Nghiên cứu ảnh hưởng nước thải từ làng nghề sản xuất tinh bột mì quận thủ đức và đề xuất giải pháp kỹ thuật quản lý hợp lý và thân thiện với môi trường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG NƯỚC THẢI TỪ
LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT TINH BỘT MÌ QUẬN THỦ ĐỨC
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KỸ THUẬT QUẢN LÝ HỢP LÝ
VÀ THÂN THIỆN VỚI MÔI TRƯỜNG.

VIỆN KHOA HỌC ỨNG DỤNG HUTECH
Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giảng Viên Hướng Dẫn : Th.S Trịnh Trọng Nguyễn
Sinh Viên Thực Hiện

: Bùi Thị Bích Thủy

Mã số sinh viên

: 1411090442

Lớp

: 14DMT03

TP. Hồ Chí Minh, 2018


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi và đƣợc sự hƣớng dẫn
khoa học của Th.S Trịnh Trọng Nguyễn. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài
này là trung thực. Những số liệu trong bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét,
đánh giá đƣợc chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài
liệu tham khảo.
Ngoài ra trong đồ án còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng nhƣ số liệu
của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về
nội dung luận văn của mình. Trƣờng đại học Công Nghệ TP.HCM không liên quan
đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện.

TP. Hồ Chí Minh, ngày…..tháng…..năm 2018
Sinh viên thực hiện

Bùi Thị Bích Thủy


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp đại học này ngoài sự cố gắng của bản thân, em
còn nhận đƣợc sự giúp đỡ của các tập thể, cá nhân tại Viện Khoa Học Ứng Dụng
Hutech, Trƣờng đại học Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh.
Em xin chân thành cảm ơn ban Giám hiệu nhà trƣờng, các thầy cô tại Viện
Khoa Học Ứng Dụng Hutech đã tạo điều kiện và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện

khóa luận tốt nghiệp.
Thực tế luôn cho thấy sự thành công nào cũng đều gắn liền với sự hỗ trợ, giúp đỡ
của những ngƣời xung quanh dù cho sự giúp đỡ đó là ít hay nhiều, trực tiếp hay gián
tiếp. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu làm đồ án tốt nghiệp đến nay, em đã nhận
đƣợc sự quan tâm, chỉ bảo, giúp đỡ của thầy cô, gia đình và bạn bè. Đặc biệt em xin
chân thành cảm ơn Th.S Lâm Vĩnh Sơn và Th.S Trịnh Trọng Nguyễn đã tận tâm chỉ
bảo hƣớng dẫn em qua từng buổi thảo luận về đề tài. Nhờ có những lời hƣớng dẫn, dạy
bảo ấy bài đồ án tốt nghiệp này của em đã hoàn thành một cách suất sắc nhất.
Mặc dù đã cố gắng hoàn thiện đồ án tốt nghiệp, tuy nhiên em vẫn không tránh
khỏi những thiếu sót, xin thầy cô giúp đỡ và chỉ dạy.
Em xin chân thành cảm ơn.
TP. Hồ Chí Minh, ngày…..tháng…..năm 2018
Sinh viên thực hiện

Bùi Thị Bích Thủy


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................i
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................... ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. iii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề..................................................................................................................... 1
2. Mục đích của đề tài ..................................................................................................... 1
3. Mục tiêu của đề tài ...................................................................................................... 1
4. Yêu cầu của đề tài ........................................................................................................ 2

5. Ý nghĩa của đề tài .......................................................................................................... 2
5.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học .......................................................... 2
5.2 Ý nghĩa thực tiễn......................................................................................................... 2
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TINH BỘT MÌ VÀ ................................................... 3
NGÀNH SẢN XUẤT TINH BỘT MÌ ............................................................................ 3
1.1 Tổng quan về tinh bột mì .......................................................................................... 3
1.1.1 Giới thiệu cây khoai mì ............................................................................................ 3
1.1.2 Thời vụ thu hoạch cây khoai mì ............................................................................... 4
1.1.3 Cấu tạo củ khoai mì ................................................................................................. 5
1.1.4 Thành phần và tính chất hóa học của củ khoai mì .................................................. 6
1.1.5 Tổng quan về tinh bột ............................................................................................ 11
1.1.6 Ứng dụng của tinh bột khoai mì trong đời sống .................................................... 17
1.2 Tổng quan về ngành sản xuất tinh bột mì ............................................................. 22
1.2.1 Tình hình chế bến tinh bột mì trên thế giới và khu vực Châu Á ............................ 22
1.2.2 Tình hình sản xuất tinh bột mì ở Việt Nam ............................................................ 23


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

1.2.3 Quy trình sản xuất tinh bột mì nói chung .............................................................. 24
1.2.4 Quy trình sản xuất tinh bột mì của Thái Lan ......................................................... 26
1.3 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải tinh bột mì ..................................................... 29
1.3.1 Xử lý cơ học ........................................................................................................... 29
1.3.2 Xử lý hóa học ......................................................................................................... 29
1.3.3 Xử lý hóa lý ............................................................................................................ 29
1.3.4 Xử lý sinh học ........................................................................................................ 30
1.4 Các công nghệ xử lý đang đƣợc áp dụng và nghiên cứu tại Việt Nam............... 31
CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP .............................. 34

