nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột thu biogas
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (748.06 KB, 80 trang )
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
MỞ ĐẦU
Nước ta đang trong thời kỳ mở cửa, thu hút vốn đầu tư của nước ngoài. Điều này đã
thúc đẩy nền kinh tế cả nước nói chung, còng ngành công nghiệp chế biến tinh bột nói
riêng. Với vùng nguyên liệu cho ngành sản xuất này ở nước ta là rất phong phú cộng với
sự đầu tư vốn, công nghệ sản xuất cao từ nước ngoài đã đem lại lợi nhuận lớn cho các
công ty. Nên trong những năm gần đây, sự phát triển của ngành chế biến tinh bột ở nước
ta tăng mạnh, nhiều nhà máy được xây dựng hoặc mở rộng qui mô sản xuất…
Nhà máy chế biến tinh bột sắn xuất khẩu Bình Định với công suất 60 tấn/ngày là một
dự án đang được triển khai. Để thực hiện tốt luật và chính sách môi trường của nhà nước,
đi đôi với việc xây dựng nhà máy thì quá trình thiết kế, xây dựng khu xử lý chất thải là rất
cần thiết. Đặc biệt, sản phẩm của công ty đựơc xuất khẩu sang các nước Nhật Bản,
Hàn Quốc, Trung Quốc, nên chất lượng môi trường tại nhà máy cũng là một tiêu chí
trong cạnh tranh. Ngành sản xuất tinh bột sắn gây phát sinh các chất thải như khí thải,
chất thải rắn, tiếng ồn và đặc biệt là nước thải. Sản xuất tinh bột sử dụng lượng nước rất
lớn cho các mục đích khác nhau và tạo ra một lượng lớn nước thải rất giàu chất hữu cơ dễ
chuyển hoá sinh học. Đây cũng là nguồn gốc gây ra ô nhiễm nguồn nước mặt những vùng
xung, ô nhiễm mùi từ quá trình phân huỷ, tạo điều kiện cho các sinh vật truyền và gây
bệnh phát triển.
Vì vậy, đề tài :” Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến
tinh bột Bình Định, công suất 60 tấn/ngày” là rất cần thiết cho nhà máy chế biến tinh
bột Bình Định nói riêng và các nhà máy chế biến tinh bột khác nói chung. Công nghệ xử
lý yếm khí không chỉ có ý nghĩa về môi trường mà còn có ý nghĩa rất lớn về mặt kinh tế.
Khí biogas thu được là nguồn nguyên liệu sạch thay thế dầu FO rất hiệu qủa trong công
sản xuất tinh bét .
Đồ án gồm có 6 nội dung chính sau:
Chương I: Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ tinh bột trên thế giới, trong khu vực và ở
VN.
Chương II: Công nghệ và nguyên liệu sản xuất tinh bét.:
Chương III: Tổng quan và các dạng chất thải từ QTSX của nhà máy chế biến tinh bột
Bình Định.
Chương IV: Phương pháp xử lý yếm khí nước thải từ quá trình sản xuất tinh bét.
Chương V: Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bét
Chương VI: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột
Bình Định
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
1
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
CHƯƠNG I
HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ TINH BỘT TRÊN THẾ
GIỚI, TRONG KHU VỰC VÀ Ở VN
I. Hiện trạng sản xuất, tiêu thụ tinh bột trên thế giới và trong khu vực.
Tinh bột là chất dinh dưỡng dự trữ của thực vật, được tạo thành từ quá trình quang
hợp của cây xanh và được giải phóng sau khi tế bào bị phá vỡ. Tinh bột có kích thước rất
nhỏ, dao động trong khoảng từ 2 đến 150 µm và có nguồn gốc từ nhiều loại thực vật khác
nhau như: sắn, ngô, khoai lang, dong, khoai tây, ngũ cốc, ở các nước có khí hậu lạnh rất
thích hợp với việc trồng khoai tây, trong khi đó ở các nước nhiệt đới các nguyên liệu chứa
tinh bột khá đa dạng và phong phú như gạo, ngô, khoai lang, sắn, dong giềng… Từ xa
xưa, các nguyên liệu chứa tinh bột chủ yếu được sử dụng làm lương thực, nguyên liệu để
chế biến các sản phẩm khác bún, bánh, miến, bánh đa, rượu,… và một lượng nhỏ được
dùng trong ngành dệt. Hiện tại, tinh bột được sử dụng trong nhiều nghành công nghiệp,
tuy nhiên được chia thành hai dạng chính: tinh bột dùng để chế biến lương thực, sản xuất
cồn, sản xuất mì chính, sản xuất mạch nha, sản xuất đường gluco, chế biến thức ăn gia súc
và tinh bét cho các ngành công nghiệp khác như: làm phụ gia trong công nghiệp dược, hồ
sợi trong công nghiệp dệt nhuộm, công nghiệp sản xuất giấy, làm chất kết dính,…
Hiện nay, trên thế giới có hơn 100 nước trồng sắn với diện tích vào khoảng 16 triệu ha
(Châu Phi trồng khoảng 8 triệu ha, Châu Á khoảng 4 triệu ha và Nam Mỹ khoảng 3 triệu
ha). Trong đó lớn nhất là Châu Phi (chiếm 57% - 85,2 triệu tấn củ), Châu Á (25% - 48,6
triệu tấn củ) và Châu Mỹ La Tinh (18% - 32,4 triệu tấn củ). Theo thống kê năm của FAO,
năm 2001 sản lượng sắn củ trên toàn thế giới đạt trên 175 triệu tấn. Nigeria là nước có sản
lượng sắn củ cao nhất thế giới với 33,854 triệu tấn, đứng thứ hai là Brazil với 24,481 triệu
tấn, thứ ba là Thái Lan với 18 triệu tấn.
Bảng I.1: Sản lượng sắn củ của một số quốc gia trên thế giới năm 2001 [20]
Quốc gia Lượng củ sắn (tấn)
Thái Lan
Ên Độ
Trung Quốc
Các nước khác
33.854.000
24.481.356
18.283.000
15.959.000
15.800.000
7.845.440
5.575.968
5.800.000
5.361.974
3.750.900
38.723.751
Tổng 175.617.389
Ở các nước Đông Á, do điều kiện khí hậu thuận lợi cho việc trồng sắn nên sắn là
cây lương thực thứ 3 sau lúa và ngô. Đứng đầu trong khu vực là Thái Lan, sản lượng sắn
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
2
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
hàng năm của Thái Lan là 17,7 - 19,1 triệu tấn với diện tích đất trồng là 1,15 triệu ha.
