tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong công nghệ sản xuất rượu từ tinh tinh bột sắn nhóm sáng thứ 2

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

PHẾ PHỤ LIỆU
Đề tài
“TẬN DỤNG VÀ XỬ LÝ PHẾ PHỤ LIỆU TRONG QUY TRÌNH
SẢN XUẤT RƯỢU TỪ TINH BỘT SẮN”

GVHD: Lê Hương Thủy
Nhóm: 13

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2017


MỤC LỤC


LỜI MỞ ĐẦU
Từ xa xưa con người đã biết sản xuất ra rượu etylic làm đồ uống. Ngày nay nghề làm
rượu-cồn đang phát triển và chiếm tỷ lệ khá lớn trong các ngành kinh tế quốc dân.
Một trong những ngành công nghiệp đang phát triển, đóng góp vào ngân sách nhà
nước một khoản không nhỏ là ngành sản xuất các sản phẩm lên men. Trong số đó phải kể
đến ngành công nghiệp sản xuất rượu cồn.
Ngoài gạo ra, sắn cũng là một nguyên liệu phồ biến trong sản xuất rượu-cồn. Cây sắn
là một cây trồng đóng vai trò quan trọng ở Việt Nam bên cạnh hệ thống các cây lương
thực như lúa, ngô và khoai lang. Sắn củ khá giàu năng lượng nên nó là nguyên liệu sử
dụng phổ biến trong chăn nuôi lợn, gia cầm và đại gia súc. Có rất nhiều công trình nghiên
cứu đã thực hiện về việc sử dụng sắn và phụ phẩm từ cây sắn bằng các phương pháp chế
biến khác nhau để sử dụng làm thức ăn cho vật nuôi. Tận dụng phế phụ liệu không những
giúp làm tăng giá trị kinh tế mà còn giảm thiểu vấn đề ô nhiễm môi trường.

Đó là lí do nhóm em lựa chọn đề tài: “Tận dụng và xử lý phế phụ liệu trong quy trình
sản xuất rượu từ tinh bột sắn”
Trong quá trình nghiên cứu, nhóm có tham khảo một số thông tin trên sách, báo, giáo
trình, internet và cũng đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của anh/chị đi trước cùng giảng
viên Viện công nghệ Sinh học và Thực phẩm.
Bài làm không tránh khỏi những sai sót, mong cô góp ý và bỏ qua.
Chân thành cảm ơn cô!

3


NỘI DUNG
I.Khái quát chung
1.1.Giới thiệu sản phẩm rượu
Công nghệ sản xuất rượu đã và đang là một công nghệ chuyên nghiệp lâu đời ở nhiều
nước trên thế giới. Phương pháp truyền thống là dựa vào kinh nghiệm. Nhưng ngày nay,
những thiết bị tự động hóa đang dần thay thế và đồng thời kiểm soát được chất lượng
cũng như cải thiện được vấn đề vệ sinh trong quá trình sản xuất.
Nguyên liệu để làm rượu cuốc lủi, rượu đế rất đơn giản gồm nguyên liệu chính là các
loại ngũ cốc có hàm lượng tinh bột cao thông dụng như gạo tẻ, gạo nếp, gạo lứt, gạo
nương lúa mạch, ngô hạt, mầm thóc, sắn, hạt mít, hạt dẻ, hạt bo bo…
Rượu sắn được làm từ củ sắn. Cũng như rượu gạo được làm từ gạo. Nhưng rượu sắn
thường được làm với số lượng lớn và giá thành rẻ hơn. Tuy nhiên, về chất lượng, rượu
sắn (nếu được nấu bởi người có tay nghề) không hề thua kém rượu gạo hay Vodka. Quả
thật, dù nguyên liệu là gì đi nữa, bí quyết vẫn là ở khâu chế biến. Với một người nấu rượu
giỏi, sản phẩm họ làm ra, người uống không thể phân biệt được đâu là rượu sắn đâu là
rượu gạo thậm chí rượu nếp hay Vodka
Có thể nói rượu sắn là sản phẩm thuần Việt. Nó được làm ra bởi chính bàn tay của
những người nông dân Việt, từ những sản phẩm của ruộng đồng. Nên một cách nào đó,
nó rất gần gũi và quen thuộc với người dân. Ở quê tôi, và cả những vùng lân cận, đã từ

rất lâu, không đám cưới, đám hỏi, đám ma, đám giỗ nào mà lại thiếu chai rượu sắn trên
bàn tiệc. Ngay cả trong những bữa cơm hằng ngày, sau những giờ lao động mệt mỏi, có
chén rượu sắn đưa cơm là một điều rất bình thường và tự nhiên.
Rượu sắn đã trở thành thức uống thân thiết và quý chuộng đối với rất nhiều người,
đặc biệt là những người lao động. Bởi nó có giá cả rất phải chăng, an toàn và chất lượng.
Tôi nghĩ, trong bối cảnh gần đây xuất hiện biết cơn man là rượu giả, rượu độc…với giá
cả cao ngất trời, rượu sắn với tính chân chất vốn có sẽ lấy lại được vị trí của mình.

