Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến Dũng MỞ ĐẦU Nước ta đang trong thời kỳ mở cửa, thu hút vốn đầu tư của nước ngoài. Điều này đã thúc đẩy nền kinh tế cả nước nói chung, còng  ngành công nghiệp chế biến tinh bột nói riêng. Với vùng nguyên liệu cho ngành sản xuất này ở nước ta là rất phong phú cộng với sự đầu tư vốn, công nghệ sản xuất cao từ nước ngoài đã đem lại lợi nhuận lớn cho các công ty. Nên trong những năm gần đây, sự phát triển của ngành chế biến tinh bột ở nước ta tăng mạnh, nhiều nhà máy được xây dựng hoặc mở rộng qui mô sản xuất… Nhà máy chế biến tinh bột sắn xuất khẩu Bình Định với công suất 60 tấn/ngày là một dự án đang được triển khai. Để thực hiện tốt luật và chính sách môi trường của nhà nước, đi đôi với việc xây dựng nhà máy thì quá trình thiết kế, xây dựng khu xử lý chất thải là rất cần thiết. Đặc biệt, sản phẩm của công ty đựơc xuất khẩu sang các nước  Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, nên chất lượng môi trường tại nhà máy cũng là một tiêu chí trong cạnh tranh. Ngành sản xuất tinh bột sắn gây phát sinh các chất thải như khí thải, chất thải rắn, tiếng ồn và đặc biệt là nước thải. Sản xuất tinh bột sử dụng lượng nước rất lớn cho các mục đích khác nhau và tạo ra một lượng lớn nước thải rất giàu chất hữu cơ dễ chuyển hoá sinh học. Đây cũng là nguồn gốc gây ra ô nhiễm nguồn nước mặt những vùng xung, ô nhiễm mùi từ quá trình phân huỷ, tạo điều kiện cho các sinh vật truyền và gây bệnh phát triển. Vì vậy, đề tài :” Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột Bình Định, công suất 60 tấn/ngày” là rất cần thiết cho nhà máy chế biến tinh bột Bình Định nói riêng và các nhà máy chế biến tinh bột khác nói chung. Công nghệ xử lý yếm khí không chỉ có ý nghĩa về môi trường mà còn có ý nghĩa rất lớn về mặt kinh tế. Khí biogas thu được là nguồn nguyên liệu sạch thay thế dầu FO rất hiệu qủa trong công sản xuất tinh bét . Đồ án gồm có 6 nội dung chính  sau: Chương I: Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ tinh bột trên thế giới, trong khu vực và ở VN. Chương II: Công nghệ và nguyên liệu sản xuất tinh bét.: Chương III: Tổng quan và các dạng chất thải từ QTSX của nhà máy chế biến tinh bột Bình Định. Chương IV: Phương pháp xử lý yếm khí nước thải từ quá trình sản xuất tinh bét. Chương V: Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bét Chương VI: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột Bình Định Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN 1 Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến Dũng CHƯƠNG I HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ TINH BỘT TRÊN THẾ GIỚI, TRONG KHU VỰC VÀ Ở VN I. Hiện trạng sản xuất, tiêu thụ tinh bột trên thế giới và trong khu vực. Tinh bột là chất dinh dưỡng dự trữ của thực vật, được tạo thành từ quá trình quang hợp của cây xanh và được giải phóng sau khi tế bào bị phá vỡ. Tinh bột có kích thước rất nhỏ, dao động trong khoảng từ 2 đến 150 µm và có nguồn gốc từ nhiều loại thực vật khác nhau như: sắn, ngô, khoai lang, dong, khoai tây, ngũ cốc, ở các nước có khí hậu lạnh rất thích hợp với việc trồng khoai tây, trong khi đó ở các nước nhiệt đới các nguyên liệu chứa tinh bột khá đa dạng và phong phú như gạo, ngô, khoai lang, sắn, dong giềng… Từ xa xưa, các nguyên liệu chứa tinh bột