Trong đó 10 triệu tấn sắn củ được sử dụng để sản xuất tinh bột (tương đương với 2,5 triệu
tấn tinh bét), 50% lượng tinh bột được sử dụng cho ngành chế biến thực phẩm và các
ngành khác, 50% còn lại được xuất khẩu. Đồng thời Thái Lan cũng là nước sản xuất tinh
bột lớn nhất thế giới (lượng sắn khô và tinh bột trên thị trường xuất khẩu toàn thế giới là
7,1 triệu tấn trong đó có khoảng 6,5 triệu tấn được xuất khẩu từ Thái Lan), các bạn hàng
chủ yếu của Thái Lan là: Trung Quốc, Hàn Quốc, Hà Lan, Nhật Bản, Mỹ và EU,… trong
đó đứng đầu là Trung Quốc. Hàng năm trung bình Trung Quốc nhập khoảng 150.000 tấn
tinh bột sắn từ Thái Lan (chiếm 50% lượng tinh bột sắn nhập khẩu của Trung Quốc), phần
còn lại là từ Indonesia và Việt Nam.
Bảng I.2. Lượng tinh bột sắn xuất khẩu sang một số quốc gia của Thái Lan [21].
Quốc gia 1999 2000 2001 2002 2003
13.356 13.882 14.213 26.062 38.591
7.618 13.609 11.694 18.430 19,666
Bỉ 97 321 1.361 1.490 2.413
416 707 522 594 20,010
2.855 1.917 1.434 1.535 4.826
Trung Quốc 63.534 89.331 83.590 108.026 132.162
Pháp 3.981 4.806 5.117 4.381 4.984
Đức 643 2.370 2.905 1.762 5.131
Hồng Kông 52.560 54.609 58.865 67.517 71.726
47.147 268.423 91.726 82.969 280.639
Nhật Bản 255.938 300.046 333.991 320.154 312.959
Lào 239 1.532 1.799 2.374 3.823
91.065 113.186 115.683 107.812 122.539
300 556 225 322 833
15.149 24.448 30.927 27.472 35.213
529 770 225 3.450 5.401
Na Uy 784 1.174 1.569 1.209 1.560
!!
21.326 36.575 42.114 50.968 35.464
Phi 15.186 14.981 22.823 7.478 18.541
Hàn Quốc 7.043 12.056 13.674 23.003 31.628
"
65 1.068 2.528 2.802 4.604
"!
51.402 76.152 58.005 57.987 60.218
Thuỵ Điển 1.975 2.659 2.444 3.272 5.090
"#$
1.775 2.981 4.584 3.828 3.773
Thuỵ Sĩ 6.477 935 640 29 20
Đài Loan 305.970 310.883 306.370 313.477 282.735
%&'&
2.274 3.325 3.754 2.430 2.484
Mỹ 12.063 40.869 42.145 40.670 40.016
Các nước khác 12.063 15.487 29.230 26.132 62.457
Tổng lượng
*
1.028.021 1.409.658 1.284.547 1.307.635 1.609.569
Tổng giá trị
**
10.374,00 12.408,00 13.740,00 14.264,15 16.219,42
* Tấn ** Triệu Baht (1USD = 45 Baht)
Ở Châu Mỹ, lượng tinh bột sắn chủ yếu có nguồn gốc từ phía của , chỉ có
một lượng nhỏ được sản xuất ở , (),… Trong năm 1997, 80
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
3
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
công ty chế biến tinh bột ở Brazil đã sản xuất ra khoảng 300.000 tấn tinh bột sắn, hầu hết
các nhà máy này đều nằm ở " và Mato. Theo đánh giá của các chuyên gia kinh tế
thế giới, ba nhân tố tiềm năng thúc đẩy sự phát triển ngành sản xuất tinh bét là:
• Năng suất cao: sản lượng sắn trung bình ở là 13 tấn/ha, nhưng ở phía Nam
Brazil là 70 tấn/ha ( cây sắn hai năm) trong khi đó ở chỉ là 14 tấn/ha.
• Hàm lượng tinh bét cao: các giống sắn ở có hàm lượng tinh bột không dưới
30% và trung bình là 33%, trong khi đó hàm lượng tinh bột sắn ở là 26%.
• Tiềm năng đất đai lớn nên diện tích trồng sắn có thể dễ dàng được mở rộng.
Do đó, cùng với sự phát triển của công nghệ và sự xuất hiện các công ty đa quốc gia tại
, trong những năm tới nền công nghiệp tinh bột sắn của Brazil được đánh giá là có
khả năng sẽ san bằng khoảng cách với .
là một trong những nước ở Châu Mỹ sản xuất tinh bột vào loại lớn chỉ sau
và Paraquay. Sản xuất tinh bét qui mô công nghiệp ở bắt đầu từ những
năm 70 của thể kỷ trước. Sự phát triển và biến động của ngành công nghiệp tinh bét
Colombia được chia thành bốn giai đoạn.
Bảng I.3: Sản lượng tinh bột sắn của từ năm 1970 đến 1996 [18].
Giai đoạn Tỷ lệ tăng hàng
năm,%.
Sản lượng tinh bét trung
bình, tấn/năm.
Diện tích trồng sắn
(ha)
1970 – 1975 1,04 2.015.545 250.200
1975 – 1988 - 6,83 1.515.156 189.629
1988 – 1996 3,77 1.653.809 180.062
1996 – 2005 - - -
Ngoài giá trị về suất khẩu, sắn là loại cây lương thực quan trọng, đặc biệt ở Châu Phi
sắn chiếm khoảng 37% về lượng calo trong khẩu phần thức ăn của người dân, ở Châu Mỹ
là 11%, ở Châu Á là 7%. Ngoài ra tinh bột sắn còn là một mặt hàng xuất khẩu có giá trị
cao. Theo dự đoán của FAO, cùng với việc mở rộng diện tích trồng sắn, sự phát triển của
công nghệ sinh học và công nghệ sản xuất, sản lượng sắn trên 1 ha có thể tăng từ 5-20 tấn
lên 60 để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của các quốc gia. Sản lượng sắn củ trên toàn thế giới
trong năm 2005 sẽ tăng gần gấp đôi so với những năm 70 của thế kỷ trước, trong đó tăng
mạnh nhất vẫn là các nước thuộc Châu Phi (tăng 2,67 lần), tiếp đó là các nước Châu Á
(tăng 1,9 lần) và Châu Mỹ (tăng 1,077).
Bảng I.4. Sản lượng sắn củ ở một số vùng và toàn thế giới ở một số giai đoạn và dự
báo cho năm 2005 [17].
Giai đoạn Châu Phi Châu á Châu Mỹ và Caribê Thế giới
Sản lượng, triệu tấn.
1973 – 1975 43 30 31 104
1983 – 1985 55 47 28 130
1993 – 1995 82 49,1 29,3 160,4
2005 115 57 33,4 205,4
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
4
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
Tuy nhiên, theo FAO mức độ tiêu thụ bình quân trên một đầu người trong khoảng 30
năm, từ năm 1961 đến năm 1995 có xu thế giảm. Trong đó, giảm mạnh nhất là Châu Đại
Dương (khoảng 50%).
Bảng I.5: Lượng tinh bột sắn tiêu thụ trên một đầu người ở
một số khu vực (kg/năm) [22].