NGHIÊN CỨU ............................................................................................................... 34
2.1 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................... 34
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................ 34
2.1.2 Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................... 34
2.1.3 Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................................... 34
2.2 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 34
2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................ 34
2.3.1 Phương pháp kế thừa ............................................................................................. 34
2.3.2 Phương pháp điều tra thu nhập thông tin, số liệu thứ cấp .................................... 35
2.3.3 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa. ............................................................. 35
2.3.4 Phương pháp lấy mẫu và phân tích nước thải....................................................... 35
2.3.5 Lấy mẫu và bảo quản mẫu ..................................................................................... 36
2.3.6 Phương pháp so sánh kết quả phân tích ................................................................ 36
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................. 37
3.1 Lịch sử hình thành của làng nghề .......................................................................... 37
3.2 Điều kiện tự nhiên- kinh tế, xã hội ......................................................................... 37


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

3.3 Quy trình sản xuất tinh bột mì của làng nghề ..................................................... 38
3.4 Hiện trạng sản xuất của làng nghề ........................................................................ 38
3.4.1 Nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm ......................................................................... 38
3.4.2 Các thất thải trong quá trình sản xuất tinh bột mì ................................................ 39
3.4.3 Nguồn gốc nước thải sản xuất tinh bột mì ............................................................. 40
3.5 Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng từ sản xuất tinh bột mì của làng
nghề ............................................................................................................................... 41
3.5.1 Hiện trạng ô nhiễm môi trường trong quá trình sản xuất .................................... 41

3.5.2 Ảnh hưởng của khí thải .......................................................................................... 43
3.5.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và tiếng ồn ...................................................................... 44
3.5.4 Ảnh hưởng từ nước thải sản xuất đến môi trường xung quanh ............................. 44
3.6 Đánh giá hiện trạng nƣớc thải tinh bột mì............................................................ 47
3.6.1 Thành phần nước thải tinh bột mì tại các cơ sở sản xuất. .................................... 47
3.6.2 So sánh các chỉ tiêu với QCVN 40:2011/BTNMT ................................................. 48
3.7 Khảo sát ngƣời dân địa phƣơng đƣờng Tam Châu (quận Thủ Đức) về ảnh
hƣởng của nƣớc thải của các cơ sở sản xuất tinh bột mì. ........................................ 55
3.7.1 Khảo sát nước thải của các cơ sở sản xuất tinh bột mì có ảnh hưởng đến môi
trường không. .................................................................................................................. 56
3.7.2 Khảo sát mức độ ảnh hưởng của nước thải sản xuất tinh bột mì đến môi trường
như thê nào. .................................................................................................................... 57
3.7.3 Khảo sát dựa trên bảng 3.6, với mức độ ảnh hưởng như thế thì đã gây ô nhiễm
môi trường chưa. ............................................................................................................ 58
3.7.4 Khảo sát nước thải sản xuất tinh bột mì thải ra tập trung nhiều ở đâu. ............... 59
3.7.5 Khảo sát nước thải sản xuất tinh bột mì thải ra môi trường thì làm cho nước ở
địa phương biến đổi như thế nào. ................................................................................... 60
3.7.6 Khảo sát nước thải sản xuất tinh bột mì thải ra môi trường gây ảnh hưởng như
thế nào đến chất lượng nước giếng. ............................................................................... 61
3.7.7 Khảo sát nước thải có đặc điểm về mùi như thế nào............................................. 62


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

3.7.8 Khảo sát phạm vi phát tán mùi của nước thải tinh bột mì. ................................... 63
3.8 Đề xuất giải pháp thân thiện với môi trƣờng........................................................ 64
3.8.1 Thí nghiệm làm sản phẩm giấy bằng phương pháp thủ công................................ 64
3.8.2 Sản phẩm giấy thủ công ......................................................................................... 66

CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................ 69
4.1 Kết luận .................................................................................................................... 69
4.2 Kiến nghị .................................................................................................................. 70
4.2.1 Đối với các cơ sở sản xuất tinh bột mì quận Thủ Đức .......................................... 70
4.2.2 Với cơ quan quản lý môi trƣờng ............................................................................ 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 71
PHIẾU KHẢO SÁT ...................................................................................................... 72


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
TSS : Turbidity & Suspendid Solids
COD : (Chemical Oxygen Demand) Hàm lƣợng chất thải có khả năng phân hủy
theo phƣơng pháp hóa học.
BOD : (Biochemical Oxygen Demand) Hàm lƣợng chất thải có khả năng phân
hủy theo phƣơng pháp sinh học.
DO : (Dessolved Oxygen) Nồng độ oxi hòa tan.
QCVN: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải.

