Nghiên cứu đánh giá hiện trạng môi trường ngành chế biến tinh bột sắn, đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột sắn đaklak

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------------------------

NGUYỄN THỊ THUÝ HÀ

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NGÀNH
CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM
THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG, NÂNG CẤP CẢI TẠO HỆ THỐNG
XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN
ĐAKLAK

LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS NGUYỄN NGỌC LÂN

HÀ NỘI - 2004


Lời cảm ơn
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn PGS.TS Nguyễn Ngọc Lân ng-ời thầy đà tận tình
h-ớng dẫn tôi trong quá trình làm luận văn này. Xin cảm ơn các thầy cô giáo Viện
Khoa học và Công nghệ Môi tr-ờng Tr-ờng Đại học Bách Khoa Hà Nội và các
bạn lớp Cao học Công nghệ môi tr-ờng 2002 đà tạo điều kiện và đóng góp nhiều ý
kiến cũng nh- kinh nghiệm trong quá trình làm luận văn.
Xin chân thành cảm ơn Ban lÃnh đạo và các Cán bộ phụ trách kỹ thuật Nhà
máy chế biến tinh bột sắn Đăklăk đà tạo điều kiện giúp đỡ tôi tham quan, khảo sát
thu thập số liệu thực tế của Nhà máy.
Xin cảm ơn các đồng nghiệp tại Trung tâm T- vấn và Kỹ thuật Môi tr-ờng

IMI đà động viên và tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học và làm luận văn.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình và ng-ời thân đà chăm
sóc và động viên tôi trong toàn bộ quá trình học tập.

Hà nội, ngày

tháng
Học viên

năm 2004

Nguyễn Thị Thuý Hà


-1-

Luận văn thạc sỹ

ĐH Bách khoa Hà nội

Mở đầu
ở Việt Nam và nhiều n-ớc trên thế giới, sắn là cây l-ơng thực đứng hàng thứ
3 sau lúa và ngô, là cây dễ chăm sóc và chịu hạn tốt, năng suất ổn định và ít bị sâu
bệnh. Sắn th-ờng đ-ợc trồng ở những vùng đất bạc màu, những nơi đất trống đồi
trọc mà ở đó những cây l-ơng thực khác không phát triển đ-ợc. Cho nên sắn góp
phần quan trọng trong việc phủ xanh đất trống, đồi trọc và tham gia đắc lực vào quá
trình chuyển dịch cơ cấu kinh tế, đặc biệt ở vùng trung du và miền núi.
Sản phẩm của cây sắn đ-ợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực kinh tế và đời sống.
Sắn là nguồn l-ơng thực trực tiếp cho con ng-ời, thức ăn cho gia súc, ngoài ra còn là
nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác nh-: công nghiệp d-ợc, may mặc,

thực phẩm...Giá trị đích thực của cây sắn đ-ợc tăng lên sau khi đ-ợc chế biến.
Đối với công nghiệp chế biến sắn, bên cạnh những giá trị to lớn do cây sắn
mang lại thì vấn đề môi tr-ờng cũng rất cần đ-ợc quan tâm. Trong quá trình sản
xuất tinh bột một số l-ợng lớn n-ớc thải và bà thải đ-ợc xả vào môi tr-ờng mà hầu
hết đều ch-a đ-ợc xử lý hoặc xử lý không triệt để gây ô nhiễm môi tr-ờng trầm
trọng. Xuất phát từ mục tiêu giảm thiểu ô nhiễm, giảm tác động đến môi tr-ờng và
sức khỏe cộng đồng, cũng nh- đáp ứng đ-ợc những yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt
của Luật Môi tr-ờng đối với chất l-ợng n-ớc thải, thì điều cần thiết và cấp bách là
phải có giải pháp thích hợp nhằm xử lý kịp thời n-ớc thải, tránh ô nhiễm môi tr-ờng,
đảm bảo phát triển bền vững.
Do đó tôi đ-ợc giao thực hiện đề tài: Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng môi
tr-ờng ngành chế biến tinh bột sắn. Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm
môi tr-ờng. Nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý n-ớc thải nhà máy chế biến tinh bột
sắn ĐakLak
Nội dung luận văn gồm:
Mở đầu.
Ch-ơng I:
Ch-ơng II:
Ch-ơng III:
Ch-ơng IV:
Ch-ơng V:
Kết luận.

Tổng quan về công nghệ xử lý tinh bột sắn
Hiện trạng môi tr-ờng của quá trình sản xuất tinh bột sắn
Các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi tr-ờng của ngành chế
biến tinh bột sắn.
Đề xuất biện pháp nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý n-ớc thải
nhà máy chế biến tinh bột sắn Đaklak.
Tính toán chi phí xây dựng và vận hành hệ thống

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


Luận văn thạc sỹ

-2-

ĐH Bách khoa Hà nội

Ch-ơng I: Tổng quan về công nghệ sản xuất tinh bột
sắn

I.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và tại Việt Nam

I.1.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và khu vực Châu á
Sắn là cây l-ơng thực quan trọng ở nhiều n-ớc trên thế giới. Sắn có xuất xứ từ
Trung Nam Mỹ, sau đó đ-ợc phát triển sang Châu Phi và Châu á. Hiện nay, có
trên 100 n-ớc trồng sắn với diện tích khoảng 16 triệu ha, với tổng sản l-ợng 155
170 triệu tấn/năm tập trung ở những n-ớc có khí hậu nhiệt đới (từ 30o vĩ Nam 30o
vĩ Bắc) [16].
Sắn dùng làm l-ơng thực cho ng-ời và thức ăn gia súc là chủ yếu: 58% đ-ợc
sử dụng làm l-ơng thực, 28% làm thức ăn gia súc, 3% dùng làm nguyên liệu cho
công nghiƯp (nh- c«ng nghiƯp chÕ biÕn thùc phÈm, c«ng nghiƯp chế biến hàng tiêu
dùng, công nghiệp hoá d-ợc phẩm) 15% sản l-ợng còn lại đ-ợc xuất khẩu sang
các n-ớc châu Âu, một số n-ớc châu á và Nhật bản d-ới dạng tinh bột sắn, sắn ép
viên và sắn lát khô [16].
Hiện nay, sản l-ợng sắn toàn cầu đà không ngừng gia tăng từ năm 1999.
Nigeria có sản l-ợng sắn lớn nhất thế giới với tổng l-ợng 32,7 triệu tấn năm 1999;
37 triệu tấn năm 2000 và 39,9 triệu tấn năm 2001. Trong năm 2000 diện tích trồng

sắn của Nigeria là 3,072 triƯu ha, n-íc cã diƯn tÝch trång s¾n lín nhất thế giới. Đứng
thứ 2 trên thế giới là Brazil với tổng sản l-ợng sắn năm 1999 là 20,89 triệu tấn, năm
2000 là 22,96 triệu tấn và năm 2001 là 24,1 triệu tấn. N-ớc đứng thứ 3 về sản l-ợng
sắn trên thế giới là Thái Lan với sản l-ợng của các năm 1999, 2000, 2001 t-ơng ứng
là 16,51 triệu tấn, 19,05 triƯu tÊn vµ 18,23 triƯu tÊn. Indonesia lµ n-íc đứng thứ ttrên thế giới về sản l-ợng sắn với tổng sản l-ợng sắn củ t-ơi các năm 1999, 2000,
2001 là 16,44, 16,08 và 16,16 triệu tấn, đ-ợc trình bày trong Bảng 1.1.