4


Đối với rất nhiều người Việt, rượu “tây” rượu “tàu” chỉ là thứ hương hoa, uống chơi
cho biết, chứ để uống thật cứ phải là chơi thằng “quốc lủi” nó mới “chắc”, mới đủ “đô”.
Còn mấy cái kia chỉ được cái chua loét, không hợp! Vâng đúng như vậy. Rượu sắn uống
không bị nhức đầu mà lại giúp lưu thông huyết mạch và quan trọng hơn là nó rất hợp với
tửu vị của người Việt ta. Tuy nhiên, với điều kiện ta phải uống có điều độ. Như lời
khuyên của người xưa rằng: “Tửu năng hành huyết tửu năng đa, bất khả hư vô bất khả
đa.” Nghĩa là rượu làm lưu thông máu huyết, không nên không uống, nhưng không nên
uống nhiều.
1.2.Nguyên liệu sắn và quy trình sản xuất rượu sắn
1.2.1.Thành phần hóa học của sắn
Cây sắn – sắn (Manihot esculenta Crantz), tiếng Anh là cassava hay còn gọi là tapioca
hoặc manioc, là một trong số những loại cây có củ mọc ở hơn 80 quốc gia có khí hậu
nhiệt đới ẩm trên thế giới.
Cây sắn là một loài cây sinh trưởng lâu năm, cây có chiều cao từ 1-3m, thân có 3 lõi
đơn hoặc phân nhánh, các lá có thùy sâu, dạng chân vịt. Củ sắn nở to do các tế bào tinh
bột lắng đọng tạo thành.
Củ sắn gồm 4 thành phần chính
Vỏ gỗ: chiếm từ 0.5-3% khối lượng củ. Lớp vỏ gồm các tế bào sít, cấu tạo từ
cellulose, hầu như không có tinh bộ có tác dụng bảo vệ củ không bị ảnh hưởng bởi điều

kiện ngoại cảnh.
Vỏ vùi (vỏ thịt): chiếm từ 8-10% khối lượng toàn củ. Vỏ cùi gồm các tế bào thành
dày, ngoài cellulose là chính còn chứa 5-8% tinh bột. Trong vỏ cùi có chứa các sắc tố, các
độc tố như HCN…
Thịt sắn: là phần chủ yếu của củ sắn bao gồm các tế bào nhu mô thành mỏng. Thành
phần của tế bào nhu mô là cellulose, pentozan, bên trong là các hạt tinh bột và nguyên
sinh chất.

5


Các tế bào nhu mô còn có các tế bào thành cứng không chứa tinh bột, câu tạo từ
cellulose nên cứng như gỗ. Loại tế bào này có nhiều ở đầu cuống và các củ sắn lưu niên.
Bảng 1: Tthành phần hóa học của sắn
Nước

70.25

Tinh bột

21.45

Protein

1.12

Chất béo

0.41

Đường

5.13

Tro

0.54

Xơ

1.11

1.2.2.Quy trình sản xuất rượu sắn

6


Quy trình sản xuất rượu sắn
Nấu rượu là một quy trình phức tạp, đòi hỏi nhiều kinh nghiệm và công sức, đôi khi
còn phải phụ thuộc vào thời tiết. Quy trình nấu rượu về cơ bản như sau: Sắn khô được
đem ngâm qua nước một đêm, sau đó được rửa sạch, đem đồ chín. Sắn đã đồ chín được
tãi ra cho nguội rồi được “vào” men. Quá trình “vào” men gồm có kỹ thuật rắc men và
đem ủ, ủ khoảng một ngày một đêm thì được đem cho vào chum. Sắn đã được lên men
được gọi là cơm rượu. Cơm rượu được để trong chum khoảng hai ngày đêm thì được chế
nước, và tiếp tục ngâm trong chum cho đến khi “được” thì đem chưng cất. Thời gian này
thường mất khoảng hai ngày đêm. Như vậy, để được một mẻ rượu chúng ta phải mất
khoảng một tuần. Tuy nhiên tùy theo kinh nghiệm và bí quyết của từng người mà có
những thời gian khác nhau như: khoảng bao lâu thì vào men, lúc nào thì cho cơm vào
chum, khi nào thì đem chưng cất… Nhìn chung, để có được những lít rượu ngon, nghĩa là
nước rượu trong, thơm, êm, không bị gắt, không nhức đầu, không có mùi lạ… đòi hỏi

người nấu phải rất có kinh nghiệm và công phu. Tất cả điều ấy cho thấy tại sao mà nhiều
người đã cố gắng học nghề rượu mà không thành công.
Một trong những yếu tố quyết định rất lớn đến chất lượng của rượu là men. Cách làm
men và kỹ thuật “vào” men lại là một bí quyết khác của dân nấu rượu mà tôi không tiện
nói ở đây.
Rượu sắn có đặc điểm: trong, thơm, có vị hơi ngọt. Nếu ta để rượu càng lâu thì chất
lượng rượu sẽ càng ngon. Thông thường người ta chia rượu sắn làm hai loại là rượu
“suông” và rượu “bọt”. Rượu suông “nhẹ” hơn, nồng độ cồn khoảng 30-35%, còn rượu
bọt “nặng” hơn, khoảng 40% trở lên. Ta có thể kiểm tra thủ công bằng cách quan sát bọt
của rượu khi ta lắc mạnh. Chai rượu nào càng nhiều bọt thì nồng độ cồn càng cao. Thông
thường người uống dùng loại rượu khoảng 35-40 độ.
1.2.3.Thuyết minh quy trình
a.Nguyên liệu sắn