i


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. 1: Phân loại cây khoai mì ................................................................................ 4
Bảng 1. 2: Thành phần hóa học của cây khoai mì ...................................................... 6
Bảng 1. 3: Thành phần hóa học trong vỏ củ khoai mì và bả mì ............................... 7
Bảng 1. 4: Thành phần hóa học trong củ khoai mì tƣơi ............................................ 7
Bảng 1. 5: Công nghệ xử lý nƣớc thải tại một số nhà máy chế biến ....................... 33
Bảng 2. 1: Kế hoạch lấy mẫu, phân tích nƣớc .......................................................... 35
Bảng 3. 1: Tính chất nƣớc thải ngành tinh bột mì ................................................... 45
Bảng 3. 2: Kết quả phân tích nƣớc thải tại cơ sở 1................................................... 47
Bảng 3. 3: Kết quả phân tích nƣớc thải tại cơ sở 2................................................... 47
Bảng 3. 4: Kết quả phân tích nƣớc thải tại cơ sở 3................................................... 48
Bảng 3. 5: Kết quả khảo sát ngƣời dân địa phƣơng ................................................. 56
Bảng 3. 6: Kết quả khảo sát ngƣời dân địa phƣơng ................................................. 57
Bảng 3. 7: Kết quả khảo sát ngƣời dân địa phƣơng ................................................. 58
Bảng 3. 8: Kết quả khảo sát ngƣời dân địa phƣơng ................................................. 59
Bảng 3. 9: Kết quả khảo sát ngƣời dân địa phƣơng ................................................. 60
Bảng 3. 10: Kết quả khảo sát ý kiến ngƣời dân ........................................................ 61
Bảng 3. 11: Kết quả khảo sát ý kiến ngƣời dân ........................................................ 62
Bảng 3. 12: Kết quả khảo sát ý kiến ngƣời dân ....................................................... 63

ii


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1: Cây khoai mì ................................................................................................ 3
Hình 1. 2: Cấu tạo củ khoai mì ..................................................................................... 5
Hình 1. 3: Công thức cấu tạo của tinh bột ................................................................ 11

Hình 1. 4: Cấu tạo của amylose .................................................................................. 13
Hình 1. 5: Cấu tạo của amylopectin ........................................................................... 13
Hình 1. 6: Phản ứng thủy phân của tinh bột............................................................. 16
Hình 1. 7: Phản ứng tạo phức giữa tinh bột với Iot ................................................. 17
Hình 1. 8: Ứng dụng của tinh bột mì ......................................................................... 21
Hình 1. 9: Quy trình sản xuất tinh bột mì nói chung ............................................... 25
Hình 1. 10: Quy trình sản xuất tinh bột mì của Thái Lan ....................................... 28

Hình 3. 1: Quy trình sản xuất tinh bột mì tại làng nghề .......................................... 38
Hình 3. 2: Biểu đồ thể hiện độ pH nƣớc thải tinh bột mì của 3 cơ sở sản xuất. .... 48
Hình 3. 3: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng COD trong nƣớc thải của 3 cơ sở sản xuất
....................................................................................................................................... 49
Hình 3. 4: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng BOD5 trong nƣớc thải của 3 cơ sở ........... 50
Hình 3. 5: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng tổng chất rắn lơ lửng trong nƣớc thải của
3 ..................................................................................................................................... 51
Hình 3. 6: Biểu đồ thể hiện tổng Nitơ trong nƣớc thải của 3 cơ sở sản xuất ......... 52
Hình 3. 7: Biểu đồ thể hiện tổng Phospho trong nƣớc thải của 3 cơ sở sản xuất .. 53
Hình 3. 8: Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng Xyanua (CN-) trong nƣớc thải của 3 cơ sở
....................................................................................................................................... 54
iii


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

Hình 3. 9: Ý kiến của ngƣời dân về mức độ ảnh hƣởng của nƣớc thải tinh bột mì
....................................................................................................................................... 56
Hình 3. 10: Ý kiến của ngƣời dân về mức độ ảnh hƣởng của nƣớc thải tinh bột mì
đến môi trƣờng............................................................................................................. 57

Hình 3. 11: Ý kiến của ngƣời dân về mức độ gây ô nhiễm môi trƣờng của nƣớc
thải tinh bột mì............................................................................................................ 58
Hình 3. 12: Ý kiến của ngƣời dân về nơi xả thải của các cơ sở sản xuất tinh bột
mì. .................................................................................................................................. 59
Hình 3. 13: Ý kiến của ngƣời dân về mức độ ảnh hƣởng nƣớc thải tinh bột mì khi
thải ra môi trƣờng. ...................................................................................................... 60
Hình 3. 14: Ý kiến của ngƣời dân về mức độ ảnh hƣởng của nƣớc thải tinh bột mì
đến chất lƣợng nƣớc giếng. ......................................................................................... 61
Hình 3. 15: Ý kiến của ngƣời dân về mùi hôi của nƣớc thải tinh bột mì. .............. 62
Hình 3. 16: Ý kiến của ngƣời dân về phạm vi phát tán mùi của nƣớc thải tinh bột
mì. .................................................................................................................................. 63
Hình 3. 17: Xây nhuyễn hỗn hợp. .............................................................................. 65
Hình 3. 18:Xeo giấy. .................................................................................................... 65
Hình 3. 19: Sản phẩm giấy làm từ tinh bột mì.......................................................... 66
Hình 3. 20: Sản phẩm ứng dụng trong cuộc sống..................................................... 68