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


-3-

Luận văn thạc sỹ

ĐH Bách khoa Hà nội

Bảng 1.1: Diện tích, sản l-ợng, năng xuất sắn trên thế giới từ năm 1998 2000
[18]
Diện tích trồng (1000 ha)
N-ớc

1999

2000

1999

2000

16.188

16.770

16.099

172,737

9,80

10,08

10,73

Nigeria

2.696,96

3.072

3.072

30,409

32,697

32,697

11,28

10,64

10,64

Brazil

1.586,08

1.583

1.707

19,809

20,892

22,960

12,49

13,20

13,45

Thailand

1.044,32

1.065

1.131

15,591

16,507

19,049

14,93

15,49

16,84

Indonesia

1.202,08

1.360

1.360

14,728

16,347

16,347

12,23

12,02

12,02

Congo

2.200,00

2.034

1.097

16,500

16,500

15,959

7,50

8,11

14,55

Ghana

630,08

650

650

7,172

7,845

7,845

11,38

12,07

12,07

ấn độ

244,96

250

250

5,868

5,800

5,800

23,96

23,19

23,19

Tanzania

692,96

700

848

6,193

7,812

5,758

8,94

10,26

6,79

Uganda

342,08

375

382

2,285

3,300

4,966

6,68

8,80

13,00

Mozambique

1.015,04

958

800

5,639

5,353

4,643

5,56

5,59

5,81

Các
khác

4.530,56

4.723

4.802

34,426

36,603

36,713

7,60

7,75

7,64

n-ớc

1998

1999

158,620 169,026

2000

Năng suất (tấn/ha)
1998

Tổng

1998

Sản l-ợng (triệu tấn)

Khi phân chia sản l-ợng sắn theo các lục địa, tổ chức L-ơng thực thế giới
(FAO) -ớc tính sản l-ợng sắn ở Châu Phi năm 2000 là 92,7 tăng không đáng kể so
với năm 1999. Mặc dù ở châu lục này sắn đ-ợc trồng ở 39 quốc gia song có tới 70%
sản l-ợng sắn đ-ợc trồng ở Nigeria, Công gô và Tanzania. Sắn hiện nay đà trở thành
nguồn l-ơng thực chủ yếu cho các n-ớc trong khu vực, đ-ợc dự trữ làm nguồn l-ơng
thực trong những tình trạng khẩn cấp, đặc biệt khi có chiến tranh và hạn hán.
Khu vực Châu Mỹ La Tinh và vùng Caribê: Theo -ớc tính thì sản l-ợng sắn
của vùng chiếm 20% sản l-ợng sắn toàn cầu. Năm 2000 toàn khu vực có sản l-ợng
sắn 32,1 triệu tấn, tăng 10% so với năm 1999 có đ-ợc chủ yếu do sự mở rộng thêm
diện tích trồng sắn và áp dụng kỹ thuật tiến tiến trong quá trình t-ới tiêu. Trong đó
phải kể ®Õn sù ®ãng gãp kh«ng nhá cđa Brazil n-íc chiÕm 70% tổng sản l-ợng sắn
toàn khu vực đà tăng thêm 12% tổng diện tích trồng sắn trong năm 2000. Giá sắn
tăng cao đà khuyến khích ng-ời sản xuất mở rộng qui mô và diện tích trồng sắn.

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002

Luận văn thạc sỹ

-4-

ĐH Bách khoa Hà nội

ở châu á sản l-ợng sắn năm 1999 là 50,9 triệu tấn còn năm 2000 là 50,5
triệu tấn, giảm ít so với năm 1999 (giảm 0,4 triệu tấn), chủ yếu là giảm sản l-ợng
sắn ở Indonesia và Thái Lan (Thái Lan có sản l-ợng sắn cao nhất trong khu vực mỗi
năm thu hoạch 17,7 19,1 triệu tấn) [18]. Nguyên nhân của sự suy giảm này là do
sự chuyển đổi cơ cấu cây trồng của một số nông dân Thái Lan từ trồng sắn sang
trồng mía. Tuy nhiên nhờ sự can thiệp rộng của chính phủ sản l-ợng bột sắn và sắn
viên chỉ giảm xuống khoảng 1,3%, trong khi sản l-ợng sắn củ cần thay đổi là
khoảng 0,8%. Hậu quả của sự suy giảm sản l-ợng sắn chỉ là 0,5%. ở Indonesia sự
suy giảm là 4% do đ-ợc mùa về gạo nên mức tiêu thụ sắn trong n-ớc cho các nhu
cầu sinh hoạt cũng nh- công nghiệp đều giảm. Ng-ợc lại, ở Việt Nam, sản l-ợng
sắn tăng 13%, ấn độ tăng 2%, và thay đổi không đáng kể ở các n-ớc khác.
Khả năng thu lợi cao từ việc xuất khẩu bột và tinh bột sắn khiến các n-ớc
xuất khẩu chủ yếu sẽ thay các giống sắn truyền thống bằng các giống sắn mới cho
năng suất cao, hàm l-ợng tinh bột lớn thích hợp với chế biến công nghiệp. Có nhvậy mới đáp ứng đ-ợc nhu cầu ở trong cũng nh- ngoài n-ớc đang gia tăng.
I.1.2. Tình hình sản xuất tinh bột sắn tại Việt Nam
Cây sắn (cây khoai mì) là một trong những cây trồng l-ơng thực chủ yếu, lâu
đời của n-ớc ta sau cây lúa, cây ngô, mục đích dùng làm l-ơng thực và thức ăn gia
súc. Đặc biệt đối với ng-ời dân vùng trung du, miền núi xa xôi hẻo lánh, đồng bào
dân tộc cây sắn đ-ợc coi là cây l-ơng thực quan trọng.
Trong những năm gần đây do yêu cầu phát triển của một số ngành công
nghiệp, nhu cầu thị tr-ờng trong và ngoài n-ớc, cây sắn đang chuyển dần thành cây
có sản phẩm làm nguyên liệu không thể thiếu cho các nhà máy chế biến tinh bột
sắn. Từ năm 1999 trở lại đây cây sắn đ-ợc phát triển mạnh cả về diện tích năng suất
và sản l-ợng. Bảng 1.2 thể hiện tình hình phát triển cây sắn ở n-ớc ta trong những

năm gần đây.

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


- 5ĐH
- Bách khoa Hà nội

Luận văn thạc sỹ

Bảng 1.2. Diện tích, năng suất, sản l-ợng sắn của cả n-ớc và các vùng [14]
Năm

1999

Khu vực

2000

2001

2002

DT

NS

SL

DT

NS

SL

DT

NS

SL

DT

NS

SL

Cả n-ớc

225,4

79,9

1800,5

237,6

83,6

1986,3

292,3

120,1

3509,2

329,9

126,0

4157,7

Miền núi phía Bắc

80,1

79,7

638,8

83,7

82,7

629

79,7

89,1

710,2

83,4

93,8

782,3

Đồng bằng sông Hồng

7,6

82,9

60,0

8,3

92,6

74,4

7,8

101,9

79,5

7,5

106,3

79,7

Bắc Trung Bộ (khu 4)

36,3

61,3

222,7

38,4

66,5

255,2

36,2

71,3

258,1

38,9

79,2

308,2

Duyên Hải miền trung

38,1

77,1

293,6

37,1

88,8

329,5

41,4

107,8

446,3

46,6

114,2

532,0

Tây Nguyên

33,8

86,1

294,4

38,0

92,0

351,5

37,5

101,6

380,9

53,0

119,7

634,2

Đông Nam Bộ

20,7

101,3

208,6

24,4

89,3

215,5

80,2

188,6

1512,7

94,2

186,6

1757,7

Đồng Bằng sông Cửu
Long

8,9

92,6

82,4

7,7

88,6

68,2

9,5

127,9

121,5

6,3

101,0

63,6

DT: Diện tích (nghìn ha)
NS: Năng suất (Tạ/ha)
SL: Sản l-ợng (nghìn tấn)