7


Sắn tươi đã qua xử lý, thái lát và phơi khô sẽ giảm đáng kể hàm lượng glucozit gây
độc kể trên. Đặc biệt trong sản xuất rượu, khi nấu ở nhiệt độ cao đã pha loãng nước nên
với hàm lượng ít chưa ảnh hưởng đến nấm men. Hơn nữa các muối xyanat khi chưng cất
không bay hơi nên bị loại cùng bã rượu, điều này là rất có lợi trong sản xuất. Do đó trong
sản xuất rượu nguyên liệu tinh bột sắn dung chủ yếu là sắn lát khô hoặc sắn dui.
Nghiền nguyên liệu mục đích nhằm phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực vật để giải
phóng các hạt tinh bột khỏi các mô. Hiện nay ở nước ta thường dung các loại máy nghiền
búa. Với sắn khô khi nấu ở áp suất thường thì nghiền càng mịn càng tốt.
b.Nấu nguyên liệu
Mục đích chủ yếu của việc nấu ngyên liệu là phá vỡ màng tế bào của tinh bột để biến
chúng thành dạng hòa tan trong dung dịch. Quá trình nấu rất quan trọng trong sản xuất
cồn tylic, các quá trình kỹ thuật tiếp theo tốt hay xấu phụ thuộc rất nhiều vào kết quả nấu
nguyên liệu.

quá trình nấu nguyên liệu có thể thực hiện gián đoạn, bán liên tục hoặc liên tục.
c.Đường hóa dịch cháo
Tinh bột hòa tan trong dịch cháo sau khi nấu xong chưa thể lên men trực tiếp để thành
rượu được. Để lên men được phải trải qua quá trình thủy phân do tác dụng của xúc tác
amylaza để thành đường. Quá trình này gọi là đường hóa nó đóng vai trò quan trọng,
quyết định phần lớn hiệu suất thu hồi rượu do giảm bớt hoặc gia tăng đường và tinh bột
còn xót lại sau khi lên men. Trong quá trình đường hóa thì tác nhân đường hóa đóng một
vai trò quan trọng.
Quá trình đường hóa dịch cháo nấu có thể thực hiện gián đoạn hay lien tục. Tuy nhiên
về cơ bản thì nó bao gồm các công đoạn sau:
+Làm lạnh dịch cháo tới nhiệt độ đường hóa.
+Cho chế phẩm amylaza vào dịch cháo và giữ ở nhiệt độ trên trong thời gian xác định
để amylaza chuyển hóa tinh bột thành đường.

8


+Làm lạnh dịch đường hóa tới nhiệt độ lên men.
+Sau đường hóa nhiệt độ dịch đường là 30 độ C hàm lượng đường đạt 80 đến 100g/l
d.Lên men dịch đường
Đường hóa xong dịch đường được làm lạnh đến 28-32 độ C và được đưa vào thùng
lên men (hay còn gọi là thùng ủ) cùng với 10% men giống. ở đây nấm men sẽ phát triển
và dưới tác dụng của nấm men,đường sẽ biến thành rượu và khí cacbonic cùng nhiều sản
phẩm trung gian khác.Đồng thời dưới tác dụng của amylaza,dextrin tiếp tục biến thành
đường và lên men được glucoza và maltoza. Sau khi lên men xong ta thu được hỗn hợp
gồm rượu-nước-bã còn được gọi là giấm chín.
- Quá trình lên men có thể được thực hiện gián đoạn hay liên tục : Khi lên men gián
đoạn,men giống và dịch đường lúc đầu được bơm song song với nhau vào thùng, lượng
men giống chiếm khoảng 10% so với thể tích thùng lên men,nhưng dịch đường không
bơm đầy thùng ngay mà thời gian đổ đầy một thùng lên men kéo dài từ 68 giờ để hạn chế

sự phát triển của tạp khuẩn. Thời gian lên men là 3 ngày. Lên men gián đoạn có ưu điểm
là dễ làm,khi nhiễm tạp khuẩn dễ sử lý tuy nhiên năng suất thu được từ 1m3 thiết bị thấp.
- Lên men liên tục : Đặc điểm của quá trình lên men liên tục là dịch đường và men
được cho vào thùng đầu – gọi là thùng lên men chính,luôn chứa một lượng lớn tế bào
trong 1ml dịch. Khi đầy thùng đầu thì dịch lên men sẽ chảy tiếp theo sang các thùng bên
cạnh và cuối cùng là thùng chứa giấm chín. Quá trình lên men được tiến hành như sau:
Đầu tiên men giống được phát triển rồi được đưa vào thùng lên men cấp I,sau đó được
đưa sang thùng lên men cấp II rồi mới được đưa sang thùng lên men chính,sau đó được
đưa sang thùng lên men phụ. Vấn đề chủ yếu của lên men liên tục là phải luôn luôn
khống chế số tế bào ở thùng lên men chính khoảng 100 đến 120 triệu/ml. và phải đảm
bảo vô trùng.
- Ưu điểm nổi bật của sơ đồ lên men liên tục là dùng một lượng lớn men giống ở
thùng lên men chính nên lên men xảy ra nhanh,hạn chế được phát triển của tạp khuẩn.

