Đánh giá ô nhiễm làng nghề chế biến tinh bột sắn xã hoài hảo huyện hoài nhơn tỉnh bình định và đề xuất các giải pháp khắc phục

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO

TRƯờNG ĐạI HọC BáCH KHOA Hà NộI
[\

Đỗ THị MINH THI

ĐáNH GIá Ô NHIễM LàNG NGHề CHế BIếN
TINH BộT SắN X HOàI HảO HUYệN HOàI NHƠN
TỉNH BìNH ĐịNH Và Đề XUấT CáC GIảI PHáP
KHắC PHụC

LUậN VĂN THạC Sĩ KHOA HọC
QUảN lý môi trờng

Hà Nội 2010


Viện KH & CN Môi Trường

Luận văn Thạc sĩ khoa học

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài : “ Đánh giá ô nhiễm làng nghề chế biến tinh bột sắn
xã Hoài Hảo huyện Hoài Nhơn, Tỉnh Bình Định và đề xuất các giải pháp khắc
phục” là công trình nghiên cứu khoa học của tôi và chưa được công bố ở bất kỳ tài
liệu, tạp chí cũng như tại các hội nghị, hội thảo nào. Những kết quả nghiên cứu
trong luận văn là trung thực và hết sức rõ ràng.
Tôi xin chịu trách nhiệm trước Nhà Trường và Viện về luận văn của tôi.
Người cam đoan
Đỗ Thị Minh Thi

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

i


Viện KH & CN Môi Trường

Luận văn Thạc sĩ khoa học

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Đào tạo sau Đại học, Viện Khoa học và Công
nghệ Môi trường, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, nơi tôi đã được học tập trong
thời gian qua. Tại đây, tôi đã được các thầy cô trong Viện Khoa học và Công nghệ
Môi trường, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình chỉ dạy, truyền đạt những
kiến thức quý báu, những kinh nghiệm học tập và nghiên cứu. Nhờ những kiến thức
và kinh nghiệm tích lũy được trong quá trình học tập tôi đã hoàn thành bản luận văn
tốt nghiệp này.
Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo PGS.TS.Ngô Thị
Nga, người đã định hướng và tận tình chỉ bảo tôi trong suốt quá trình làm luận văn
tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Bác, Anh Chị ở Phòng Tài nguyên môi
trường huyện Hoài Nhơn, Trung tâm quan trắc thành phố Qui Nhơn đã nhiệt tình
giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp này.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình cũng như toàn thể bạn bè đã
tận tình giúp đỡ, ủng hộ và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực
hiện luận văn tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, Ngày 14 tháng 12 năm 2010

Đỗ Thị Minh Thi

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

ii


Viện KH & CN Môi Trường

Luận văn Thạc sĩ khoa học

MỤC LỤC
MỤC LỤC................................................................................................................ iii
DANH MỤC BẢNG.................................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH.................................................................................................vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................. viii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN ...........2
I.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM.2

I.1.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên Thế Giới..............................................2
I.1.2. Tình hình sản xuất tinh bột sắn Việt Nam....................................................5
I.2. CẤU TẠO CỦ SẮN.......................................................................................................7

I.2.1. Cấu tạo của củ sắn........................................................................................7
I.2.2. Phân loại sắn.................................................................................................8
I.2.3. Thành phần hoá học của củ sắn....................................................................9
I.3. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC. ........11

I.3.1. Giới thiệu một số công nghệ sản xuất tinh bột sắn trong nước đang áp

dụng hiện nay ............................................................................................................11
I.3.2. Giới thiệu công nghệ sản xuất tinh bột sắn của các nước ..........................13
I.4. HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NGÀNH TINH BỘT SẮN ..................................15

I.4.1. Ô nhiễm nước thải.....................................................................................15
I.4.3. Ô nhiễm khí thải.........................................................................................17
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN
XÃ HOÀI HẢO .......................................................................................................18
II.1 HIỆN TRẠNG TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI CỦA XÃ HOÀI HẢO ...........................18

II.1.1. Điều kiện tự nhiên.....................................................................................18
II.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội..........................................................................20
II.2. HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT CỦA LÀNG NGHỀ TINH BỘT SẮN......................20

II.2.1. Tình hình sản xuất của làng nghề .............................................................20
Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

iii


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Viện KH & CN Môi Trường

II.2.2. Một số thiết bị chính được sử dụng trong làng nghề. ...............................27
II.3. SO SÁNH QUY TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN XÃ HOÀI HẢO VỚI
CÁC LÀNG NGHỀ Ở CÁC ĐỊA PHƯƠNG KHÁC .....................................................28

II.3.1. Quy trình công nghệ sản xuất Tinh bột sắn của một số làng nghề ...........28
II.3.2. Bảng tổng hợp so sánh giữa các làng nghề và nhà máy ...........................32

II.4. HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT
SẮN TẠI LÀNG NGHỀ ....................................................................................................35

II.4.1. Khí thải......................................................................................................38
II.4.2. Nước thải..................................................................................................40
II.4.3. Chất thải rắn..............................................................................................46
II.5. NHỮNG KHÓ KHĂN TRONG CÔNG TÁC BVMT LÀNG NGHỀ ..................47

CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP NHẰM GIẢM THIỂU VÀ
KHẮC PHỤC Ô NHIỄM CHO LÀNG NGHỀ....................................................48
III.1 ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ ...............................................................48

III.1.1. Giải pháp quy hoạch ................................................................................48
III.1.2.Giải pháp quản lý......................................................................................48
III.1.3. Giáo dục môi trường và nâng cao nhận thức của người dân...................49
III.2. ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU TẠI NGUỒN VÀ XỬ LÝ..........50

III.2.1. Công đoạn xử lý sơ bộ.............................................................................50
III.2.2. Đề xuất giảm thiểu lượng nước sử dụng ở công đoạn rửa củ bằng cách
thay công suất bơm ...................................................................................................51
III.2.3. Đề xuất tuần hoàn tái sử dụng nước rửa củ .............................................53
III.2.4 Đề xuất giảm thiểu trong công đoạn tách và lắng tinh bột......................58
II.2.5. Xử lý chất thải rắn.....................................................................................61
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN
TINH BỘT SẮN LÀNG NGHỀ HOÀI HẢO.......................................................62

