hơn thế nữa, sắn là loài cây chống đói có hiệu quả, các sản phẩm từ củ
sắn cũng được sử dụng rộng rãi.
Một trong những sản phẩm quan trọng nhất từ củ sắn là tinh bột sắn. Tinh
bột sắn được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp dệt, công
Trang 2


nghiệp giấy, sản xuất chất kết dính, dược phẩm, công nghiệp thực phẩm Gần đây,
cùng với ngô và một số nông sản khác, sắn còn được sử dụng làm nguyên liệu để
sản xuất Ethanol. Mấy năm qua, giá dầu tăng cao đã kích thích việc sản xuất
Ethanol làm nhiên liệu sinh học. Bổ sung Ethanol vào xăng nhiên liệu, vừa giảm
được lượng xăng, vừa giảm lượng khí thải độc hại SO
2
, CO cải thiện chất lượng
môi trường không khí khi nhu cầu nhiên liệu ngày một gia tăng.
Năm 2008 toàn thế giới có 105 nước trồng sắn với tổng diện tích 18,69 triệu
ha, năng suất 12,46 tấn/ ha, sản lượng 233,4 triệu tấn. Sắn được trồng nhiều nhất tại
châu Phi 11,98 triệu ha (64% diện tích sắn toàn cầu), kế đến là châu Á 3,96 triệu ha
(21%) và châu Mỹ La tinh 2,72 triệu ha (15%). (Bảng 1.1) [23]
Bảng 1.1. Sản lƣợng và mậu dịch sắn thế giới [23]

2007
2008
2009
(*)

Sản lƣợng sắn tƣơi (triệu tấn)
Sản lượng thế giới
217,5
233,4
242,1
Mậu dịch thế giới
44,8
37,8
49,8
Tiêu dùng làm lƣơng thực theo đầu ngƣời (kg/năm)
- Thế giới
17,5
18,6
19,1
- Các nước đang phát triển
22,2
23,5
24,1
- Các nước chậm phát triển
60,8
65,9
64,5
- Cận Xahara châu Phi
94,2
103,7
103,6
Giá sản phẩm sắn (USD/tấn)
- Sắn lát (xuất sang Trung Quốc)
136,0
171,1

134,1
- Tinh bột sắn (FOB Băng Kốc)
303,1
383,6
271,7
- Giá sắn củ ở Thái Lan
45,7
57,2
39,5
(*)
số liệu của 11 tháng đầu năm 2009
Theo tổ chức Nông lương Thế Giới, tổng sản lượng sắn thế giới năm 2009
(tính đến tháng 11/2009) đạt 242,1 triệu tấn, tăng 3,7% so với kỷ lục 233,4 triệu tấn
của năm 2008. Nước có sản lượng sắn cao nhất thế giới là Nigeria (45,0 triệu tấn),
kế đến là Thái Lan (30,09 triệu tấn), Indonesia (20,5 triệu tấn) và Việt Nam đứng
thứ bảy trên thế giới về sản lượng sắn với 8,6 triệu tấn. (Bảng 1.2)
Trang 3


Bảng 1.2. Sản lƣợng sắn củ tƣơi trên thế giới [23]
(đơn vị: 1000 tấn)
Năm
2006
2007
2008
2009
(*)

Thế giới
224.483

217.536
233.391
242.069
Châu phi
117.449
104.952
118.461
121.469
Nigêria
45.721
34.410
42.770
45.000
CHDC Côngô
14.989
15.004
15.020
15.036
Ghana
9.368
9.650
9.700
10.000
Angôla
8.810
8.800
8.900
9.000
Môdămbic
6.765

5.039
8.400
9.200
Tandania
6.158
6.600
6.700
6.500
Uganđa
4.926
4.456
4.942
4.500
Malauy
2.832
3.239
3.700
4.000
Mađagaxca
2.359
2.400
2.405
2.000
Các nước châu Phi khác
15.251
15.354
15.923
16.233
Mỹ Latinh
36.311