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


Luận văn thạc sỹ

-6-

ĐH Bách khoa Hà nội

ở n-ớc ta sắn đ-ợc trồng ở hầu hết các tỉnh, song tập trung nhiều nhất là ở

các vùng núi và trung du phía Bắc, các tỉnh ven biển miền Trung, Tây Nguyên và
miền Đông Nam Bộ.
* Diện tích: Diện tích sắn không ngừng tăng nhanh từ năm 1999 đến nay.
Năm 2002 cả n-ớc đạt 329.900 ha, tăng hơn so với năm 2001 khoảng 37.600 ha
(t-ơng đ-ơng 12,8%) và tăng hơn năm 2000 là 92.300ha (t-ơng đ-ơng 38,8%). Năm
2003 (tính đến 30/08) cả n-ớc đà trồng đ-ợc 371,9 nghìn ha sắn [14].
Diện tích sắn tăng nhanh tập trung ở 2 vùng Tây Nguyên và Đông Nam Bộ.
Năm 2002 Bốn tỉnh Tây Nguyên diện tích trồng sắn đạt 53.000ha, tăng hơn năm
2001 là 15.500 ha (t-ơng đ-ơng 41,33%) và tăng hơn so với năm 1999 là 19.200ha
(t-ơng đ-ơng 56,8%). Vùng Đông Nam Bộ năm 2002 đạt 94.200ha, tăng hơn năm
1999 là 73.500ha (t-ơng đ-ơng 355,1%).
Một số tỉnh năm 2002 có diện tích trồng sắn lớn nh-: Kontum 20.100ha; Gia
Lai 19.600ha; Tây Ninh 27.000ha; Sơn La 17.200ha; Đồng Nai 16.000; Quảng NgÃi
14.400; Bình Thuận 11.600; Đaklak 12.200. Đây là các tỉnh trọng điểm trồng sắn ở
n-ớc ta. Các vùng Đông Bắc, Tây Bắc, Bắc Trung Bộ có chiều h-ớng giảm.
* Năng suất: Năng suất sắn trong những năm qua tăng rất nhanh. Năm 2002
cả n-ớc năng suất bình quân đạt 126,0 tạ/ha củ t-ơi tăng hơn năm 2001 là 5,9 tạ/ha
(t-ơng đ-ơng 4,91%) và so với năm 2000 là 42,4 tạ/ha (t-ơng đ-ơng 50,7%).
Vùng Đông Nam Bộ năm 2002 đạt năng suất cao nhất trong cả n-ớc 186,6
tạ/ha tăng hơn năm 2000 là 97,3 tạ/ha (t-ơng đ-ơng 108,9%). Duyên Hải Nam
Trung Bộ và các tỉnh Tây nguyên cũng có tốc độ tăng năng suất khá cao, năm 2002
tăng hơn năm 2001 theo thứ tự là 5,93% và 17,8%.
Năm 2002 nhiều tỉnh có năng suất củ t-ơi bình quân cao trên 15tấn/ha nh- là
Tây Ninh 20,33 tấn/ha; Bình Ph-ớc 21,46 tấn/ha; Đồng Nai 19,76 tấn/ha; Bình
D-ơng 18,65 tÊn/ha; An Giang 16 tÊn/ha; §akLak 18,02 tÊn/ha; Vïng Tàu 17,79
tấn/ha. Nhìn chung tất cả các vùng, các tỉnh năng suất cây sắn có chiều h-ớng tăng.
* Về sản l-ợng: Cùng với diện tích và năng suất, sản l-ợng sắn những năm
gần đây tăng v-ợt bậc. Năm 2002 cả n-ớc đạt 4.157.700 tấn tăng hơn năm 2001 là
648.500 tấn (t-ơng đ-ơng 109,31%).
Đông Nam Bộ trong năm 2002 có sản l-ợng cao nhất 1.757.700 tấn tăng hơn

năm 2001 là 245.000 tấn (t-ơng đ-ơng 16,2%) và tăng v-ợt bậc năm 1999 là
1.542.200 tấn (t-ơng đ-ơng 715,63%).

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


Luận văn thạc sỹ

-7-

ĐH Bách khoa Hà nội

Hiện nay ở Việt nam có rất nhiều loại hình chế biến sắn, tuỳ thuộc vào qui
mô công nghệ, vốn, lao động...nh-ng về cơ bản có thể chia thành 3 loại hình chế
biến sắn nh- sau [6]:
- Doanh nghiệp t- nhân qui mô nhỏ (qui mô hộ gia đình nông dân): Loại
hình này chủ yếu phát triển mạnh ở một số vùng đồng bằng và trung du nh- Hoà
bình, Hà nam, Nam định, Vĩnh phúc, Phú thọ, Hà tây...Sản phẩm chủ yếu là tinh bột
sắn và các sản phẩm từ tinh bột sắn nh- bún khô, bánh đa...Về thiết bị và công nghệ
chế biến ở đây có mức độ cơ giới hoá thấp, chủ yếu lao động thủ công trong những
làng nghề truyền thống ở các vùng nông thôn. Một vấn đề chung đối với các doanh
nghiệp loại này là nguồn ô nhiễm phân tán.
- Doanh nghiệp t- nhân qui mô vừa: Mô hình "Hợp tác xÃ"
Hiện nay có rất ít doanh nghiệp qui mô vừa, ở mỗi tỉnh sản xuất nhiều sắn
th-ờng có khoảng 4 6 doanh nghiệp loại này. Doanh nghiệp qui mô vừa có khoảng
10 15 công nhân. Chế biến khoảng 10 100 tấn sắn t-ơi (chứa khoảng 25 27%
tinh bột sắn mỗi ngày, thu đ-ợc 4  20 tÊn tinh bét [6]. C¸c doanh nghiƯp này sản
xuất chủ yếu 2 loại sản phẩm: Tinh bột -ớt và tinh bột khô, mức độ cơ giới hoá ở
các công đoạn: bóc vỏ, nạo sắn, thái, lọc và sấy khô. Do đó quá trình chế biến đòi
hỏi nhiều vốn, ít lao động và sử dụng nhiều n-ớc hơn. Các doanh nghiệp này không

sử dụng SO2 để tẩy trắng tinh bột nh- trong các nhà máy lớn.
- Nhà máy qui mô lớn: Để đáp ứng nhu cầu tinh bột sắn ngày càng tăng của
các ngành công nghiệp nh- giấy, dệt, bột ngọttrong những năm qua đà có nhiều
nhà máy chế biến tinh bột sắn qui mô lớn đ-ợc xây dựng. Các công ty này th-ờng là
liên doanh giữa một c«ng ty cđa ViƯt Nam víi mét c«ng ty n-íc ngoài và xuất hiện
từ những năm 90. Các công ty qui mô lớn có số l-ợng công nhân khoảng tà 50  150
ng-êi, chÕ biÕn tõ 400  800 tÊn sắn t-ơi mỗi ngày, tạo ra khoảng 100 200 tấn
tinh bột khô mỗi ngày [6].
Cả n-ớc hiện nay có 41 nhà máy chế biến tinh bột sắn với công suất tổng
cộng là 3.130 tấn sản phẩm/ngày (t-ơng đ-ơng 313.000 tấn sản phẩm/năm). Trong
đó có 24 nhà máy chế biến tinh bột sắn đang hoạt động với công suất 1960 tấn sản
phẩm/ngày và 17 nhà máy đang đ-ợc xây dựng với công suất 1170 tấn sản
phẩm/ngày, có thể chế biến đ-ợc 40% sản l-ợng sắn củ t-ơi [5].