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

iv

Luận văn Thạc sĩ khoa học

Viện KH & CN Môi Trường

IV.1. CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT TINH
BỘT SẮN ............................................................................................................................62
IV.2. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUÂT TINH BỘT
SẮN TẠI LÀNG NGHỀ. ...................................................................................................63

IV.2.1. Đề xuất hệ thống xử lý nước thải cho làng nghề.....................................63
IV.2.2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ .................................................................65
IV.3. TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ. .............67

IV.3.1. Tính song chắn rác ..................................................................................67
IV.3.2. Tính bể điều hoà ......................................................................................69
IV.3.3. Tính bể keo tụ..........................................................................................71
IV.3.4. Tính bể UASB .........................................................................................78
IV.3.5. Tính toán bể Aeroten...............................................................................85
IV.3.6. Bể lắng thứ cấp........................................................................................93
IV.3.7. Hồ ổn định ...............................................................................................96
IV.3.8. Hệ thống xử lý bùn cặn ...........................................................................96
CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CHI PHÍ XÂY DỰNG VÀ VẬN HÀNH HỆ
THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI............................................................................100
KẾT LUẬN ............................................................................................................103
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................104

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

v

Viện KH & CN Môi Trường

Luận văn Thạc sĩ khoa học

DANH MỤC BẢNG
Bảng I.1 - Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của thế giới từ năm 1995 – 2008 .3
Bảng I.2 - Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của Việt Nam 1995 – 2008...........5
Bảng I.3 - Diện tích, năng suất và sản lượng các vùng sinh thái Việt Nam 2008 ......6
Bảng I.4 - Thành phần hoá học của củ sắn ................................................................9
Bảng II.1 - Định mức tiêu thụ nguyên liệu, điện, nước sản xuất 1 tấn tinh bột sắn .21
Bảng II.2 - Một số thiết bị chính sử dụng trong làng nghề.......................................27
Bảng II.3 - Tổng hợp các chỉ tiêu các làng nghề và nhà máy ..................................32
Bảng II.4 - Kết quả khảo sát về điều kiện vi khí hậu tại khu vực xã Hoài Hảo…….38
Bảng II.5 - Kết quả khảo sát về chất lượng không khí tại khu vực xã Hoài Hảo .....39
Bảng II.6 - Kết quả phân tích chất lượng nước mặt tại khu vực xã Hoài Hảo[33]..41
Bảng II.7 - Kết quả phân tích chất lượng nước ngầm tại Xã Hoài Hảo[33]............42
Bảng II.8 - Kết quả phân tích chất lượng nước thải[33] ..........................................43
Bảng II.9 - Kết quả phân tích chất lượng nước thải sau khi đã cho qua hệ thống xử
lý nước thải tại hộ gia đình .......................................................................................45
Bảng II.10 - Thành phần của bã thải sắn .................................................................46
Bảng III.1- Hệ số nước thải cho công đoạn rửa củ của các hộ điển hình [33] ........52
Bảng III.2 - Cân bằng vật chất quá trình sản xuất [32] ...........................................55
Bảng III.3 - Hệ số phát sinh nước thải [33] .............................................................56
Bảng III.4 - Hệ số phát thải chất thải rắn[33]..........................................................56
Bảng III.5 - Hệ số sử dụng nguyên liệu – năng lượng[33].......................................56
Bảng IV.1 - Các giá trị thông số của nước thải làng nghề [33] ...............................62
Bảng IV.2 - Hiệu quả xử lý sau khi qua bể keo tụ - lắng ..........................................78
Bảng IV.3 - Thông số nước thải đầu vào hệ thống bể Aeroten.................................85

Bảng IV.4 - Chất lượng nước thải sau xử lý .............................................................96
Bảng IV.5 - Bảng tổng kết các thông số thiết kế hệ thống xử lý nước thải..............99
Bảng V.1 - Chi phí xây dựng hệ thống xử lý nước thải...........................................100
Bảng V.2 - Chi phí thiết bị hệ thống xử lý nước thải ..............................................101

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

vi


Viện KH & CN Môi Trường

Luận văn Thạc sĩ khoa học

DANH MỤC HÌNH
Hình I.2 - Biểu đồ thể hiện diện tích sắn toàn cầu......................................................3
Hình I.3 - Cấu tạo của củ sắn .....................................................................................7
Hình I.4 - Quy trình công nghệ sản xuất TBS thủ công ở Việt Nam...........................1
Hình I.5 - Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Thái Lan .................1
Hình I.6 - Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Trung Quốc ............1
Hình II.1- Vị trí địa lý xã Hoài Hảo huyện Hoài Nhơn tỉnh Bình Định ...................18
Hình II.2 - Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột quy mô gia đình ở Hoài Hảo .............23
Hình II.3 - Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột sắn quy mô gia đình ở Làng Trà Cổ,
huyện Thống Nhất, tỉnh Đồng Nai ............................................................................29
Hình II.4 - Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột sắn quy mô gia đình Làng Bình Minh31
Hình II.5 - Sơ đồ công nghệ HTXLNT quy mô gia đình .............................................1
Hình II.6 - Cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột sắn từ củ tươi.........................1
Hình III.1 - Tuần hoàn tái sử dụng nước rửa củ.......................................................54
Hình III.2 - Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý và tuần hoàn nước rửa củ ...................57
Hình III.3 - Sơ đồ tái sử dụng nước đánh khử chua .................................................60

Hình IV.1 - Mô hình xử lý nước thải cho làng nghề .................................................63
Hình IV.2 - Sơ đồ công nghệ thích hợp xử lý nước thải làng nghề chế biến TBS ....65
Hình IV.3 - Cấu tạo song chắn rác ...........................................................................67
Hình IV.4 - Bể phản ứng kết hợp bể lắng đứng ........................................................74
Hình IV.5 - Miệng xả nước từ ống trung tâm vào bể lắng đứng...............................76
Hình IV.6 - Tấm chắn khí..........................................................................................82

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

vii


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Viện KH & CN Môi Trường

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
FAO:

Tổ chức Lương thực Thế giới

BVMT:

Bảo Vệ Môi Trường

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN:

Quy chuẩn Việt Nam

TBS:

Tinh bột sắn

∑N

Tổng Nitơ

∑P

Tổng Photpho

VSV

Vi sinh vật

SS :

Suspended Solid - Chất rắn lơ lửng, mg/l.

