Đánh giá thực trạng và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường tại làng nghề chế biến tinh bột xã liên hiệp, huyện phúc thọ, thành phố hà nội

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… viii DANH MỤC VIẾT TẮT QLMT : Quản lý môi trường BTNMT : Bộ Tài nguyên và môi trường BVTV : Bảo vệ thực vậ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã ngành: 60 44 03 01

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ðOÀN VĂN ðIẾM

Hà Nội, 2012

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… i

LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này ngoài nỗ lực của bản thân, tôi ñã nhận ñược rất nhiều sự quan tâm giúp ñỡ nhiệt tình của tập thể, cá nhân trong và ngoài trường

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy, cô giáo trong khoa Tài nguyên & Môi trường - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo mọi ñiều kiện giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp

ðặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc ñến PGS.TS ðoàn Văn ðiếm ñã tận tình hướng dẫn và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Tôi xin trân trọng cảm ơn Phòng Tài nguyên & Môi trường huyện Phúc Thọ, UBND xã Liên Hiệp và các hộ gia ñình, cá nhân trong xã ñã trực tiếp hoặc gián tiếp giúp ñỡ, tạo ñiều kiện cũng như có những ý kiến ñóng góp quý báu giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp này

Cuối cùng, tôi xin dành sự biết ơn sâu sắc ñến gia ñình những người thân và bạn bè ñã ñộng viên, cổ vũ, giúp tôi hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn !

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… ii

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa ñược công bố trong bất cứ công trình nào khác Các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược ghi rõ nguồn gốc

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… iii

MỤC LỤC Lời cảm ơn i

Lời cam ñoan ii

Mục lục iii

Danh mục bảng vi

Danh muc hình vii

Danh mục viết tắt viii

PHẦN I - MỞ ðẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của ñề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Yêu cầu nghiên cứu 2

PHẦN II - TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 3

2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ tinh bột ở trên thế giới và Việt Nam 3

2.1.1 Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới 3

2.1.2 Tình hình sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam 5

2.2 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn và hiện trạng môi trường làng nghề 9

2.2.1 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn 9

2.2.2 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và ở Việt Nam 15

2.3 Hiện trạng môi trường các làng nghề 23

2.4 Hiện trạng môi trường ở các cơ sở sản xuất tinh bột 25

2.4.1 Khí thải 26

2.4.2 Nước thải 26

2.4.3 Chất thải rắn 28

2.5 Các biện pháp bảo vệ môi trường, xử lý ô nhiễm làng nghề chế biến tinh bột 30

2.5.1 Tái sử dụng nước thải và sử dụng nước sạch 30

2.5.2 Phân luồng dòng thải 30

2.5.3 Các biện pháp xử lý nước thải 31

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ iv

PHẦN III - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

3.1 đối tượng và phạm vi nghiên cứu 33

3.2 Nội dung nghiên cứu 33

3.3 Phương pháp nghiên cứu 33

3.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp 33

3.3.2 Phương pháp thu thập tài liệu sơ cấp 34

3.3.3 Phương pháp tổng hợp và xử lý số liệu 35

3.3.4 Phương pháp chuyên gia 35

PHẦN IV - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 36

4.1 điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của xã Liên Hiệp, huyện Phúc Thọ 36

4.1.1 Vị trắ ựịa lý, ựịa hình 36

4.1.2 đặc ựiểm khắ hậu, thủy văn 37

4.1.3 đặc ựiểm kinh tế xã hội 39

4.2 Thực trạng sản xuất của làng nghề chế biến tinh bột sắn xã Liên Hiệp, huyện Phúc Thọ, TP Hà Nội 43

4.2.1 Quá trình hình thành và phát triển của làng nghề 43

4.2.2 Hiện trạng công nghệ và thiết bị sản xuất 44

4.2.3 Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột và một số sản phẩm từ tinh bột tại làng nghề 44

4.3 Các chất thải trong quá trình sản xuất tinh bột 47

4.3.1 Chất thải rắn 47

4.3.2 Nước thải 48

4.3.3 Khắ thải 50

4.4 đánh giá thực trạng môi trường tại làng nghề xã Liên Hiệp 50

4.4.1 Hiện trạng môi trường nước 51

4.4.2 Hiện trạng môi trường rác thải rắn 54

4.4.3 Hiện trạng môi trường khắ 57

4.4.4 đánh giá mức ựộ ô nhiễm môi trường tại làng nghề 59

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… v

4.5 ðề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường làng nghề xã Liên Hiệp, huyện Phúc Thọ, TP Hà Nội 62

4.5.1 Các giải pháp quản lý 63

4.5.2 Các giải pháp kĩ thuật 67

PHẦN V - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73

5.1 Kết luận 73

5.2 Kiến nghị 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… vi

DANH MỤC BẢNG TÊN BẢNG TRANG Bảng 2.1: Một số nhà máy sản xuất tinh bột sắn qui mô lớn ở Việt Nam 7

Bảng 2.2: Thành phần hoá học của củ sắn 12

Bảng 2.3: ðặc trưng nước thải của từ sản xuất tinh bột 27

Bảng 2.4: Thành phần của bã thải 29

Bảng 4.1: Một số chỉ tiêu khí hậu ở Phúc Thọ 38

Bảng 4.2: Diện tích và sản lượng cây trồng của xã Liên Hiệp 40

Bảng 4.3: Tình hình chăn nuôi của xã Liên Hiệp 41

Bảng 4.4: Doanh thu và tốc ñộ tăng trưởng kinh tế của xã Liên Hiệp 41

Bảng 4.5: Thành phần bã thải từ sản xuất tinh bột 48

Bảng 4.6: ðịnh mức nước trong sản xuất tinh bột .49

Bảng 4.7: ðặc trưng nước thải sản xuất tinh bột làng nghề Liên Hiệp 49

Bảng 4.8: Chất lượng môi trường nước tại một số ñịa ñiểm của làng nghề Liên Hiệp 53

Bảng 4.9: Thành phần rác thải làng nghề xã Liên Hiệp, Phúc Thọ 55

Bảng 4.10: Chất lượng môi trường không khí tại làng nghề Liên Hiệp 58

Bảng 4.11: Phân chia các mức ñộ ảnh hưởng theo các tiêu chí ñánh giá ô nhiễm môi trường làng nghề Liên Hiệp 60

Bảng 4.12: Bảng ñiểm ñánh giá mức ñộ ô nhiễm 61

Bảng 4.13: Bảng ñiểm ñánh giá mức ñộ ô nhiễm theo hệ số 61

Bảng 4.14: Kết quả phân tích thành phần có trong nước thải chế biến tinh bột sắn sau khi xử lý trên mô hình thiết bị 72

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… vii

DANH MỤC HÌNH TÊN HÌNH TRANG Hình 2.1: Biểu ñồ tăng trưởng diện tích và sản lượng tinh bột sắn ở nước ta 5

Hình 2.2: Sơ ñồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn kèm dòng thải của Thái Lan … ……… 16

Hình 2.3: Sơ ñồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn kèm dòng thải của Trung Quốc … ……….17

Hình 2.4: Sơ ñồ khối quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn thủ công ở Việt Nam … ……….19

Hình 2.5: Cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột từ củ tươi 29

Hình 4.1: Vị trí làng nghề Liên Hiệp, huyện Phúc Thọ, thành phố Hà Nội 36

Hình 4.2: Biểu ñồ diễn biến một số yếu tố khí hậu ở Phúc Thọ 39

Hình 4.3: Quy trình chế biến tinh bột, dong kèm dòng thải 46

Hình 4.4: Cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột sắn 47

Hình 4.5 Cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột từ dong củ 48

Hình 4.6: Cơ cấu hệ thống quản lý môi trường cấp xã 64

Hình 4.7: Sơ ñồ quy trình xử lý bã sắn 69

Hình 4.8: Quy trình công nghệ xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn 71

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… viii

DANH MỤC VIẾT TẮT

QLMT : Quản lý môi trường

BTNMT : Bộ Tài nguyên và môi trường

BVTV : Bảo vệ thực vật

UBND : Ủy ban nhân dân

HðND : Hội ñồng nhân dân

BOD5 : Nhu cầu oxy sinh học ( Biological oxygen demand

– thời gian xác ñịnh trong 5 ngày)

SS : Chất rắn lơ lửng (Suspended solid)

CN- : Hàm lượng Xianua

SO42- : Hàm lượng sunfat

ΣN : Tổng hàm lượng nitơ

ΣP : Tổng hàm lượng phốt pho

FAO : Tổ chức lương thực thế giới

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

KH&CN : Khoa học và Công nghệ

QCKTQG : Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia

WTO

WB

: Tổ chức thương mại thế giới : Ngân hàng thế giới (World Bank) QTTNMT : Quan trắc tài nguyên môi trường