9


Đồng thời nhiều men giống không những áp đảo được tạp khuẩn mà còn tạo rượu
nhanh,hạn chế phát triển của chúng. Mặt khác do độ chua của dịch đường cao,pH thấp
cũng là yếu tố không thuận lợi cho vi khuẩn và nấm men hoang dại. Sau 24 giờ đã có
78% đường được lên men,trong khi đó ở lên men gián đoạn mới chỉ đạt 42%.
- Tuy nhiên khi lên men liên tục cần tính toán cẩn thận và có biện pháp công nghệ phù
hợp,nếu không sẽ phản tác dụng,dễ nhiễm khuẩn hàng loạt và sử lý sẽ rất tốn kém và
giảm hiệu suất.
- Nhiệt độ lên men khống chế như sau : Đối với thùng lên men chính nên giữ ở 25 đến
27 độ C thùng lên men phụ từ 27 đến 30 độ C các thùng còn lại 27 đến 28 độ C. Trong
điều kiện làm việc như vậy quá trình lên men sẽ kết thúc sau 60 đến 62 giờ so với lên
men gián đoạn là 72 giờ.
Sau quá trình lên men nhiệt độ dấm 34 đến 35 độ C
+ Nồng độ rượu đạt 5 đến 8%V

+ Nồng độ đường sót 3 đến 5g/l
+ Tinh bột sót 4 đến 6g/l
+ pH = 4,8 – 5,2
e.Chưng cất và tinh chế cồn
Chưng cất là quá trình tách rượu và các tạp chất dễ bay hơi khỏi giấm chín. Kết quả ta
nhận được rượu thô hay cồn thô.
Giấm chín bao gồm các chất dễ bay hơi như : rượu, este, andehyt và một số ancol có
số các bon lớn hơn hai, các ancol này ta gọi là ancol cao phân tử hay dầu fusel (còn gọi
là dầu khét ).

10


Ngoài ra trong giấm chín còn chứa tinh bột, dextrin, protit, axit hữu cơ và chất
khoáng. Tuy là hỗn hợp nhiều cấu tử nhưng trong thành phần của giấm chín chứa chủ yếu
là rượu Etylic và nước, vì thế khi nghiên cứu người ta xem giấm chín như hỗn hợp của
hai cấu tử.
Quá trình chưng cất rượu có thể dựa vào 2 định luật sau (do Cônôvalốp và Vrepski
dưa ra):
Định luật I: Thiết lập quan hệ giữa thành phần pha lỏng và pha hơi. ở trạng thái cân
bằng chất lỏng, cấu tử dễ bay hơi trong thể hơi luôn nhiều hơn trong thể lỏng. Nếu ta
thêm cấu tử dễ bay hơi vào dung dịch thì điều đó sẽ dẫn đến làm tăng độ bay hơi của hỗn
hợp, nghĩa là làm giảm nhiệt độ sôi của dung dịch ở áp suất đã cho. Tuy nhiên độ bay hơi
của hỗn hợp chỉ tăng theo nồng độ rượu trong pha lỏng tới một nồng C% nào đó. Sau đó
nếu tiếp tục thêm rượu vào pha lỏng thì độ bay hơi không tăng nữa mà giảm đi. Lúc này
định luật I không còn đúng nữa.
Định luật II: Khi chưng cất và tinh chế ở áp suất khí quyển, ta chỉ có thể nhận được
cồn có nồng độ 97, 2% V. Thành phần hơi thoát ra từ dung dịch phụ thuộc vào áp suất
bên ngoài. Khi tăng áp suất của hệ thống hai cấu tử, cấu tử nào khi bay hơi đòi hỏi nhiều
năng lượng thì hàm lượng tương đối của nó sẽ tăng trong hỗn hợp đẳng phí. Do đó khi

chưng cất rượu trong điều kiện chân không thì có lợi hơn và có thể thu được rượu với
nồng độ cao hơn 97, 2%V phụ thuộc vào độ chân không.
*Sơ đồ thiết bị tiến cất và tinh chế
Để tách cồn thô khỏi giấm và tinh chế để nhận được cồn tinh chế có chất lượng cao ta
có thể thực hiện theo các phương pháp sau: phương pháp gián đoạn, phương pháp bán
liên tục và phương pháp liên tục, trên các sơ đồ thiết bị khác nhau, từ đơn giản đến phức
tạp, tuỳ theo điều kiện, vốn đầu tư và yêu cầu chất lượng của cơ sở sản xuất. ở đây tôi chỉ
xin trình bày về phương pháp bán liên tục và phương pháp liên tục do có tính hiệu quả

11


kinh tế trong sản xuất công nghiệp mà phương pháp gián đoạn không đáp ứng được. Hơn
nữa đây là phương pháp đang được dùng chủ yếu trong sản xuất trên thế giới.

Sơ đồ hệ thống chưng luyện bán liên tục.
Trong đó :
1-Thùng chưng cất thô;
2-Thùng ngưng tụ cồn thô
3-Thùng tạp chứa cồn thô
4-Tháp tinh chế
5-Bình ngưng tụ
6-Bình ngưng tụ
7-Bình làm lạnh

12


8-Bình làm lạnh
* Sơ đồ hệ thống hoạt động như sau:

Lên men xong giấm chín được bơm vào thùng chứa 1 (ở hệ thống này làm việc kiểu
chưng gián đoạn, luyện liên tục). Vì ở phần này làm việc gián đoạn nên phải bố trí hai
thùng làm việc song song nhưng làm việc so le để ổn định phần nào nồng độ cồn thô
trước khi vào tháp tinh chế. ở đây thùng chưng cất được đun trực tiếp bằng hơi nước có
áp suất 0, 8 đến 1kg/cm2. Hơi rượu bay lên được ngưng tụ ở 2 rồi vào thùng chứa 3, tiếp
đó liên tục đi vào tháp tinh chế 4. ở 4 cũng được đun bằng hơi nước trực tiếp. Cồn thô đi
vào tháp tinh chế ở đĩa tiếp liệu (đĩa 16 đến 18 tính từ dưới lên) rồi chảy xuống đáy nồng
độ cồn giảm dần đến đáy tháp còn khoảng 0, 015 đến 0, 03% rồi đi ra ngoài. Nhiệt độ đáy
tháp phải ở 103 đến 105 độ C. Hơi rượu bay lên được tăng dần nồng độ phần lớn được
ngưng tụ ở 5 rồi hồi lưu trở lại tháp. Một phần nhỏ chưa ngưng tụ còn chứa nhiều tạp
chất đầu được tiếp tục được đưa sang ngưng tụ tiếp ở 6 và lấy ra ở cồn đầu. Cồn đầu chỉ
dùng để đốt, sát trùng, làm dung môi để pha vecni hoặc đem cất lại.
- Cồn sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng cách đĩa hồi lưu (từ trên xuống ) khoảng 3 đến 6
đĩa, được làm lạnh ở 7, rồi vào thùng chứa và vào kho. Cồn lấy ra ở đây tuy có nồng độ
thấp hơn (0, 3 đến 0, 5% V) so với hơi ở đỉnh nhưng chứa ít este và aldehyt.
- Chất lượng cồn thu được tuỳ thuộc vào chiều cao tháp và cách vận hành. Về nguyên
tắc có thể đạt tiêu chuẩn Việt Nam TCVN-71.
II.Tổng quan phế phụ liệu trong quy trình công nghệ
2.1.Đánh giá hiện trạng xử lý phế phụ liệu ở nước ta hiện nay
Trong chế biến, đặc biệt là rau quả, lượng nguyên liệu loại ra chiếm tới 50% khối
lượng nguyên liệu rau quả đưa vào chế biến. Phế liệu rau quả bao gồm:
Các cá thể rau quả hay bộ phận của nó không đạt quy cách chế biến sản phẩm.
Các bộ phận không ăn được hoặc ăn được nhưng có giá trị dinh dưỡng thấp.

13


Các phế thải này chứa các chất dinh dưỡng như tinh bột, đường, protein, lipit,
vitamin, tinh dầu… với hàm lượng khác nhau, tùy thuộc vào bộ phận và phương pháp chế
biến.

Dưới tác dụng của vi sinh vật tồn tại trong thiên nhiên, phế liệu rau quả bị phân hủy
làm ô nhiễm nhà máy, bãi đổ, ruộng đồng, nguồn nước nếu không được sử dụng thích
đáng.
Từ các phế thải của công nghiệp chế biến rau quả có thể sản xuất cồn, rượu vang,
giấm, tinh dầu, pectin, dầu béo, bánh kẹo, thức ăn gia súc và phân bón. Vì vậy tận dụng
phế liệu không chỉ đem lại lợi nhuận cho xí nghiệp, của cải cho xã hội mà còn góp phần
bảo vệ sinh quyển được trong sạch và cân bằng là hướng quan tâm ngày càng nhiều của
các nhà kinh tế, kỹ thuật.
Trong những năm gần đây đã có nhiều thành tựu kỹ thuật mới trong lĩnh vực tận dụng
phế liệu công nghiệp nói chung, phế liệu rau quả nói riêng. Đặc biệt là ứng dụng phương
pháp lên men từ phế liệu rau quả để sản xuất những sản phẩm như acid hữu cơ, giấm,
cồn..
2.2.Tình hình sử dụng bã sắn ở Việt Nam và trên thế giới
Ở Việt Nam bã sắn chủ yếu được sử dụng để sản xuất ra các sản phẩm sau:

•
•
•

Thức ăn cho động vật nhai lại
Sản xuất thức ăn chăn nuôi có giá trị cao từ bã sắn
Sản xuất cồn sinh học
Tình hình sử dụng bã sắn trên thế giới

•
•
•
•

Tạo chất dính cho sản xuất diêm

Dùng làm phân bón
Dùng làm thức ăn gia súc
Sản xuất etanol sinh học

14


Vấn đề nghiên cứu nhiên liệu sinh học thay thế cho xăng cũng được nhiều nước trên
thế giới quan tâm từ rất lâu. Thái Lan là nước đã sản xuất thành công etanol sinh học từ
bã sắn, thành công này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với đất nước này vì Thái Lan
phải nhập 2/3 nguồn năng lượng từ nước ngoài.
2.3.Vì sao phải xử lý bã sắn
Sắn có nhiều công dụng trong chế biến công nghiệp, thức ăn gia súc và lương thực
thực phẩm.
Hiện nay ở Việt Nam có trên 60 nhà máy tinh bột sắn với tổng công suất khoảng 38
triệu tấn củ tươi/năm. Theo ước tính một nhà máy chế biến tinh bột sắn có công suất 30 –
100 tấn/ngày sẽ sản xuất được 7, 5 – 25 tấn tinh bột, kèm theo đó là 12 – 48 tấn bã bao
gồm hai loại:
- Loại thứ nhất là bã thải do quá trình rửa và bóc vỏ gỗ chiếm tỉ trọng ít và thành phần
chủ yếu là xenluloza, hemixenluloza và cát, sạn. Loại này thường được chôn lấp hợp vệ
sinh hoặc dùng làm phân bón.
Loại thứ hai là phần bã còn lại sau khi tách tinh bột sắn được gọi là bã sắn.
Bã sắn có độ ẩm trên 80% nên khi phơi dễ bị nhiễm khuẩn, sinh mùi khó chịu và ảnh
hưởng đến môi trường xung quanh. Tại một số địa phương có nhà máy tinh bột sắn,
người dân sinh sống trong khu vực lân cận, hằng ngày, lúc ăn cũng như lúc ngủ, họ phải
chịu mùi hôi thối nồng nặc của bã sắn ngâm ủ, phơi và vận chuyển vung vải trên
đường phơi bã sắn
Như vậy, vấn đề ô nhiễm tại các nhà máy tinh bột sắn hiện nay là vấn đề cần được
giải quyết một cách khẩn trương. Bởi lẽ tình trạng này càng kéo dài thì môi trường ngày
càng bị ô nhiễm trầm trọng, sức khoẻ người dân bị giảm sút và cuộc sống của họ bị xáo