DO :

Dissolved Oxygen – Oxi hoà tan, mgO2/l.

BOD:

Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxi sinh hoá, mg/l

COD:

Chemical Oxygen Deman – Nhu cầu ôxi hoá học, m/l

UASB:

Upflow Anaerobic Susdge Blanket - Xử lý yếm khí ngược dòng
có lớp bùn lơ lửng

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

viii


Viện KH & CN Môi Trường

Luận văn Thạc sĩ khoa học

MỞ ĐẦU
Sản xuất hộ gia đình tập trung tại các làng nghề vẫn còn là một hình thức khá
phổ biến trong nền kinh tế Việt Nam. Các làng nghề góp phần tạo công việc làm ổn
định cho lực lượng lao động nhàn rỗi, mang tính chất gia đình đồng thời đóng góp
một phần vào ngân sách, giúp duy trì các truyền thống tốt đẹp tại địa phương. Tuy
nhiên, do phát triển tự phát, đồng thời nhận thức về môi trường của người dân chưa
cao và các cơ sở sản xuất nằm sát nhà dân nên hoạt động của làng nghề đã phát sinh
các vấn đề môi trường ngày càng nghiêm trọng. Sự ô nhiễm môi trường không chỉ
ảnh hưởng đến điều kiện sinh hoạt, sức khỏe của người dân mà còn ảnh hưởng đến
các hoạt động sản xuất khác như trồng trọt chăn nuôi.
Hiện nay, tại Bình Định trong số các làng nghề đang hoạt động và góp phần

gây ô nhiễm môi trường phải kể đến làng nghề chế biến tinh bột sắn xã Hoài Hảo,
huyện Hoài Nhơn. Ở đây người dân sinh sống chủ yếu từ hoạt động sản xuất chế
biến tinh bột sắn kết hợp với chăn nuôi. Nước thải tinh bột sắn với lưu lượng lớn và
hàm lượng chất hữu cơ cao khi chảy vào kênh rạch đã phân hủy bốc mùi chua nồng.
Nước thải này đã ngấm vào giếng nước ngầm, ứ đọng trong các mương rảnh cũng
bốc mùi hôi thối.
Đứng trước thực trạng môi trường đang bị suy thoái nghiêm trọng, việc tìm ra
giải pháp cũng như phương hướng quản lý môi trường phù hợp có ý nghĩa hết sức
thiết thực nhằm cải thiện điều kiện môi trường sống, khắc phục hiện trạng ô nhiễm
để góp phần vào sự nghiệp phát triển bền vững của làng nghề. Vì vậy luận văn tốt
nghiệp của tôi đã chọn đề tài “Đánh giá ô nhiễm làng nghề chế biến tinh bột sắn
xã Hoài Hảo huyện Hoài Nhơn Tỉnh Bình Định và đề xuất các giải pháp khắc
phục”. Đề tài nhằm đánh giá hiện trạng và đề xuất các giải pháp cải thiện tình hình
môi trường làng nghề.

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

1


Viện KH & CN Môi Trường

Luận văn Thạc sĩ khoa học

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT TINH
BỘT SẮN
I.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT
NAM.
Sắn có tên khoa học là Manigo esculent a Krantz là loại cây phát triển ở các
vùng khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Sắn có nguồn gốc từ lưu vực sông Amazon

ở Nam Mỹ sau đó phát triển dần đến Châu Phi và Đông Nam Á. Sắn có hàm lượng
tinh bột cao được sử dụng dưới dạng tươi hay khô, dạng cục hay dạng mịn, sắn đã
có mặt ở nhiều nước trên thế giới và trở thành cây lương thực quan trọng cho con
người và gia súc. Sắn còn là nguồn nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp như
chế biến thực phẩm, sản xuất bia, công nghiệp hóa chất, sản xuất keo dán, công
nghiệp giấy, gỗ, thực phẩm. Hiện nay sắn được sử dụng cho nhiều mục đích khác
nhau như: làm thực phẩm cho người, làm thức ăn gia súc, và đươc dung trong một
số ngành công nghiệp như rượu cồn, giấy, dệt sợi, cao su….
I.1.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên Thế Giới
Sắn là một loại cây lương thực quan trọng ở nhiều nước trên thế giới đặc biệt
là ở các nước nhiệt đới Châu Á, Châu Phi, và Châu Mỹ La tinh. Cùng với sự phát
triển của công nghiệp chế biến cây sắn ngày càng trở nên có giá trị kinh tế cao. Tổ
chức Nông Lương Thực thế giới (FAO) xếp sắn là cây lương thực quan trọng ở các
nước đang phát triển sau lúa gạo, ngô và lúa mì. Tinh bột sắn là một thành phần
quan trọng trong chế độ ăn của hơn một tỷ người trên thế giới. [9]
Hiện nay, có trên 105 nước trồng sắn với diện tích khoảng 18,69 triệu ha, năng
suất 12,46 tấn/ ha, sản lượng 232,95 triệu tấn. Những nước trồng nhiều nhất là
Nigerria, Indonesia và Thái Lan. Mức tiêu thụ bình quân trên thế giới là
18kg/người/năm. Khoảng 85% sản lượng sắn tiêu thụ ở các nước trồng (trong đó
58% được sử dụng làm lương thực, 28% thức ăn gia súc, 3% dùng làm nguyên liệu
cho công nghiệp...), 15% sản lượng còn lại xuất khẩu sang các nước châu Âu, một
số nước Châu Á và Nhật Bản dưới dạng tinh bột sắn, tapioca và sắn lát khô. [11]
Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

2


Viện KH & CN Môi Trường

Luận văn Thạc sĩ khoa học

DIỆN TÍCH SẮN TOÀN CẦU
0%
21%
15%

Châu Phi
64%

Châu Mỹ La Tinh
Châu Á

Hình I.1 - Biểu đồ thể hiện diện tích sắn toàn cầu
Nước có sản lượng sắn nhiều nhất là Nigeria (45,72 triệu tấn), kế đến là Thái
Lan (22,58 triệu tấn) và Indonesia (19,92 triệu tấn). Nước có năng suất sắn cao nhất
là Ấn Độ (31,43 tấn/ha), kế đến là Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với năng suất sắn
bình quân của thế giới là 12,16 tấn/ha (FAO, 2008). Việt Nam đứng thứ mười về
sản lượng sắn trên thế giới (9,38 triệu tấn). Diện tích, năng suất và sản lượng sắn
trên thế giới từ năm 1996 đến nay được thể hiện tại bảng dưới đây. [17]
Bảng I.1 - Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của thế giới từ năm 1995 – 2008
Năm
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004