36.429
37.024
36.606
Braxin
26.639
26.541
26.600
26.000
Paragoay
4.800
5.100
5.300
5.400
Côlômbia
1.363
1.288
1.444
1.500
Các nước Mỹ Latinh khác
3.509
3.500
3.680
3.706
Châu Á
70.465
75.880
77.631
83.715
Thái Lan
22.584

26.411
25.156
30.088
Inđônêxia
19.987
19.988
20.269
20.500
Việt Nam
7.783
7.985
8.300
8.600
Ấn Độ
7.620
8.429
8.959
9.200
Trung Quốc
7.500
7.875
8.300
8.700
Campuchia
2.182
2.215
3.604
3.275
Philippin
1.757

1.871
1.941
2.200
Các nước châu Á khác
1.053
1.108
1.102
1.151
Châu Đại Dƣơng
258
272
275
280
(*) Số liệu của 11 tháng đầu năm 2009
Ở các nước dễ bị tổn thương về an ninh lượng thực, đặc biệt là các nước
Châu Phi đã chú trọng hơn những cây trồng bản xứ làm nguồn thay thế các loại ngũ
cốc đắt đỏ và dễ bị biến động giá như hiện nay, nhất là sau tình trạng các loại lương
thực chủ yếu tăng cao năm 2007 ÷ 2008. Trong số những cây trồng này, sắn đứng vị
Trang 4


trí hàng đầu. Như là một “ cây của thời khủng hoảng”, sắn đòi hỏi chi phí đầu tư
thấp, chủ động về thời gian thu hoạch nhất là khi đòi hỏi phải ứng phó với tình
trạng thiếu lượng thực. Những ưu thế này là lý do khiến sản lượng sắn ở châu Phi
tăng khoảng 3%, đạt 121,5 triệu tấn trong năm 2009. Ở Nigêria, nước sản xuất sắn
lớn nhất thế giới, sản lượng đạt 45 triệu tấn, tăng 5% so với năm 2008, trong khi ở
Ghana, sản lượng ước tính đạt 10 triệu tấn, lần đầu tiên kể từ năm 2003. [23]
Sản lượng sắn ở châu Á năm 2009 tăng với tốc độ kỷ lục, đạt 83,7 triệu tấn
so với 77,6 triệu tấn của năm 2008, phần lớn nhờ sản lượng tăng ở Thái Lan, lần
đầu tiên vượt ngưỡng 30 triệu tấn. Nguyên nhân là do nhu cầu tăng đối với sắn để

làm nguyên liệu sản xuất ethanol ở các nước láng giềng.
Trong những năm qua, Trung Quốc bắt đầu đầu tư qui mô lớn ở trong và
ngoài lãnh thổ của mình nhằm gia tăng sản lượng sắn để sản xuất ethanol. Mối lo
ngại về an ninh lương thực buộc Chính phủ Trung Quốc ban hành lệnh tạm ngừng
hoạt động đối với các nhà máy sản xuất ethanol mới được xây dựng dùng ngũ cốc.
Điều này khiến trên 50% sản lượng ethanol và cồn nhiên liệu của Trung Quốc hiện
nay được sản xuất từ cây có củ, chủ yếu là sắn và khoai lang. Sản lượng sắn của
Trung Quốc ước tính năm 2009 đạt kỷ lục 8,7 triệu tấn.
Ở những nước sản xuất sắn quy mô nhỏ trong khu vực như Campuchia và
Lào cũng thu hút đầu tư trực tiếp của nước ngoài (rung Quốc và Hàn Quốc) để phát
triển sản xuất sắn làm nguyên liệu sản xuất ethanol và tinh bột sắn.
Sản lượng sắn ở Mỹ Latinh và Caribê giảm nhẹ trong năm 2009 do diện
tích giảm ở Braxin, nước sản xuất sắn lớn nhất khu vực.
Sản lượng sắn thế giới năm 2010 không tăng. Một mặt, giá những cây trồng
cạnh tranh hấp hẫn hơn, đặc biệt là mía, có thể làm chậm sự phát triển sản xuất sắn.
Ví dụ ở Thái Lan, một khảo sát gần đây cho thấy, diện tích sắn sẽ giảm 7% trong
năm 2010. mặt khác, sự hỗ trợ của khu vực nhà nước và tư nhân nhằm tăng sản xuất
sắn để đáp ứng nhu cầu lương thực và nhu cầu của khu vực công nghiệp và sản xuất
ethanol có thể thúc đẩy tiếp tục tăng.[23]
Trang 5