CBNS : Chế biến nông sản

TNHH : Trách nhiệm hữu hạn

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ 1

PHẦN I - MỞ đẦU 1.1 Tắnh cấp thiết của ựề tài

Các làng nghề truyền thống ở Việt Nam ựã và ựang có nhiều ựóng góp cho GDP của ựất nước nói chung và ựối với nền kinh tế nông thôn nói riêng Nhiều làng nghề truyền thống hiện nay ựã ựược khôi phục, ựầu tư phát triển với quy mô và kỹ thuật cao hơn, hàng hóa không những phục vụ nhu cầu

trong nước mà còn cho xuất khẩu với giá trị lớn

Tuy nhiên, một trong những thách thức ựang ựặt ra ựối với các làng nghề

là vấn ựề môi trường và sức khỏe của người lao ựộng, của cộng ựồng dân cư

ựang bị ảnh hưởng nghiêm trọng từ hoạt ựộng sản xuất của các làng nghề

Những năm gần ựây, vấn ựề này ựang thu hút sự quan tâm của Nhà nước cũng như các nhà khoa học nhằm tìm ra các giải pháp hữu hiệu cho sự phát triển bền vững các làng nghề đã có nhiều làng nghề thay ựổi phương thức sản xuất cũng như quản lý môi trường và thu ựược hiệu quả ựáng kể Song, ựối với không ắt làng nghề, sản xuất vẫn ựang tăng về quy mô, còn môi trường

môi trường, từng bước cải thiện ựời sống các làng nghề là việc làm cần thiết

Do ựó, tôi tiến hành nghiên cứu ựề tài: Ộđánh giá thực trạng và ựề xuất giải pháp bảo vệ môi trường tại làng nghề chế biến tinh bột xã Liên Hiệp, huyện Phúc Thọ, thành phố Hà NộiỢ

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ 2

1.2 Mục ựắch nghiên cứu

đánh giá ựược mức ựộ ô nhiễm môi trường (nước thải và rác thải) tại làng nghề chế biến tinh bột xã Liên Hiệp

đề xuất một số giải pháp nhằm bảo vệ và cải thiện môi trường cho làng

nghề chế biến tinh bột xã Liên Hiệp

1.3 Yêu cầu nghiên cứu

- Thu thập, xử lý và phân tắch các tài liệu về các ựặc ựiểm cơ bản về tự nhiên, kinh tế xã hội của ựịa bàn nghiên cứu ựể phát hiện những thuận lợi, khó khăn trong việc quản lý môi trường của làng nghề

- đánh giá hiện trạng sản xuất của làng nghề và xác ựịnh các nhân tố ảnh hưởng tới môi trường làng nghề

- Phân tắch, ựánh giá hiện trạng môi trường (nước thải, rác thải) của làng nghề làm cơ sở ựể ựề xuất các giải pháp bảo vệ, cải thiện môi trường làng nghề

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 3

PHẦN II - TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ tinh bột ở trên thế giới và Việt Nam

2.1.1 Tình hình sản xuất tinh bột trên thế giới

Sắn là một loại cây lương thực quan trọng ở nhiều nước trên thế giới ñặc biệt là ở các nước nhiệt ñới Châu Á, Châu Phi, và Châu Mỹ La tinh Cùng với

sự phát triển của công nghiệp chế biến cây sắn ngày càng trở nên có giá trị kinh tế cao

Hiện nay, có trên 100 nước trồng sắn với diện tích khoảng 16 triệu ha tập trung ở Châu Phi 57%, Châu Á 25% và Châu Mỹ latinh 18% với tổng sản lượng 155 ÷ 170 triệu tấn/năm Những nước trồng nhiều nhất là Brazil, Nigerria, Indonesia và Thái Lan Ở châu Phi sắn luôn chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu lương thực, trung bình sắn ñược sử dụng tới 96 kg/người/năm Trên thế giới mức tiêu thụ là 18kg/người/năm Khoảng 85% sản lượng sắn tiêu thụ ở các nước trồng (trong ñó 58% ñược sử dụng làm lương thực, 28% thức ăn gia súc, 3% dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp, ), 15% sản lượng còn lại xuất khẩu sang các nước Châu Âu, một số nước Châu Á và

Nhật Bản dưới dạng tinh bột sắn, tapioca và sắn lát khô [22]

Khi phân chia sản lượng sắn theo các lục ñịa, tổ chức Lương thực thế giới (FAO) ước tính sản lượng sắn ở Châu Phi năm 2010 là 92,7 tăng không ñáng kể so với năm 2008 Mặc dù ở châu lục này sắn ñược trồng ở 39 quốc gia song có tới 70% sản lượng sắn ñược trồng ở Nigeria, Công gô và Tanzania Sắn hiện nay ñã trở thành nguồn lương thực chủ yếu cho các nước trong khu vực, ñược dự trữ làm nguồn lương thực trong những tình trạng khẩn cấp, ñặc biệt khi có chiến tranh và hạn hán

Khu vực Châu Mỹ La Tinh và vùng Caribê: Theo ước tính thì sản lượng sắn của vùng chiếm 20% sản lượng sắn toàn cầu Năm 2010 toàn khu vực có

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 4

sản lượng sắn 32,1 triệu tấn, tăng 10% so với năm 2008 có ñược chủ yếu do

sự mở rộng thêm diện tích trồng sắn và áp dụng kỹ thuật tiến tiến trong quá trình tưới tiêu Trong ñó phải kể ñến sự ñóng góp không nhỏ của Brazil nước chiếm 70% tổng sản lượng sắn toàn khu vực ñã tăng thêm 12% tổng diện tích trồng sắn trong năm 2010 Giá sắn tăng cao ñã khuyến khích người sản xuất

mở rộng qui mô và diện tích trồng sắn

Ở Châu Á sản lượng sắn năm 2008 là 50,9 triệu tấn còn năm 2010 là 50,5 triệu tấn, giảm ít so với năm 2008 (giảm 0,4 triệu tấn), chủ yếu là giảm sản lượng sắn ở Indonesia và Thái Lan (Thái Lan có sản lượng sắn cao nhất

trong khu vực mỗi năm thu hoạch 17,7 ÷ 19,1 triệu tấn) [22] Nguyên nhân

của sự suy giảm này là do sự chuyển ñổi cơ cấu cây trồng của một số nông dân Thái Lan từ trồng sắn sang trồng mía Tuy nhiên, nhờ sự can thiệp của chính phủ sản lượng bột sắn và sắn viên chỉ giảm xuống khoảng 1,3%, trong khi sản lượng sắn củ cần thay ñổi là khoảng 0,8% Hậu quả của sự suy giảm sản lượng sắn chỉ là 0,5% ở Indonesia sự suy giảm là 4% do ñược mùa về gạo nên mức tiêu thụ sắn trong nước cho các nhu cầu sinh hoạt cũng như công nghiệp ñều giảm Ngược lại, ở Việt Nam, sản lượng sắn tăng 13%, ấn ñộ tăng 2%, và thay ñổi không ñáng kể ở các nước khác

Năm 2006 và 2007, sản lượng sắn thế giới ñạt 226,34 triệu tấn củ tươi

so với 2005/06 là 211,26 triệu tấn và 1961 là 71,26 triệu tấn Nước có sản lượng sắn nhiều nhất là Nigeria (45,72 triệu tấn), kế ñến là Thái Lan (22,58 triệu tấn) và Indonexia (19,92 triệu tấn) Nước có năng suất sắn cao nhất là

Ấn ðộ (31,43 tấn/ha), kế ñến là Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với năng suất sắn

bình quân của thế giới là 12,16 tấn/ha [22]

Khả năng thu lợi cao từ việc xuất khẩu bột và tinh bột sắn khiến các nước xuất khẩu chủ yếu sẽ thay các giống sắn truyền thống bằng các giống sắn mới cho năng suất cao, hàm lượng tinh bột lớn thích hợp với chế biến công

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ 5

nghiệp Có như vậy mới ựáp ứng ựược nhu cầu ở trong cũng như ngoài nước ựang gia tăng

2.1.2 Tình hình sản xuất tinh bột ở Việt Nam

Hiện nay, Việt Nam là nước xuất khẩu tinh bột sắn ựứng thứ 3 trên thế giới, sau Indonesia và Thái Lan Năm 2008, diện tắch ựất trồng sắn ựạt 557,4 nghìn ha, ựược canh tác phổ biến ở hầu hết các tỉnh Diện tắch sắn trồng nhiều nhất ở đông Nam Bộ và Tây Nguyên Sản lượng tinh bột sắn ựạt 7.714.000 tấn Thị trường xuất khẩu chắnh của Việt Nam là Trung Quốc, đài Loan Cùng với diện tắch sắn ựược nâng lên, năng suất thu hoạch sắn cũng như sản lượng tinh bột sắn ựược sản xuất cũng tăng lên theo thời gian Hình 2.1 mô tả tốc ựộ tăng trưởng về diện tắch trồng sắn, năng suất và sản lượng tinh bột sắn của Việt nam Theo hình 2.1, tốc ựộ phát triển của sản lượng tinh bột sắn cao

hơn gấp nhiều lần so với sự gia tăng của diện tắch trồng sắn [16]