iv


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

v


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc nhƣ hiện nay, môi trƣờng
là vấn đề bất cập không chỉ riêng quốc gia nào mà là vấn đề của toàn cầu. Phát triển
kinh tế xã hội là nhu cầu của mỗi quốc gia nhƣng cần phải có sự phát triển bề vững,
phát triển luôn cân bằng giữa ba yếu tố: Kinh tế - môi trƣờng – xã hội.
Trong các ngành công nghiệp trọng điểm của đất nƣớc, tinh bột k h o a i m ì
( sắn) là một ngành kinh tế đang đƣợc sự chú trọng và thu hút đầu tƣ của các nhà sản
xuất và nền công nghiệp này ngày càng phát triển. Đây cũng là ngành sản xuất sử
dụng nƣớc tƣơng đối lớn, nƣớc thải từ quá trình chế biến tinh bột sắn gây ô nhiễm
nguồn tiếp nhận chất hữu cơ, dòng thải bị phân huỷ sinh ra mùi hôi thối và một số
chất khí làm ảnh hƣởng đến môi trƣờng không khí.
Để hạn chế những tác động đến con ngƣời và môi trƣờng từ hoạt động của các
nhà máy, các làng nghề sản xuất thủ công, đặc biệt là ô nhiễm nƣớc thải gây ra. Việc
đƣa ra các giải pháp kỹ thuật quản lý hợp lý để giải quyết các vấn đề về ô nhiễm môi
trƣờng là cần thiết. Vì vậy em chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hƣởng nƣớc thải từ
làng nghề sản xuất tinh bột mì quận Thủ Đức và đề xuất giải pháp kỹ thuật quản
lý hợp lý và thân thiện với môi trƣờng”.
2. Mục đích của đề tài
Đánh giá hiện trạng môi trƣờng nƣớc thải sản xuất của cơ sở sản xuất tinh bột mì
quận Thủ Đức. Tạo cơ sở khoa học và dữ liệu phục vụ cho công tác quản lý và bảo vệ
môi trƣờng trên địa bàn quận Thủ Đức nhằm bảo vệ và nâng cao chất lƣợng môi
trƣờng.
3. Mục tiêu của đề tài
- Thông qua nghiên cứu đề tài nắm đƣợc hiện trạng chất lƣợng nƣớc thải của cơ
sở sản xuất tinh bột mì quận Thủ Đức.
- Xác định mức độ ô nhiễm và nguồn gây ô nhiễm của nƣớc thải.

1

Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

- Đề xuất giải pháp kỹ thuật quản lý thân thiện với môi trƣờng.
4. Yêu cầu của đề tài
- Thông tin thu nhập đƣợc phải chính xác, trung thực và khách quan.
- Các mẫu nghiên cứu và phân tích phải đảm bảo tính khoa học và tính đại diện
cho khu vực nghiên cứu.
- Đánh giá đầy đủ, chính các hoạt động sản xuất và tác động của nƣớc thải sản
xuất đến môi trƣờng.
- Các kết quả phân tích và các thông số môi trƣờng phải đƣợc so sánh với các
quy chuẩn môi trƣờng Việt Nam.
- Đƣa ra giải pháp thực tế, có tính khả thi và phù hợp với điều kiện của cơ sở sản
xuất.
5. Ý nghĩa của đề tài
5.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
- Giúp sinh viên có thể áp dụng lý thuyết vào thực tế, rèn luyện kỹ năng tổng
hợp, phân tích số liệu.
- Là điều kiện thuận lợi cho việc tiếp thu và học hỏi các kinh nghiệm từ thực tế,
đồng thời nâng cao kiến thức trong lĩnh vực nghiên cứu, khả năng tiếp cận và xử
lý thông tin.
- Củng cố kiến thức cơ sở cũng nhƣ kiến thức chuyên ngành, tạo điều kiện tốt
hơn cho phục vụ công tác sau khi ra trƣờng.
5.2 Ý nghĩa thực tiễn
Đánh giá đƣợc ảnh hƣởng, tác động của nƣớc thải sản xuất tinh bột mì đến môi
trƣờng và đƣa ra đƣợc giải pháp khắc phục ô nhiễm môi trƣờng.

2

Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TINH BỘT MÌ VÀ
NGÀNH SẢN XUẤT TINH BỘT MÌ
1.1 Tổng quan về tinh bột mì
1.1.1 Giới thiệu cây khoai mì
Khoai mì (hay còn gọi là sắn) có tên khoa học Manihot Esculenta là cây lƣơng
thực ƣa ẩm, có nguồn gốc từ lƣu vực sông Amazone Nam Mỹ. Đến thế kỷ XVI mới
đƣợc trồng ở châu Á và châu Phi. Ở nƣớc ta, khoai mì đƣợc trồng ở khắp nơi từ Nam
đến Bắc nhƣng do quá trình sinh trƣởng và phát triển của khoai mì kéo dài, giữ đất lâu
nên chỉ các tỉnh Trung du và thƣợng du Bắc Bộ nhƣ: Phú Thọ, Tuyên Quang, Hòa
Bình,…là điều kiện trồng trọt thích hợp hơn cả. Khoai mì Việt Nam cũng bao gồm
nhiều loại giống. Nhân dân ta thƣờng phân loại khoai mì căn cứ vào kích thƣớc, màu
sắc củ, thân, gân lá và tính chất khoai mì đắng hay ngọt. Tính chất đắng hay ngọt của
khoai mì quyết định bởi hàm lƣợng acid HCN cao hay thấp. Tuy nhiên, trong công
nghệ sản xuất tinh bột ngƣời ta phân loại chỉ dựa trên tính chất: khoai mì đắng và
khoai mì ngọt.