1.1.2. Tình hình thƣơng mại tinh bột sắn trên thế giới.
Mậu dịch sắn thế giới phục hồi trong năm 2009, sản phẩm sắn thế giới năm
ước tăng 32%, đạt kỷ lục 12,5 triệu tấn (qui khối lượng sắn lát và sắn viên) sau khi
giảm gần 15% trong năm 2008. Có hiện tượng này là nhờ khả năng cạnh tranh của
tinh bột sắn được cải thiện so với các sản phẩm từ ngũ cốc, kết hợp với nhu cầu sắn
gia tăng trên thị trường quốc tế để làm nguyên liệu sản xuất ethanol. (Bảng 1.3).
Bảng 1.3. Xuất khẩu sắn trên thế giới [23]
(đơn vị: ngàn tấn, tính theo trọng lượng sản phẩm)

2006
2007
2008
2009
Bột và tinh bột sắn
4.852
4.686
4.265
4.652
Thái Lan
4.616
4.616
3.963
4.316
Các nước khác
236
269
302
335
Sắn lát và sắn viên
5.629
6.506
5.187
7.802
Việt Nam
1.041
1.317
2.000
4.000

Thái Lan
4.348
4.824
2.845
3.450
Inđônêxia
132
210
170
160
Các nước khác
108
165
169
191

Sản phẩm sắn của Thái Lan được xuất khẩu sang nhiều quốc gia trên thế
giới, năm 2009 ước tính đạt gần 7,8 triệu tấn, tăng 14% so với năm 2008. (Bảng
1.4).
Bảng 1.4. Xuất khẩu sản phẩm sắn của Thái Lan [23]
(đơn vị: ngàn tấn)

2005
2006
2007
2008
2009
Tổng cộng
6.240
8.964

9.240
6.810
7.766
Bột và tinh bột sắn
3.212
4.616
4.416
3.963
4.316
Nhật Bản
622
694
729
873
725
Trung Quốc
525
723
694
611
1.125
Đài Loan
502
676
548
483
620
Inđônêxia
348
968

667
417
270
Malaixia
229
312
256
296
400
Các nước khác
986
1.244
1.523
1.284
1.176
Sắn lát và sắn viên
3.028
4.348
4.824
2.848
3.459
Trung Quốc
2.766
3.963
3.168
1.214
3.000
Hàn Quốc
265
268

20
474
111
EU-27
246
341
1.436
989
20
Các nước khác


200
170
319
Trang 6


Trung quốc vẫn giữa vững vị trí là khách hàng lớn nhất, chiếm 70% mậu
dịch sắn của thế giới.
Triển vọng mậu dịch sắn thế giới năm 2010 còn chưa rõ ràng, phụ thuộc
nhiều nhu cầu của Trung Quốc. Một yếu tố khác, góp phần thúc đẩy mậu dịch sắn là
do nhu cầu sản xuất Ethanol ở Châu Á khi giá đường và rỉ đường trên thế giới tăng.
1.1.3. Xu hƣớng tiêu dùng tinh bột sắn trên thế giới.
Sử dụng sắn làm lương thực đã bắt đầu phổ biến ở một số nước bất ổn về an
ninh lượng thực. Điều này thể hiện rõ ở Cận Xahara châu Phi, nơi mức tiêu dùng
sắn (hầu hết ở dạng củ tươi và sản phẩm chế biến ) đang gia tăng. Nhiều biện pháp
nhằm tăng sử dụng bột sắn trong nước thay thế ngũ cốc nhập khẩu đã được thực
hiện như: bột sắn được sử dụng trực tiếp hoặc phối trộn để chế biến thành các sản
phẩm ưa dùng. Braxin qui định phối trộn 10% bột sắn với bột mì, và ước tính 50%