Hình 2.1: Biểu ựồ tăng trưởng diện tắch và sản lượng tinh bột sắn ở nước ta

Ngoài tinh bột sắn, các sản phẩm ựược chế biến từ sắn gồm cồn, rượu, bột ngọt, axit glutamic, axit amin, các loại si rô maltoza, glucoza, fructoza,

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ 6

tinh bột biến tắnh, maltodextrin, các loại ựường chức năng, thức ăn gia súc, phân bón hữu cơẦ

Từ ựầu năm ựến nay, sắn là một trong ắt các mặt hàng có khối lượng xuất khẩu cũng như kim ngạch xuất khẩu tăng mạnh Theo số lượng thống kê sơ

bộ trong 7 tháng ựầu năm 2011, cả nước ựã xuất khẩu ựược 2,66 triệu tấn sắn

và tinh bột sắn, ựạt kim ngạch 408 triệu USD, tăng 4,4 lần về sản lượng và

tăng 2,8 lần về kim ngạch so với cùng kỳ 2010 [ 23]

Trong những năm gần ựây, năng lực sản xuất và chế biến sắn của Việt Nam ựã có bước tiến bộ ựáng kể Năm 2010 diện tắch trồng sắn của nước ta

ựã tăng mạnh từ 270.000 ha (năm 2008) lên 510.000 ha, sản lượng ước ựạt hơn 8 triệu tấn, tăng 2,3% so với năm ngoái nhưng tăng gần gấp ựôi so với 3 năm trước đáng chú ý là diện tắch tăng vượt 135 nghìn ha so với quy hoạch phát triển sắn tới năm 2010 Năng suất những năm vừa qua cũng tăng, mặc

dù không nhiều, từ 15,35 tấn/ha năm 2008 (trung bình của thế giới là 12,16 tấn/ha) lên 15,7 tấn/ha năm 2010 nhưng vẫn thấp so với Ấn độ (31,43 tấn/ha), Thái Lan (21,09 tấn/ha) Sản lượng cả năm 2012 ước ựạt 8,1 ựến 8,6 triệu tấn, cao hơn năm ngoái khoảng 0,2 ựến 0,4 triệu tấn Với tỷ trọng sắn cho xuất khẩu khoảng 48,6%, dùng làm thức ăn gia súc 22,4%, chế biến thủ công 16,8%, chỉ có 12,2% dùng tiêu thụ tươi thì khối lượng cho xuất khẩu năm nay của Việt Nam vào khoảng 4 triệu tấn 6 tháng ựầu năm 2012, Việt Nam ựã xuất ựược 2,4 triệu tấn sắn (trọng ựó ựã bao gồm một lượng lớn tồn kho của năm 2011 chuyển sang) Với nguồn cung vừa mới ựược bổ sung vào cuối năm, dự báo cả năm nay Việt Nam sẽ xuất khẩu khoảng 4,6 - 5 triệu tấn sắn, tương ựương khối lượng xuất khẩu 5 tháng cuối năm khoảng 1,8 - 2,3 triệu

tấn [ 23]

Theo số liệu thống kê chưa ựầy ựủ, khoảng 40 - 45% sản lượng sắn dành cho chế biến quy mô lớn, hay còn gọi là quy mô công nghiệp, 40 - 45% sản lượng sắn dành cho chế biến tinh bột ở qui mô nhỏ và vừa, dùng ựể sản xuất

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 7

các sản phẩm sắn khô, chế biến thức ăn chăn nuôi và 10 - 15% dùng cho ăn tươi và các nhu cầu khác

Bảng 2.1: Một số nhà máy sản xuất tinh bột sắn qui mô lớn ở Việt Nam [23]

(tấn/ngày)

5 Nhà máy tinh bột sắn KMC Bình Phước 100

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ 8

Sản phẩm của các doanh nghiệp này là tinh bột sắn cao cấp, có giá trị xuất khẩu cao Các công ty này thường ựược trang bị bằng công nghệ tiên tiến, nhập từ các nước chế biến sắn hàng ựầu như Thái Lan, Trung Quốc, đài Loan Sắn ựược chế biến hoàn toàn bằng máy do ựó việc chế biến tinh bột sắn từ sắn củ tươi trở nên rất hiệu quả Cùng với sự ựầu tư này ựã làm tăng ựáng kể sản lượng tinh bột sắn

đặc thù sản xuất

Hiện nay ở Việt nam có rất nhiều loại hình chế biến sắn, tuỳ thuộc vào qui mô công nghệ, vốn, lao ựộng nhưng về cơ bản có thể chia thành 3 loại

hình chế biến sắn như sau [ 7 ]:

- Nhà máy qui mô lớn: để ựáp ứng nhu cầu tinh bột sắn ngày càng tăng

của các ngành công nghiệp như giấy, dệt, bột ngọtẦtrong những năm qua ựã

có nhiều nhà máy chế biến tinh bột sắn qui mô lớn ựược xây dựng Các công

ty này thường là liên doanh giữa một công ty của Việt Nam với một công ty nước ngoài và xuất hiện từ những năm 90 Các công ty qui mô lớn có số lượng công nhân khoảng tà 50ọ150 người, chế biến từ 400 tấn sắn tươi mỗi

ngày trở lên, tạo ra khoảng trên 100 tấn tinh bột khô mỗi ngày [7]

- Doanh nghiệp tư nhân qui mô vừa: Mô hình "Hợp tác xã"

Hiện nay có rất ắt doanh nghiệp qui mô vừa, ở mỗi tỉnh sản xuất nhiều sắn thường có khoảng 4ọ6 doanh nghiệp loại này Doanh nghiệp qui mô vừa

có khoảng 10ọ15 công nhân Chế biến khoảng 10ọ100 tấn sắn tươi (chứa

khoảng 25ọ27% tinh bột sắn mỗi ngày, thu ựược 4ọ20 tấn tinh bột [7] Các

doanh nghiệp này sản xuất chủ yếu 2 loại sản phẩm: Tinh bột ướt và tinh bột khô, mức ựộ cơ giới hoá ở các công ựoạn: bóc vỏ, nạo sắn, thái, lọc và sấy khô Do ựó quá trình chế biến ựòi hỏi nhiều vốn, ắt lao ựộng và sử dụng nhiều nước hơn Các doanh nghiệp này không sử dụng SO2 ựể tẩy trắng tinh bột như trong các nhà máy lớn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 9

- Doanh nghiệp tư nhân qui mô nhỏ (qui mô hộ gia ñình): Loại hình này

chủ yếu phát triển mạnh ở một số vùng ñồng bằng và trung du như Hoà bình,

Hà Nam, Nam ðịnh, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Hà Nội Sản phẩm chủ yếu là tinh bột sắn và các sản phẩm từ tinh bột sắn như bún khô, bánh ña Về thiết bị và công nghệ chế biến ở ñây có mức ñộ cơ giới hoá thấp, chủ yếu lao ñộng thủ công trong những làng nghề truyền thống ở các vùng nông thôn Một vấn ñề chung ñối với các doanh nghiệp loại này là nguồn ô nhiễm phân tán

2.2 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn và hiện trạng môi trường làng nghề

2.2.1 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn

2.2.1.1 ðặc trưng nguyên liệu

Sắn là loại cây lương thực nhiều tinh bột ñược trồng phổ biến ở khắp nơi trên thế giới, do có nhiều ưu thế hơn một số loại cây khác: Sắn rất dễ trồng, có thể thích ứng với nhiều nguồn ñất, ñặc biệt là ñất ñồi, khí hậu ôn ñới và nhiệt ñới, 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 ñạt từ 7,3÷29 x106 kcalo/ha, cao hơn hẳn so với các cây khác như ngô (7,6 x106 kcalo/ha); lúa (5x106 kcalo/ha); lúa mì (4,1x106 kcalo/ha) [9]