trộn. Hơn nữa, xử lí bã sắn vừa làm tăng giá trị cho bã sắn vừa tạo sản phẩm phụ có ích
trong các nhà máy sản xuất tinh bột sắn.

15


2.4.Biến bã sắn thành thức ăn chăn nuôi giá trị cao
Từ bã sắn mà ngay cả động vật cũng chê, các chuyên gia thuộc Viện Sinh học Nhiệt
đới đã tạo ra hai loại thức ăn kích thích tăng trưởng cho mọi vật nuôi, kể cả thuỷ sản.
Thông số:
Bã sắn (bã sắn) được thải ra trong quá trình sản xuất tinh bột sắn và tập trung nhiều tại
Đồng Nai, Gia Lai, Tây Ninh và Bình Phước. Theo ước tính, một nhà máy chế biến có
công suất 30-100 tấn/ngày thì sẽ sản xuất được 7, 5-25 tấn tinh bột, kèm theo đó là 12-48
tấn bã. Thứ phế thải này thường được phơi khô thành từng luống trắng xoá trên đồng
ruộng và dùng để bổ sung cellulose cho gia súc, gia cầm.
Tuy nhiên, do khó tiêu và không mùi nên bã không hấp dẫn đối với vật nuôi. Nếu trời
mưa vài ngày thì bã sắn thối rữa, bốc mùi hôi thối. Đến khi trời nắng lên thì nấm mốc độc
hại phát triển và theo gió phân tán khắp nơi, ảnh hưởng tới môi trường và sức khoẻ con
người.
Nhằm giải quyết tình trạng ô nhiễm nói trên, từ cuối năm 2000, các nhà khoa học
thuộc Phòng Vi sinh ứng dụng, Viện Sinh học nhiệt đới, đã quyết định sản xuất axít citric
bằng cách nuôi một số chủng nấm mốc có lợi trên bã sắn. Axít citric được cho vào nước
giải khát và thực phẩm chế biến. Đáng tiếc là giá thành sản xuất quá cao, không thể cạnh
tranh với sản phẩm cùng loại của Trung Quốc.
Không nản chí, họ quay sang nghiên cứu sử dụng bã sắn làm thức ăn bổ sung cho vật
nuôi. Cho đến nay, sau 2 năm nghiên cứu, kỹ sư Lê Thị Bích Phượng và các cộng sự đã
sản xuất thành công hai loại sản phẩm lên men từ bã sắn sống: ProBio-S và Bio-E.
2.5.Khối lượng phế phụ liệu
Phế phụ liệu từ cây sắn như củ sắn và lá sắn là sản phẩm chính từ cây sắn, là nguồn
dinh dưỡng có giá trị, tỷ lệ vật chất khô 27, 7%, protein thô 0.9%, lipit thô 0.4%, dẫn xuất

không đạm 24.7%, khoáng tổng số 0.7%, canxi 0.05%, photpho 0.04% và năng lượng
trao đổi (ME) 968 Kcal (Viện chăn nuôi, 2001).

16


Bột củ sắn là nguồn thức ăn giàu năng lượng nhưng nghèo protein, tỷ lệ các acid amin
không cân đối, nghèo methionine và tryptophan, các chất khoáng, vitamin cũng ít.
Phụ phẩm bã sắn từ củ sắn là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất tinh bột của các
nhà máy chế biến tinh bột sắn, chiếm khoảng 45% so với khối lượng sắn nguyên củ.
Theo Bùi Quang Tuấn (2005) trong bã sắn chứa khoảng 8% tinh bột, 15-20% xơ thô.
2.6.Xu hướng tận dụng phế phụ liệu
Theo Nguyễn Hữu Văn và cs (2008), khi phân tích hàm ượng các chất trong bã sắn
tươi tính theo hàm lượng vật chất khô như sau: giá trị protein thô 3.6%, lipit thô 0.3%,
năng lượng thô 4198Kcal. Hàm lượng HCN là 240mg/kg và pH là 4.21. Việc dự trữ và
bảo quản đồng thời làm giảm hàm lượng HCN trong bã sắn để sử dụng trong chăn nuôi
cần có các biện pháp phù hợp, hiệu quả.
2.7.Một số tiêu chuẩn sản phẩm của Việt Nam về phụ phẩm sắn tại vài nhà máy sản
xuất phụ phẩm từ bã sắn
Bã sắn từ ethanol
Tiêu chuẩn sản phẩm :
Tên sản phẩm

Bã sắn sấy khô (DDGS)

Xuất xứ

Việt Nam

Hàm lượng đạm (protein)

10-11 %

Độ ẩm

12-13%

Hàm lượng tinh bột

2%

Xơ

9.6%

Tạp chất

3% max

Đóng gói

30kg/bao PP, 10-12 MT/20’, 16-18 MT/40’