sản lượng sắn của nước này được sử dụng cho mục đích này.[23]
Nhu cầu sắn để sản xuất ethanol đã trở thành động lực đáng kể nhất thúc đẩy
phát triển tiêu dùng sắn. Một công nghệ hoàn chỉnh có thể cho 280 lít (222kg)
ethanol ( 96%) từ 1 tấn sắn củ có hàm lượng tinh bột 30%. Năm 2009, ước tính
Trung Quốc sản xuất khoảng 5 triệu tấn ethanol từ sắn, đòi hỏi khoảng 7 triệu tấn
sắn khô. [23]
Sử dụng sắn làm thức ăn chăn nuôi, ở dạng sắn lát và sắn viên hầu như tập
trung ở Braxin và Côlômbia ở Mỹ Latinh, ở Nigêria châu Phi và ở Trung Quốc và
Hàn Quốc ở châu Á.
1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ tinh bột sắn ở Việt Nam.
Sắn là một trong bốn cây lương thực quan trọng nhất tại Việt Nam. Năm
2009 sản lượng sắn Việt Nam đạt 9,45 triệu tấn so với sản lượng 8,19 triệu tấn của
năm 2007 và 6,71 triệu tấn năm 2005. Đó là kết quả của việc mở rộng diện tích từ
425.500 ha (năm 2005) lên 495.500 ha năm 2007 và đạt 560.400 ha năm 2009,
đồng thời tăng năng suất từ 15,35 tấn/ha (năm 2005) lên 16,24 tấn/ha năm 2007 và
đạt 16,90 tấn/ha năm 2009. Việt Nam đã đạt được nhiều tiến bộ trong lai tạo
Trang 7


và nhân giống sắn. Điều đó có được là do đã tuyển chọn và nhân rộng giống sắn lai
có năng suất và hàm lượng tinh bột cao. Năng suất và sản lượng sắn của nhiều tỉnh
đã tăng lên gấp đôi do trồng các giống sắn mới và áp dụng kỹ thuật canh tác thích
hợp, bền vững. (Bảng 1.5).
Bảng 1.5. Diện tích, năng suất và sản lƣợng cây lƣơng thực chủ yếu tại
Việt Nam [18]

Loại nông sản
1995
2000
2005

2006
2007
2008
Gạo
Diện tích (1.000 ha)
6.766
7.666
7.326
7.324
7.305
7.414

Năng suất (tấn/ha)
3,68
4,24
4,88
4,89
4,86
5,22

Sản lượng (1.000 tấn)
24.963
32.529
35.790
35.826
35.560
38.720
Ngô
Diện tích (1.000 ha)
556

730
995
1.031
1.150
1.125

Năng suất (tấn/ha)
2,11
2,74
3,51
3,70
3,75
4,02

Sản lượng (1.000 tấn)
1.177
2.006
3.500
3.819
4.310
4.530
Sắn
Diện tích (1.000 ha)
277
237
432
475
560
556

Năng suất (tấn/ha)
7,97
8,35
15,35
16,24
15,89
16,90

Sản lượng (1.000 tấn)
2.211
1.986
6.716
7.783
8.193
9.395
Khoai tây
Diện tích (1.000 ha)
304
254
205
181
180
162

Năng suất (tấn/ha)
5,53
6,33
7,56
8,00
8,05

8,16

Sản lượng (1.000 tấn)
1.685
1.611
1.550
1.454
1.450
1.320
Năm 2009 diện tích trồng sắn ở Việt Nam đạt 560.400 ha, trong đó có
khoảng 78% tổng diện tích được phân bố ở các tỉnh Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và
duyên hải Miền Trung. Số liệu trong Bảng 1.6 cho thấy sản xuất sắn ở Việt Nam
trong những năm gần đây đã được chuyển dần đến miền Trung, Tây nguyên và khu
vực Đông Nam Bộ. Đặc biệt ở Gia Lai, Kon Tum, Đắk Nông và Đắk Lắk ở Tây
Nguyên; Tây Ninh, Đồng Nai, Bình Phước, Bình Thuận ở miền Đông Nam Bộ và
Các tỉnh Quảng Nam, Quản Ngãi, Bình Định, Phú Yên ở duyên hải Miền Trung.
Bảng 1.6. Diện tích trồng sắn tại các khu vực của Việt Nam 1995-2009 [18]
Đơn vị: 1.000 ha
Khu vực
1995
2000
2005
2006
2007
2008
2009
Đồng bằng sông hồng
10,9
9,9
8,5