Nguyễn Thị Thuý Hµ- CH2002


-8-

Luận văn thạc sỹ

ĐH Bách khoa Hà nội

Bảng 1.3: Một số nhà máy sản xuất tinh bột sắn qui mô lớn ở
Việt Nam [18]
STT

Tên Nhà máy

1

Long Thành

2

Vedan

3

Thuộc tỉnh

Công suất
(tấn/ngày)

Đồng Nai

200

Bình Ph-ớc

300

Tân Châu Singapore

Tây Ninh

80

4

Tây Ninh Tapioca

Tây Ninh

120

5

Nhà máy tinh bột sắn KMC

Bình Ph-ớc

100

6

An Giang

An Giang

70

7

Phú Yên

Phú Yên

50

8

Việt-Thái

Gia Lai

50

9

Quảng NgÃi

Quảng NgÃi

50

10

Đà Nẵng

Đà Nẵng

50

11

Malaisia

Tây Ninh

100

12

Nhà máy sắn Việt Nam

Tây Ninh

100

13

Tập đoàn AW

Bình Ph-ớc

70

14

N-ớc Trông

Tây Ninh

60

15

Bàng Na-Bình Thuận

Bình Ph-ớc

50

16

Đaklak

Đaklak

40

17

Liên doanh Hàn Quốc-Tây Ninh

Tây Ninh

100

18

Quảng Bình

Quảng Bình

100

19

Nghệ An

Nghệ An

60

20

Thanh Hoá

Thanh Hoá

60

21

Huế

Huế

120

22

Văn Yên

Yên Bái

50

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


Luận văn thạc sỹ

-9-

ĐH Bách khoa Hà nội

Sản phẩm của các doanh nghiệp này là tinh bột sắn cao cấp, có giá trị xuất
khẩu cao. Các công ty này th-ờng đ-ợc trang bị bằng công nghệ tiên tiến, nhập từ
các n-ớc chế biến sắn hàng đầu nh- Thái Lan, Trung Quốc, Đài Loan... Sắn đ-ợc
chế biến hoàn toàn bằng máy do đó việc chế biến tinh bột sắn từ sắn củ t-ơi trở nên
rất hiệu quả. Cùng với sự đầu t- này đà làm tăng đáng kể sản l-ợng tinh bột sắn.
Năm 2002 chúng ta đà xuất khẩu đ-ợc 37 tấn tinh bột sắn, thu về 7.125$; 9.904 tấn
sắn khô thái lát sang Trung Quốc thu về 817.413$ [18].
I.2. Công nghệ sản xuất tinh bột sắn

I.2.1. Đặc tr-ng nguyên liệu
Sắn là loại cây l-ơng thực nhiều tinh bột đ-ợc trồng phổ biến ở khắp nơi trên
thế giới, do có nhiều -u thế hơn một số loại cây khác: Sắn rất dễ trồng, có thể thích
ứng với nhiều nguồn đất, đặc biệt là đất đồi, khí hậu ôn đới và nhiệt đới, ít tông công
chăm sóc mà lại cho năng suất và giá trị kinh tế cao. 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 nh- ngô
(7,6 x106 kcalo/ha); lúa (5 x106 kcalo/ha); lúa mì (4,1 x106 kcalo/ha) [9].
Hiện nay trên thế giới có gần 100 loại sắn khác nhau. Sắn có tên khoa học là
Manihot, thuộc họ đại kích, -a ấm và ẩm. Sắn có nguồn gốc ban đầu ở vùng hoang
vu thuộc Trung và Nam Châu Mỹ, về sau phát triển dần sang Châu Phi và Châu á (
chủ yếu là Châu á). ở n-ớc ta, sắn đ-ợc trồng từ cuối thế kỷ 19, các vùng trồng sắn
đ-ợc trải dài khắp đất n-ớc từ Nam ra Bắc, nhiều nhất vẫn là Trung du và miền núi

nh- Tây Nguyên, Lâm Đồng, Phú Thọ, Tuyên Quang, Hoà Bình, Hà Tây...Sắn đ-ợc
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 tr-ởng dài vì vậy phải thu hoạch đúng thời vụ thì củ sắn
mới t-ơi và hàm l-ợng tinh bột mới cao hơn. Nếu để quá lâu (sắn l-u) củ sẽ nhiều
xơ, hàm l-ợng tinh bột giảm, sắn bị s-ợng.
* Phân loại sắn: Có rất nhiều cách để phân loại sắn phụ thuộc vào đặc điểm, thời
gian sinh tr-ởng, hàm l-ợng độc tố...nh-ng nói chung về ý nghĩa kinh tế và tính chất
công nghệ trong sản xuất tinh bột thì sắn đ-ợc chia làm hai loại chính là sắn đắng và
sắn ngọt. Cách chia này phụ thuộc vào vào hàm l-ợng bột và độc tố có trong củ sắn [3].
- Sắn đắng (Manihot utilissma) 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 l-ợng tinh bột
cao. Tuy nhiên hàm l-ợng độc tố trong sắn cũng khá cao nên khi ăn t-ơi (luộc, nấu)
dễ gây ngộ độc.

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


Luận văn thạc sỹ

- 10 -

ĐH Bách khoa Hà nội

- Sắn ngọt (Manihot dulcis), gồm các loại còn lại nh- sắn vàng, sắn đỏ, sắn trắng...
có hàm l-ợng độc tố thấp về hàm l-ợng tinh bột biến động mạnh giũa các giống sắn.
Mỗi loại sắn có đặc điểm riêng để phân biệt: Sắn vàng hay còn gọi là sắn Nghệ, khi
non có màu xanh thẫm, cuống lá có màu đỏ sọc nhạt, vó gỗ của củ có màu nâu, vỏ
cùi trắng, thịt củ lại có màu vàng nhạt. Sắn đỏ có hàm l-ợng tinh bột thấp nhất

chiếm khoảng 20% [3], 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 mầu 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 l-ợng tinh bột thấp hơn nh-ng ít độc tố nên có thể ăn t-ơi không bị
ngộ độc, dễ chế biến .
I.2.2. Cấu tạo và thành phần hoá học của củ sắn
a. Cấu tạo của củ sắn [3]
Sắn là loại rễ củ có lõi nối từ thân dọc theo củ đến đuôi củ, củ sắn th-ờng
vót hai đầu, kích th-ớc củ dao động trong khoảng khá rộng; chiều dài 0,1  1 m,
®-êng kÝnh 2  8 cm tuú thuộc vào giống, điều kiện canh tác, chất đất. Đ-ờng kính
củ không điều 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:
Vỏ gỗ: Hay còn gọi là vỏ lụa là lớp bao bọc ngoài cùng của củ sắn, dày
khoảng 0,2 0,6 mm, th-ờng chiếm từ 0,5 3 % khối l-ợng toàn củ sắn [3]. Lớp
vỏ gỗ dày gồm những tế bào sít, thành dày đ-ợc cấu tạo chủ yếu từ xenlulô và
hêmixenluloza không chứa tinh bột có tác dụng bảo vệ củ sắn khỏi bị tác động của
các yếu tố bên ngoài làm h- hỏng, đồng thời có tác động phòng mất n-ớc cho củ.
Trong sản xuất tinh bột lớp vỏ gỗ đ-ợc loại bỏ.
Vỏ cùi: hay vỏ thịt nằm trong lớp vỏ gỗ, lớp vỏ cùi dầy hơn vỏ gỗ ( khoảng 1
3mm), chiếm 520% trọng l-ợng củ [3]. Cấu tạo gồm các lớp tế bào mô cứng phủ
ngoài, thành phần chủ yếu của lớp này là Xenluloza, pectin, tinh bột và chứa nhiều
dịch độc khác từ bên ngoài. bên trong lớp tế bào mô cứng là lớp tế bào mô mềm
chứa các hạt tinh bột, hợp chất chứa Nitơ và dịch bào (mủ) có sắc tố, độc tố, các
enzim...Vì vỏ cùi có nhiều tinh bột (5 8%) nên khi chế biến nếu tách đi thì tổn thất
tinh bột, nếu không tách thì chế biến khó khăn vì nhiều chất trong mủ ảnh h-ởng
đến màu sắc của tinh bột.