Hình 1. 1: Cây khoai mì

3


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

Bảng 1. 1: Phân loại cây khoai mì
Đặc điểm

Khoai mì đắng Khoai mì ngọt

Hàm lƣợng acid HCN (mg/kg củ)

60 – 150

20 – 30

Hình dáng của lá

7 cánh

5 cánh

Hình dáng của thân

Nhỏ và thấp

To và cao

1.1.2 Thời vụ thu hoạch cây khoai mì
Thông thƣờng, nông dân thƣờng trồng khoai mì chính vụ vào khoảng từ tháng 2
đến tháng 4. Và ở mỗi miền, thời gian thu hoạch khác nhau tùy thuộc điều kiện khí hậu
từng vùng.
Ở miền Bắc, trồng khoai mì vào tháng 3 là thuận lợi nhất vì lúc này có mƣa
xuân ẩm, trời bắt đầu ẩm, thích hợp cho cây sinh trƣởng, hình thành và phát triển củ.

Vùng Bắc Trung Bộ, tháng 1 thích hợp nhất cho việc trồng khoai mì. Nếu trồng
sớm sẽ gặp mƣa lớn làm thối hom chết mầm, còn trồng muộn khoai non gặp khô rét sẽ
sinh trƣởng kém.
Vùng Nam Trung Bộ, khoai mì có thể trồng trong khoảng tháng 1 đến tháng 3,
trong điều kiện nhiệt độ tƣơng đối cao và thƣờng có mƣa đủ ẩm. Một số nơi bà con có
thể trồng sớm hơn 1 – 2 tháng nhƣng cùng thu hoạch vào tháng 9, tháng 10 trƣớc mùa
mƣa lũ.
Vùng Tây Nguyên, Đông Nam Bộ, khoai mì trồng chủ yếu vào cuối mùa khô,
đầu mùa mƣa (tháng 4 hay tháng 5) trong điều kiện nhiệt độ cao ổn định và có mƣa
đều. Những nơi có điều kiện chủ động nƣớc ở đồng bằng sông Cửu Long, khoai mì
thƣờng trồng ngay từ đầu năm để kịp thu hoạch trƣớc mùa lũ.

4


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

1.1.3 Cấu tạo củ khoai mì

Hình 1. 2: Cấu tạo củ khoai mì
Củ khoai mì thƣờng có dạng hình trụ, nhỏ dần ở hai đầu (cuống và đuôi). Kích
thƣớc cũng nhƣ trọng lƣợng củ tùy thuộc vào giống, đất trồng, điều kiện canh tác và
độ màu của đất mà nó dao động trong khoảng: dài 300 – 400mm, đƣờng kính từ 20 –
100mm.
Khoai mì là loại củ có lõi (tim củ) nối từ thân cây chạy dọc theo củ đến đuôi củ.
Có cấu tạo: vỏ gỗ, vỏ cùi, thịt sắn, lõi sắn. So với các loại củ khác thì vỏ củ sắn là loại
vỏ dễ phân biệt và dễ tách nhất.
Lớp vỏ gỗ chiếm 0,5 – 3% khối lƣợng củ. Gồm các tế bào có cấu tạo từ

cellulose và hemicellulose, hầu nhƣ không có tinh bột. Vỏ gỗ là lớp ngoài cùng, sần
sùi, màu nâu thẫm, chứa các sắc tố đặc trƣng. Có tác dụng giữ cho củ rất bền, không bị
tác động cơ học bên ngoài.
Lớp vỏ cùi dày hơn vỏ gỗ, chiếm khoảng 8 – 20% trọng lƣợng củ. Gồm các tế
bào đƣợc cấu tạo bởi cellulose và tinh bột (5 – 8%). Giữa các lớp vỏ là mạng lƣới ống
dẫn nhựa củ, trong mủ có nhiều tanin, enzyme và các sắc tố.
Thịt khoai mì (ruột củ) là thành phần chiếm chủ yếu của củ, bao gồm các tế bào
có cấu tạo từ cellulose và pentozan, bên trong là các hạt tinh bột và nguyên sinh