8,4
8,8
7,9
7,9
Trung du và miền núi
phía Bắc
80,4
82,1
89,4
93,7
96,5
110,0
110,0
Trang 8


Bắc trung bộ và
duyên hải miền Trung
94,0
83,8
133,0
140,3
151,2
168,8
170,0
Tây Nguyên
32,6
38,0
89,4
125,9

129,9
150,1
150,0
Đông Nam Bộ
49,3
16,1
98,8
100,9
102,9
113,5
115,0
Đồng bằng sông Cửu
Long
10,2
7,7
6,4
6,0
6,2
7,4
7,5
Cả nƣớc
277,4
237,6
425,5
475,2
495,5
557,7
560,4
Tổng sản lượng sắn ở các khu vực Bắc Trung bộ và duyên hải miền Trung,
khu vực Tây Nguyên và khu vực Đông Nam Bộ chiếm tới trên 80% tổng sản lượng

sắn cả nước (Bảng 1.7).
Bảng 1.7. Sản lƣợng sắn trong các khu vực của Việt Nam 1995-2009 [18]
Đơn vị: 1.000 tấn
Khu vực
1995
2000
2005
2006
2007
2008
2009
Đồng bằng sông hồng
79,0
87,9
92,4
93,7
102,9
102,1
105,5
Trung du và miền núi
phía Bắc
606,3
678,5
986,8
1.070,8
1.132,3
1.328,0
1.330,0
Bắc trung bộ và duyên
hải miền Trung

602,1
645,9
1.855,9
2.167,6
2.359,9
2.808,3
2.810,0
Tây Nguyên
283,7
351,5
1.446,6
2.058,8
2.090,4
2.356,1
2.400,0
Đông Nam Bộ
560,8
154,3
2.270,5
2.327,4
2.434,4
2.694,5
2.700,0
Đồng bằng sông Cửu
Long
79,6
68,2
64,0
64,2
72,9

106,8
110,0
Cả nƣớc
2.211,5
1.986,3
6.716,2
7.782,5
8.192,8
9.395,8
9.455,0
Với khoảng 2 ÷ 4 triệu tấn sắn xuất khẩu kể từ năm 2006 -2009 (Bảng 1.3),
Việt nam đang dần trở thành là nước xuất khẩu sắn lớn thứ hai trên Thế Giới chỉ sau
hái Lan.
Trung Quốc vẫn là thị trường xuất khẩu chính mặt hàng sắn của Việt Nam,
chiếm hơn 90% kim ngạch. Tiếp theo là Hàn Quốc chiếm 5,5%, Đài Loan
2% [16]. Mặc dù nhu cầu sắn cho chăn nuôi giảm nhẹ, nhưng nhu cầu cho sản xuất
nhiên liệu sinh học tại Trung Quốc tăng đã giúp cho tổng tiêu thụ sắn trong năm
2009 của nước ta nhìn chung vẫn được duy trì.
Thực tế cho thấy EU là thị trường tiềm năng mà Việt Nam vẫn chưa khai
thác triệt để. Hiện Thái Lan là nước cung cấp tinh bột sắn hàng đầu cho thị trường
Trang 9


EU, chiến 45% thị phần nhập khẩu của EU. Ngoài Thái Lan, các nước đang phát
triển khác chỉ chiếm 2%, trong đó có Việt nam chiếm 1,7%. Đáng chú ý là Việt
Nam xuất khẩu chủ yếu các sản phẩm sắn thô (sắn lát và sắn củ tươi) còn các sản
phẩm đã chế biến từ sắn như tinh bột sắn, tapioca, dextrin còn nhiều hạn chế. [16]
Trên phạm vi cả nước có khoảng 44 nhà máy sản xuất tinh bột sắn có quy
mô công nghiệp với công suất 50÷200 tấn/ngày và hơn 4.000 cơ sở sản xuất thủ
công.[8]