2005
2006
2007
2008

Diện
(triệu ha)
16,25
16,05
16,56
16,56
16,86
17,17
17,31
17,59
18,51
18,69
20,50
18,39
21,94

tích Năng
(tấn/ha)
9,75
10,06
9,90
10,31
10,70
10,73
10,61

10,79
10,94
10,87
10,90
12,16
12,87

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

suất Sản
(triệu tấn)
158,51
161,60
164,10
170,92
177,89
184,36
183,82
189,99
202,64
203,34
224,00
223,75
238,45

lượng

3

Luận văn Thạc sĩ khoa học

Viện KH & CN Môi Trường

Ở châu Phi sắn luôn chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu lương thực, trung bình
sắn được sử dụng tới 96 kg/người/năm. Nhu cầu làm lương thực chủ yếu tại vùng
Saharan Châu Phi cả hai dạng củ tươi và sản phẩm chế biến ước tính khoảng 115
triệu tấn, tăng hơn năm 2005 khoảng 1 triệu tấn. Trung Quốc hiện là nước nhập
khẩu sắn nhiều nhất thế giới để làm cồn sinh học (bioethanol), tinh bột biến tính
(modify starch), thức ăn gia súc và dùng trong công nghiệp thực phẩm dược liệu.
Năm 2006, Trung Quốc đã nhập khẩu 1,15 triệu tấn tinh bột, bột sắn và 3,40 triệu
tấn sắn lát và sắn viên. Thái Lan chiếm trên 85% lượng xuất khẩu sắn toàn cầu, kế
đến là Indonesia và Việt Nam. Thị trường xuất khẩu sắn chủ yếu của Thái Lan là
Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản và cộng đồng châu Âu với tỷ trọng xuất khẩu sắn
khoảng 40% bột và tinh bột sắn, 25% là sắn lát và sắn viên. Năm 2008, Trung Quốc
đã sản xuất một triệu tấn ethanol, họ đã thoả thuận với một số quốc gia lân cận để
cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất ethanol. Tại Thái Lan, nhiều
nhà máy sản xuất ethanol sử dụng sắn đã được xây dựng năm 2008. Indonesia đã
lên kế hoạch sử dụng sắn sản xuất ethanol để pha vào xăng theo tỷ lệ bắt buộc 5%
bắt đầu từ năm 2010. Các nước như Lào, Papua New Guinea, đảo quốc Fiji,
Nigeria, Colombia và Uganda cũng đang nghiên cứu thử nghiệm cho sản xuất
ethanol [10]
Viện Nghiên cứu Chính sách lương thực thế giới (IFPRI), đã tính toán nhiều
mặt và dự báo tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn toàn cầu với tầm nhìn đến năm
2020. Năm 2020 sản lượng sắn toàn cầu ước đạt 275,10 triệu tấn, trong đó sản xuất
sắn chủ yếu ở các nước đang phát triển là 274,7 triệu tấn, các nước đã phát triển
khoảng 0,40 triệu tấn. Mức tiêu thụ sắn ở các nước đang phát triển dự báo đạt
254,60 triệu tấn so với các nước đã phát triển là 20,5 triệu tấn. Khối lượng sản phẩm
sắn toàn cầu sử dụng làm lương thực thực phẩm dự báo nhu cầu là 176,3 triệu tấn
và thức ăn gia súc 53,4 triệu tấn. Tốc độ tăng hàng năm của nhu cầu sử dụng sản

phẩm sắn làm lương thực, thực phẩm và thức ăn gia súc đạt tương ứng là 1,98% và
0,95%. Châu Phi vẫn là khu vực dẫn đầu sản lượng sắn toàn cầu với dự báo sản
lượng năm 2020 sẽ đạt 168,6 triệu tấn. Trong đó, khối lượng sản phẩm sử dụng làm
Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

4


Viện KH & CN Môi Trường

Luận văn Thạc sĩ khoa học

lương thực thực phẩm là 77,2%, làm thức ăn gia súc là 4,4%. Châu Mỹ La tinh giai
đoạn 1993-2020, ước tốc độ tiêu thụ sản phẩm sắn tăng hàng năm là 1,3%, so với
châu Phi là 2,44% và châu Á là 0,84 - 0,96%. Cây sắn tiếp tục giữ vai trò quan
trọng trong nhiều nước châu Á, đặc biệt là các nước vùng Đông Nam Á nơi cây sắn
có tổng diện tích đứng thứ ba sau lúa và ngô và tổng sản lượng đứng thứ ba sau lúa
và mía. [12]
I.1.2. Tình hình sản xuất tinh bột sắn Việt Nam
Hiện nay Việt Nam là nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng thứ 3 trên thế giới,
sau Indonesia và Thái Lan. Ở Việt Nam, sắn là cây lương thực, thức ăn gia súc quan
trọng sau lúa và ngô. Năm 2005, cây sắn có diện tích thu hoạch 425,5 nghìn ha,
năng suất 15,78 tấn/ha, sản lượng 6,72 triệu tấn, so với cây lúa có diện tích 7.326
ha, năng suất 4,88 tấn/ha, sản lượng 35,8 triệu tấn, cây ngô có diện tích 995 ha,
năng suất 3,51 tấn/ha, sản lượng gần một triệu tấn (FAO, 2007). Cây sắn là nguồn
thu nhập quan trọng của các hộ nông dân nghèo do sắn dễ trồng, ít kén đất, ít vốn
đầu tư, phù hợp sinh thái và điều kiện kinh tế nông hộ. Sắn chủ yếu dùng để bán
(48,6%) kế đến dùng làm thức ăn gia súc (22,4%), chế biến thủ công (16,8%), chỉ
có 12,2% dùng tiêu thụ tươi. Ở Việt Nam, cây sắn đã chuyển đổi vai trò từ cây
lương thực thành cây công nghiệp với tốc độ cao, năng suất và sản lượng sắn đã

tăng nhanh ở thập kỷ đầu của thế kỷ XXI.
Bảng I.2 - Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của Việt Nam 1995 – 2008
Năm
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005