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002

- 11 -

Luận văn thạc sỹ

ĐH Bách khoa Hà nội

Thịt củ: Phần quan trọng nhất của củ sắn, chiếm khoảng 77 94% khối
l-ợng toàn củ sắn [3]. Thịt sắn khi mới đào dỡ có màu trắng mịn. Nếu bị sây sát hay
bảo quản lâu sẽ chuyển sang màu vàng và đôi khi có các đốm đen. Lớp ngoài cùng
của củ sắn là lớp sinh gỗ chỉ mỏng. Với củ phát triển bình th-ờng, thu hoạch đúng
vụ thì tầng sinh gỗ chỉ rõ sau khi luộc, còn với củ đào muộn thì thấy rõ hơn. Tiếp
trong phần sinh gỗ là thịt sắn, gồm các tế bào nhu mô thành mỏng là chính, chứa
các hạt tinh bột, nguyên sinh chất, gluxit hoà tan, một l-ợng nhỏ protein, lipit, các
khoáng chất, vitamin và một số ezim. Đây là phần dự trữ chủ yếu các chất dinh
d-ỡng của củ. Trong tế bào thịt sắn cũng chứa dịch bào nh-ng hàm l-ợng ít hơn so
với trong vỏ cùi (khoảng 0,3-5%). Ngoài các tế bào nhu mô, trong thịt sắn còn có
các tế bào thành cứng mà thành phần chủ yếu là xenluloza nên cứng nh- gỗ gọi là
xơ không chứa tinh bột. Các tế bào này tạo thành những lớp xơ, th-ờng có nhiều ở
đầu cuống. Đặc biệt ở sắn lâu năm sẽ hình thành các vòng xơ, mỗi năm một vòng, từ
số vòng xơ ng-ời ta biết đ-ợc l-u niên của sắn. Sắn càng lâu niên cho hiệu suất tinh
bột càng thấp. Xơ sắn sẽ làm giảm hiệu suất của máy xay sát và máy thái (nếu có).
Hàm l-ợng tinh bột phân bố trong lớp thịt sắn không đều, lớp thịt càng gần vỏ hàm
l-ợng tinh bột càng cao, càng gần lõi hàm l-ợng tinh bột càng giảm.
Lõi sắn: Th-ờng 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 l-ợng toàn củ sắn [3]. Lõi sắn có thành phần chủ yếu là
xenluloza, và một l-ợng rất nhỏ tinh bột. Lõi có chức năng l-u thông n-ớc, chất
dinh d-ỡng giữa cây và củ.

b. 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 tr-ởng, thời gian thu hoạch....
Bảng 1.4: Thành phần hoá học của củ sắn [4].
Thành phÇn

Tû lƯ %

N-íc

60  74,2

Tinh bét

20  34%

Protein

0,8  1,2

ChÊt béo

0,3 0,4

Xenluloza

1,0 3,0

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002

Luận văn thạc sỹ

Đ-ờng
Tro
Các polyphenol
Độc tố

- 12 -

ĐH Bách khoa Hµ néi

1,0  3,1
0,54
0,1  0,3
0,001  0,04

Tinh bét: Trong thành phần hoá học của sắn tinh bột chiếm tỷ lệ cao
(2034%). Hàm l-ợng 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. ở các tỉnh phía B¾c n-íc ta, víi gièng s¾n cã thêi gian sinh tr-ởng một năm
thì trồng vào tháng 2 và thu hoạch từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau. Thu hoạch sắn
vào tháng 12 và tháng 1 thì hàm l-ợng tinh bét cao nhÊt. Th¸ng 9, th¸ng 10 cđ Ýt
tinh bét, hàm l-ợng n-ớc cao, l-ợng chất hoà tan lớn, sắn non kh«ng chØ cho hiƯu
st thu håi tinh bét thÊp mà còn khó bảo quản t-ơi. Ng-ợc lại thu hoạch vào tháng
3, tháng 4 hàm l-ợng tinh bột lại giảm vì một phần tinh bột bị phân huỷ thành đ-ờng
để nuôi mầm non trong khi cây ch-a có khả năng quang hợp.
Đ-ờng: Trong sắn chiếm 13,1%, chủ yếu là Gulucoza và một ít mantoza,
sacaroza. Sắn càng già thì hàm l-ợng đ-ờng càng giảm. trong khi chế biến đ-ờng
hoà tan trong n-ớc, ra theo n-ớc thải.

Protein: Protein của củ sắn tới nay ch-a đ-ợc nghiên cứu kỹ, tuy nhiên vì
hàm l-ợng thấp nên cũng ít ảnh h-ởng tới quy trình công nghệ. Do đặc điểm nghèo
protein nên ở Việt Nam và nhiỊu n-íc trªn thÕ giíi hiƯn nay chđ u sư dụng sắn để
sản xuất tinh bột.
Ngoài các thành phần trên, trong sắn còn có độc tố, tanin, sắc tố và cả hệ
enzim phức tạp. Những chất này gây khó khăn cho chế biến nhất là khi quy trình
công nghệ không đ-ợc tối -u hoá, chất l-ợng sản phẩm sẽ kém.
Độc tố: Trong sắn củ t-ơi chứa một l-ợng hợp chất có tên glucozit linamarin
(C10H17O6) nhất là khi củ ch-a đ-ợc thu hoạch, bản thân hợp chất này không độc
nh-ng khi trong môi tr-ờng axit (nh- trong dạ dày sau khi ăn hay trong dịch sản
xuất tinh bột) bị phân huỷ và giải phóng ra axit cianhydric (HCN) là chất rất độc chỉ
cần một l-ợng nhỏ cũng đủ gây chết ng-ời (l-ợng HCN có thể gây chết ng-ời là
1mg/kg cơ thể). Hợp chất glucozit có ở hầu hết các bộ phận của cây, ở sắn đắng
chứa nhiều độc tố hơn sắn ngọt (ở sắn ngọt có khoảng 20 30g/1kg sắn, ở sắn đắng
khoảng 60 150 g/1kg sắn) [6]. Độc tè tËp trung chđ u ë vá cïi vµ dƠ hoà tan

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


Luận văn thạc sỹ

- 13 -

ĐH Bách khoa Hà nội

trong n-ớc vì vậy khi ăn t-ơi (dù là sắn đắng hay sắn ngọt) cũng nên bóc vỏ cùi, và
ngâm trong n-ớc khoảng 23 giờ để loại độc tố.
Trong sản xuất tinh bột, HCN phản ứng với sắt th-ờng có trong n-ớc tạo
thành xianat có màu xám đen, do đó không tách dịch n-ớc ra nhanh thì sẽ ảnh
h-ởng đến màu sắc tinh bột, làm giảm chất l-ợng thành phẩm.

Ezim: Các enzim trong sắn cho tới nay ch-a đ-ợc nghiên cứu kỹ, tuy nhiên
trong hệ enzim của sắn các enzim polyphenolxydaza ảnh h-ởng nhiều đến chất
l-ợng của sắn trong bảo quản cũng nh- trong sản xuất và chế biến. Khi sắn ch-a thu
hoạch thì hoạt độ của các enzim trong sắn yếu và ổn định nh-ng sau khi tách củ
khỏi cây các enzim đều hoạt động mạnh. polyphenolxydaza xúc tác quá trình oxy
hoá polyphenol tạo thành octokinol sau đó trùng hợp với các chất không có bản chất
phenol nh- axit amin để tạo thành các hợp chất có màu. Trong nhóm
polyphenolxydaza có những enzim oxy hoá các mono phenol mà điển hình là
tirezinaza xúc tác sự ôxy hoá tiozin tạo ra các kinol t-ơng ứng. Sau một chuỗi
chuyển hoá, các kinol này sinh ra sắc tố màu xám đen (hiện tượng chảy nhựa),
những vết đen này xuất hiện trong củ sắn bắt đầu từ lớp vỏ cùi.
Sắn bị chảy nhựa sẽ ảnh h-ởng không tốt đến chất l-ợng sắn cũng nh- quy
trình công nghệ trong sản xuất tinh bột sắn và trong xử lý n-ớc thải. Khi luộc sắn ăn
thì bị s-ợng, còn khi mài sát khó phá vỡ tế bào ®Ĩ gi¶i phãng tinh bét do ®ã hiƯu
st thu håi tinh bột giảm mạnh, tinh bột không trắng.
Ngoài tirozinaza, các enzim ôxy hoá khử khác cũng hoạt động mạnh làm tổn
thất chất khô của củ nh-:
Tanin: Hàm l-ợng tanin có trong sắn thấp, nh-ng 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 h-ởng đến màu tinh
bột, do đó khi chế biến ta phải tách dịch bảo ra khỏi tinh bột cành nhanh càng tốt.
Sắc tố: Cho tới nay sắc tố trong sắn ch-a đ-ợc nghiên cứu đầy đủ, tuy nhiên
trong sản xuất, chế biến cũng nh- 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.
Vitamin: Ngoài các thành phần kể trên trong sắn còn chứa một l-ợng 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 [3].