Theo thống kê, khoảng 40÷50% sản lượng sắn dành cho sản xuất tinh bột sắn
quy mô lớn, hay còn gọi là quy mô công ngiệp; 40÷45% sản lượng sắn dành cho
chế biến các sản phẩm như nha, dextrin, bột ngọt và thức ăn chăn nuôi, 10÷15%
dùng cho ăn tươi và các nhu cầu khác.[13]
Ngành công nghiệp chế biến sắn có tính thời vụ, thường bắt đầu từ tháng 9
và kết thúc vào tháng 4 năm sau. Các cơ sở sản xuất tinh bột sắn quy mô công
nghiệp ở nước ta chủ yếu tập trung ở các tỉnh phía Nam, Tây Nguyên và một số tỉnh
miền núi phía Bắc như Lào Cai, Yên Bái, Vĩnh Phúc, Hoà Bình
Các nhà máy sản xuất tinh bột sắn trên cả nước đều được trang bị dây
chuyền công nghệ hiện đại với sản phẩm tinh bột đạt tiêu chuẩn xuất khẩu ra thị
trường thế giới. Đáng chú ý một số nhà máy có sản lượng khá lớn như: Vedan -
Đồng Nai (200 tấn SP/ngày), nhà máy sản xuất tinh bột sắn Yên Bình - Yên Bái:
160 tấn SP/ngày, Tân Châu và ThaiWan - Tây Ninh có sản lượng 100 tấn SP/ngày.
(Bảng 1.8). [8]





Trang 10


Bảng 1.8: Công suất của một số nhà máy sản xuất tinh bột sắn ở
Việt Nam [8]
TT
Tên nhà máy
Công suất
(tấn SP/ngày)
1
Nhà máy ThaiWah – Tây Ninh

100
2
Nhà máy Tân Châu – Tây Ninh
100
3
Nhà máy Vedan - Đồng Nai
200
4
Nhà máy Gia Lai
50
5
Nhà máy An Giang
60
6
Nhà máy Quảng Ngãi
50
7
Nhà máy Quảng Nam
50
8
Công ty vật tư tổng hợp Thanh Hoá
60
9
Công ty chế biến lâm nông sản Yên Bái
50
10
Nhà máy chế biến tinh bột sắn Yên Bình
160
11
Nhà máy chế biến tinh bột sắn Lào Cai

80
12
Nhà máy tinh bột sắn Phú Thọ
50
13
Nhà máy Toàn Năng - Tây Ninh
70
14
Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Đắk Lắk
80
15
Nhà máy SXTB sắn Krong Bong - Đắk Lắk
90
16
Công ty liên doanh TAPIOCA Việt Nam
165
17
Nhà máy SXTB sắn Thừa Thiên Huế
120









Trang 11

CHƢƠNG II:
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN VÀ
CÁC CHẤT THẢI
2.1. Đặc trƣng nguyên liệu.
Sắn là cây lương thực phổ biến, ưu ấm, dễ trồng và có thể sinh trưởng được
ngay cả ở những nơi đất cằn cỗi. Khí hậu nhiệt đới gió mùa, tính chất thổ nhưỡng
của Việt Nam rất thích hợp cho cây sắn phát triển. Sắn thường được thu hoạch sau
10 ÷ 12 tháng, tùy thuộc vào giống, đất đai và các biện pháp kỹ thuật canh tác được
áp dụng. Trong hệ thống sản xuất sắn công nghiệp, thời vụ thu hoạch sắn thường
tập trung vào tháng 9 đến tháng 4 năm sau.
2.1.1. Các giống sắn truyền thống.
Các giống sắn được trồng trên thế giới khá đa dạng, nhưng về cơ bản gồm 2
giống chính: sắn ngọt (Manihot dulcis) và sắn đắng (Manihot Utilissima). Hiện nay,
nhiều Viện và Trung tâm nghiên cứu đã lai tạo được một số giống sắn có năng suất
cao và đang được nhân rộng trên khắp cả nước. Tuy nhiên, một số giống sắn truyền
thống vẫn đang giữ vị trí quan trọng. Tất cả các giống sắn trồng hiện nay trên thế
giới đều có chứa độc tố Linamarin (C
10
H
17
NO
6
) với hàm lượng khác nhau.
a. Sắn ngọt (Manihot dulcis):
Sắn ngọt gồm các loại sắn có hàm lượng HCN thấp từ 0,042 ÷0,014 mg/100g
(vỏ củ) và 0,015÷0,003 mg/100g (thịt củ). Sắn ngọt có năng suất khoảng 10 tấn/ha,
hàm lượng tinh bột thấp hơn (20÷25%) và dễ chế biến. Sắn ngọt có thể ăn tươi được
và được trông chủ yếu ở vùng núi và là cây lương thực chính hằng ngày cho người
và gia súc. Các loại sắn ngọt gồm: [9]