Khu vực 1961 1970 1980 1990 1995
Châu Phi 152,67 149,26 139,03 146,23 146,86
Châu á 9,69 9,15 10,83 7,74 8,50
Châu Mỹ 46,03 57,37 40,58 35,28 33,14
Châu Đại Dương 44,14 41,83 24,43 24,47 22,84
II. Tình hình sản xuất, tiêu thụ và chế biến sắn ở Việt Nam.
Việt là một nước nông nghiệp, dân số đông nên việc trồng các loại cây lương
thực là một yếu tố quan trọng thúc đẩy sự phát triển kinh tế của cả nước. Ở ta sắn là cây
lương thực có sản lượng đứng sau lúa và được trồng trên toàn quốc từ Bắc đến ,
nhiều nhất là các vùng trung du và miền núi. Ngoài việc góp phần cân đối nhu cầu lương
thực trong cả nước, sắn còn là nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp và xuất khẩu.
Diện tích trồng sắn trung bình ở nước ta vào khoảng 300.000 ha (chiếm khoảng 25% diện
tích cây trồng toàn quốc) với sản lượng từ 2,5 đến 2,9 triệu tấn củ/năm, đứng thứ 13 trên
thế giới và đứng thứ 3 trong khu vực Đông Nam á sau Thailand và Indonesia, lượng tinh
bột sắn xuất khẩu hàng năm của nước ta vào khoảng 500 ngàn tấn. Theo dự báo của FAO
nhu cầu sắn củ của nước ta năm 2005 sẽ tăng thêm khoảng 125 nghìn tấn.
Cùng với việc trồng sắn, ở nước ta việc chế biến sắn đã có từ lâu đời ở các làng nghề.
Từ 20 năm nay, ngành công nghiệp chế biến tinh bột sắn đã được phát triển. Tuy nhiên
qui mô sản xuất ở nước ta chưa lớn, tập trung chủ yếu ở các tỉnh phía và tồn tại dưới
hai dạng: qui mô nhô nhỏ ở làng nghề và sản xuất qui mô công nghiệp.
Sản phẩm tinh bột ở các làng nghề chủ yếu để đáp ứng cho sản xuất một số sản phẩm
như mạch nha, bún, nấu rượu,… sản xuất tinh bột không chỉ giải quyết công ăn việc làm ở
làng nghề, mà còn đem lại lợi nhuận lớn cho người dân.
Hiện cả nước ta có 14 nhà máy sản xuất tinh bột sắn với các công nghệ, trang thiết bị
tiên tiến và sản phẩm đạt tiêu chuẩn xuất khẩu sang các nước, như công ty liên doanh Việt
– Thái, nhà máy tinh bột sắn Đắc Lắc, đặc biệt là công ty bột ngọt VEDAN của Đài Loan
với vốn đầu tư khoảng 250 triệu USD… ở miền Bắc qui mô sản xuất còn nhỏ, tập trung
nhiều ở nông thôn dưới dạng làng nghề điển hình là làng nghề Dương Liễu, thu hót 80%
sè lao động từ 2.300 hé gia đình trong làng. Các nhà máy sản xuất tinh bột sắn như nhà
máy tinh bột sắn Thái Nguyên với công suất 6.000 tấn/năm, nhà máy tinh bột sắn Tuyên
Quang với công suất 10.000 tấn/năm, riêng tỉnh Yên Bái có nhà máy sản xuất tinh bột sắn
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
5
Ch©u Phi
Ch©u ¸
Ch©u Mü vµ
Caribª
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
Yên Ninh với công suất 20.000 tắn/năm. Ngoài các nhà máy đang hoạt động, trong nước
đang triển khai xây dựng thêm một số nhà máy chế biến tinh bột với công suất lớn như:
nhà máy chế biến tinh bột Tuyên Quang (công suất 10.000 tấn/năm), nhà máy chế biến
tinh bột Bình Định (công suất15.000 tấn/năm),
Bảng I.6. Sản lượng tinh bột của một số nhà máy điển hình ở Việt .
Tên nhà máy Công suất, tấn/năm.
Liên doanh Thái – Tây Ninh.
Liên doanh Việt Thái – Gia Lai.
Công ty bột ngọt VEDAN.
Nhà máy mỳ Tân Châu - Tây Ninh.
Nhà máy tinh bột Đắc Lắc.
12.500
12.500
25.000
25.000
10.000
Theo số liệu tổng kết của FAO thì sản lượng tinh bột của Việt tăng trung bình
mỗi năm 0.89%, trong khi đó toàn Châu á là 3,29%. Lượng tinh bột xuất khẩu trung bình
hàng năm của nước ta mới chỉ vào khoảng 3% tổng sản lượng, trong khi đó của
và lần lượt là 7,09% và 17,13%.
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
6
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
CHƯƠNG II
CÔNG NGHỆ VÀ NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT TINH BÉT
II.1. Nguyên liệu sản xuất.
Nguyên liệu cho quá trình sản xuất tinh bột rất đa dạng, bao gồm: ngô, lúa mì, gạo,
khoai lang, khoai tây, sắn,… Tuy nhiên ở nước ta sắn là loại nguyên liệu được sử dụng
phổ biến nhất do sắn có hàm lượng tinh bét cao, chế biến đơn giản và giá thành nguyên
liệu thấp.
II.1.1. Sắn ( Manihot).
Ở Việt sắn được trồng gồm hai loại chính:
• Sắn ngọt (Manihot dulcis)
• Sắn đắng (Manihot utilisma): hàm lượng tinh bét cao (25 - 28%), năng suất sản
lượng cao (35tấn/ha) nên thường được sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất tinh
bét.
Củ sắn thường dài và thắt lại ở hai đầu, kích thước củ tuỳ thuộc vào điều kiện đất
trồng, chiều dài dao động từ 10 đến 30 cm với đường kính khoảng 2,8 cm. Cấu tạo gồm
bốn phần chính: vỏ gỗ, vỏ cùi, thịt củ và lõi.
Vỏ gỗ gồm tế bào xít, thành phần chủ yếu là xenluloza, không chứa tinh bột, có vai trò
bảo vệ củ khỏi các tác động bên ngoài, vỏ gỗ chiếm khoảng 0,5 đến 2 % khối lượng của
củ sắn. Khi chế biến vỏ gỗ được loại bỏ.
Vỏ cùi dày hơn vỏ gỗ rất nhiều, chiếm khoảng 5 đến 20 % khối lượng củ. Vỏ cùi chứa
các độc tố, tanin, sắc tố,… nên trong quá trình chế biến nếu không được loại bỏ sẽ ảnh
hưởng đến màu sắc của tinh bét.
Thịt sắn chứa chủ yếu là tinh bột, lớp ngoài cùng của thịt củ chứa nhiều tinh bột nhất,
càng vào sâu bên trong lõi hàm lượng tinh bột càng giảm.
Lõi sắn ở trung tâm và nằm dọc theo củ sắn, chiếm 0,3 đến 1% trọng lượng củ, thành
phần chủ yếu là hemixenluloza. Lõi sắn có thể làm ảnh hưởng đến quá trình mài, nghiền
do lõi cứng và to.
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
7
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
Bảng II.1. Thành phần hoá học trung bình trong củ sắn [12].
Thành phần %
1. Nước.
2. Tinh bét.
3. Protit.
4. Chất béo.
5. Xeluloza.
6. Đường.