Diện tích
(nghìn ha)
164,30
275,60
254,40
235,50
226,80
234,90
250,00
329,90
371,70
370,00
425,50

Năng suất

(tấn/ha)
9,84
7,50
9,45
7,55
7,96
8,66
8,30
12,6
14,06
14,49
15,78

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

Sản lượng
( triệu tấn)
1,62
2,06
2,40
1,77
1,80
2,03
2,07
4,15
5,23
5,36
6,72
5

Viện KH & CN Môi Trường

Luận văn Thạc sĩ khoa học

2006
2007
2008

474,80
496,80
557,40

16,25
16,07
16,85

7,77
7,98
9,3

Nguồn: [17]
Tại Việt Nam, sắn được canh tác phổ biến ở hầu hết các tỉnh của các vùng sinh thái
nông nghiệp. Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam qua các năm và phân
theo các vùng sinh thái được thể hiện qua Bảng I.3. Diện tích sắn nhiều nhất ở vùng
Bắc Trung bộ và Duyên hải miền Trung (168,80 ngàn ha). Tây Nguyên là vùng sản
xuất sắn lớn thứ hai của cả nước, tập trung chủ yếu ở bốn tỉnh Kon Tum, Gia Lai,
Đăk Lăk và Đăk Nông. Năm 2008, diện tích sắn của Tây Nguyên đạt 150.100 ha,
nhưng năng suất bình quân chỉ đạt 15,7 tấn/ha, tổng sản lượng 2,35 triệu tấn, thấp
hơn rất nhiều so với năng suất và sản lượng sắn của vùng Đông Nam Bộ (23,74

tấn/ha và 2,69 triệu tấn)
Bảng I.3 - Diện tích, năng suất và sản lượng các vùng sinh thái Việt Nam năm 2008
TT Vùng sinh thái

Diện

tích Năng suất Sản

lượng

(1000 ha)

(tấn/ha)

(1000 tấn)

1

Đồng bằng sông Hồng

7,90

12,92

102,10

2

Trung du và miền núi phía Bắc

110,00

12,07

1.328,00

3

Bắc Trung bộ và Duyên hải miền Trung 168,80

16,64

2.808,30

4

Tây Nguyên

150,10

15,70

2.356,10

5

Đông Nam Bộ

113,50

23,74

2.694,50

6

Đồng bằng sông Cửu Long

7,40

14,43

106,80

Cả nước

557,40

16,87

9.395,80

Nguồn: [17]
Toàn quốc hiện có trên 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn với tổng công suất khoảng
3,8 triệu tấn củ tươi/năm và nhiều cơ sở chế biến sắn thủ công rãi rác tại hầu hết các
tỉnh trồng sắn. Việt Nam hiện sản xuất mỗi năm khoảng 800.000 – 1.200.000 tấn
tinh bột sắn, trong đó trên 70% xuất khẩu và gần 30% tiêu thụ trong nước. Sản
phẩm sắn xuất khẩu của Việt Nam chủ yếu là tinh bột, sắn lát và bột sắn và thị
trường chính là Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Singapo, Hàn Quốc. Đầu tư nhà
Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

6


Viện KH & CN Môi Trường

Luận văn Thạc sĩ khoa học

máy chế biến bio- etanol là một hướng lớn triển vọng. Sản xuất lương thực là ngành
trọng tâm và có thế mạnh của Việt Nam tầm nhìn đến năm 2020. Diện tích sắn của
Việt Nam dự kiến ổn định khoảng 450 nghìn ha nhưng sẽ tăng năng suất và sản
lượng sắn bằng cách chọn tạo và phát triển các giống sắn tốt có năng suất củ tươi và
hàm lượng tinh bột cao. Ngành sản công nghiệp sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam
có thể phân thành ba qui mô, phụ thuộc vào năng suất và kĩ thuật sản xuất: qui mô
nhỏ, vừa và lớn, qui mô nhỏ- hộ gia đình- tập trung ở vùng nông nghiệp của các
tỉnh thành của Việt Nam.
I.2. CẤU TẠO CỦ SẮN
I.2.1. Cấu tạo của củ sắn
Sắn là loại rễ củ có lõi nối từ thân dọc theo củ đến đuôi củ, củ sắn thường vót
hai đầu, kích thước củ dao động trong khoảng khá rộng; chiều dài 0,1 ÷ 1 m, đường
kính 2 ÷ 8 cm tuỳ thuộc vào giống, điều kiện canh tác, chất đất. Đường kính củ
không đều theo chiều dài củ, đầu cuống củ to và nhiều xơ còn chuôi củ nhỏ vuốt và
mềm, ít xơ hơn do phát triển sau.
Cấu tạo của củ gồm 4 phần chính:

Hình I.2 - Cấu tạo của củ sắn
Vỏ gỗ: vỏ gỗ bao bọc ngoài cùng củ sắn. Màu sắc từ trắng sám tới vàng, vàng
sẫm hay nâu tùy thuộc từng loại giống. Thành phần cấu tạo chủ yếu là celluloze và

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

7


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Viện KH & CN Môi Trường

hemicelluloze, hầu như không có tinh bột vì vậy nó rất bền. Giữ vai trò bảo vệ cho
củ đỡ bị tác động bên ngoài. Vỏ gỗ chiếm khoảng 0,5 – 3% khối lượng toàn củ.
Vỏ cùi: Vỏ cùi dày hơn vỏ gỗ, nó chiếm khoảng 8 – 20% khối lượng toàn củ.
Vỏ cùi mềm. Thành phần cấu tạo ngoài celluloze còn có khá nhiều tinh bột khoảng
5 – 8%, vì vậy để tận dụng lượng bột này khi chế biến không tách vỏ cùi ra. Mủ sắn
tập trung chủ yếu trong vỏ cùi. Trong mủ gồm nhiều chất như tanin, sắc tố, độc tố,
enzyme…
Thịt sắn: Phần quan trọng nhất của củ sắn, chiếm khoảng 77 ÷ 94% khối
lượng toàn củ sắn. Thành phần cấu tạo chủ yếu của thịt sắn là tinh bột, ngoài ra còn
có celluloze và một số chất khác. Hàm lượng tinh bột trong thịt sắn phân bố không
đều. Đây là phần dự trữ chủ yếu các chất dinh dưỡng của củ. Trong tế bào thịt sắn
cũng chứa dịch bào nhưng hàm lượng ít hơn so với trong vỏ cùi (khoảng 0,3-5%).
[36]
Lõi sắn: Thường nằm ở trung tâm của củ và chạy suốt từ đầu cuống tới chuôi
củ. Càng sát cuống thì lõi càng lớn và nhỏ dần về phía chuôi củ. Lõi sắn chiếm
khoảng 0,3-1% khối lượng toàn củ sắn. Lõi sắn có thành phần chủ yếu là xenluloza,
và một lượng rất nhỏ tinh bột. Lõi có chức năng lưu thông nước, chất dinh dưỡng
giữa cây và củ.
I.2.2. Phân loại sắn
Sắn là loại cây lương thực nhiều tinh bột được trồng phổ biến ở khắp nơi trên
thế giới, do có nhiều ưu thế hơn một số loại cây khác. Năng suất tính theo calo của
sắn có thể đạt từ 7,3 ÷ 29 x106 kcalo/ha, cao hơn hẳn so với các cây khác như ngô