17


Bã sắn cục
Tiêu chuẩn sản phẩm :
Tên sản phẩm

Bã sắn cục

Xuất xứ

Vietnam

Hàm lượng đạm (protein)

5-6 %

Độ ẩm

14-15% max

Hàm lượng tinh bột

53-57% max

Xơ

6%

Tạp chất

3% max

Đóng gói

30kg/bao

PP,

10-12

MT/20’,

16-18

MT/40’

Bột sắn DP1
Tiêu chuẩn sản phẩm :
Tên sản phẩm

Bột sắn 40 mesh (bột sắn DP1)

Xuất xứ

Vietnam

Hàm lượng đạm (protein)

5-6 %

Độ ẩm

13-14%

Hàm lượng tinh bột

68-70%

18


Xơ

3% max

Độ trắng

52-54% max

Đóng gói

30kg/bao PP, 10-12 MT/20’, 16-18 MT/40’

Bột sắn DP2
Tiêu chuẩn sản phẩm :
Tên sản phẩm

Bột sắn 60 mesh (Bột sắn DP2)

Xuất xứ

Vietnam

Hàm lượng đạm (protein)

5-6 %

Độ ẩm

13-14%

Hàm lượng tinh bột

68-70%

Xơ

3% max

Độ trắng

52-54% max

Đóng gói

30kg/bao PP, 10-12 MT/20’, 16-18 MT/40’

III.Các Phế phụ liệu trong quy trình sản xuất rượu từ tinh bột sắn
Công nghệ sản xuất cồn Ethylic từ sắn, ngoài sản phẩm chính là cồn, nhà sản xuất còn
có thể thu thêm nhiều sản phẩm khác có giá trị kinh tế cao từ những nguồn phế thải.
Đó là, lượng khí CO2 lỏng thu được trong quá trình lên men chuyển sang giai đoạn
chưng cất cồn 94, 5%. Từ nguồn nước thải còn có thể chế tạo phân vi sinh và than bùn.
Lượng xác nguyên liệu thải ra sau quá trình chưng cất cũng có thể dùng phương pháp cho

19

xúc tác vi sinh kích hoạt quá trình lên men để sản xuất chế phẩm sinh học phục vụ nuôi
trồng thuỷ sản.
3.1.Phân loại phế phụ liệu
Chồm có chất thải rắn, nước thải và khí thải công nghiệp
3.1.1.Rắn
Lượng xác nguyên liệu thải ra sau quá trình chưng cất cũng có thể dùng phương pháp
cho xúc tác vi sinh kích hoạt quá trình lên men để sản xuất chế phẩm sinh học phục vụ
nuôi trồng thuỷ sản
Những chất thải rắn hữu cơ như: bã thải, vỏ sắn… tạo điều kiện cho ruồi, muỗi, vi
sinh vật phát triển.
Bã sắn:
Để sản xuất được 50 tấn tinh bột sắn phải cần tới 200 tấn củ sắn. Quá trình sản xuất
tinh bột sắn thải ra một lượng lớn nước thải và hai loại bã thải:Loại thứ nhất là bã thải do
quá trình rửa và bóc vỏ gỗ, chiếm tỉ trọng ít vàthànhphầnchủyếulàcellulose,
hemicellulosevàcát, sạn.Loạinày thường được chôn lấp hợp vệ sinh hoặc ủ làm phân
bón. Loại thứ hai là phần bã cũn lại sau khi tách tinh bột sắn và được gọi là bãsắn.
Thành phần các chất chứa trong bã sắn thải ra từ các cơ sở sản xuất nhỏ cao hơn trong
các mẫu bã sắn lấy từ các cơ sở sản xuất lớn cho thấy phương pháp thu chiết tinh bột của
các cơ sở sản xuất công nghiệp quy mô lớn hiệu quả hơn. Điều đáng lưu ý là thông
thường bã sắn chứa 7, 5-8, 5 mg %HCN
3.1.2.Nước thải
Từ nguồn nước thải còn có thể chế tạo phân vi sinh và than bùn.
Trên thực tế, các chất thải như nước rửa các dụng cụ sản xuất rượu, nước trong quá
trình ngâm, rửa nguyên liệu.

20


Trong quy trình sản xuất rượu sắn nêu trên, nước thải được thải ra từ các giai đoạn

sau:
-Ngâm, rửa nguyên liệu
Sắn được ngâm bằng nước sau đó được rửa sạch, nước thải trong quá trình này được
thải ra là lớn nhất. Thành phần nước thải bao gồm: vỏ sắn, rác, đất cát lẫn trong sắn
nguyên liệu…protein, tinh bột, HCN…
-Luộc chín sắn
Nước luộc chin sắn được sử dụng nhiều lần. Vì vậy trong thành phần nước thải của
quá trình này bao gồm các chất tiết ra trực tiếp từ sắn như: tinh bột, chất béo, protein,
đường…
-Quá trình rửa dụng cụ (chậu, thùng lên men, nồi nấu, bể ngưng tụ…)
Nước thải trong quá trình này gồm các chất: đường, acid, rượu, este… và bã rượu
Nước thải giàu chất hữu cơ là điều kiện thuận lợi cho rong, tảo, bèo.. phát triển gây
mùi hôi thối làm ô nhiễm môi trường.
Nghiên cứu cũng cho thấy hàm lượng COD, BOD, các chất dinh dưỡng, CN trong
nước thải khá cao
3.1.3.Khí thải
Lượng khí CO2 lỏng thu được trong quá trình lên men chuyển sang giai đoạn chưng
cất cồn 94, 5%.
Các loại khí đặc thù: CO, CO2, NO, NO2,… được sinh ra do sự phân giải các chất hữu
cơ có trong nước thải trong điều kiện yếm khí và hiếu khí.
Hàm lượng Coliform cao hơn tiêu chuẩn cho phép từ 21.7-31.2 lần và xuất hiện nhiều
sinh vật có hại.
3.2. Tính chất
Bảng 2: Thành phần hoá học của bã sắn phơi khô (tính theo g/100g bã sắn phơi khô)