7. Tro
70,25
21,45
1,12
0,40
1,11
5,13
0,54
Thành phần hoá học của củ sắn phụ thuộc vào giống sắn, thành phần và tính chất thổ
nhưỡng, chế độ chăm sóc và thời gian thu hoạch,…
Hàm lượng tinh bét trong củ sắn cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đặc biệt là thời
điểm thu hoạch. Thông thường vụ thu hoạch sắn kéo dài từ tháng 9 năm trước đến tháng 4
năm sau, thời điểm cho hàm lượng tinh bét cao nhất là từ tháng 11 đến hết tháng 1 năm
sau. Sang tháng 2 và tháng 3 hàm lượng tinh bột bị giảm xuống do một phần tinh bột đã
bị chuyển thành đường để nuôi sống mần non.
Ngoài các chất dinh dưỡng, trong sắn còn chứa các độc tố, tanin sắc tố và hệ Enzim
phức tạp. Chúng gây khó khăn cho quá trình sản xuất và ảnh hưởng đến chất lượng bột
sau này.
• Độc tè trong củ sắn: là một dạng Glucozit có tên gọi Phazeolunatin hay linamarin
(C
10
H
17
NO
6
) có hàm lượng trong sắn tươi ≈ 0.01 - 0.04%, trong sắn đắng cao hơn sắn
ngọt. Độc tố tập trung chủ yếu ở lớp vỏ cùi, hoà tan trong nước, tan kém trong cồn,
hầu không tan trong ête. Bình thường linamarin không độc. Khi thu hoạch, củ sắn
được tách khỏi cây, các enzim hoạt động hoặc trong môi trường axit phazeolunatin bị
thuỷ phân tạo thành Glucoza, axeton và axit xyanhydric (HCN) gây độc. Trong sản
xuất tinh bét HCN phản ứng với sắt có trong nước tạo ra xianat sắt màu xám đen ảnh
hưởng xấu đến chất lượng tinh bét.
• Các enzim: chủ yếu là các Polyphenoloxydaza, những Enzim này ảnh hưởng lớn
tới chất lượng sắn trong quá trình bảo quản và chế biến. Đặc biệt sau thu hoạch các
Enzim hoạt động mạnh, các Polyphenoloxydaza xúc tác quá trình oxy hoá các
polyphenol tạo Octakinon, sản phẩm này phản ứng với các axit amin tạo các sản phẩm
có màu: ví dụ Tirozinaza xúc tác oxy hoá tirozin tạo nên kinon có màu xám đen (dạng
melanin) hoà tan kém, gây các vệt đen trong thịt sắn (sắn chảy nhựa), làm giảm hiệu
qủa thu hồi và giảm chất lượng tinh bét. Enzim tập trung chủ yếu trong nhựa sắn, ở vỏ
cùi nên các vết đen cũng bắt đầu từ ngoài vào .Tanin trong vỏ sắn cũng bị oxy hoá
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
8
*+
,
*-
.
/
0,
1
.
/
,
*1
.
/
0,
2
3.3,
2
0,
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
thành flobafen, các sản phẩm này đều có màu xám đen hoặc tác dụng với sắt tạo sắt-
tanat.
II.1.2.Các loại nguyên liệu khác.
• Khoai tây (Solanum Tuberosum) là một trong những nguyên liệu thích hợp nhất và
kinh tế nhất trong quá trình sản xuất tinh bột vì nó đáp ứng yêu cầu công nghệ, hàm lượng
tinh bét cao so với các loại nguyên liệu khác và phân bố không đều. Phần chứa nhiều tinh
bột nhất là các tế bào ở khoảng giữa lớn, còn trung tâm củ hàm lượng tinh bột tương đối
thấp.
• Khoai lang (Batatas) là cây mầu ưa Èm nên được trồng phổ biến ở các vùng nhiệt
đới. Khoai lang dễ trồng và được trồng nhiều vụ nhưng có 2 vụ chính là đông xuân và thu
đông. Thành phần hoá học khoai lang phụ thuộc vào giống, đất trồng, điều kiện chăm sóc
và độ già. Khi khoai già hàm lượng nước khoảng 50 đến 75%, còn tinh bét dao động trong
khoảng 15 đến 31 %. Khác với sắn và khoai tây thì khoai lang chứa khá nhiều đường (5-
10%), chủ yếu là glucoza.
• Ngô (Mays) là cây lương thực quan trọng, chiếm vị trí thứ 3 sau lúa và lúa mì
về diện tích trồng và sản lượng trên toàn thế giới. ở nước ta ngô được trồng khắp mọi nơi,
ở đồng bằng, trung du và miền núi.
Bảng II.2. Thành phần hoá học trung bình của một số nguyên liệu chứa tinh bét [28].
Thành phần
(% theo khối
lượng)
Nguyên liệu
Khoai lang Khoai tây Ngô Dong Sắn
Nước
Tinh bét
Protein
Chất béo
Xenluloza
68,1
15 – 31
1,6
0,5
0,9
75
18,5
-
0,2
1,1
-
68 – 71
12
4,2 – 5,8
1,78
64 – 80
12 – 25
0,9 – 2,3
0,1 – 0,7
1,0 – 3,0
70,25
21,45
1,12
0,40
1,11
II.2. Một số đặc điểm quan trọng của tinh bét.
II.2.1. Hình dạng và kích thước của tinh bét
Tinh bột là những hạt rất nhỏ và có hình dạng rất phong phú, phụ thuộc vào từng loại
nguyên liệu. Hạt tinh bột gạo có hình nhiều cánh dính liền từng mảnh, có kích thước từ 3
đến 8µm. Hạt tinh bột ngô có hình đa giác không rõ rệt, ở giữa có nhân, kích thước từ 2
đến 26µm. Tinh bét khoai tây hình bầu dục, nhân có vằn, kích thứơc từ 10 đến 150µm.
Tinh bột sắn có dạng hình tròn, kích thước trung bình 20 µm.
Hình II.1. Hình dạng hạt tinh bột của một số nguyên liệu [28].
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
9
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
Tinh bột sắn Tinh bét dong Tinh bột ngô
Tinh bét khoai tây Tinh bột cọ Sagu Tinh bột lúa mì
II.2.2. Thành phần của tinh bét.
Tinh bột gồm hai thành phần là amiloza và amilopectin. Tuỳ theo từng loại nguyên
liệu mà chúng có tỷ lệ khác nhau, nhưng nhìn chung tỷ lệ này là xấp xỉ 1/4. Trong tinh bột
các loại nếp (gạo nếp, ngô nếp,…) lượng amilopectin chiếm gần 100%. Trái lại trong
tinh bột đậu xanh, dong riềng hàm lượng amiloza lại chiếm gần 50%.
Bảng II.3. Thành phần và kích thước hạt tinh bét trong một số nguyên
liệu chứa tinh bét [28].
Nguyên liệu Amiloza,%. Amilopectin,%. Kích thước,
µm.
Kích thước
trung bình, µm.