(7,6 x106 kcalo/ha); lúa (5 x106 kcalo/ha); lúa mì (4,1 x106 kcalo/ha). Sắn được
trồng 2 vụ trong năm: Vụ Xuân bắt đầu từ tháng 2 đến tháng 3 và thu hoạch vào
cuối năm, vụ Thu trồng vào tháng 8 và thu hoạch vào tháng 5 hoặc tháng 6 năm sau.
Do cây sắn có thời gian sinh trưởng dài vì vậy phải thu hoạch đúng thời vụ thì củ
sắn mới tươi và hàm lượng tinh bột mới cao hơn. Nếu để quá lâu (sắn lưu) củ sẽ
nhiều xơ, hàm lượng tinh bột giảm, sắn bị sượng. Hiện nay trên thế giới có gần 100
loại sắn khác nhau và có rất nhiều cách để phân loại sắn phụ thuộc vào đặc điểm,
Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

8


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Viện KH & CN Môi Trường

thời gian sinh trưởng, hàm lượng độc tố...nhưng nói chung về ý nghĩa kinh tế và
tính chất công nghệ trong sản xuất tinh bột thì sắn được chia làm hai loại chính là
sắn đắng và sắn ngọt.
- Sắn đắng: hay còn gọi là sắn dù, sắn say. Sắn đắng cây thấp (cây cao không
quá 1m), nên ít bị đổ do gió bão, đốt ngắn thân cây khi non có màu xanh nhạt, củ có
vỏ gỗ màu nâu sẫm, thịt củ có màu trắng, có hàm lượng tinh bột cao. Tuy nhiên
hàm lượng độc tố trong sắn cũng khá cao nên khi ăn tươi (luộc, nấu) dễ gây ngộ
độc.
- Sắn ngọt: gồm các loại còn lại như sắn vàng, sắn đỏ, sắn trắng... Mỗi loại sắn
có đặc điểm riêng để phân biệt: Sắn vàng cuống lá có màu đỏ sọc nhạt, vỏ gỗ của củ
có màu nâu, vỏ cùi trắng, thịt củ lại có màu vàng nhạt. Sắn đỏ có hàm lượng tinh
bột thấp nhất chiếm khoảng 20%, sắn đỏ có thân cây thấp, khi nhỏ thân màu xanh
sẫm, cuống và gân lá có màu đỏ thẫm, củ dài, to, vỏ gỗ màu nâu đậm, vỏ cùi dày,
màu hơi đỏ, thịt củ trắng. Sắn trắng thân cao, khi non màu xanh nhạt, cuống lá màu

đỏ, củ ngắn và mập, vỏ gỗ mầu xám nhạt, thịt củ và vỏ cùi trắng. Nói chung so với
sắn đắng thì sắn ngọt có hàm lượng tinh bột thấp nhưng ít độc hơn.
I.2.3. Thành phần hoá học của củ sắn
Thành phần hoá học của củ sắn phụ thuộc rất nhiều vào giống, loại đất trồng,
điều kiện đất đai, khí hậu, điều kiện chăm bón, sinh trưởng, thời gian thu hoạch.
Như phần lớn các loại hạt củ khác thì thành phần chính của sắn là tinh bột. Ngoài ra
trong sắn còn có các chất đạm, muối khoáng, lipit, xơ…
Bảng I.4 - Thành phần hoá học của củ sắn
Thành phần

Tỷ lệ %

Nước

60 ÷ 74,2

Tinh bột

20 ÷ 34

Protein

0,8 ÷ 1,2

Chất béo

0,3 ÷ 0,4

Xenluloza

1,0 ÷ 3,0

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

9


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Viện KH & CN Môi Trường

Đường

1,0 ÷ 3,1

Tro

0,54

Các polyphenol

0,1 ÷ 0,3

Độc tố

0,001 ÷ 0,04

Nguồn: [36]
Tinh bột: Trong thành phần hoá học của sắn tinh bột chiếm tỷ lệ cao
(20÷34%). Hàm lượng tinh bột của sắn cao hay thấp phụ thuộc vào nhiều yếu tố,

trong đó, độ già có ý nghĩa rất quan trọng mà độ già lại phụ thuộc vào thời gian thu
hoạch. Tinh bột là thành phần quan trọng của củ sắn, nó quyết định giá trị sử dụng
của chúng. Hạt tinh bột hình trống, đường kính khoảng 35 µm.
Đường: Trong sắn chiếm 1÷3,1%, chủ yếu là Gulucoza và một ít mantoza,
sacaroza. Sắn càng già thì hàm lượng đường càng giảm khi chế biến đường hoà tan
trong nước và ra theo nước thải.
Protein: Hàm lượng của thành phần protein có trong củ rất thấp tỉ lệ khoảng:11,2% nên cũng ít ảnh hưởng đến quy trình công nghệ. Do đặc điểm nghèo protein
nên ở Việt Nam và nhiều nước trên thế giới hiện nay chủ yếu sử dụng sắn để sản
xuất tinh bột.
Độc tố: Trong sắn củ tươi chứa glucozit là linamarin (C10H17O6N) khi củ chưa
được thu hoạch, hợp chất này không độc nhưng khi trong môi trường axit bị phân
huỷ và giải phóng ra axit cianhydric (lượng HCN có thể gây chết người là 1mg/kg
cơ thể). [5]
Ezim: Các enzim trong sắn cho tới nay chưa được nghiên cứu kỹ, tuy nhiên
trong hệ enzim của sắn các enzim polyphenolxydaza ảnh hưởng nhiều đến chất
lượng của sắn trong bảo quản cũng như trong sản xuất và chế biến. [5]
Tanin: Hàm lượng tanin có trong sắn thấp, nhưng sản phẩm oxy hoá tanin lại
là flobazen có màu đen khó tẩy. Mặt khác, trong chế biến tanin còn tác dụng với sắt
tạo thành tanat cũng có màu xám đen. Cả hai chất này đều ảnh hưởng đến màu tinh
bột, do đó khi chế biến ta phải tách dịch bảo ra khỏi tinh bột càng nhanh càng tốt.