Hiện nay trên thế giới có gần 100 loại sắn khác nhau Sắn có tên khoa học là Manihot, thuộc họ ñại kích, ưa ấm và ẩm Sắn có nguồn gốc ban ñầu 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 nước ta, sắn ñược trồng từ cuối thế kỷ 19, các vùng trồng sắn ñược trải dài khắp ñất nước từ Nam ra Bắc, nhiều nhất vẫn là Trung du và miền núi như Tây Nguyên, Lâm ðồng, Phú Thọ, Tuyên Quang, Hoà Bình, Hà Tây Sắn ñược trồng 2 vụ trong năm: Vụ Xuân bắt ñầu từ tháng 2 ñến tháng 3 và thu hoạch vào cuối năm, vụ Thu trồng vào tháng 8 và thu hoạch vào tháng 5 hoặc tháng 6 năm sau Do cây sắn có thời gian sinh trưởng dài vì vậy phải thu hoạch ñúng thời vụ thì củ sắn mới tươi và hàm lượng tinh bột mới cao hơn Nếu ñể quá lâu (sắn lưu) củ sẽ nhiều

xơ, hàm lượng tinh bột giảm, sắn bị sượng

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 10

* Phân loại sắn: Có rất nhiều cách ñể phân loại sắn phụ thuộc vào ñặc ñiểm, thời gian sinh trưởng, hàm lượng ñộc tố nhưng nói chung về ý nghĩa kinh tế và tính chất công nghệ trong sản xuất tinh bột thì sắn ñược chia làm hai loại chính là sắn ñắng và sắn ngọt Cách chia này phụ thuộc vào vào hàm

lượng bột và ñộc tố có trong củ sắn [9]

- Sắn ñắng (Manihot utilissma) hay còn gọi là sắn Dù, sắn say Sắn ñắng

cây thấp, nên ít bị ñổ do gió bão, ñốt ngắn thân cây khi non có màu xanh nhạt,

củ có vỏ gỗ màu nâu sẫm, thịt củ có màu trắng, có hàm lượng tinh bột cao Tuy nhiên hàm lượng ñộc tố trong sắn cũng khá cao nên khi ăn tươi (luộc, nấu) dễ gây ngộ ñộc

- Sắn ngọt (Manihot dulcis), gồm các loại còn lại như sắn vàng, sắn ñỏ,

sắn trắng có hàm lượng ñộc tố thấp về hàm lượng tinh bột biến ñộng mạnh giữa các giống sắn Mỗi loại sắn có ñặc ñiểm riêng ñể phân biệt: Sắn vàng hay còn gọi là sắn Nghệ, khi non có màu xanh thẫm, cuống lá có màu ñỏ sọc nhạt, vỏ gỗ của củ có màu nâu, vỏ cùi trắng, thịt củ lại có màu vàng nhạt Sắn

ñỏ có hàm lượng tinh bột thấp nhất chiếm khoảng 20% [9], sắn ñỏ có thân cây

thấp, khi nhỏ thân màu xanh sẫm, cuống và gân lá có màu ñỏ thẫm, củ dài, to,

vỏ gỗ màu nâu ñậm, vỏ cùi dày, màu hơi ñỏ, thịt củ trắng Sắn trắng thân cao, khi non mầu xanh nhạt, cuống lá màu ñỏ, củ ngắn và mập, vỏ gỗ mầu xám nhạt, thịt củ và vỏ cùi trắng Nói chung so với sắn ñắng thì sắn ngọt có hàm lượng tinh bột thấp hơn nhưng ít ñộc tố nên có thể ăn tươi không bị ngộ ñộc,

dễ chế biến

2.2.1.2 Cấu tạo và thành phần hoá học của củ sắn

a Cấu tạo của củ sắn [9]

Sắn là loại rễ củ có lõi nối từ thân dọc theo củ ñến ñuôi củ, củ sắn thường vót hai ñầu, kích thước củ dao ñộng trong khoảng khá rộng; chiều dài 0,1÷1 m, ñường kính 2÷8 cm tuỳ thuộc vào giống, ñiều kiện canh tác, chất ñất ðường kính củ không ñiều theo chiều dài củ, ñầu cuống củ to và nhiều xơ còn chuôi củ nhỏ vuốt và mềm, ít xơ hơn do phát triển sau

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 11

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, thường chiếm từ 0,5÷3 % khối lượng toàn củ sắn [9]

Lớp vỏ gỗ dày gồm những tế bào sít, thành dày ñược cấu tạo chủ yếu từ xenlulô và hêmixenluloza không chứa tinh bột có tác dụng bảo vệ củ sắn khỏi

bị tác ñộng của các yếu tố bên ngoài làm hư hỏng, ñồng thời có tác ñộng phòng mất nước cho củ Trong sản xuất tinh bột lớp vỏ gỗ ñược loại bỏ

Vỏ cùi: hay vỏ thịt nằm trong lớp vỏ gỗ, lớp vỏ cùi dầy hơn vỏ gỗ

(khoảng 1÷3mm), chiếm 5÷20% trọng lượng củ [9] 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 ñộc 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, ñộc tố, các enzim Vì vỏ cùi có nhiều tinh bột (5÷8%) nên khi chế biến nếu tách ñi thì tổn thất tinh bột, nếu không tách thì chế biến khó khăn vì nhiều chất trong mủ ảnh hưởng ñến màu sắc của tinh bột

Thịt củ: – phần quan trọng nhất của củ sắn, chiếm khoảng 77÷94% khối

lượng toàn củ sắn [9] Thịt sắn khi mới ñào dỡ có màu trắng mịn Nếu bị sây

sát hay bảo quản lâu sẽ chuyển sang màu vàng và ñôi khi có các ñốm ñen Lớp ngoài cùng của củ sắn là lớp sinh gỗ chỉ mỏng Với củ phát triển bình thường, thu hoạch ñúng vụ thì tầng sinh gỗ chỉ rõ sau khi luộc, còn với củ ñào 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 lượng nhỏ protein, lipit, các khoáng chất, vitamin và một số ezim ðây là phần dự trữ chủ yếu các chất dinh dưỡng của củ Trong tế bào thịt sắn cũng chứa dịch bào nhưng hàm lượng ít hơn so với trong vỏ cùi (khoảng 0,3-5%) 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 như gỗ gọi là xơ không chứa tinh bột Các tế bào này tạo thành những lớp xơ, thường có nhiều ở ñầu cuống

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 12

ðặc biệt ở sắn lâu năm sẽ hình thành các vòng xơ, mỗi năm một vòng, từ số vòng xơ người ta biết ñược lưu 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 Hàm lượng tinh bột phân bố trong lớp thịt sắn không ñều, lớp thịt càng gần vỏ hàm lượng tinh bột càng cao, càng gần lõi hàm lượng tinh bột càng giảm

Lõi sắn: thường nằm ở trung tâm của củ và chạy suốt từ ñầu cuống tới

chuôi củ Càng sát cuống thì lõi càng lớn và nhỏ dần về phía chuôi củ Lõi sắn

chiếm khoảng 0,3-1% khối lượng toàn củ sắn [9] Lõi sắn có thành phần chủ

yếu là xenluloza, và một lượng rất nhỏ tinh bột Lõi có chức năng lưu thông nước, chất dinh dưỡng giữa cây và củ

b Thành phần hoá học của củ sắn

Thành phần hoá học của củ sắn phụ thuộc rất nhiều vào giống, loại ñất trồng, ñiều kiện ñất ñai, khí hậu, ñiều kiện chăm bón, sinh trưởng, thời gian thu hoạch

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 13

Tinh bột: trong thành phần hoá học của sắn tinh bột chiếm tỷ lệ cao

(20÷34%) Hàm lượng tinh bột của sắn cao hay thấp phụ thuộc vào nhiều yếu

tố, trong ñó, ñộ già có ý nghĩa rất quan trọng mà ñộ già lại phụ thuộc vào thời gian thu hoạch Ở các tỉnh phía Bắc nước ta, với giống sắn có thời gian sinh trưởng một năm thì trồng vào tháng 2 và thu hoạch từ tháng 9 ñến tháng 4 năm sau Thu hoạch sắn vào tháng 12 và tháng 1 thì hàm lượng tinh bột cao nhất Tháng 9, tháng 10 củ ít tinh bột, hàm lượng nước cao, lượng chất hoà tan lớn, sắn non không chỉ cho hiệu suất thu hồi tinh bột thấp mà còn khó bảo quản tươi Ngược lại thu hoạch vào tháng 3, tháng 4 hàm lượng tinh bột lại giảm vì một phần tinh bột bị phân huỷ thành ñường ñể nuôi mầm non trong khi cây chưa có khả năng quang hợp

ðường: trong sắn chiếm 1÷3,1%, chủ yếu là Gulucoza và một ít

mantoza, sacaroza Sắn càng già thì hàm lượng ñường càng giảm Trong quá trình chế biến ñường hoà tan trong nước, ra theo nước thải

Protein: Protein của củ sắn tới nay chưa ñược nghiên cứu kỹ, tuy nhiên

vì hàm lượng thấp nên cũng ít ảnh hưởng tới quy trình công nghệ Do ñặc ñiểm nghèo protein nên ở Việt Nam và nhiều nước trên thế giới hiện nay chủ yếu sử dụng sắn ñể sản xuất tinh bột

Ngoài các thành phần trên, trong sắn còn có ñộc 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 ñược tối ưu hoá, chất lượng sản phẩm sẽ kém