Gạo sáp 0 100 2 - 15 6
Ngô có hàm lượng
Amiloza cao
70 30 4 - 20 10
Ngô 28 72 5 - 25 14
Sắn 17 83 3 - 30 14
Lúa mú 26 74 3 - 35 7 và 20
Khoai lang 18 82 4 - 40 19
Khoai tây 20 80 10 - 100 36
Dong 21 79 9 - 40 23
Amilopectin có mạch phân nhánh do các gốc
α
_D glucozit (có công thức [C
6
H
10
O
5
]
n
)
kết hợp với nhau bằng liên kết
α
_1,4 glucozit, còn ở điểm phân nhánh thì bằng liên kết
α
_1,6 glucozit. Amyloza là phân tử mạch thẳng, do các gốc
α
_D glucozit bằng liên kết
α
_1,4 glucozit.
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
10
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
II.2.3. Tính chất của tinh bét.
• Tính chất vật lý.
Tinh bột nhỏ, mịn, trắng, không mùi và có vị nhạt. Độ Èm cân bằng của tinh bột nhỏ
hơn độ Èm của hạt và phụ thuộc vào độ Èm ướt.
Độ Èm không khí. 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Độ Èm cân bằng của
tinh bét,%.
2,2 3,8 5,2 6,4 7,4 8,3 9,2 10,6 22,7
Trọng lượng riêng của tinh bột tuỳ thuộc vào từng loại tinh bột nhưng nó chênh lệch
nhau không nhiều, nhìn chung là khoảng 1,6 tấn/m
3
.
Ở nhiệt độ thường tinh bột không hoà tan trong nước, rượu, benzen, ete,… riêng thành
phần amiloza của tinh bột lại tan trong nước nóng. ở nhiệt độ khác nhau thì độ hút nước
của tinh bột cũng khác nhau. Ở nhiệt độ thấp tinh bột sẽ hấp thụ nước và nở ra nhưng
không thay đổi hình dạng. Do đó, khi sấy khô nó lại trở về hình dạng ban đầu. Nếu đun
nóng tinh bột từ từ trong nước thì đến một nhiệt độ trên 70
o
C tinh bột sẽ chương nở rất
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
11
(45$67*)891:;&
1 4
!(45$67*)8(<7*)/91:;&
1 4
6
1
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
nhanh, kích thước tăng lên nhiều lần, lượng nước hấp thụ cũng rất lớn, độ nhớt của dung
dịch sẽ tăng lên và tạo thành hồ. Đó là quá trình hồ hoá.
• Tính chất hoá học của tinh bét.
Tinh bột là một hydrat cacbon dạng polysacarit, có công thức cấu tạo là (C
6
H
10
O
5
)
n
.
Tinh bột hầu không hoà tan trong nước lạnh và cồn. Nhưng trong nước nóng nó tạo
thành hệ keo huyền phù và sẽ bị đông đặc trong nước lạnh. Trong môi trường axít hoặc
dưới tác dụng của của Enzim mạch tinh bột bị phân cắt tạo thành các Dextrin hoặc các
đường đơn ( Glucoza _ C
6
H
12
O
6
), đường kép (Maltoza _ C
12
H
22
O
11
).
Ngoài ra, tinh bột có cấu trúc lỗ xốp nên nó có thể hấp phụ những chất hoà tan. Khả
năng hấp phụ tuỳ thuộc vào loại tinh bột và nhiệt độ môi trường.
II.3.Công nghệ sản xuất tinh bét.
Tinh bột sắn thường được sản xuất bằng hai công nghệ đó là công nghệ truyền thống
(được sử dụng chủ yếu trong sản xuất qui mô nhỏ như làng nghề, các hộ gia đình) và công
nghệ hiện đại (được sử dụng rộng rãi trong sản xuất qui mô công nghiệp).
Thực tế sản xuất cho thấy sản xuất tinh bột ở quy mô nhỏ (làng nghề), tuy tiêu thụ năng
lượng, vật tư thấp hơn nhưng công suất nhỏ, phân tán, lượng nước tiêu thụ lớn, khó qui
hoạch và quản lý môi trường. Ngược lại, sản xuất công nghiệp mang lại lợi nhuận lớn,
nhưng nhu cầu về vật tư, hoá chất lớn, lưu lượng nước thải của một nhà máy là rất lớn,
nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí của cả vùng.
Bảng II.4. So sánh công nghệ truyền thống và hiện đại cho quá trình
sản xuất tinh bột sắn.
Nhân tè Sản xuất truyền thống Sản xuất hiện đại
Lượng củ chế biến, tấn/năm. 4.000 42.000
Lượng tinh bột khô, tấn/năm. 1.000 10.500
Khả năng sản xuât, tấn củ /giờ. 4,5 6,0
Tiền vốn 25.000 USD 2 triệu USD
Thời gian hoàn vốn 1-2 năm 2-5 năm
Lượng nước tiêu thụ, m
3
/tấn củ.
( có tuần hoàn)
3 1,5
Lượng nước tiêu thụ, m
3
/tấn củ. (
không tuần hoàn)
7,5 5,5
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
12
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
Mức điện tiêu thụ 20kW/ tấn củ. 75kW/tấn củ.
Lượng dầu đốt để sấy khô 0 18 kg/tấn củ.
Lưu huỳnh 0 1,1 kg/tấn củ.
Chất lượng tinh bét Chất lượng tinh bét cao
nhưng không bằng so với
sản xuất tinh bột sử dụng
công nghệ hiện đại do thời
gian chế biến lâu và làm
thất thoát tinh bét.
Chất lượng tinh bét
cao và rất cao (phụ
thuộc
II.3.1. Công nghệ sản xuất tinh bột ở qui mô làng nghề.
Nguyên liệu tươi được rửa và bóc vỏ trước khi đem đi nghiền nhỏ bằng máy mài. Tinh
bét trong hỗn hợp sau mài sẽ được tách bã sơ bằng máy vắt với các tấm lưới chắn song
song có kích thước mắt lưới nhỏ dần. Sữa bột thu được sẽ đem đi lắng trong vòng từ 4
đến 8 giê, tinh bét sau lắng sẽ đem đi phơi dưới ánh nắng mặt trời, quá trình này làm độ
Èm của tinh bột giảm từ 45 – 50% xuống còn 10 – 12%. Để đạt hiệu quả sấy cao thì nhiệt
độ mặt trời phải cao hơn 30
o
C. Sau khi sấy, tinh bột sẽ được tán và nghiền để đóng túi.
Ở các làng nghề Việt Nam, do khí hậu nhiệt đới nóng Èm, mùa thu hoạch và sản xuất
tinh bột sắn lại vào mùa đông khô và lạnh nên người dân thường dùng tro xỉ để tách nước
bột Èm, sau đó bột Èm được phơi khô để bảo quản hoặc được bảo quản ứot trong bể kín.