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

10


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Viện KH & CN Môi Trường

Sắc tố: Cho tới nay sắc tố trong sắn chưa được nghiên cứu đầy đủ, tuy nhiên
trong sản xuất, chế biến cũng như trong bảo quản đều xảy ra quá trình hình thành
các sắc tố mới cho tác dụng của polyphenol tạo thành octoquinol và sau đó tạo
thành flobazen có màu đen. Ngoài các thành phần kể trên trong sắn còn chứa một
lượng rất nhỏ vitamin, chủ yếu là vitamin thuộc nhóm B, trong đó B1 khoảng
0,03mg/100g, B2 khoảng 0,03mg/100g và vitamin PP khoảng 0,6mg/100g.[5]
I.3. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC.
I.3.1. Giới thiệu một số công nghệ sản xuất tinh bột sắn trong nước đang áp dụng
hiện nay
Việt Nam hiện tồn tại 3 loại quy mô sản xuất tinh bột sắn điển hình sau:
Qui mô hộ và liên hộ: chiếm 70-74% số cơ sở chế biến, công suất một số cơ
sở từ 0,5-10 tấn tinh bột/ngày, công nghệ thủ công, thiết bị tự tạo hoặc do các cơ sở
cơ khí địa phương chế tạo nên hiệu suất thu hồi và chất lượng không cao.
Qui mô vừa: Chiếm 16-20% số cơ sở chế biến sắn cả nước, công suất cơ sở
dưới 50 tấn tinh bột sản phẩm/ ngày, đa phần các cơ sở này đều sử dụng thiết bị chế
tạo trong nước nhưng có khả năng hoạt động và chất lượng sản phẩm không thua
kém các cơ sở nhập thiết bị của nước ngoài.
Qui mô lớn: Công suất mỗi nhà máy trên 50 tấn tinh bột sản phẩm/ngày,
chiếm khoảng 10% tổng số các cơ sở chế biến cả nước với công nghệ thiết bị nhập
từ Châu Âu, Trung Quốc, Thái Lan…có công nghệ tiên tiến hơn, có hiệu suất thu
hồi sản phẩm, chất lượng sản phẩm cao hơn và sử dụng ít nước hơn so với công
nghệ trong nước.
Trong những năm gần đây có nhiều nhà máy sản xuất tinh bột sắn được xây
dựng với công nghệ và thiết bị tương đối hiện đại cho năng suất thu hồi tinh bột cao
và định mức tiêu hao nguyên nhiên vật liệu thấp. Công nghệ sản xuất tinh bột sắn ở
các nhà máy chế biến tinh bột sắn ở Việt Nam với quy mô lớn thường là nhập
ngoại. Sản xuất tinh bột sắn bằng phương pháp thủ công các công đoạn hết sức đơn
giản, chỉ gồm những quá trình cơ bản để phá vỡ cấu trúc tế bào và thu hồi tinh bột.
Quá trình sản xuất gián đoạn, thiết bị cũ kỹ, thô sơ không đồng bộ và mức độ cơ
Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

11


Viện KH & CN Môi Trường

Luận văn Thạc sĩ khoa học

giới hoá thấp vì vậy hiệu quả thu hồi tinh bột không cao, năng suất thấp và tổn thất
khi vận chuyển bằng thủ công giữa các công đoạn lớn. Tuỳ theo từng mục đích sản
phẩm mà mỗi nhà máy, mỗi cơ sở sản xuất có công nghệ sản xuất phù hợp riêng.
Sơ đồ qui trình công nghệ:
Sắn củ tươi
Nước

Rửa củ, bóc vỏ

Nước thải
Đất cát vỏ

Nước

Ngâm

Nước thải

Nghiền
Sàng lọc

Bã sắn

Lắng
Rửa bột

Nước thải

Lắng
Sấy, phơi khô

Sản phẩm
TB sắn
Hình I.3 - Quy trình công nghệ sản xuất TBS thủ công ở Việt Nam
Nhìn chung, công nghệ và thành phần tính chất nước thải vẫn không thay đổi nhiều
chỉ khác nhau về lưu lượng và nồng độ. Những nhà máy áp dụng công nghệ sản
xuất sạch thì mức độ ô nhiễm ít hơn và giảm nhẹ việc xử lý. Các cơ sở thủ công các
làng nghề công nghệ sản xuất vẫn còn thô sơ lạc hậu sản lượng thu hồi tinh bột thấp
mức độ ô nhiễm rất nghiêm trọng. Vì vậy để thiết kế hệ thống xử lý nước thải cũng
Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

12


Viện KH & CN Môi Trường

Luận văn Thạc sĩ khoa học

như đề xuất các biện pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm cho ngành tinh bột sắn ta cần
phải quan tâm đến công nghệ sản xuất.
I.3.2. Giới thiệu công nghệ sản xuất tinh bột sắn của các nước
Công nghệ sản xuất Tinh bột sắn của Thái Lan. [5]

Nước

Sắn củ

sạch

Vỏ sắn, tạp

Bóc vỏ, tách

chất

tạp chất

Nước thải

Rửa củ

Nước tái sử dụng

Băm nhỏ
Nghiền nhỏ

Nước
Bã sắn

Phân ly
Ly tâm tách
Khí

Sấy khô

Nước tuần hoàn

Trích ly, tách

ép nén

Bã khô

Khí thải

Sàng
Đóng bao
Sản phẩm
TB sắn
Hình I.4 - Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Thái Lan
Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