ðộc tố: trong sắn củ tươi chứa một lượng hợp chất có tên glucozit

linamarin (C10H17O6) nhất là khi củ chưa ñược thu hoạch, bản thân hợp chất này không ñộc nhưng khi trong môi trường axit (như 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 ñộc chỉ cần một lượng nhỏ cũng ñủ gây chết người (lượng HCN có thể gây chết người là 1mg/kg cơ thể) Hợp chất glucozit có ở hầu hết các bộ phận của cây, ở sắn ñắng chứa nhiều ñộc tố hơn sắn ngọt (ở sắn ngọt

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 14

có khoảng 20÷30g/1kg sắn, ở sắn ñắng khoảng 60÷150 g/1kg sắn) [6] ðộc tố

tập trung chủ yếu ở vỏ cùi và dễ hoà tan trong nước vì vậy khi ăn tươi (dù là sắn ñắng hay sắn ngọt) cũng nên bóc vỏ cùi, và ngâm trong nước khoảng 2÷3 giờ ñể loại ñộc tố

Trong sản xuất tinh bột, HCN phản ứng với sắt thường có trong nước tạo thành xianat có màu xám ñen, do ñó không tách dịch nước ra nhanh thì sẽ ảnh hưởng ñến màu sắc tinh bột, làm giảm chất lượng thành phẩm

Enzim: các enzim trong sắn cho tới nay chưa ñược nghiên cứu kỹ, tuy

nhiên trong hệ enzim của sắn các enzim polyphenolxydaza ảnh hưởng nhiều ñến chất lượng của sắn trong bảo quản cũng như trong sản xuất và chế biến Khi sắn chưa thu hoạch thì hoạt ñộ của các enzim trong sắn yếu và ổn ñịnh nhưng sau khi tách củ khỏi cây các enzim ñều hoạt ñộng mạnh polyphenolxydaza xúc tác quá trình oxy hoá polyphenol tạo thành octokinol sau ñó trùng hợp với các chất không có bản chất phenol như axit amin ñể tạo thành các hợp chất có màu Trong nhóm polyphenolxydaza có những enzim oxy hoá các mono phenol mà ñiển hình là tirozinaza xúc tác sự ôxy hoá tiozin tạo ra các kinol tương ứng Sau một chuỗi chuyển hoá, các kinol này sinh ra sắc tố màu xám ñen (hiện tượng “chảy nhựa”), những vết ñen này xuất hiện trong củ sắn bắt ñầu từ lớp vỏ cùi

Sắn bị chảy nhựa sẽ ảnh hưởng không tốt ñến chất lượng sắn cũng như quy trình công nghệ trong sản xuất tinh bột sắn và trong xử lý nước thải Khi luộc sắn ăn thì bị sượng, còn khi mài sát khó phá vỡ tế bào ñể giải phóng tinh bột do ñó hiệu suất thu hồi tinh bột giảm mạnh, tinh bột không trắng

Ngoài tirozinaza, các enzim ôxy hoá khử khác cũng hoạt ñộng mạnh làm tổn thất chất khô của củ như:

Tanin: hàm lượng tanin có trong sắn thấp, nhưng sản phẩm oxy hoá tanin

lại là flobazen có màu ñen khó tẩy Mặt khác, trong chế biến tanin còn tác dụng với sắt tạo thành tanat cũng có màu xám ñen Cả hai chất này ñều ảnh

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 15

hưởng ñến màu tinh bột, do ñó 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 chưa ñược nghiên cứu ñầy ñủ, tuy

nhiên trong sản xuất, chế biến cũng như trong bảo quản ñều xảy ra quá trình hình thành các sắc tố mới cho tác dụng của polyphenol tạo thành octoquinol

và sau ñó tạo thành flobazen có màu ñen

Vitamin: ngoài các thành phần kể trên trong sắn còn chứa một lượng rất

nhỏ vitamin, chủ yếu là vitamin thuộc nhóm B, trong ñó B1 khoảng

0,03mg/100g, B2 khoảng 0,03mg/100g và vitamin PP khoảng 0,6mg/100g [9]

2.2.2 Công nghệ sản xuất tinh bột trên thế giới và ở Việt Nam

Trong sắn, ngoài tinh bột còn có thành phần chất khô khác như: 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 ña bằng cách phá vỡ tế bào, giải phóng tinh bột

và tách tinh bột khỏi các chất hoà tan cũng như các chất không hoà tan khác

ðể sản xuất tinh bột từ củ sắn củ, có thể sử dụng các phương pháp sau:

Phương pháp lắng tĩnh

Phương pháp lắng ñộng

Phương pháp tách ly tâm

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ 16

* Sau ựây là một số quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn

a Công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Thái Lan:

Sắn củ

Bã khô

Hình 2.2: Sơ ựồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn kèm

dòng thải của Thái Lan [22]

Bóc vỏ, tách tạp chất Rửa củ

Băm nhỏ Nghiền nhỏ

Trắch ly, tách Phân ly

Ly tâm tách Sấy khô

Sàng

đóng bao

H2SO3

Nước Nước thải

Vỏ sắn, tạp chất

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 17

b Công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Trung Quốc:

Hình 2.3: Sơ ñồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn kèm dòng

thải của Trung Quốc [22]

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nơng nghiệp ……… 18

Thái Lan là nước đứng đầu thế giới về xuất khẩu sản phẩm sắn Ở Thái Lan cĩ nhiều tập đồn và cơng ty sản xuất thiết bị chế biến sắn, nhưng lớn nhất và cĩ uy tín nhất là BANGNA STEEL WORKS LTD.PART và S.W.GROUP CO.LTD Nhìn chung quy trình cơng nghệ của các cơng ty Thái Lan cơ bản giống nhau và cĩ dạng nêu ở Hình 2.3

Ưu điểm chính của quy trình cơng nghệ Thái Lan là cơng đoạn trích ly, chiết suất được thực hiện qua nhiều giai đoạn: Nghiền → trích ly, chiết suất

→ nghiền → trích ly, chiết suất kết hợp với xử lý bột bằng SO2 Do vậy quy trình cơng nghệ của Thái Lan cho tỷ lệ thu hồi tinh bột cao, lượng tinh bột thải ra theo bã cĩ thể hạn chế tới mức thấp nhất

Trung Quốc khơng phải là nước trồng nhiều sắn ở Châu Á, song vì nhu cầu đối với tinh bột sắn ngày một cao, đặc biệt là mấy năm gần đây, nên Trung Quốc phải nhập sản phẩm sắn, nhất là sắn lát khơ, chính vì vậy cơng nghiệp sản xuất thiết bị chế biến sắn cũng phát triển Hình 2.3 là quy trình cơng nghệ sản xuất tinh bột sắn của Trung Quốc Nhìn chung quy trình cơng nghệ của Trung Quốc cơ bản tuân thủ theo các bước chính của một quy trình sản xuất tinh bột sắn, cịn chi tiết từng cơng đoạn cĩ khác với quy trình cơng nghệ của Thái Lan hay các nước khác

ðiểm đặc biệt chính của quy trình cơng nghệ Trung Quốc so với các cơng nghệ khác là trong khâu tẩy trắng khơng dùng SO2 (hoặc với số lượng khơng đáng kể), mà chủ yếu là lắng lọc tự nhiên kết hợp với các máy khử cát

c Cơng nghệ sản xuất tinh bột sắn của Việt Nam:

* Cơng nghệ sản xuất tinh bột sắn quy mơ cơng nghiệp:

Trong những năm gần đây cĩ nhiều nhà máy sản xuất tinh bột sắn được xây dựng với cơng nghệ và thiết bị tương đối hiện đại cho năng suất thu hồi tinh bột cao và định mức tiêu hao nguyên nhiên vật liệu thấp Cơng nghệ sản xuất tinh bột sắn ở các nhà máy chế biến tinh bột sắn ở Việt Nam với quy mơ lớn thường là nhập ngoại Một số nhà máy áp dụng cơng nghệ sản xuất tinh bột của Thái Lan:

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 19

Nhà máy tinh bột sắn ðakLak, Việt Nam Tapioca (Tây Ninh)…, công nghệ của Trung Quốc như: Nhà máy tinh bột sắn Thừa Thiên Huế…

* Công nghệ sản xuất tinh bột sắn tại các làng nghề:

Sản xuất tinh bột sắn bằng phương pháp thủ công các công ñoạn hết sức ñơn giản, chỉ gồm những quá trình cơ bản ñể phá vỡ cấu trúc tế bào và thu hồi tinh bột Quá trình sản xuất gián ñoạn, thiết bị cũ kỹ, thô sơ không ñồng bộ nên mức ñộ 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 ñoạn lớn

Sơ ñồ qui trình công nghệ:

Nước thải

Sắn củ tươi Rửa củ, bóc vỏ Ngâm

Sàng lọc Lắng Rửa bột Lắng Sấy, phơi khô

Nước thải

Hình 2.4: Sơ ñồ khối quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn

thủ công ở Việt Nam [22]

Sản phẩm

TB sắn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 20

* Sau ñây là ñặc ñiểm một số công ñoạn trong quá trình sản xuất tinh bột sắn:

- Công ñoạn rửa củ, bóc vỏ:

Sắn củ tươi tối ña trong vòng 3 ngày sau khi thu hoạch phải ñưa vào chế biến Sắn ñược băng chuyền xích ñưa ñều ñặn 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 ñục lỗ Khi ñộng cơ làm việc, lồng quay, nước ñược phân phối ñều Tại ñây dưới sự va ñập các củ sắn với nhau và va ñập vào thành lồng, vỏ lụa ngoài của củ sắn sẽ tróc ra ñồng thời loại bỏ ñược ñất cát bám trên củ

- Công ñoạn nghiền:

Nghiền nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào của củ sắn ñể 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 ðể tách ñược nhiều tinh bột từ củ thì quá trình nghiền sắn càng mịn càng tốt, tuy nhiên quá trình nghiền quá mịn sẽ tốn năng lượng

và chất xơ trở nên quá mịn khó tách hoàn toàn chúng ra khỏi tinh bột

Sắn củ tươi sau khi bóc vỏ và rửa sạch ñược băng chuyền ñưa vào máy nghiền búa Tại ñây dưới tác dụng của búa quay với tốc ñộ lớn (3.000vòng/phút) sắn ñược ñập nhỏ, kết hợp với nước bơm tạo thành hỗn hợp

bã - nước - bột Hỗn hợp này ñược ñưa ñến bể chứa

Sau khi mài nghiền, nhựa sắn gồm các alkaloit, các cyanide ñược giải phóng Hydrogen cyanide có khả năng bay hơi mạnh ở nhiệt ñộ 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 lượng sản phẩm Do vậy người ta thêm dung dịch NaHSO3, H2SO3 hoặc sục khí SO2 vào ñể 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

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 21

- Công ñoạn tách chiết suất:

ðây là công ñoạn quan trọng nhất quyết ñịnh tỷ lệ thu hồi và chất lượng của tinh bột Công ñoạn này thường ñược tiến hành qua nhiều giai ñoạn:

Giai ñoạn 1: Sàng tách tinh bột, nước ra khỏi bã

Hỗn hợp bã - nước - bột từ bể chứa ñược hút và bơm với một áp lực cao (3÷4 at) vào sàng rung (hoặc sàng cong áp lực tĩnh) và máy ly tâm Dưới tác dụng của lực ly tâm, tinh bột và nước ñược tách ra khỏi bã Quá trình chiết suất ñược thực hiện lặp ñi lặp lại nhiều lần ñể tách triệt ñể tinh bột trong hỗn hợp bã - nước - bột

Giai ñoạn 2: Tách ly, chiết suất loại bỏ bụi bẩn và bã nhỏ

Bột lỏng thu ñược có hàm lượng nước rất cao và lẫn nhiều tạp chất như ñất, cát, bụi bẩn Do vậy hỗn hợp này ñược bơm hút và ñưa vào thiết bị Xyclon ñể tách cát, bụi bẩn Sau ñó ñược ñưa vào máy ly tâm dạng ñĩa nhằm loại bỏ các loại bã nhỏ và quan trọng nhất là thu hồi ñược loại bột ñồng nhất

ðể có chất lượng tinh bột cao công ñoạn này cũng ñược thực hiện hai lần liên tiếp Bã loại ra lại ñược hoà với nước và ñưa lại máy nghiền ñể làm nhỏ và ñưa quay trở lại các thiết bị tách chiết suất ñể tận thu tinh bột Như vậy qua tất

cả công ñoạn này có thể thu ñược 84÷86% lượng tinh bột có trong sắn nguyên

liệu [22]

Bã (xeluloza) thu ñược từ công ñoạn tách chiết suất có hàm lượng nước rất cao (70÷75%) và còn chứa 12÷14% tinh bột Do vậy ở phần lớn các nhà máy sản xuất tinh bột sắn ñều dùng bã sắn ñể sản xuất cồn (Ethylic) hoặc làm thức ăn cho gia súc Ở Việt Nam, ñể xử lý bã sắn, biện pháp tốt nhất bảo ñảm

vệ sinh môi trường mà nhà máy vẫn hoạt ñộng liên tục là ñưa bã sắn vào thiết

bị ép vít me nhằm loại bỏ bọt nước (xuống còn khoảng 40%), sau ñó ñược sấy xuống ñộ ẩm 14÷15% Bã này dùng ñể làm thức ăn gia súc, hoặc phân bón hữu cơ vi sinh

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 22

- Ly tâm tách nước:

Mục ñích của công ñoạn này là tách bớt nước trong dung dịch sữa bột ra ñể giúp cho công ñoạn sấy khô ñược nhanh hơn Sữa bột lỏng thu ñược qua hai lần ly tâm bằng máy ly tâm dạng ñĩa ñược ñưa vào máy ly tâm tách nước ñể ñưa dung dịch sữa bột xuống ñộ ẩm 3÷38% Thường thiết bị này ñược ñiều khiển tự ñộng lượng sữa bột ñưa vào ñể ñảm bảo cho máy làm việc với hiệu suất cao nhất

- Công ñoạn sấy khô:

Bột ướt nhão thu ñược sau công ñoạn tách nước ñược chuyển sang sấy nhanh theo nguyên lý sấy phun Ở ñây, dưới tác dụng của dòng khí nóng với vận tốc 15÷20m/s tinh bột ñược xé tơi và làm khô rất nhanh (2÷3 giây) Nhiệt

ñộ tác nhân sấy 45÷500C do vậy mà tinh bột không bị hồ hoá Vì thiết diện của khoang sấy thay ñổi nên vận tốc của các hạt trong khoang sấy cũng thay ñổi ðiều này bảo ñảm cho những hạt tinh bột to lưu lại trong khoang sấy lâu hơn, vì vậy ñộ ẩm của sản phẩm tinh bột sấy xong rất ñồng ñều Sau khi ñược làm khô tại khoang sấy, hỗn hợp tinh bột và khí nóng ñược ñưa qua Xyclon Ở ñây tinh bột ñược tách ra khỏi tác nhân sấy - khí nóng

- Sàng, phân loại, ñóng gói:

ðể nâng cao tính ñồng nhất của sản phẩm, tinh bột thu ñược sau công ñoạn sấy ñược ñưa vào sàng phân loại Ở ñây những hạt nhỏ, ñạt tiêu chuẩn ñược ñưa tới thùng chứa ñể ñóng gói, những hạt to ñược ñưa qua máy nghiền

ñể nghiền nhỏ, sau ñó lại ñưa quay trở lại sàng ñể phân loại tiếp

Qui trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn ñược trình bày ở trên ñây ñược

áp dụng chủ yếu trong các nhà máy chế biến tinh bột sắn ở qui mô công nghiệp ðối với qui mô làng nghề thủ công về cơ bản bao gồm các công ñoạn

kể trên chỉ khác ở mức ñộ tự ñộng hoá, cơ khí hoá

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 23

2.2.3 Hiện trạng môi trường các làng nghề

Vấn ñề môi trường mà các làng nghề ñang phải ñối mặt không chỉ giới hạn ở trong phạm vi các làng nghề mà còn ảnh hưởng ñến người dân ở vùng lân cận Theo Báo cáo môi trường quốc gia năm 2008 với chủ ñề "Môi trường làng nghề Việt Nam", Hiện nay “hầu hết các làng nghề ở Việt Nam ñều bị ô nhiễm môi trường (trừ các làng nghề không sản xuất hoặc dùng các nguyên liệu không gây ô nhiễm như thêu, may ) Chất lượng môi trường tại hầu hết các làng nghề ñều không ñạt tiêu chuẩn khiến người lao ñộng phải tiếp xúc với các nguy cơ gây hại cho sức khỏe, trong ñó 95% là từ bụi; 85,9% từ nhiệt

và 59,6% từ hóa chất Kết quả khảo sát 52 làng nghề cho thấy, 46% làng nghề

có môi trường bị ô nhiễm nặng ở cả 3 dạng; 27% ô nhiễm vừa và 27% ô nhiễm nhẹ”

Tình trạng ô nhiễm môi trường ở các làng nghề xẩy ra ở mấy loại phổ biến sau ñây:

- Ô nhiễm nước: ở Việt Nam, các làng nghề chưa có hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, nước thải ñược ñổ trực tiếp ra hệ thống kênh rạch chung hoặc ra sông Nguyên nhân gây ô nhiễm nước chủ yếu là quá trình xử

lý công nghiệp như: chế biến lương thực thực phẩm, mây tre, dệt, in, nung nấu kim loại, tẩy giấy và nhuộm… Thường thì nước thải ra bị nhiễm màu nặng và gây ra hiện tượng ñổi màu ñối với dòng sông nhận nước thải, có mùi rất khó chịu Hơn nữa là sự vượt quá TCCP ñối với các hàm lượng BOD, COD, SS, và coliform, các kim loại nặng… ở cả nước mặt và nước ngầm, làm chết các sinh vật thủy sinh và chứa các mầm bệnh nguy hại cho con người

- Ô nhiễm không khí gây bụi, ồn và nóng do sử dụng than và củi chủ yếu trong sản xuất vật liệu xây dựng và sản xuất gốm sứ

- Ô nhiễm chất thải rắn do tái chế nguyên liệu (giấy, nhựa, kim loại…) hoặc do bã thải của các loại thực phẩm (sắn, dong), các loại rác thải thông thường: nhựa, túi nilon, giấy, hộp, vỏ lon, kim loại và các loại rác thải khác

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ 24

thường ựược ựổ ra bất kỳ dòng nước hoặc khu ựất trống nào Làm cho nước ngầm và ựất bị ô nhiễm các chất hóa học ựộc hại, ảnh hưởng tới sức khỏe của con người

Tại Báo Nhân dân ngày 23/6/2005, GS.TS đặng Kim Chi ựã cảnh báo

"100% mẫu nước thải ở các làng nghề ựược khảo sát có thông số vượt tiêu chuẩn cho phép Môi trường không khắ bị ô nhiễm có tắnh cục bộ tại nơi trực tiếp sản xuất, nhất là ô nhiễm bụi vượt tiêu chuẩn cho phép (TCCP) và ô nhiễm do sử dụng nhiên liệu than củi Tỷ lệ người dân làng nghề mắc bệnh cao hơn các làng thuần nông, thường gặp ở các bệnh về ựường hô hấp, ựau mắt, bệnh ựường ruột, bệnh ngoài da Nhiều dòng sông chảy qua các làng nghề hiện nay ựang bị ô nhiễm nặng; nhiều ruộng lúa, cây trồng bị giảm năng suất do ô nhiễm không khắ từ làng nghề"

Hà Nội là một trong những thành phố có nhiều làng nghề nhất cả nước Sau khi mở rộng (2008), Hà Nội có tổng cộng 1.275 làng nghề, trong ựó có 226 làng nghề ựược UBND TP công nhận theo các tiêu chắ làng nghề, với nhiều loại hình sản xuất khác nhau, từ chế biến lương thực, thực phẩm; chăn nuôi, giết mổ; dệt nhuộm, ươm tơ, thuộc da ựến sản xuất vật liệu xây dựng, khai thác ựá; tái chế phế liệu; thủ công mỹ nghệ Trong số này, làng nghề thủ công mỹ nghệ chiếm 53% với 135 làng nghề, tiếp ựó là làng nghề dệt nhuộm ựồ da chiếm 23% với 59 làng nghề, làng nghề chế biến lương thực, thực phẩm chiếm 16,9% với 43 làng nghề Hiện nay, phần lớn lượng nước thải từ các làng nghề này ựược xả thẳng ra sông Nhuệ, sông đáy mà chưa qua xử lý khiến các con sông này ựang bị ô nhiễm nghiêm trọng Chưa kể ựến một lượng rác thải, bã thải lớn từ các làng nghề không thể thu gom và xử lý kịp, nhiều làng nghề rác thải ựổ bừa bãi ven ựường ựi và các khu ựất trống

Tình trạng ô nhiễm môi trường như trên ựã ảnh hưởng ngày càng nghiêm trọng ựến sức khỏe của cộng ựồng, nhất là những người tham gia sản xuất, sinh sống tại các làng nghề và các vùng lân cận

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ 25

Báo cáo môi trường Quốc gia năm 2008 cho thấy, tại nhiều làng nghề, tỷ

lệ người mắc bệnh (ựặc biệt là nhóm người trong ựộ tuổi lao ựộng) ựang có xu hướng gia tăng Tuổi thọ trung bình của người dân tại các làng nghề ngày càng giảm, thấp hơn 10 năm so với làng không làm nghề Ở các làng tái chế kim loại, tỷ lệ người mắc bệnh ung thư, thần kinh rất phổ biến, nguyên nhân gây bệnh chủ yếu là do sự phát thải khắ ựộc, nhiệt cao và bụi kim loại từ các

cơ sở sản xuất

Tại các làng sản xuất kim loại, tỷ lệ người mắc các bệnh liên quan ựến thần kinh, hô hấp, ngoài da, ựiếc và ung thư chiếm tới 60% dân số Tại các làng nghề chế biến nông sản thực phẩm, bệnh phụ khoa chiếm chủ yếu (13-38%), bệnh về ựường tiêu hóa (8-30%), bệnh viêm da (4,5-23%), bệnh ựường

hô hấp (6-18%), bệnh ựau mắt (9-15%) Tỷ lệ mắc bệnh nghề nghiệp ở làng nghề Liên Hiệp 70%, làng bún Phú đô là 50%

Một trong những nguyên nhân của tình trạng ô nhiễm kể trên là do các

cơ sở sản xuất kinh doanh ở các làng nghề còn manh mún, nhỏ lẻ, phân tán, phát triển tự phát, không ựủ vốn và không có công nghệ xử lý chất thải Bên cạnh ựó, ý thức của chắnh người dân làm nghề cũng chưa tự giác trong việc thu gom, xử lý chất thải Nếu không có các giải pháp ngăn chặn kịp thời thì tổn thất ựối với toàn xã hội sẽ ngày càng lớn, vượt xa giá trị kinh tế mà các làng nghề ựem lại như hiện nay

2.3 Hiện trạng môi trường ở các cơ sở sản xuất tinh bột

Chất thải từ ngành công nghiệp chế biến thực phẩm nói chung và công nghiệp sản xuất tinh bột nói riêng luôn là vấn ựề bức xúc ựối với mỗi quốc gia, không chỉ gây ảnh hưởng tới môi trường ựất, nước và không khắ, gây mất

mỹ quan khu vực xung quanh mà còn ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ của cộng ựồng Công nghiệp sản xuất tinh bột làm phát sinh cả ba dạng chất thải: khắ thải, nước thải và chất thải rắn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 26

- ðể tẩy trắng bột ở qui mô sản xuất lớn có thể lò ñốt lưu huỳnh tạo sunfua dioxit, quá trình này làm phát sinh SO2 Ngoài ra SO2 còn phát sinh từ khu vực nghiền bột trong trường hợp ñịnh lượng quá nhiều SO2 vào dung dịch sữa bột

- Trong sản xuất tinh bột, hợp chất cyanogenic glucozit thuỷ phân giải phóng HCN, ñây là axit dễ bay hơi, chúng phát tán vào không khí gây ảnh hưởng tới sức khoẻ của con người và gia súc

- Khí ô nhiễm còn có thể phát sinh từ quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong bã thải rắn hoặc trong nước thải từ hệ thống xử lý như: H2S,

NH3, Indol, Xetol…có khả năng gây các bệnh về ñường hô hấp, ung thư gây nguy hiểm cho con người

- Không khí còn bị ô nhiễm bởi bụi của quá trình vận chuyển sắn nguyên liệu từ các vùng nguyên liệu tới khu vực tập kết nguyên liệu của cơ sở hoặc bụi bột phát sinh trong quá trình sàng, sấy khô và ñóng bao

Ngoài ra còn phải kể ñến ô nhiễm tiếng ồn từ các loại máy móc, thiết bị sản xuất: máy rửa, máy nghiền, máy ly tâm…

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 27

nghệ khác nhau Lượng nước thải từ quá trình này chiếm khoảng 80÷90% tổng lượng nước sử dụng

Nước thải công ñoạn rửa củ và trích ly chiết suất là 2 nguồn gây ô nhiễm chính trong công nghệ sản xuất chế biến tinh bột

- Nước thải từ công ñoạn rửa củ và bóc vỏ chiếm khoảng 30% tổng lượng nước sử dụng chứa chủ yếu là cát, sạn, hàm lượng chất hữu cơ không cao, pH ít biến ñộng thường khoảng 6,5÷6,8

Bảng 2.3: ðặc trưng nước thải của từ sản xuất tinh bột [16]

QCVN 24:2009* Các chỉ

tiêu

ðơn

vị

Quy mô nhỏ và vừa

Quy mô

BOD5 mg/l 7.400-11.000 6.200-23.000 30 50 100 COD mg/l 13.000-17.800 7.000-41.000 50 100 400