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
13
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
14
=>)?(@&
A
B@&
C)D
(<?E&
#B&
?F&
G4HBGI
J@&
"IE&
G4K&
$L F I$L
MBG4
NO+PFQ&
,R&1S"ITURKVM
B>W?C5<$XY
K&
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
Nhìn chung, quá trình sản xuất tinh bột ở làng nghề thường là thủ công bán cơ giới
trong một số công đoạn như rửa củ, bóc vỏ, trà nghiền… ở các làng nghề hiện đang sử
dụng hai loại thiết bị khác nhau trong quá trình nghiền bột, đó là máy nghiền liên hoàn
(nghiền ướt) và máy nghiền không liên hoàn (nghiền khô). Sơ đồ công nghệ tổng thể khi
sử dụng hai dạng thiết bị trên không có sự khác biệt lớn. Sự khác nhau giữa nghiền khô và
nghiền ướt là trong quá trình nghiền khô nước sẽ không được cấp vào như quá trình
nghiền ướt và bột nghiền từ quá trình nghiền khô kém đồng nhất do các tế bào chưa được
phá vỡ hoàn toàn, dẫn đến còn một lượng lớn tinh bột còn nằm trong bã.
• Công đoạn rửa, tách vỏ.
Với quá trình sản xuất tinh bột sắn, công đoạn này được thực hiện bằng lồng sắt, mỗi
lồng sắt này chứa thường chứa 60% sắn để trong quá trình rửa sắn có thể đảo trộn được.
Xung quanh lồng có bố trí các ống phun nước để nước có thể được phân phối đều, công
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
15
=>)?
(@&
A
B@&
#D(<?
E&
#B&
?F.
G4HBGI
J@&
"IE&
G4K&
$L F
I$L
MBG
4NO+PFQ&
,R&2S"ITURKVMB>
W?C?TZ$XYK&
C
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
đoạn rửa sắn mất khoảng từ 3 đến 7 phút tuỳ thuộc vào sắn dễ hay khó tách vỏ. Nước thải
phát sinh ở khâu này chủ yếu là cát sạn, có một phần là vỏ, vỏ có thể thu hồi đem phơi
khô làm nhiên liệu. Trung binh mỗi tấn sắn rửa hết 0,68 m
3
nước và thải ra khoảng 10 kg
vá, trong đó cũng có đầu mẩu sắn bị gẫy và lọt ra ngoài, lượng sắn gẫy này sẽ được thu lại
phục vụ cho chăn nuôi.
Với quá trình sản xuất tinh bét dong, công đoạn rửa được thực hiện bằng vít tải,
dong được cho vào đầu dưới của vít tải, nước đi từ trên xuống. Dong sẽ được vít tải đưa
lên trên và đi ra ngoài. Nước thải ra chứa đất cát rất nhiều, nước đen, chứa lượng vỏ dong
không đáng kể. Trung bình rủa một tấn dong mất khoảng 30 phút, lượng nước để rửa vào
khoảng 7 m
3
.
• Công đoạn ngâm.
Công đoạn ngâm chỉ sử dụng cho quá trình sản xuất tinh bột sắn, sắn sau khi được
tách vỏ sẽ được cho vào bể ngâm trong 30 phút để tách các chất độc có trong vỏ, chủ yếu
là axít HCN. Vì vậy, nước thải của công đoạn này có màu đen. Để rửa 10 tấn sắn thì cần
khoảng 0,45 m
3
nước. Trong nước thải cũng chứa một phần vỏ sắn còn bám lại và bị bong
ra ở trong bể ngâm.
• Công đoạn nghiền, lọc tách bã.
Công đoạn này có tác dụng phá vỡ cấu trúc của tinh bét, sau khi tế bào tinh bột bị
phát vỡ, hạt tinh bột và dịch bào (nước trong tế bào) sẽ được giải phóng.
Với quá trình nghiền khô (không sử dụng máy liên hoàn) thì chất thải phát sinh chủ
yếu là bụi bột ướt, tuy nhiên lượng này rất nhỏ. Sản phẩm là tinh bột nhão và bã. Sau đó,
hỗn hợp này được chuyển vào bể tách, dung tích trung bình mỗi bể khoảng 2 m
3
. Nguyên
liệu sau nghiền được đưa vào bể và bổ sung nước, hỗn hợp được khuấy đều cho đồng nhất
sau đó để lắng để tách bột.
Với quá trình nghiền sử dụng máy liên hoàn, sản phẩm của quá trình được tách làm
2, sữa bột sẽ liên tục được chuyển tới bể lắng, còn bã được tách ra riêng.
• Quá trình lắng.
Quá trình lắng diễn ra nhanh hay chậm phụ thuộc vào thời tiết và nguyên liệu. Với
thời tiết Êm, thời gian lắng vào khoảng 7 đến 8 giờ với bột sắn, còn với bột dong trung
bình là 1 giê. Khi thời tiết lạnh thì thời gian này kéo dài hơn, với dung dịch bột sắn thì
thời gian lắng có thể lên tới gần 2 ngày. Người ta có thể rút ngắn thời gian lắng bằng cách
phủ tấm nilon lên trên để giữ Êm.
Với bột sắn chỉ cần lắng một lần sau đó thực hiện quá trình hút Èm, còn bột dong
quá trình lắng được lặp lại 3 lần.
• Công đoạn tách nước
Sau quá trình lắng, nước trong ở phía trên lớp bột lắng được tháo ra. Bột còn chứa
một lượng nước lớn, độ Èm của bột lên tới 45-50% vì vậy muốn bảo quản khô bột ướt cần
phải tách nước. Với tinh bột sắn quá trình hút Èm được thực hiện như sau: phủ một lớp
vải sạch lên lớp bột ướt, sau đó phủ một lớp tro lên trên hoặc có thể phủ một lớp xỉ than
sau khi đã được nghiền nhỏ. Sau khi hót Èm tro hoặc xỉ sẽ được phơi khô để tái sử dụng.
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
16
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
Bột dong thường có độ Èm thấp hơn nên chỉ cần phủ vải sạch để hút Èm, lớp vải sạch này
thường xuyên được thay bằng các tấm vải khô khác.
Tinh bét sau khi được hút Èm là có thể lấy ra khỏi bể lắng, chúng được cắt ra thành
từng bánh để bán hoặc chế biến tiếp.
II.3.2. Công nghệ sản xuất tinh bột ở qui mô công nghiệp.
Với công nghệ hiện đại nguyên liệu sẽ được rửa, bóc vỏ và được cắt thành lát mỏng
trước khi cho vào máy nghiền. Sữa bột sau nghiền sẽ được dẫn vào hai thiết bị li tâm để
tách tinh bét ra khỏi hỗn hợp xơ và được dẫn vào một cyclone ướt để rửa ly tâm và cô
đặc. Dung dịch cô đặc thu được sẽ được dẫn qua thiết bị lọc chân không li tâm để giảm độ
Èm xuống còn 40 – 45%. Sữa bột được đem đi sấy khô trong vài giây để đạt độ Èm từ 10
– 12%, do đó các hạt tinh bột sẽ không bị thoái hoá nhiệt.
Sự khác nhau rõ nét nhất giữa công nghệ sản xuất tinh bét qui mô công nghiệp với
làng nghề là quá trình sản xuất với mức độ tự động hoá cao và quá trình sản xuất là liên
tục. Tuy nhiên về cơ bản đều sử dụng phương pháp cơ học và lý học để tách tinh bột từ
củ sắn ra khỏi các tạp chất xơ, nhựa và các chất hoà tan khác có trong củ sắn.