5


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

chất. Hàm lƣợng tinh bột trong ruột củ phân bố không đều. Kích thƣớc hạt tinh bột
koảng 15-80mm. Khoai mì càng để già thì càng có nhiều xơ.
Lõi khoai mì thƣờng nằm ở trung tâm dọc theo thân củ, nối từ thân đến đuôi
củ. Lõi chiếm từ 0,3 – 1% khối lƣợng củ. Thành phần cấu tạo chủ yếu là cellulose và
hemicelluloses.
1.1.4 Thành phần và tính chất hóa học của củ khoai mì
Thành phần hóa học trong củ khoai mì thay đổi tùy thuộc vào giống khoai, loại
đất trồng, cách trồng, khí hậu, sinh trƣởng và thời gian thu hoạch của từng vùng
miền…
Cũng nhƣ phần lớn các loại hạt và củ, thành phần chính của củ khoai mì là tinh
bột. Ngoài ra, trong khoai mì còn có các chất: đạm, muối khoáng, lipit, chất xơ và một
số vitamin B1, B2. Nhƣ vậy, so với nhu cầu dinh dƣỡng và sinh tố của cơ thể con
ngƣời, khoai mì là một loại lƣơng thực, nếu đƣợc sử dụng mức độ phù hợp thì có thể
thay thế hoàn toàn nhu cầu đƣờng bột của cơ thể.

Bảng 1. 2: Thành phần hóa học của cây khoai mì
Theo Recent Process in

Thành phần

Theo Đoàn Dự và

(%)

các cộng sự, 1983

Nƣớc

70.25

63 – 70

Tinh bột

21.45

18 – 30

Chất đạm

1.12

1.25

Tro

0.4

0.85

Protein

1.11

1.2

Chất béo

5.13

0.08

6

research and extension,
1998


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

Bảng 1. 3: Thành phần hóa học trong vỏ củ khoai mì và bả mì
Thành phần

Vỏ củ mì (mg/100g)

Bả phơi khô (mg/100g)

Độ ẩm

10.8 – 11.4

12.5 – 13

Tinh bột

28 – 38

51.8 – 63

Sợi thô

8.2 – 11.2

12.8 – 14.5

Protein thô

0.85 – 1.12

1.5 – 2.0

Độ Tro

1 – 1.45

0.58 – 0.65

Đƣờng tự do

1 – 1.4

0.37 – 0.43

Bảng 1. 4: Thành phần hóa học trong củ khoai mì tƣơi
STT

Thành phần

Tỷ lệ (% )

1

Nƣớc

60- 74,2

2

Tinh bột

30- 34

3

Protein

0,8- 1,2

4

Chất béo

0,3- 0,4

5

Xenlulozo

1,0- 3,0

6

Đƣờng

1,0- 3,1

7

Tro

0,54

8

Các polyphenol

0,1- 0,3

9

Độc tố

0,001- 0,04

(Nguồn: Bảo quản và chế biến sắn, Cao Văn Hùng, 2001) [5].
a. Tinh bột

7


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

Tinh bột là thành phần quan trọng của củ khoai mì, nó quyết định giá trị sử
dụng của chúng. Hạt tin bột hình trống, đƣờng kinh khoảng 35 micromet. Tinh bột
gồm 2 thành phần: Amylose (15- 25%) và amylopectin (75- 85%), tỷ lệ amylopectin
trong tinh bột khoai mì cáo nên gel tinh bột có độ nhớt, độ kết dính cao và khả năng
gel bị thoái hóa thấp.
Hàm lƣợng tinh bột tập trung nhiều nhất ở phần sát vỏ bao, càng đi sâu vào
lớp thịt sát lõi lƣợng tinh bột lại ít đi. Tinh bột có dạng hình cầu, hình trứng hoặc hình
mũ, có một số hạt trũng, có màu rất trắng. Nên trong quá trình sản xuất nên loại bỏ vỏ
để không tạo màu tối cho tinh bột.

Tinh bột khoai mì có kích thƣớc từ 5 đến 40µm với những hạt lớn 25-35µm,
hạt nhỏ 5-15µm và nhiều hình dạnh, chủ yếu là hình tròn, bề mặt nhẵn, một bên mặt có
chổ lõm hình nón và một núm nhỏ ở giữa. Dƣới ánh sáng phân cực, các liên kết ngang
với mật độ từ trung bình tới dày đặc có thể thấy rõ. Các nghiên cứu siêu cấu trúc bằng
tia X cho thấy tinh bột khoai mì có cấu trúc tinh thể dạng A và hỗn hợp A, B.
Khi hạt tinh bột khoai mì bị vỡ, có thể quan sát đƣợc các rãnh tạo cấu trúc
xốp của hạt. Các rãnh vô định hình kéo dài từ bề mặt tới tâm của hạt tạo thành các lỗ
xốp. Chính các lỗ xốp này giúp nƣớc thâm nhập vào giúp trƣơng nở tinh bột, phá vỡ
các liên kết hidro giữa các phân tử trong cấu trúc tinh thể, tạo điều kiện cho tác dụng
phân hủy của enzyme. Tinh bột khoai mì có cấu trúc hạt tƣơng đối xốp, liên kết giữa
các phân tử trong cấu trúc tinh thể yếu, vì vậy nó dễ bị phân hũy bởi các tác nhân nhƣ
acid và enzyme hơn so với các loại tinh bột khác nhƣ bắp, gạo.
Tinh bột khoai mì có hàm lƣợng amylopectin và phân tử lƣợng trung bình
tƣơng đối cao, 215.00g/mol so với 30.500, 130.000, 224.500 và 276.000 tƣơng ứng ở
amylose của bắp, tinh bột lúa mì, tinh bột khoai tây và tinh bột sáp. Hàm lƣợng
amylose nằm trong khoảng 8-28%, nhƣng nói chung đa số các giống khoai mì có tỷ lệ
amylose 16-18%. Tinh bột khoai mì có những tính chất tƣơng tự các loại tinh bột chứa
nhiều amylosepectin nhƣ độ nhớt cao, xu hƣớng thoái hóa thấp và độ bền gel cao.