A - Thải vào nguồn tiếp nhận dùng cho mục ñích sinh hoạt

B - Nguồn tiếp nhận khác, ngoài loại A

C - Nguồn tiếp nhận ñược quy ñịnh

- Trong khi ñó nước thải từ công ñoạn trích ly chiết suất có hàm lượng chất ô nhiễm hữu cơ rất cao (COD: 7.000÷41.000mg/l; BOD: 6.200÷ 23.000mg/l), hàm lượng cặn lơ lửng, cặn khó chuyển hoá lớn (gồm xơ mịn,

pectin và các cặn không tan khác), pH thấp 3,8 ÷ 5,7 [1] Lượng nước này

chiếm khoảng 60%

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 28

- Ngoài hai nguồn ô nhiễm chính còn có khoảng 10% nước thải từ quá trình rửa nhà, sàn, thiết bị, từ quá trình sinh hoạt Nước thải loại này có COD khoảng 2.000÷2.500mg/l; BOD5 = 400÷500mg/l

Chính vì vậy ñối với sản xuất tinh bột thì nước thải là vấn ñề quan trọng nhất, gây sự quan tâm lớn nhất của các ngành chức năng

Từ bảng 2.3 nhận xét các chỉ tiêu nước thải như sau: Hầu hết hàm lượng

các chất ô nhiễm trong nước thải ở các công ñoạn chính ñều vượt quá quy chuẩn kỹ thuật cho phép (QCVN 24-2009-B) rất nhiều lần

Với ñặc trưng của nước thải sản xuất tinh bột như trên cho thấy nếu nước thải không ñược xử lý trước khi thải vào môi trường, sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và tác ñộng xấu tới sức khoẻ cộng ñồng Cụ thể:

- Nước thải chế biến tinh bột từ sắn, dong có hàm lượng chất hữu cơ cao làm giảm oxy hoà tan trong nước, thúc ñẩy quá trình phân huỷ yếm khí các vi sinh vật trong nước phát sinh mùi xú uế ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng môi trường và gây mất mỹ quan

- Bên cạnh ñó, quá trình chuyển hoá tinh bột thành axit hữu cơ làm cho

pH trong nước thải giảm, pH thấp trong nước thải có tác ñộng xấu tới các ñộng vật thuỷ sinh, ñặc biệt các loài vốn ưa môi trường kiềm, làm chết tảo, cá

di chuyển nơi sống, làm chua ñất

- Hàm lượng TS, SS trong nước thải cao là nguyên nhân gây lắng ñọng

và thu hẹp diện tích các mương dẫn và các dòng tiếp nhận nước thải

Như vậy có thể khẳng ñịnh trong chế biến tinh bột thìvấn ñề nước thải là vấn ñề rất ñáng quan tâm

2.3.3 Chất thải rắn

Trong quá trình sản xuất tinh bột, chất thải rắn chủ yếu phát sinh từ các công ñoạn rửa củ, bóc vỏ và công ñoạn lọc Chất thải rắn từ khâu rửa củ bao gồm ñất, cát, lớp vỏ lụa và một phần thịt củ bị vỡ do va chạm mạnh hoặc do sắn nguyên liệu bị dập, thối Lượng chất thải này chiếm khoảng 5% sắn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 29

nguyên liệu Trong công ñoạn lọc tách bã, phần bã còn lại là nguồn phát sinh

chất thải rắn vô cùng lớn, chiếm khoảng 40% nguyên liệu [10] Có thể mô tả

cân bằng vật chất trong quá trình sản xuất tinh bột như sau:

Hình 2.5: Cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột từ củ tươi [5]

Kết hợp cân bằng vật chất trên và số liệu thống kê với khoảng 60% sản

lượng sắn cả nước năm 2008 (4157,7 nghìn tấn) [22] ñược làm nguyên liệu

thì lượng chất thải rắn phát sinh trong quá trình sản xuất tinh bột sắn lên ñến 1205,73 nghìn tấn Trong ñó, lượng tạp chất là 207,88 nghìn tấn; lượng bã thải lên ñến 997,85 nghìn tấn, với thành phần và tính chất của bã thải:

Bột nghiền 0,95 tấn (95%)

Tinh bột 0,5 tấn (50%)

Nước thải từ củ

0,05 tấn (5%)

Bã sắn 0,4 tấn (40%)

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 30

thoát khoảng 50,8÷69,8 nghìn tấn tinh bột Nếu không ñược xử lý kịp thời các chất hữu cơ trong bã thải bị phân huỷ gây mùi khó chịu, làm ô nhiễm môi trường không khí, ảnh hưởng tới sức khoẻ con người Ngoài ra, hàm lượng nước trong bã cao, hàm lượng chất khô thấp gây khó khăn trong bảo quản và sử dụng bã

2.4 Các biện pháp bảo vệ môi trường, xử lý ô nhiễm làng nghề chế biến tinh bột

Các làng nghề chế biến tinh bột thường gây ô nhiễm cao cho chất lượng môi trường nước, các chỉ tiêu BOD5, COD và TSS lên ñến hàng nghìn mg/l, cũng từ ñó gây mùi hôi thối Các phương pháp ñược nghiên cứu ñể xử lý tình trạng ô nhiễm trên là:

2.4.1 Tái sử dụng nước thải và sử dụng nước sạch

Ở hầu hết các doanh nghiệp chế biến tinh bột tiết kiệm nước bằng việc tái sử dụng nguồn nước thải Một số nhà máy lớn ñã tái sử dụng nước thải như nước thải của quá trình phân ly có thể ñược sử dụng lại cho công ñoạn rửa củ Việc sử dụng sẽ làm giảm lượng nước sạch sử dụng và làm giảm lượng nước thải

Tuy nhiên tại các làng nghề thì hầu như việc tuần hoàn và sử dụng nước

sạch hầu như là không có

2.4.2 Phân luồng dòng thải

Cần phân luồng dòng thải ñể giảm tải lượng nước thải cần xử lý, giảm thể tích bể cần xử lý Việc phân luồng dòng thải trước khi xử lý ñể tiết kiệm ñược chi phí ñầu tư xây dựng, giảm diện tích mặt bằng cần thiết cũng như chi phí vận hành sau này

- Dòng nước thải ít ô nhiễm

- Dòng nước thải ô nhiễm vừa

- Dòng nước thải ô nhiễm nặng

Việc phân luồng dòng thải tạo thuận lợi cho quá trình xử lý và xử lý có hiệu quả Tuy nhiên, ñể áp dụng tại các làng nghề thì quả là không ñơn giản

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……… 31

2.4.3 Các biện pháp xử lý nước thải

Sau khi ñược phân luồng, hay nước thải ñược xử lý thông qua các biện pháp sau:

2.4.3.1 Phương pháp xử lý cơ học

Bao gồm các quá trình xử lý sơ bộ lắng, lọc Phương pháp này thường ñược sử dụng trong giai ñoạn tiền xử lý nhằm tách các vật nổi có kích thước lớn, tách các hợp chất rắn ra khỏi nước thải ñể ñảm bảo cho bơm, ñường ống

hoạt ñộng hiệu quả không bị tắc ñồng thời giảm ô nhiễm [5]

2.4.3.2 Xử lý hoá lý

Các phương pháp xử lý nước thải ñều dựa vào quá trình ñông tụ và keo tụ, tuyển nổi, trao ñổi ion, tách bằng màng, ñiện hoá Các phương pháp hoá lý thường ñược ứng dụng ñể tách các chất ô nhiễm ở dạng keo, hoà tan, chất hoạt ñộng bề mặt hay kim loại nặng trong nước thải Trong ñó phương pháp keo tụ là phương pháp ñơn giản, xử lý nước thải có hàm lượng cặn lơ lửng lớn nên ñối với

nước thải trích ly của nhà máy chế biến tinh bột sắn ñược áp dụng xử lý [5]

2.4.3.3 Phương pháp sinh học

ðây là phương pháp xử lý hiệu quả nhất ñối với ngành chế biến thực phẩm và các dạng nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao nói chung

Phương pháp sinh học là sử dụng các vi sinh vật ñể phân giải các chất hữu

cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng ñể xây dựng tế bào, ñồng thời

ñế khai thác năng lượng cho quá trình sống Nhờ hoạt ñộng sống của vi sinh vật, các chất ô nhiễm ñược chuyển hoá và nước thải ñược làm sạch

Phương pháp sinh học có ưu ñiểm nổi bật là khá ñơn giản, rẻ tiền, hiệu quả chuyển hoá BOD cao, không gây ô nhiễm thứ cấp, ngoài ra còn

có thể thu lợi ích từ việc thu Biogas trong quá trình phân huỷ sinh học làm nhiên liệu khí ñốt

Dựa vào phương thức hô hấp của vi sinh vật trong quá trình phân giải chất hữu cơ mà chia làm hai phương pháp: Xử lý sinh học hiếu khí và xử lý sinh học yếm khí