Hiện ở Việt , hai công nghệ sản xuất tinh bột được áp dụng phổ biến ở qui mô
công nghiệp là công nghệ của Trung Quốc và công nghệ của Thái Lan.
1.Công nghệ sản xuất tinh bét của Trung Quốc.
Theo công nghệ của Trung Quốc tạp chất và sơ sắn được tách bằng thiết bị trống quay.
Qui trình công nghệ gồm các bước cơ bản sau:
• Tách tạp và bóc vỏ gỗ
Sắn từ bãi tập kết nguyên liệu, được đưa vào phễu nạp liệu. Phía dưới phễu nạp liệu có bố
trí thiết bị đưa củ từ phễu xuống băng tải nâng, để chuyển sắn đến tang trống quay hình
trụ. Dọc băng tải, bố trí nhân công theo dõi và loại bỏ những củ bị thối, rễ cây đầu củ và
các vật lạ nguy hiểm cho hoạt động của máy băm, nghiền. Tại tang trống quay, các tạp
chất lạ : đất, cát sẽ rơi xuống và thoát ra ngoài nhờ các khe trống bố trí dọc theo suốt
chiều dài của tang trống quay (đây chính là công đoạn tách vỏ khô). Tới phía cuối tang
trống quay, sắn củ sẽ thoát ra ngoài nhờ các rãnh bố trí dọc theo cửa thoát, rơi xuống
máng rửa củ.
• Bóc vỏ lụa và rửa củ
Máng rửa củ được chia làm 3 ngăn, 2 ngăn chứa nước để củ sắn có thể ngâm hoàn toàn
trong nước, còn ngăn cuối đục lỗ để thoát nước (ngăn làm ráo củ). Đây là công đoạn rửa
ướt và bóc vỏ lụa, được thực hiện nhờ 4 trục quay bố trí dọc theo chiều dài của máng, trên
đó có gắn nhiều cánh khuấy có tác dụng vừa trộn củ trong máng vừa đẩy củ tới rồi chuyển
vào máy băm.
• Băm và nghiền nhỏ:
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
17
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
Máy băm thuộc dạng máy nghiền dao, có tác dụng băm nhỏ sắn trước khi vào máy nghiền
trục.
Máy nghiền, có kết cấu gồm hai trục nghiền hình trụ bề mặt dạng răng cưa, quay với tốc
độ cao và một trục nạp liệu, nhờ trục nạp liệu mà nguyên liệu vào trục nghiền chảy theo
lớp. Máy nghiền có tác dụng phá vỡ các tế bào chứa tinh bét, cho sản phẩm là hỗn hợp bột
- bã lỏng có kích thước hạt rất nhỏ. Kế tiếp hỗn hợp này được gom vào thùng chứa và pha
loãng bằng nước thu được từ khâu Ðp bã rồi bơm sang công đoạn trích ly.
• Trích ly tinh bét
Máy trích ly là loại máy ly tâm phân loại theo dạng trượt, vận hành theo nguyên tắc vừa
rửa vừa trượt. Nhờ lực ly tâm mà các tạp chất nặng xơ, vỏ sẽ trượt theo bề mặt trống
quay phân loại và đi ra ngoài từ phía đáy lớn, đồng thời bột được rửa thoát ra ngoài qua
lớp lưới phân loại. Sau công đoạn trích ly sản phẩm thu được dưới hai dạng: bã sơ và sữa
tinh bột thô.
Bã sắn sau đó được tải tới máy Ðp để tách nước, rồi thải ra sân chứa bã.
Sữa bột thô tập kết trong thùng chứa sẽ được bơm thông qua bộ lọc quay và cyclone tách
cát tới máy ly tâm cao tốc, ở đó dịch bào sẽ được tách ra khỏi hỗn hợp rồi thải ra ngoài,
còn phần sữa bột tinh khiết được chuyển dến máy ly tâm tách nước.
Tại máy ly tâm tách nước, nước bị tách khỏi tinh bột và đi ra ngoài, phần tinh bột nằm lại
trên mặt lưới lọc có độ Èm W = 50 - 55% sẽ được hệ thống dao gạt gạt xuống vít tải.
Vít tải trên có nhiệm vụ thu tinh bột từ các ly tâm gom về vít tải chính có kích thước lớn
hơn. Từ đây tinh bột sẽ được đưa tới đầu phân phối cung cấp bột cho tháp sấy.
Tháp sấy làm việc theo nguyên tắc sấy phun, nguồn cấp nhiệt là không khí nóng từ lò đốt
dầu FO. Ra khỏi tháp sấy, bột khô được tách bằng cyclon và được làm nguội trong
cyclon, được giải nhiệt bằng không khí thường.
Sản phẩm có độ Èm W = 13 - 14%. Để đạt được kích thước hạt theo các tiêu chuẩn xuất
khẩu, tinh bột được phân cỡ qua sàng tuyển chọn. Tinh bột thành phẩm được đóng bao
và nhập kho.
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
18
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
19
"BHGI
#Z@Z!
V
?(@
=>
C[
C[
"<D
FB
\)6
#A)?
G4
"V$L
"<M
]^_
"K!F
J@`
G4KG4
?Z!V
"B?$L
EBG a!G4
E
G4
".
1
#YTbG
c
G4 G4K
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
Hình II.4: Sơ đồ công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Trung Quốc.
2. Công nghệ sản xuất của Thailand.
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
20
"BHGI
^(@)?
Z!V(<>
H
d@
C@
\)?I
L(<I
A
#A?
G4
"V$L
J@B)Z!
V
EB
a!E E
G4a!
,
1
".
2
G4
Z
e>fG4
K
]^
,R&OS"ITULgKVMBH?#&
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
Với hai sơ đồ hình II.4 và II.5, công nghệ sản xuất tinh bột của khác với
công nghệ sản xuất của Trung Quốc ở khâu tách vỏ và rửa củ, củ sắn được tách vỏ kết
hợp với rửa trong một thiết bị. Trong công nghệ của Thái Lan, nước được sử dụng với
hiệu quả cao.
II.4. Nhu cầu vật tư, nguyên liệu và nước cho quá trình sản xuất.
Nguyên liệu cho quá trình sản xuất tinh bột rất phong phú, ở nước ta thường sử dụng
hai loại nguyên liệu chính là: củ sắn và củ dong. Tuy nhiên củ dong chỉ được sử dụng
làm nguyên liệu sản xuất tinh bột ở làng nghề. Trong sản xuất công nghiệp nguyên liệu
để sản xuất tinh bột là sắn củ. Cân bằng vật chất của quá trình sản xuất tinh bột từ hai loại
nguyên liệu được thể hiện trong hình II.6 và II.7.
Hình II.6: Sơ đồ cân bằng vật chất trong quá trình sản xuất tinh bột sắn.
Hình II.7: Sơ đồ cân bằng vật chất trong quá trình sản xuất tinh bét dong.