chủ yếu được sử dụng làm lương thực, nguyên liệu để chế biến các sản phẩm khác  bún, bánh, miến, bánh đa, rượu,… và một lượng nhỏ được dùng trong ngành dệt. Hiện tại, tinh bột được sử dụng trong nhiều nghành công nghiệp, tuy nhiên được chia thành hai dạng chính: tinh bột dùng để chế biến lương thực, sản xuất cồn, sản xuất mì chính, sản xuất mạch nha, sản xuất đường gluco, chế biến thức ăn gia súc và tinh bét cho các ngành công nghiệp khác như: làm phụ gia trong công nghiệp dược, hồ sợi trong công nghiệp dệt nhuộm, công nghiệp sản xuất giấy, làm chất kết dính,… Hiện nay, trên thế giới có hơn 100 nước trồng sắn với diện tích vào khoảng 16 triệu ha (Châu Phi trồng khoảng 8 triệu ha, Châu Á khoảng 4 triệu ha và Nam Mỹ khoảng 3 triệu ha). Trong đó lớn nhất là Châu Phi (chiếm 57% - 85,2 triệu tấn củ), Châu Á (25% - 48,6 triệu tấn củ) và Châu Mỹ La Tinh (18% - 32,4 triệu tấn củ). Theo thống kê năm của FAO, năm 2001 sản lượng sắn củ trên toàn thế giới đạt trên 175 triệu tấn. Nigeria là nước có sản lượng sắn củ cao nhất thế giới với 33,854 triệu tấn, đứng thứ hai là Brazil với 24,481 triệu tấn, thứ ba là Thái Lan với 18 triệu tấn. Bảng I.1: Sản lượng sắn củ của một số quốc gia trên thế giới năm 2001 [20] Quốc gia Lượng củ sắn (tấn)   Thái Lan     Ên Độ  Trung Quốc Các nước khác 33.854.000 24.481.356 18.283.000 15.959.000 15.800.000 7.845.440 5.575.968 5.800.000 5.361.974 3.750.900 38.723.751 Tổng 175.617.389 Ở các nước Đông  Á, do điều kiện khí hậu thuận lợi cho việc trồng sắn nên sắn là cây lương thực thứ 3 sau lúa và ngô. Đứng đầu trong khu vực là Thái Lan, sản lượng sắn Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN 2 Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến Dũng hàng năm của Thái Lan là 17,7 - 19,1 triệu tấn với diện tích đất trồng là 1,15 triệu ha. Trong đó 10 triệu tấn sắn củ được sử dụng để sản xuất tinh bột (tương đương với 2,5 triệu tấn tinh bét), 50% lượng tinh bột được sử dụng cho ngành chế biến thực phẩm và các ngành khác, 50% còn lại được xuất khẩu. Đồng thời Thái Lan cũng là nước sản xuất tinh bột lớn nhất thế giới (lượng sắn khô và tinh bột trên thị trường xuất khẩu toàn thế giới là 7,1 triệu tấn trong đó có khoảng 6,5 triệu tấn được xuất khẩu từ Thái Lan), các bạn hàng chủ yếu của Thái Lan là: Trung Quốc, Hàn Quốc, Hà Lan, Nhật Bản, Mỹ và EU,… trong đó đứng đầu là Trung Quốc. Hàng năm trung bình Trung Quốc nhập khoảng 150.000 tấn tinh bột sắn từ Thái Lan (chiếm 50% lượng tinh bột sắn nhập khẩu của Trung Quốc), phần còn lại là từ Indonesia và Việt Nam. Bảng I.2. Lượng tinh bột sắn xuất khẩu sang một số quốc gia của Thái Lan [21]. Quốc gia 1999 2000 2001 2002 2003  13.356 13.882 14.213 26.062 38.591  7.618 13.609 11.694 18.430 19,666 Bỉ 97 321 1.361 1.490 2.413  416 707 522 594 20,010  2.855 1.917 1.434 1.535 4.826 Trung Quốc 63.534 89.331 83.590 108.026 132.162 Pháp 3.981 4.806 5.117 4.381 4.984 Đức 643 2.370 2.905 1.762 5.131 Hồng Kông 52.560 54.609 58.865 67.517 71.726  47.147 268.423 91.726 82.969 280.639 Nhật Bản 255.938 300.046 333.991 320.154 312.959 Lào 239 1.532 1.799 2.374 3.823  91.065 113.186 115.683 107.812 122.539  300 556 225 322 833  15.149 24.448 30.927 27.472 35.213  529 770 225 3.450 5.401 Na Uy 784 1.174 1.569 1.209 1.560 !! 