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002

Luận văn thạc sỹ

- 14 -

ĐH Bách khoa Hà nội

I.2.3. Công nghệ sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và ở Việt Nam
Trong sắn, ngoài tinh bột còn có thành phần chất khô khác nh-: chất xơ, chất
hoà tan, chất tạo mầu... Vì vậy nhiệm vụ của quá trình sản xuất tinh bột sắn là lấy
tinh bột tới mức tối đa bằng cách phá vỡ tế bào, giải phóng tinh bột và tác tinh bột
khỏi các chất hoà tan cũng nh- các chất không hoà tan khác. Để sản xt tinh bét tõ
cđ s¾n cđ, cã thĨ sư dơng các ph-ơng pháp sau:
Ph-ơng pháp lắng tĩnh.
Ph-ơng pháp lắng động.
Ph-ơng pháp tách ly tâm.
Ph-ơng pháp lắng tĩnh: Là ph-ơng pháp thủ công, cho năng suất thấp, yêu
cầu diện tích sản xuất lớn, chất l-ợng sản phẩm thấp, trình độ kỹ thuật đơn giản,
gián đoạn chỉ phù hợp với quy mô nhỏ.
Ph-ơng pháp lắng động: Là ph-ơng pháp -u việt hơn ph-ơng pháp lắng tĩnh,
đòi hỏi độ dài máng lắng rất lớn khó có thể đạt năng suất cao, gộp luôn các công
đoạn tách xơ, đạm, muối vô cơ ra khỏi tinh bột trên máng lắng nên chất l-ợng sản
phẩm không cao, hiệu suất thu hồi tinh bột thấp, lao động vất vả khó đảm bảo vệ
sinh công nghiệp.
Ph-ơng pháp tách ly tâm: Là ph-ơng pháp dùng thiết bị ly tâm để thực hiện
các quá trình tách, ph-ơng pháp này cho chất l-ợng sản phẩm cao, năng suất lớn,
quá trình đ-ợc tự động hoá, diện tích sản xuất không đòi hỏi lớn, đảm bảo vệ sinh
công nghiệp. Ph-ơng pháp này là hiện đại nhất thế giới hiện nay.
* Giới thiệu các quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn

I.2.3.1. Công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Thái Lan:
Thái Lan là n-ớc đứng đầu thế giới về xuất khẩu sản phẩm sắn. ở Thái Lan
có nhiều tập đoàn và công ty sản xuất thiết bị chế biến sắn, nh-ng lớn nhất và có uy
tín nhất là BANGNA STEEL WORKS LTD.PART và S.W.GROUP CO.LTD. Nhìn
chung quy trình công nghệ của các công ty Thái Lan cơ bản giống nhau và có dạng
nêu ở Hình 1.1.
-u điểm chính của quy trình công nghệ Thái Lan là công đoạn trích ly, chiết
suất đ-ợc thực hiện qua nhiều giai đoạn: Nghiền  trÝch ly, chiÕt suÊt  nghiÒn 
trÝch ly, chiÕt st kÕt hỵp víi xư lý bét b»ng SO2. Do vậy quy trình công nghệ của

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


- 15 -

Luận văn thạc sỹ

ĐH Bách khoa Hà nội

Thái Lan cho tû lƯ thu håi tinh bét cao, l-ỵng tinh bột thải ra theo bà có thể hạn chế
tới mức thấp nhất.
N-ớc
sạch

Sắn củ

Bóc vỏ, tách tạp
chất

Vỏ sắn, tạp

chất

Rửa củ

N-ớc thải

Nghiền nhỏ

N-ớc

H2SO3
BÃ sắn

Trích ly, tách xơ

Phân ly

Ly tâm tách n-ớc

Khí nóng

Sấy khô

N-ớc tuần hoàn

N-ớc tái sử dụng

Băm nhỏ

ép nén

BÃ khô

Khí thải

Sàng

Đóng bao

Sản
phẩm
Hình 1.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn kèm dòng thải của Thái Lan [16]

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


- 16 -

Luận văn thạc sỹ

ĐH Bách khoa Hà nội

I.2.3.2. Công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Trung Quốc:
Sắn lát khô

Sắn củ t-ơi

Tách tạp chất

Tách tạp chất

N-ớc

Vỏ, tạp chất
Bóc vỏ, rửa sạch
N-ớc thải
Nghiền lần I

Nghiền lần II
L-u huỳnh
Sàng lọc
Lò ®èt
l-u hnh

SO2

N-íc

B· s¾n

Ðp b·

TÈy tr¾ng

TrÝch ly (chiÕt st)

Xư lý n-íc thải

Ly tâm tách n-ớc

Sàng bột

Sấy khô

Đóng gói

Sản
phẩm
Hình 1.2: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn kèm dòng thải
của Trung Quốc [16]

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002

BÃ khô


Luận văn thạc sỹ

- 17 -

ĐH Bách khoa Hà nội

Trung Quốc không phải là n-ớc 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 phát triển. Hình 1.2 là quy trình công nghệ sản xuất tinh bột
sắn của Trung Quốc. Nhìn chung quy trình công nghệ của Trung Quốc cơ bản tuân
thủ theo các b-ớc chính của một quy trình sản xuất tinh bột sắn, còn chi tiết từng
công đoạn có khác với quy trình công nghệ của Thái Lan hay các n-ớc khác.
Điểm đặc biệt chính của quy trình công nghệ Trung Quốc so với các công

nghệ khác là trong khâu tẩy trắng không dùng SO2 (hoặc với số l-ợng không đáng
kể), mà chủ yếu là lắng lọc tự nhiên kết hợp với các máy khử cát.
I.2.3.3. Công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Việt Nam:
a. Công nghệ sản xuất tinh bột sắn quy mô công nghiệp:
Trong những năm gần đây có nhiều nhà máy sản xuất tinh bột sắn đ-ợc xây
dựng với công nghệ và thiết bị t-ơng 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 chÕ biÕn tinh bét s¾n ë ViƯt Nam víi quy mô lớn th-ờng là nhập ngoại.
Một số nhà máy áp dụng công nghệ sản xuất tinh bột của Thái Lan: Nhà máy tinh
bột sắn ĐakLak, Việt Nam Tapioca (Tây Ninh), Công nghệ của Trung Quốc nh-:
Nhà máy tinh bột sắn Thừa Thiên Huế
b. Công nghệ sản xuất tinh bột sắn tại các làng nghề:
Sản xuất tinh bột sắn bằng ph-ơng 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 nên mức độ cơ
giới hoá thấp. Vì vậy hiệu quả thu hồi tinh bột không cao và tổn thất khi vận chuyển
bằng thủ công giữa các công đoạn lớn.
Sơ đồ qui trình công nghệ:

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


- 18 -

Luận văn thạc sỹ

ĐH Bách khoa Hà nội

Sắn củ t-ơi

N-ớc

Rửa củ, bóc vỏ

N-ớc

Ngâm

N-ớc thải
Đất, cát, vỏ
N-ớc thải

Nghiền

Sàng lọc

BÃ sắn

Lắng

Rửa bột

N-ớc thải

Lắng

Sấy, phơi khô

Sản
phẩm

Hình1. 3: Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn thủ công
ở Việt Nam
* Các công đoạn trong quá trình sản xuất
- Công đoạn rửa củ, bóc vỏ.
Sắn củ t-ơi tối đa trong vòng 3 ngày sau khi thu hoạch phải đ-a vào chế biến.
Sắn đ-ợc băng chuyền xích đ-a đều đặn vào máy bóc vỏ có dạng trống quay hình
trụ, nằm ngang. Trong thiết bị có kết cấu gồm các thanh sắt song song với nhau, trên
có đục lỗ. Khi động cơ làm việc, lồng quay, n-ớc đ-ợc phân phối đều. Tại đây d-ới
sự va đập các củ sắn với nhau và va đập vào thành lồng, vỏ lụa ngoài của củ sắn sẽ
tróc ra đồng thời loại bỏ đ-ợc đất cát bám trên củ.