Trong quá trình sản xuất công nghiệp, ngoài nguyên liệu chính là củ sắn còn cần một
số vật tư khác như: nước, hoá chất, điện, than hoặc dầu,… lượng vật tư sử dụng được định
mức trung bình trong bảng 2.4.
Bảng II.5. Định mức vật tư trung bình cho 1 tấn sản phẩm
(Sản xuất qui mô công nghiệp) [4]
TT Loại vật tư Định mức tiêu hao cho 1 tấn sản phẩm
Định mức Đơn vị
1* Củ sắn tươi 1,5 – 1,6 tấn
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
21
MV
H)*++P&
G4K
hH)O+P&
MC)
+&iV&
J@)TV?K
)*+P&
MG
4)2+P&
EB-j
*+P&
MVB
H)*++P&
G4K
hH)O+P&
MC)
+&iV&
J@)TV?K
)*+P&
MG
4)O+P
EB2)Oj
OP&
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
(hoặc sắn lát khô) 3 – 4 tấn
3 Nước 20 – 47 m
3
4* Dầu FO 15 lít
{hoặc than cám (loại
I)}
0,6 tấn
5 Lưu huỳnh 0,4 kg
6 Hơi nước 2 tấn
7 Điện 175 Kwh
8 Bao tải đựng bột 20 cái
Bảng II.6. Định mức vật tư cho 1 tấn sản phẩm
(ở làng nghề Dương Liễu).
TT
d
Loại vật tư
dfs
Định mức tiêu hao cho 1 tấn sản phẩm
Tinh bột sắn Tinh bét dong Đơn vị
t
Định mức Định mức
1 Sắn củ tươi 3 – 4 tấn
2 Dong củ tươi 5 – 7 tấn
3 Điện 2 2,7 kwh
4 Nước 16 - 20 48 – 100 m
3
Nhu cầu về vật tư, nguyên liệu và nước của hai qui mô sản xuất là khác nhau, đặc biệt
nhu cầu nước cấp cho quá trình sản xuất khác biệt rất lớn.
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
22
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
23
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
CHƯƠNG III
CÔNG NGHỆ VÀ CÁC CHẤT THẢI TỪ QTSX CỦA NHÀ MÁY SẢN
XUẤT TINH BỘT SẮN BÌNH ĐỊNH.
III.1. Tổng quan về nhà máy sản xuất tinh bột Bình Định.
III.1.1. Vị trí nhà máy
Công ty hoạt động với tên giao dịch: Binh Dinh Export Topiaca Starch Processing
Joint Stock Company ( BDSTAR).
Địa chỉ và vị trí: Thôn Hữu Lộc - xã Mỹ Hiệp- huyện Phù Mỹ- tỉnh Bình Định.
Nhà máy chế biến tinh bột sắn xuất khẩu Bình Định được xây dựng trên khu đất có diện
tích 238.576 m
2
trong đó diện tích khu chế biến tinh bột là 6.586 m
2
, thuộc địa bàn xã Mỹ
Hiệp, huyện Phù Mỹ, tỉnh Bình Định. Nhà máy có vị trí thuận lợi cho việc đầu tư xây
dựng nhà máy, mặt bằng rộng, xa khu dân cư, giao thông liên lạc thuận lợi, nằm cách
thành phố Quy Nhơn 50 km. Đặc biệt Phù Mỹ còn là trung tâm của vùng nguyên liệu với
các địa điểm cung cấp như: Hoài Nhơn, An Lão, Tây Sơn, Phù Cát, An Nhơn,…
Ngành nghề kinh doanh của công ty:
• Sản xuất, chế biến, mua bán tinh bột sắn và các sản phẩm có nguồn gốc từ
nguyên liệu sắn.
• Trồng, đầu tư phát triển vùng nguyên liệu.
• Sản xuất, chế biến các mặt hàng nông sản.
• Xuất nhập khẩu máy móc, thiết bị vật tư phục vụ sản xuất tinh bột sắn và hàng
nông sản.
III.1.2. Một số đặc điểm liên quan đến hoạt động sản xuất của công ty.
1. Vùng nguyên liệu
Nhà máy hoạt động với công suất chế biến là 15.000 tấn sản phẩm/ năm hay 60 tấn
sản phẩm/ngày ( trong một năm nhà máy sản xuất 250 ngày tương đương với 10 tháng,
các ngày còn lại thực hiện quá trình đại tu, sửa chữa, bảo trì thiết bị,…). Nguồn nguyên
liệu chủ yếu cho nhà máy do ba huyện có năng suất sắn đứng dầu tỉnh cung cấp, đó là:
Tây Sơn, Phù Mỹ và Phù Cát. Với diện tích trồng sắn được qui hoạch phù hợp (2.272 ha)
kếp hợp sử dụng các giống sắn mới có năng suất và hàm lượng tinh bét cao, vùng nguyên
liệu sẽ đảm bảo đáp ứng đủ nhu cầu của nhà máy.
Bảng III.1. Qui hoạch phát triển cây sắn toàn vùng đến năm 2010 [4].
Địa điểm Diện tích trồng sắn
hiện tại, ha.
Diện tích mở rộng,
ha.
Qui hoạch đến năm
2010, ha.
Phù Cát 1.227,0 1.251,0 2.478,0
Phù Mỹ 821,6 502,4 1.324,0
Tây Sơn 224,0 374,0 589,0
Tổng 2.272,6 2.127,4 4.400,0
2. Qui trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn nhà máy SXTB Bình Định.
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
24
Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến
Dũng
Qui trình công nghệ sản xuất tinh bột của nhà máy được thể hiện trên hình III.1 và có
thể tóm tắt như sau: sắn củ tươi được thu gom và phân loại ( thời gian tính từ khi thu
hoạch sắn đến khi sản xuất không được quá 2 ngày). Sắn củ sau phân loại sẽ được băng
tải chuyển đến thiết bị bóc vỏ, qua máy rửa. Nhờ hệ thống cánh khuấy và tốc độ dòng rửa,
đất, cát và vỏ sẽ bị loại bỏ ra khỏi củ sắn. Sau đó, xích tải sẽ chuyển chúng đến thiết bị cắt
nhỏ để đem đi nghiền thành hỗn hợp bột nhão. Trong khâu nghiền có bổ xung thêm axít
(H
2
SO
3
) để làm trắng bột. Hỗn hợp lỏng này được đem đi trích ly thô, trích ly tinh để tách
riêng dịch sữa bột và bã nhờ các thiết bị lắng, lọc, ly tâm cao tốc. Phần bã thu được sẽ
đem đi tách nước bằng thiết bị băng tải, bã được phơi khô làm thức ăn gia súc hoặc làm
bột giấy. Phần sữa bột nhờ máy phân ly tách kiệt nước đến độ Èm 50 - 55 % thì bột được
chuyển qua thiết bị sấy khô xuống độ Èm giới hạn 10 - 12%. Sau đó, tinh bột khô sẽ được
dẫn vào hệ thống cyclon để lắng và làm nguội. Cuối cùng được chuyển qua rây để kiểm
tra lại độ đồng nhất và độ mịn của sản phẩm trước khi cân và đóng bao.
Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN
25