8


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

Hàm lƣợng amylosepectin và amylose trong tinh bột khoai mì liên quan tới độ dính
của củ nấu chính và nhiều tính chất trong các ứng dụng công nghiệp.
Nhiệt độ hồ hóa tinh bột khoai mì trong khoảng 58.5-700C so với 56-660C ở
khoai tây và 62-720C ở tinh bột bắp. Việc tạo ra các dẫn xuất của tinh bột nhờ liên kết

ngang hay việc thêm các chất có hoạt tính bề mặt có thể thay đổi nhiệt độ hồ hóa.
Nhiệt độ hồ hóa cũng ảnh hƣởng đến chất lƣợng nấu của tinh bột, nhiệt độ hồ hóa thấp
thƣờng làm chất lƣợng nấu thấp do tin bột dễ bị phá vỡ.
Độ nhớt là tính chất quan trọng giúp tinh bột có nhiều ứng dụng trong công
nghiệp thực phẩm và các ngành công nghiệp vãi, giấy. Tinh bột khoai mì có độ nhớt
rất cao. Độ nhớt cao thể hiện ở lực liên kết yếu giữa các phân tử tinh bột trong cấu trúc
hạt. Xử lý hóa học, vật lý (gia nhiệt, xữ lý bằng áp suất hơi, thêm các chất hóa học,
thay đổi pH của môi trƣờng) cũng nhƣ sự có mặt của các chất nhƣ protein, chất béo,
chất có hoạt tính bề mặt đều có ảnh hƣởng đến tinh bột khoai mì.
Độ nở và độ hòa tan của tinh bột cũng là tính chất quan trọng và cũng rất
khác nhau giữa các dạng tinh bột. Tính chất này của tinh bột khoai mì phụ thuộc rất
nhiều vào giống khoai mì, điều kiện môi trƣờng sống, thời điểm thu hoạch nhƣng lại
không liên quan đến kích thƣớc hạt hay trọng lƣợng phân tử tinh bột.
Cấu trúc gel của tinh bột khoai mì có độ bền cao hơn so với nhiều loại ngủ
cốc khác nên đƣợc ứng dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm, đặc biệt với những
sản phẩm phải bảo quản trong thời gian dài.
b. Đƣờng
Đƣờng trong khoai mì chủ yếu là glucoza và một ít maltoza, saccaroza. Khoai mì
càng già thì hàm lƣợng đƣờng càng giảm. Trong chế biến, đƣờng hoà tan trong nƣớc
đƣợc thải ra trong nƣớc dịch.
c. Protein

9


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

Hàm lƣợng của thành phần protein có trong củ rất thấp nên cũng ít ảnh hƣởng đến

quy trình công nghệ. Tỉ lệ khoảng:1-1,2%. Từ ngoài vào trong hàm lƣợng đạm tăng
lên một ít.
d. Nƣớc
Lƣợng ẩm trong củ khoai mì tƣơi rất cao, chiếm khoảng 70% khối lƣợng toàn củ.
Lƣợng ẩm cao khiến cho việc bảo quản củ tƣơi rất khó khăn. Vì vậy ta phải đề ra chế
độ bảo vệ củ hợp lý tuỳ từng điều kiện cụ thể.
e. Độc tố trong củ khoai mì
Ngoài các thành phần có giá trị dinh dƣỡng, trong củ khoai mì có chứa độc tố,
tanin, sắc tố và cả hệ enzyme phức tạp. Ngƣời ta cho rằng trong các enzyme thì
polyphenoloxydase xúc tác quá trình oxy hóa polyphenol thành orthoquinol sau đó
trùng hợp với các chất không có gốc phenol (các acid amin) tạo thành chất có màu.
Chất có màu này gây khó khăn cho việc chế biến và nếu quá trình công nghệ không
thích hợp sẽ cho sản phẩm chất lƣợng kém.
Độc tố trong khoai mì là CN-, nhƣng khi củ chƣa đào lên thì nhóm này nằm ở dạng
glucoside gọi là linamarin (C10H17NO6). Dƣới tác động của enzyme hay ở môi trƣờng
acid, chất này phân hủy thành glucose, acetone và acid cyanohydric. Nhƣ vậy, sau khi
đào củ mì mới xuất hiện HCN tự do vì chỉ sau khi đào thì các enzyme trong củ mới bắt
đầu hoạt động mạnh và đặc biệt xuất hiện nhiều trong khi chế biến và sau khi ăn vì
trong dạ dày ngƣời hay động vật là môi trƣờng acid và dịch trong chế biến cũng là môi
trƣờng acid.
Linamarin tập trung ở vỏ cùi, dễ tách ra trong quá trình chế biến, hòa tan tốt trong
nƣớc, kém tan trong rƣợu, rất ít hòa tan trong chloroform và hầu nhƣ không tan trong
ether. Vì hòa tan tốt trong nƣớc nên khi chế biến, độc tố theo nƣớc dịch ra ngoài, nên
mặc dù giống khoai mì đắng có hàm lƣợng độc tố cao nhƣng tinh bột và khoai mì lát
chế biến từ khoai mì đắng vẫn sử dụng làm thức ăn cho ngƣời và gia súc. Trong chế
biến, nếu không tách dịch bào nhanh thì có thể ảnh hƣởng đến màu sắc của tinh bột do