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


Luận văn thạc sỹ

- 19 -

ĐH Bách khoa Hà nội

- Công đoạn Nghiền.
Nghiền nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào của củ sắn để giải phóng các hạt tinh
bột. Hiệu quả của quá trình thu hồi tinh bột phụ thuộc vào quá trình phá vỡ các mô
và các tế bào. Để tách đ-ợc nhiều tinh bột từ củ quá trình nghiền sắn càng mịn càng
tốt, tuy nhiên quá trình nghiền quá mịn sẽ tốn năng l-ợng và chất xơ trở nên quá
mịn khó tách hoàn toàn chúng ra khỏi tinh bột.
Sắn củ t-ơi sau khi bóc vỏ và rửa sạch đ-ợc băng chuyền đ-a vào máy nghiền
búa. Tại đây d-ới tác dụng của búa quay với tốc độ lớn (3.000vòng/phút) sắn đ-ợc
đập nhỏ, kết hợp với n-ớc bơm tạo thành hỗn hợp bà - n-ớc - bột. Hỗn hợn này đ-ợc

đ-a đến bể chứa.
Sau khi mài nghiền, nhựa sắn gồm các alkaloit, các cyanide đ-ợc giải phóng.
Hydrogen cyanide có khả năng bay hơi mạnh ở nhiệt độ 27oC, phần còn lại nằm
trong khối bột nhÃo. Khi cấu trúc tế bào bị phá vỡ, chúng lập tức phản ứng ngay với
oxy ngoài không khí tạo ra các hợp chất có màu và có khả năng bám chặt vào tinh
bột làm giảm chất l-ợng sản phẩm. Do vậy ng-ời ta thêm dung dịch, NaHSO 3,
H2SO3 hoặc sục khí SO2 vào để khử các chất màu nhờ vào thế khử mạnh của các hợp
chất sunfua. Ngoài ra, SO2 còn hạn chế sự phát triển của vi sinh vật.
- Công đoạn tách chiết suất
Đây là công đoạn quan trọng nhất quyết định tỷ lệ thu hồi và chất l-ợng của
tinh bột. Công đoạn này th-ờng đ-ợc tiến hành qua nhiều giai đoạn:
Giai đoạn 1: Sàng tách tinh bột, n-ớc ra khỏi bÃ.
Hỗn hợp bà - n-ớc - bột từ bể chứa đ-ợc hút và bơm với một áp lực cao (3 4
at) vào sàng rung (hoặc sàng cong áp lực tĩnh) và máy ly tâm. D-ới tác dụng của lực
ly tâm, tinh bột và n-ớc đ-ợc tách ra khỏi bÃ. Quá trình chiết suất đ-ợc thực hiện lặp
đi lặp lại nhiều lần để tách triệt để tinh bột trong hỗn hợp bà - n-ớc - bột.
Giai đoạn 2: Tách ly, chiết suất loại bỏ bụi bẩn và bà nhỏ.
Bột lỏng thu đ-ợc có hàm l-ợng n-ớc rất cao và lẫn nhiều tạp chất nh- đất,
cát, bụi bẩn. Do vậy hỗn hợp này đ-ợc bơm hút và đ-a vào thiết bị Xyclon để tách
cát, bụi bẩn. Sau đó đ-ợc đ-a vào máy ly tâm dạng đĩa nhằm loại bỏ các loại bà nhỏ
và quan trọng nhất là thu hồi đ-ợc loại bột đồng nhất. Để có chất l-ợng tinh bột cao
công đoạn này cũng đ-ợc thực hiện hai lần liên tiếp. BÃ loại ra lại đ-ợc hoà với n-ớc
và đ-a lại máy nghiền để làm nhỏ và đ-a quay trở lại các thiết bị tách chiết suất để
tận thu tinh bột. Nh- vậy qua tất cả công đoạn này có thể thu đ-ợc 84 86% l-ợng
tinh bột có trong sắn nguyên liệu [16].

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


Luận văn thạc sỹ

- 20 -

ĐH Bách khoa Hà nội

BÃ (xeluloza) thu đ-ợc từ công đoạn tách chiết suất có hàm l-ợng n-ớc rất
cao (70 75%) và còn chứa 12  14% tinh bét. Do vËy ë phÇn lín các nhà máy sản
xuất tinh bột sắn đều dùng bà sắn để sản xuất cồn (Ethylic) hoặc làm thức ăn cho
gia súc. ở Việt nam, để xử lý bà sắn, biện pháp tốt nhất bảo đảm vệ sinh môi tr-ờng
mà nhà máy vẫn hoạt động liên tục là đ-a bà sắn vào thiết bị ép vít me nhằm loại bỏ
bọt n-ớc (xuống còn khoảng 40%), sau đó đ-ợc sấy xuống ®é Èm 14  15%. B· nµy
dïng ®Ĩ lµm thøc ăn gia súc, hoặc phân bón hữu cơ vi sinh.
- Ly tâm tách n-ớc.
Mục đích của công đoạn này là tách bớt n-ớc trong dung dịch sữa bột ra để
giúp cho công đoạn sấy khô đ-ợc nhanh hơn. Sữa bột lỏng thu đ-ợc qua hai lần ly
tâm bằng máy ly tâm dạng đĩa đ-ợc đ-a vào máy ly tâm tách n-ớc để đ-a dung dịch
sữa bột xuống độ ẩm 36 38%. Th-ờng thiết bị này đ-ợc điều khiển tự động l-ợng
sữa bột đ-a vào để đảm bảo cho máy làm việc với hiệu suất cao nhất.
- Công đoạn sấy khô.
Bột -ớt nhÃo đ-ợc sau công đoạn tách n-ớc đ-ợc chuyển sang sấy nhanh theo
nguyên lý sấy phun. ở đây d-ới tác dụng của dòng khí nóng với vận tốc 15 20m/s
tinh bột đ-ợc xé tơi và làm khô rất nhanh (2 3 giây). Nhiệt độ tác nhân sấy 45
500C do vậy mà tinh bột không bị hồ hoá. Vì thiết diện của khoang sấy thay đổi nên
vận tốc của các hạt trong khoang sấy cũng thay đổi. Điều này bảo đảm cho những
hạt tinh bột to l-u lại trong khoang sấy lâu hơn, vì vậy độ ẩm của sản phẩm tinh bột
sấy xong rất đồng đều. Sau khi đ-ợc làm khô tại khoang sấy, hỗn hợp tinh bột và khí
nóng đ-ợc đ-a qua Xyclon. ở đây tinh bột đ-ợc tách ra khỏi tác nhân sấy - khí nóng.
- Sàng, phân loại, đóng gói:
Để nâng cao tính đồng nhất của sản phẩm, tinh bột thu đ-ợc sau công đoạn
sấy đ-ợc đ-a vào sàng phân loại. ở đây những hạt nhỏ, đạt tiêu chuẩn đ-ợc đ-a tới

thùng chứa để đóng gói, những hạt to đ-ợc đ-a qua máy nghiền để nghiền nhỏ, sau
đó lại đ-a quay trở lại sàng để phân loại tiếp.
Qui trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn đ-ợc trình bày ở trên đây đ-ợc ¸p
dơng chđ u trong c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn tinh bột sắn ở qui mô công nghiệp. Đối
với qui mô làng nghề thủ công về cơ bản bao gồm các công đoạn kể trên chỉ khác ở
mức độ tự động hoá, cơ khí hoá.