+ Sắn vàng (sắn nghệ): Cây non có thân xanh thẫm, cuống lá nhỏ có sọc
nhạt, vỏ gỗ màu nâu, vỏ cùi màu trắng, thịt củ sắn màu vàng.
+ Sắn đỏ: có đặc điểm là thân cây cao, màu xanh thẫm, cuống và gân lá đỏ
thẫm. Củ dài và to, vỏ gỗ màu nâu đậm, vỏ cùi dày, màu đỏ, thịt củ màu trắng.
Trang 12


+ Sắn trắng: có thân cao, khi non thì có màu xanh nhạt, củ ngắn và mập, vỏ
gỗ xám nhạt, vỏ cùi và thịt củ màu trắng.
b. Sắn đắng (Manihot Utilissima):
Sắn đắng, còn gọi là sắn dù hay sắn say, có đặc điểm: hàm lượng HCN
-
cao
từ 0,056÷0,012 mg/100g (vỏ củ) gấp 1,2 lần hàm lượng độc tố có trong sắn ngọt và
0,037÷0,013 mg/100g (thịt củ) gấp 2,8 lần hàm lượng độc có trong sắn ngọt. Sắn
đắng cho năng suất cao (25÷40 tấn/ha), chứa nhiều tinh bột (27÷30%). Sắn đắng có
thân màu xanh nhạt, đốt ngắn, cuống lá đỏ thẫm, vỏ gỗ màu nâu sẫm, củ mập, vỏ
cùi và thịt củ sắn đều có màu trắng. Sắn đắng không nên dùng tươi, chủ yếu được
dùng để sản xuất tinh bột hay sắn lát để loại độc tố.
Bảng 2.1. Hàm lƣợng Linaminin (C
10
H
17
NO
6
) trong sắn củ tƣơi [9]
Đơn vị: mg/100g
Giá trị
Sắn ngọt
Sắn đắng

Vỏ củ
Thịt củ
Vỏ củ
Thịt củ
Cao nhất
0,042
0,015
0,056
0,037
Thấp nhất
0,014
0,003
0,012
0,013
2.1.2. Các giống sắn mới.
Các giống sắn ở nước ta khá phong phú. Trước năm 1985, các giống sắn
Gòn, H34, Xanh Vĩnh Phú là nhưng giống sắn địa phương được trồng chủ yếu . Từ
năm 1986÷1988 các giống Xanh Vĩnh Phú, HL20, HL23,HL24 được lựa chọn ra từ
tập đoàn thuần gen của các giống sắn phổ biến trong nước. Các giống này có đặc
điểm là ăn tươi ngon, nhưng năng suất thấp (chỉ đạt khoảng 10 tấn/ha), hàm lượng
tình bột thấp (20÷25%), ở thời điểm đó cây sắn là một trang ba cây lương thực
chính của nước ta, khoảng 80% sản lượng được sử dụng trực tiếp, sản xuất tinh bột
sắn chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ (<20%). Cây sắn đã góp phần quan trọng đảm bảo an ninh
lượng thực vào những giai đoan khó khăn của đất nước. [14]
Từ sau năm 1988, công tác nghiên cứu, tuyển chọn giống sắn ở Việt Nam có
quan hệ chặt chẽ với CIAT (Trung tâm Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới - Thái Lan).
Từ năm 1988÷2005, chương trình sắn Việt Nam đã phối hợp với CIAT chọn lọc và