21


Thành phần Mẫu lấy từ cơ sở công nghiệp
Quy mô nhỏ (g)

Quy mô lớn (g)

Độ ẩm

13, 00

12, 50

Tinh bột

63, 00

61, 80

Sợi thô

14, 50

12, 80

Protein thô

2, 00

1, 50

Tro

0, 65

0, 58

Đường khử tự do

0, 43

0, 37

HCN

0, 0087

0, 0075

Polysaccharid khác

4, 0113

8, 4925

Nhìn chung khi sản xuất rượu từ nguyên liệu tinh bột thì chỉ có 1/3 lượng chất khô
nguyên liệu được chuyển thành rượu, phần chất khô còn lại không được lên men, trong
đó có khoảng 1/3 chuyển vào bã rượu, phần còn lại là protein, chất tro, chất béo…
Số lượng protein được tăng lên nhờ hợp chất nito của nấm men, còn hàm lượng chung
của protein tính theo chất khô của bã rượu bằng khoảng 2 lần so với hàm lượng protein
của nguyên liệu đưa vào, trong bã rượu chế biến từ hạt lượng nito ở dạng hoà tan chỉ
bằng 15-25% lượng nito chung. Lượng chất khô trong bã giao động trong khoảng 4-8%.
Bằng phương pháp sắc kí trên giấy người ta xác định có trên 12 axit amin cụ thể như
sau (tính bằng % so với hàm lượng protein)

22


Hiệu suất thu hồi bã rượu.
Hiệu suất sản xuất từ sắn , lương thực phụ thuộc vào độ đặc của dịch giấm chín, muc
độ pha loãng của chúng khi rửa thùng lên men, độ đặc của rượu cất và số lượng hơi nước
tiêu thụ khi chưng cất ngưng lại và được tính theo công thức:

Trong đó:

b: hiệu suất
a: độ đặc của dịch giấm chín
e: mức độ pha loãng của dịch giấm chín
A:độ đặc của rượu
p: số lượng hơi nước ngưng tụ
Độ đậm đặc của giấm chín giao động từ 6, 5-8.5%. Độ đậm đặc giấm chín càng lớn
thì hiệu suất bã rượu càng thấp. Khi giảm độ đặc của dịch giấm chín 8.5% xuống6, 5%

23


thì lượng bã rượu trên 1 decalit rượu được tăng lên 4, 4 decalit. Lượng nước rửa tiêu thụ
từ 1-2% (e=1.01). Khi tăng nước rửa thì thì độ pha loãng của dịch giấm chín và hiệu suất
bã rượu được tăng lên một cách tương ứng, nhưng hàm lượng chất khô trong nó bị giảm
đi.
Khi độ đặc của rượu A=88% ảnh hưởng không dáng kể đến hiệu suất của bãrượu.
Lượng hơi nước ngưng tụ tại độ đặc tiêu chuẩn của giấm chín (8, 5%) bằng19l/ 100l dịch
giấm chín.
Do vậy hiệu suất của bã rượu khi độ đặc của giấm chín 6% thể tích là 18, 8 decalit/

decalit rượu, còn khi độ đặc của dịch lên men 10% thể tích thì l ượng bã là10,
88decalit/decalit rượu.
Để tiên tính toán, hiệu suất của bã rượu lấy trung bình là 13 decalit/decalit rượu.
Để xác định chính xác hơn hiệu xuất bã rượu thì nên tính riêng đối với từng
dạng nguyên liệu đem đi chế biến, phụ thuộc vào lượng tinh bột của chúng.
Lượng bã rượu nhận được từ một tấn nguyên liệu đêm đi chế biến được tính
theo công thức:

3.3.Hướng phát triển các sản phẩm tận dụng từ phế phụ liệu:
Việc sản xuất bã rắn làm cồn sinh học và thức ăn chăn nuôi là một hướng phát triển
mới của Việt Nam nói riêng và Thế giới nói chung
Giúp giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, nhiên liệu ngày càng bị thiếu hụt và tạo
nguồn dinh dưỡng cho vật nuôi.
(Cụ thể như trong mục IV)

24


IV.Quy trình công nghệ sản phẩm từ phế phụ liệu
4.1. Sản xuất nấm men gia súc khô
4.1.1.Quy trình công nghệ

Quy trình công nghệ sản xuất nấm men gia súc khô
4.1.2.Thuyết minh quy trình
a.Chuẩn bị men giống
Môi trường nhân giống phải được thanh trùng và làm nguội trước khi cho giống nấm
men vào hay chuyển từ chu kỳ trước sang chu kỳ sau
Các thông số kỹ thuật
Nhiệt độ lên men là 26-300C
pH dịch nuôi là 4-4.5

Thời gian nuôi là 10-24 giờ
Nuôi trên máy lắc hay sục khí vô trùng tùy theo dung tích bình nuôi.

25