10

Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

acid cyanohydric tác dụng với nguyên tố sắc có trong củ tạo thành feroxy cyanate có
màu xám. Tùy thuộc giống và đất nơi trồng mà hàm lƣợng độc tố trong khoai mì là
khác nhau.
f. Hệ enzyme
Trong khoai mì, các chất polyphenil và hệ enzymepolyphenoloxydaza có ảnh
hƣởng nhiều tới chất lƣợng trong bảo quản và chế biến.
Hàm lƣợng tannin trong khoai mì ít nhƣng sản phẩm oxy hoá tannin là chất
flobafen có màu sẫm đen khó tẩy. Khi chế biến, tannin còn có tác dụng với Fe tạo
thành sắt tannat cũng có màu xám đen. Cả hai chất này đều ảnh huởng đến màu sắc
của tinh bột nếu nhƣ trong chế biến không tách dịch bào nhanh và triệt để.
1.1.5 Tổng quan về tinh bột
a. Cấu tạo
Tinh bột thuộc nhóm hợp chất hữu cơ cao phân tử gọi là polysaccharide gồm các
đơn phân là glucose liên kết với nhau bằng liên kết α-glycoside, công thức phân tử là
(C6H10O5)n trong đó n từ vài trăm đến hơn một triệu và tỷ lệ C:H:O là 6:10:5.

Hình 1. 3: Công thức cấu tạo của tinh bột

11


Đồ án tốt nghiệp

Loại hạt

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

Kích thƣớc hạt

Hình dáng hạt

(µm)

Hàm lƣợng tinh bột
(%)

Hạt ngô

10 - 30

Đa giác hoặc tr n

25

Lúa mì

5 - 50

Tr n

20

Lúa

2 -10

Đa giác

13 - 35

Đậu đỗ

30 - 50

Tròn

46 - 54

Khoai mì

5 - 35

Tròn

35

Khoai tây

1 - 120

Bầu dục

23

Khoai lang

5 - 50

Bầu dục

20

b. Phân loại
Tinh bột là hỗn hợp gồm hai loại polysaccharide là: amylose và amylopectin. Tỷ
lệ amylose / amylopectin thay đổi tùy theo từng loại tinh bột, thông thƣờng là ¼.
Trong tinh bột loại nếp (gạo nếp hoặc ngô nếp) amylopectin chiếm gần 100%. Trong
tinh bột đậu xanh hàm lƣợng amylose chiếm khoảng 50%.
mylose: là polymer mạch th ng, có trọng lƣợng phân tử 50000 – 160000 Da,
đƣợc cấu tạo từ 500 – 2000 phân tử D-glucose nối với nhau bởi liên kết α-1,4
glycoside tạo thành một mạch xoắn dài không phân nhánh. Amylose nguyên chất có
mức độ trùng hợp không phải hàng trăm mà là hàng ngàn. Có hai loại amylose:
- Amylose có mức độ trùng hợp tƣơng đối thấp (khoảng 2000) thƣờng không có
cấu trúc bất thƣờng và bị thủy phân hoàn toàn bởi β-amylase.
- Amylose có mức độ trùng hợp lớn hơn, có cấu trúc phức tạp đối với β-amylase
nên chỉ bị phân hủy 60%.

12


Đồ án tốt nghiệp

Th.S Trịnh Trọng Nguyễn

Trong hạt tinh bột, trong dung dịch hoặc ở trạng thái thoái hóa thì amylose
thƣờng có cấu hình mạch giãn, khi thêm tác nhân kết tủa vào, amylose mới chuyển
thành dạng xoắn ốc. Mỗi vòng xoắn ốc gồm 6 đơn vị glucose. Đƣờng kính của xoắn ốc

là 12,97 A0, chiều cao của vòng xoắn là 7,91 A0. Các nhóm hydroxyl của các gốc
glucose đƣợc bố trí ở phía ngoài xoắn ốc, bên trong là các nhóm C-H.

Hình 1. 4: Cấu tạo của amylose
Amylopectin: là polymer mạch nhánh, có trọng lƣợng phân tử 400000 đến
hàng chục triệu Da, đƣợc cấu tạo từ 600 – 6000 phân tử D-glucose, nối với
nhau bởi liên kết α-1,4 glycoside và α-1,6 glycoside tạo thành mạch có nhiều
nhánh. Mỗi liên kết nhánh này làm cho phân tử phức tạp hơn, chiều dài của mỗi
chuỗi mạch nhánh khoảng 25 – 30 đơn vị glucose.

Hình 1. 5: Cấu tạo của amylopectin
c. Tính chất vật lý
 Độ tan của tinh bột
13