13


Viện KH & CN Môi Trường

Luận văn Thạc sĩ khoa học

Công nghệ sản xuất Tinh bột sắn của Trung Quốc. [6]
Sắn củ tươi
Sắn lát khô
Tách tạp chất

Nước

Tách tạp chất
Bóc vỏ, rửa sạch

Vỏ, tạp chất
Nước thải

Nghiền lần I
Nghiền lần II
Lưu
huỳnh
Lò đốt
lưu

Sàng lọc
SO2

Bã sắn

ép bã

Bã khô

Tẩy trắng

huỳnh

Nước

Trích ly (chiết suất)

Xử lý nước thải

Ly tâm tách nước
Sàng bột
Sấy khô
Đóng gói
Sản phẩm
TB sắn
Hình I.5 - Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Trung Quốc

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

14


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Viện KH & CN Môi Trường

Thái Lan và Trung Quốc hiện nay là hai nước đứng đầu về xuất và nhập khẩu
sắn trên thế giới. Thái Lan là nước đứng đầu thế giới về xuất khẩu sản phẩm sắn
trong khi đó thì Trung Quốc không phải là nước trồng nhiều sắn ở Châu Á, song vì
nhu cầu đối với tinh bột sắn ngày một cao, đặc biệt là mấy năm gần đây, nên Trung
Quốc phải nhập sản phẩm sắn, nhất là sắn lát khô, chính vì vậy công nghiệp sản
xuất thiết bị chế biến sắn cũng khá phát triển.
Tuy nhiên dù áp dụng hình thức sản xuất hiện đại cho năng suất thu hồi tinh
bột cao nhưng không chỉ ở Việt Nam mà các nước trên thế giới hiện nay vẫn tồn tại
song song loại hình sản xuất làng nghề để đáp ứng yêu cầu quy mô sản xuất nhỏ lẻ

và thiếu tập trung của người dân, đồng thời phù hợp với hình thức sản xuất theo vụ
mùa.
I.4. HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NGÀNH TINH BỘT SẮN
I.4.1. Ô nhiễm nước thải
I.4.1.1 Nguồn gốc phát sinh và đặc trưng của nước thải sản xuất tinh bột sắn
Quá trình sản xuất tinh bột từ sắn tươi là một quá trình công nghệ có nhu cầu
sử dụng nước khá lớn, định mức khoảng 5 ÷ 6 m3/tấn củ tươi tương đương 25 ÷ 40
m3/tấn sản phẩm tuỳ thuộc vào các công nghệ khác nhau. Lượng nước thải từ quá
trình này chiếm khoảng 80 ÷ 90% tổng lượng nước sử dụng. Nước thải công đoạn
rửa củ và trích ly chiết suất là 2 nguồn gây ô nhiễm chính trong công nghệ chế biến
tinh bột sắn.
- Nước thải từ công đoạn rửa củ và bóc vỏ chiếm khoảng 30 % tổng lượng
nước sử dụng chứa chủ yếu là cát, sạn, hàm lượng chất hữu cơ không cao, pH ít
biến động thường khoảng 6,5 ÷ 6,8.
- Trong khi đó nước thải từ công đoạn trích ly chiết suất có hàm lượng chất ô
nhiễm hữu cơ rất cao (COD: 7.000 ÷ 41.000mg/l; BOD: 6.200 ÷ 23.000mg/l), hàm
lượng cặn lơ lửng, cặn khó chuyển hoá lớn (gồm xơ mịn, pectin và các cặn không
tan khác), pH thấp 3,8 ÷ 5,7 [8]. Lượng nước này chiếm khoảng 60%.
Chính vì vậy đối với sản xuất tinh bột sắn thì nước thải là vấn đề quan trọng
nhất, gây sự quan tâm lớn nhất của các ngành chức năng.
Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

15


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Viện KH & CN Môi Trường

I.4.1.2. Tác động của các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất tinh bột sắn

Với đặc trưng của nước thải sản xuất tinh bột sắn như trên cho thấy, nếu nước
thải không được xử lý trước khi thải vào môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng và tác động xấu tới sức khoẻ cộng đồng. Cụ thể:
- Nước thải chế biến tinh bột từ sắn có hàm lượng chất hữu cơ cao làm giảm
oxy hoà tan trong nước, thúc đẩy quá trình phân huỷ yếm khí các chất hữu cơ trong
nước, phát sinh mùi xú uế ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng môi trường và
gây mất mỹ quan.
- Bên cạnh đó, quá trình chuyển hoá tinh bột thành axit hữu cơ làm cho pH
trong nước thải giảm, pH thấp trong nước thải có tác động xấu tới các động vật thuỷ
sinh, đặc biệt các loài vốn ưa môi trường kiềm, làm chết tảo, cá di chuyển nơi sống,
làm chua đất...
- Hàm lượng TS, SS trong nước thải cao là nguyên nhân gây lắng đọng và
thu hẹp diện tích các mương dẫn và các dòng tiếp nhận nước thải.
- Nước thải tinh bột sắn còn chứa một lượng lớn axit hữu cơ xyanuahydric
(HCN) ở dạng lỏng trong dung dịch là chất linh hoạt, khi vào cơ thể nó kết
hợp với enzim trong xitochrom làm ức chế khả năng cấp oxy cho hồng cầu
gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe và tính mạng con người.
Như vậy có thể khẳng định trong chế biến tinh bột sắn vấn đề nước thải là vấn đề rất
đáng quan tâm.
I.4.2. Ô nhiễm chất thải rắn
Sau nước thải, chất thải rắn là nguồn ô nhiễm đáng quan tâm tại các cơ sở
sản xuất tinh bột sắn. Chất thải rắn gây ô nhiễm được đặc trưng bởi cả hai yếu tố đó
là khối lượng và nồng độ chất bẩn. Các loại chất thải rắn phát sinh trong quá trình
sản xuất tinh bột sắn gồm có: Vỏ gỗ củ sắn và đất cát chiếm 3% tỉ lệ nguyên liệu,
chứa rất ít nước, thành phần chủ yếu là đất cát và các yếu tố khó phân huỷ khác. Vỏ
thịt và xơ bã chiếm 24% nguyên liệu, chứa nhiều nước, độ ẩm khoảng 78 – 80%,

Đỗ Thị Minh Thi – Lớp Cao học QLMT- Khóa 2009 – 2010

16