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


- 21 -

Luận văn thạc sỹ

ĐH Bách khoa Hà nội

Ch-ơng II: Hiện trạng môi tr-ờng của quá trình sản
xuất tinh bột sắn
Chất thải từ ngành công nghiệp chế biến thực phẩm nói chung và công
nghiệp sản xuất tinh bột sắn nói riêng luôn là vấn đề bức xúc đối với mỗi quốc gia,
không chỉ gây ảnh h-ởng tới môi tr-ờng đất, n-ớc và không khí, gây mất mỹ quan
khu vực xung quanh mà còn ảnh h-ởng trực tiếp tới sức khoẻ của cộng đồng. Công
nghiệp sản xuất tinh bột sắn làm phát sinh cả ba dạng chất thải: khí thải, n-ớc thải
và chất thải rắn.
II.1. Khí thải

Khí thải phát sinh trong quá trình sản xuất tinh bột sắn không lớn. Tuy nhiên
cũng có thể kể đến các loại khí d-ới đây:
Sản xuất tinh bột sắn ở qui mô công nghiệp th-ờng có lò cấp nhiệt cho quá trình
sấy khô, quá trình chạy máy phát điện khi xẩy ra sự cố mất điện. Do vậy, khí ô

nhiễm có thể phát sinh do quá trình đốt dầu, thành phần chính của các loại khí
này CO2, NOx, SOx, CxHy, muội, bụi
Để tẩy trắng bột ở qui mô sản xuất lớn có thể lò đốt l-u huỳnh tạo sunfua dioxit,
quá trình này làm phát sinh SO2. Ngoài ra SO2 còn phát sinh từ khu vực nghiền
bột trong tr-ờng hợp định l-ợng quá nhiều SO2 vào dung dịch sữa bột.
Trong sản xuất tinh bột sắn, hợp chất cyanogenic glucozit thuỷ phân giải phóng
HCN, đây là axit dễ bay hơi, chúng phát tán vào không khí gây ảnh h-ởng tới
sức khoẻ của con ng-ời và gia súc.
Khí ô nhiễm còn có thể phát sinh từ quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ
trong bà thải rắn hoặc trong n-ớc thải từ các hồ sinh học nh-: H2S, NH3, Indol,
Xetolcó khả năng gây các bệnh về đ-ờng hô hấp, ung th- gây nguy hiểm cho
con ng-ời
Không khí còn bị ô nhiễm bởi bụi của quá trình vận chuyển sắn nguyên liệu từ
các nông trại tới khu vực tập kết sắn của các nhà máy hoặc bụi bột phát sinh
trong quá trình sàng, sấy khô và đóng bao.
Ngoài ra còn phải kể đến ô nhiễm tiếng ồn từ các máy rửa, máy nghiền, máy
ly tâm

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


- 22 -

Luận văn thạc sỹ

ĐH Bách khoa Hà nội

II.2. N-ớc thải

II.2.1. Nguồn phát sinh và đặc tr-ng của n-ớc thải sản xuất tinh bột sắn

Quá trình sản xuất tinh bột từ sắn t-ơi và chế biến các sản phẩm từ tinh bột là
một quá trình công nghệ có nhu cầu sử dụng n-ớc khá lớn, định mức khoảng 5 6
m3/tấn củ t-ơi t-ơng đ-ơng 25 40 m3/tấn sản phẩm tuỳ thuộc vào các công nghệ
khác nhau. L-ợng n-ớc thải từ quá trình này chiếm khoảng 80 90% tổng l-ợng
n-ớc sử dụng.
N-ớc 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.

N-ớc thải từ công đoạn rửa củ và bóc vỏ chiếm khoảng 30% tổng l-ợng
n-ớc sử dụng chứa chủ yếu là cát, sạn, hàm l-ợng chất hữu cơ không cao, pH ít
biến ®éng th-êng kho¶ng 6,5  6,8.
❖
Trong khi ®ã n-íc th¶i từ công đoạn trích ly chiết suất có hàm l-ợng chất ô
nhiễm hữu cơ rất cao (COD: 11.000 15.000mg/l; BOD: 4.000 9000mg/l), hàm
l-ợng cặn lơ lửng, cặn khó chuyển hoá lớn (gồm xơ mịn, pectin và các cặn không
tan khác), pH thấp 3,5 4. L-ợng n-ớc này chiếm khoảng 60%.

Ngoài hai nguồn ô nhiễm chính còn có khoảng 10% n-ớc thải từ quá trình
rửa nhà, sàn, thiết bị, n-ớc từ phòng thí nghiệm, từ quá trình sinh hoạt...N-ớc thải
loại này có COD khoảng 2.000 2.500mg/l; BOD5 = 400 500mg/l
Chính vì vậy đối với sản xuất tinh bột sắn thì n-ớc thải là vấn đề quan trọng
nhất, gây sự quan tâm lớn nhất của các ngành chức năng.
Bảng 2.1: Đặc tr-ng n-ớc thải sản xuất tinh bột sắn [6]
Thành phần

Rửa củ

Trích ly chiết suất TCVN 5945-1995-B

6,5  6,8

3,5  5

5,5  9

COD (mg/l)

1.500  2.000

11.000  15.000

100

BOD5 (mg/l)

500  1.000

4.000  9.000

50

SS (mg/l)

1150  2000

1360  2000

100

CN- (mg/l)

11

32

0,1

PH

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002


Luận văn thạc sỹ

- 23 -

ĐH Bách khoa Hà nội

N (mg/l)

122  270

P (mg/l)

24  31

Tõ B¶ng 2.1 nhËn xÐt các chỉ tiêu n-ớc thải nh- sau: Hầu hết hàm l-ợng các
chất ô nhiễm trong n-ớc thải ở các công đoạn chính đều v-ợt quá tiêu chuẩn cho
phép (TCVN 5945-1995-B) rất nhiều lần:
-

N-ớc thải rửa củ có pH gần nh- trung tính, hàm l-ợng chất rắn lơ lửng cao từ
1150 2000 mg/l, hàm l-ợng BOD 500 1000 mg/l, COD 1500 2000 mg/l
v-ợt quá tiêu chuẩn cho phép từ 15 20 lần đối với chất rắn lơ lửng, từ 10 20
lần đối với hàm l-ợng chất hữu cơ BOD.

-

N-ớc thải từ công đoạn ly tâm (trích ly), pH thấp 3,4 4,5, hàm l-ợng chất rắn
lơ löng cao tõ 1360  2000 mg/l gÊp 15  20 lần tiêu chuẩn cho phép. Nồng độ
BOD, COD của n-ớc thải trong khoảng 4.000 15.000 mg/l gấp hàng trăm lần
so với tiêu chuẩn cho phép.

Với đặc tr-ng của n-ớc thải sản xuất tinh bột sắn nh- trên cho thấy nếu n-ớc
thải không đ-ợc xử lý tr-ớc khi thải vào môi tr-ờng, sẽ gây ô nhiễm môi tr-ờng
nghiêm trọng và tác động xấu tới sức khoẻ cộng đồng. Cụ thể:
N-ớc thải chế biến tinh bột từ sắn có hàm l-ợng chất hữu cơ cao làm giảm oxy
hoà tan trong n-ớc, thúc đẩy quá trình phân huỷ yếm khí c¸c vi sinh vËt trong n-íc
ph¸t sinh mïi xó ảnh h-ởng nghiêm trọng tới chất l-ợng môi tr-ờng và gây mất
mỹ quan.
Bên cạnh đó, quá trình chuyển hoá tinh bột thành axit hữu cơ làm cho pH trong
n-ớc thải giảm, pH thấp trong n-ớc thải có tác động xấu tới các động vật thuỷ sinh,
đặc biệt các loài vốn -a môi tr-ờng kiềm, làm chết tảo, cá di chuyển nơi sống, làm
chua đất...
Hàm l-ợng TS, SS trong n-ớc thải cao là nguyên nhân gây lắng đọng và thu hẹp
diện tích các m-ơng dẫn và các dòng tiếp nhận n-ớc thải.
Nh- vậy có thể khẳng định trong chế biến tinh bột sắn vấn đề n-ớc thải là
vấn đề rất đáng quan tâm.

Nguyễn Thị Thuý Hà- CH2002