21.326 36.575 42.114 50.968 35.464  Phi 15.186 14.981 22.823 7.478 18.541 Hàn Quốc 7.043 12.056 13.674 23.003 31.628 " 65 1.068 2.528 2.802 4.604 "! 51.402 76.152 58.005 57.987 60.218 Thuỵ Điển 1.975 2.659 2.444 3.272 5.090 "#$ 1.775 2.981 4.584 3.828 3.773 Thuỵ Sĩ 6.477 935 640 29 20 Đài Loan 305.970 310.883 306.370 313.477 282.735 %&'& 2.274 3.325 3.754 2.430 2.484 Mỹ 12.063 40.869 42.145 40.670 40.016 Các nước khác 12.063 15.487 29.230 26.132 62.457 Tổng lượng * 1.028.021 1.409.658 1.284.547 1.307.635 1.609.569 Tổng giá trị ** 10.374,00 12.408,00 13.740,00 14.264,15 16.219,42 * Tấn ** Triệu Baht (1USD = 45 Baht) Ở Châu Mỹ, lượng tinh bột sắn chủ yếu có nguồn gốc từ phía  của , chỉ có một lượng nhỏ được sản xuất ở , (),… Trong năm 1997, 80 Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN 3 Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến Dũng công ty chế biến tinh bột ở Brazil đã sản xuất ra khoảng 300.000 tấn tinh bột sắn, hầu hết các nhà máy này đều nằm ở "  và Mato. Theo đánh giá của các chuyên gia kinh tế thế giới, ba nhân tố tiềm năng thúc đẩy sự phát triển ngành sản xuất tinh bét  là: • Năng suất cao: sản lượng sắn trung bình ở  là 13 tấn/ha, nhưng ở phía Nam Brazil là 70 tấn/ha ( cây sắn hai năm) trong khi đó ở  chỉ là 14 tấn/ha. • Hàm lượng tinh bét cao: các giống sắn ở  có hàm lượng tinh bột không dưới 30% và trung bình là 33%, trong khi đó hàm lượng tinh bột sắn ở  là 26%. • Tiềm năng đất đai lớn nên diện tích trồng sắn có thể dễ dàng được mở rộng. Do đó, cùng với sự phát triển của công nghệ và sự xuất hiện các công ty đa quốc gia tại , trong những năm tới nền công nghiệp tinh bột sắn của Brazil được đánh giá là có khả năng sẽ san bằng khoảng cách với .  là một trong những nước ở Châu Mỹ sản xuất tinh bột vào loại lớn chỉ sau  và Paraquay. Sản xuất tinh bét qui mô công nghiệp ở  bắt đầu từ những năm 70 của thể kỷ trước. Sự phát triển và biến động của ngành công nghiệp tinh bét Colombia được chia thành bốn giai đoạn. Bảng I.3: Sản lượng tinh bột sắn của  từ năm 1970 đến 1996 [18]. Giai đoạn Tỷ lệ tăng hàng năm,%. Sản lượng tinh bét trung bình, tấn/năm. Diện tích trồng sắn (ha) 1970 – 1975 1,04 2.015.545 250.200 1975 – 1988 - 6,83 1.515.156 189.629 1988 – 1996 3,77 1.653.809 180.062 1996 – 2005 - - - Ngoài giá trị về suất khẩu, sắn là loại cây lương thực quan trọng, đặc biệt ở Châu Phi sắn chiếm khoảng 37% về lượng calo trong khẩu phần thức ăn của người dân, ở Châu Mỹ là 11%, ở Châu Á là 7%. Ngoài ra tinh bột sắn còn là một mặt hàng xuất khẩu có giá trị cao. Theo dự đoán của FAO, cùng với việc mở rộng diện tích trồng sắn, sự phát triển của công nghệ sinh học và công nghệ sản xuất, sản lượng sắn trên 1 ha có thể tăng từ 5-20 tấn lên 60 để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của các quốc gia. Sản lượng sắn củ trên toàn thế giới trong năm 2005 sẽ tăng gần gấp đôi so với những năm 70 của thế kỷ trước, trong đó tăng mạnh nhất vẫn là các nước thuộc Châu Phi (tăng 2,67 lần), tiếp đó là các nước Châu Á (tăng 1,9 lần) và Châu Mỹ (tăng 1,077). Bảng I.4. Sản lượng sắn củ ở một số vùng và toàn thế giới ở một số giai đoạn và dự báo cho năm 2005 [17]. Giai đoạn Châu Phi Châu á Châu Mỹ và Caribê Thế giới Sản lượng, triệu tấn. 1973 – 1975 43 30 31 104 1983 – 1985 55 47 28 130 1993 – 1995 82 49,1 29,3 160,4 2005 115 57 33,4 205,4 Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN 4 Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến Dũng Tuy nhiên, theo FAO mức độ tiêu thụ bình quân trên một đầu người trong khoảng 30 năm, từ năm 1961 đến năm 1995 có xu thế giảm. Trong đó, giảm mạnh nhất là Châu Đại Dương (khoảng 50%). Bảng I.5: Lượng tinh bột sắn tiêu thụ trên một đầu người ở một số khu vực (kg/năm) [22]. Khu vực 1961 1970 1980 1990 1995 Châu Phi 152,67 149,26 139,03 146,23 146,86 Châu á 9,69 9,15 10,83 7,74 8,50 Châu Mỹ 46,03 57,37 40,58 35,28 33,14 Châu Đại Dương 44,14 41,83 24,43 24,47 22,84 II. Tình hình sản xuất, tiêu thụ và chế biến sắn ở Việt Nam. Việt  là một nước nông nghiệp, dân số đông nên việc trồng các loại cây lương thực là một yếu tố quan trọng thúc đẩy sự phát triển kinh tế của cả nước. Ở ta sắn là cây lương thực có sản lượng đứng sau lúa và được trồng trên toàn quốc từ Bắc đến , nhiều nhất là các vùng trung du và miền núi. Ngoài việc góp phần cân đối nhu cầu lương thực trong cả nước, sắn còn là nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp và xuất khẩu. Diện tích trồng sắn trung bình ở nước ta vào khoảng 300.000 ha (chiếm khoảng 25% diện tích cây trồng toàn quốc) với sản lượng từ 2,5 đến 2,9 triệu tấn củ/năm, đứng thứ 13 trên thế giới và đứng thứ 3 trong khu vực Đông Nam á sau Thailand và Indonesia, lượng tinh bột sắn xuất khẩu hàng năm của nước ta vào khoảng 500 ngàn tấn. Theo dự báo của FAO nhu cầu sắn củ của nước ta năm 2005 sẽ tăng thêm khoảng 125 nghìn tấn. Cùng với việc trồng sắn, ở nước ta việc chế biến sắn đã có từ lâu đời ở các làng nghề. Từ 20 năm nay, ngành công nghiệp chế biến tinh bột sắn đã được phát triển. Tuy nhiên qui mô sản xuất ở nước ta chưa lớn, tập trung chủ yếu ở các tỉnh phía  và tồn tại dưới hai dạng: qui mô nhô nhỏ ở làng nghề và sản xuất qui mô công nghiệp. Sản phẩm tinh bột ở các làng nghề chủ yếu để đáp ứng cho sản xuất một số sản phẩm như mạch nha, bún, nấu rượu,… sản xuất tinh bột không chỉ giải quyết công ăn việc làm ở làng nghề, mà còn đem lại lợi nhuận lớn cho người dân. Hiện cả nước ta có 14 nhà máy sản xuất tinh bột sắn với các công nghệ, trang thiết bị tiên tiến và sản phẩm đạt tiêu chuẩn xuất khẩu sang các nước, như công ty liên doanh Việt – Thái, nhà máy tinh bột sắn Đắc Lắc, đặc biệt là công ty bột ngọt VEDAN của Đài Loan với vốn đầu tư khoảng 250 triệu USD… ở miền Bắc qui mô sản xuất còn nhỏ, tập trung nhiều ở nông thôn dưới dạng làng nghề điển hình là làng nghề Dương Liễu, thu hót 80% sè lao động từ 2.300 hé gia đình trong làng. Các nhà máy sản xuất tinh bột sắn như nhà máy tinh bột sắn Thái Nguyên với công suất 6.000 tấn/năm, nhà máy tinh bột sắn Tuyên Quang với công suất 10.000 tấn/năm, riêng tỉnh Yên Bái có nhà máy sản xuất tinh bột sắn Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN 5 Ch©u Phi Ch©u ¸ Ch©u Mü vµ Caribª Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến Dũng Yên Ninh với công suất 20.000 tắn/năm. Ngoài các nhà máy đang hoạt động, trong nước đang triển khai xây dựng thêm một số nhà máy chế biến tinh bột với công suất lớn như: nhà máy chế biến tinh bột Tuyên Quang (công suất 10.000 tấn/năm), nhà máy chế biến tinh bột Bình Định (công suất15.000 tấn/năm), Bảng I.6. Sản lượng tinh bột của một số nhà máy điển hình ở Việt . Tên nhà máy Công suất, tấn/năm. Liên doanh Thái – Tây Ninh. Liên doanh Việt Thái – Gia Lai. Công ty bột ngọt VEDAN. Nhà máy mỳ Tân Châu - Tây Ninh. Nhà máy tinh bột Đắc Lắc. 12.500 12.500 25.000 25.000 10.000 Theo số liệu tổng kết của FAO thì sản lượng tinh bột của Việt  tăng trung bình mỗi năm 0.89%, trong khi đó toàn Châu á là 3,29%. Lượng tinh bột xuất khẩu trung bình hàng năm của nước ta mới chỉ vào khoảng 3% tổng sản lượng, trong khi đó của  và  lần lượt là 7,09% và 17,13%. Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN 6 Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến Dũng CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ VÀ NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT TINH BÉT II.1. Nguyên liệu sản xuất. Nguyên liệu cho quá trình sản xuất tinh bột rất đa dạng, bao gồm: ngô, lúa mì, gạo, khoai lang, khoai tây, sắn,… Tuy nhiên ở nước ta sắn là loại nguyên liệu được sử dụng phổ biến nhất do sắn có hàm lượng tinh bét cao, chế biến đơn giản và giá thành nguyên liệu thấp. II.1.1. Sắn ( Manihot). Ở Việt  sắn được trồng gồm hai loại chính: • Sắn ngọt (Manihot dulcis) • Sắn đắng (Manihot utilisma): hàm lượng tinh bét cao (25 - 28%), năng suất sản lượng cao (35tấn/ha) nên thường được sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất tinh bét. Củ sắn thường dài và thắt lại ở hai đầu, kích thước củ tuỳ thuộc vào điều kiện đất trồng, chiều dài dao động từ 10 đến 30 cm với đường kính khoảng 2,8 cm. Cấu tạo gồm bốn phần chính: vỏ gỗ, vỏ cùi, thịt củ và lõi. Vỏ gỗ gồm tế bào xít, thành phần chủ yếu là xenluloza, không chứa tinh bột, có vai trò bảo vệ củ khỏi các tác động bên ngoài, vỏ gỗ chiếm khoảng 0,5 đến 2 % khối lượng của củ sắn. Khi chế biến vỏ gỗ được loại bỏ. Vỏ cùi dày hơn vỏ gỗ rất nhiều, chiếm khoảng 5 đến 20 % khối lượng củ. Vỏ cùi chứa các độc tố, tanin, sắc tố,… nên trong quá trình chế biến nếu không được loại bỏ sẽ ảnh hưởng đến màu sắc của tinh bét. Thịt sắn chứa chủ yếu là tinh bột, lớp ngoài cùng của thịt củ chứa nhiều tinh bột nhất, càng vào sâu bên trong lõi hàm lượng tinh bột càng giảm. Lõi sắn ở trung tâm và nằm dọc theo củ sắn, chiếm 0,3 đến 1% trọng lượng củ, thành phần chủ yếu là hemixenluloza. Lõi sắn có thể làm ảnh hưởng đến quá trình mài, nghiền do lõi cứng và to. Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN 7 Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến Dũng Bảng II.1. Thành phần hoá học trung bình trong củ sắn [12]. Thành phần % 1. Nước. 2. Tinh bét. 3. Protit. 4. Chất béo. 5. Xeluloza. 6. Đường. 7. Tro 70,25 21,45 1,12 0,40 1,11 5,13 0,54 Thành phần hoá học của củ sắn phụ thuộc vào giống sắn, thành phần và tính chất thổ nhưỡng, chế độ chăm sóc và thời gian thu hoạch,… Hàm lượng tinh bét trong củ sắn cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đặc biệt là thời điểm thu hoạch. Thông thường vụ thu hoạch sắn kéo dài từ tháng 9 năm trước đến tháng 4 năm sau, thời điểm cho hàm lượng tinh bét cao nhất là từ tháng 11 đến hết tháng 1 năm sau. Sang tháng 2 và tháng 3 hàm lượng tinh bột bị giảm xuống do một phần tinh bột đã bị chuyển thành đường để nuôi sống mần non. Ngoài các chất dinh dưỡng, trong sắn còn chứa các độc tố, tanin sắc tố và hệ Enzim phức tạp. Chúng gây khó khăn cho quá trình sản xuất và ảnh hưởng đến chất lượng bột sau này. • Độc tè trong củ sắn: là một dạng Glucozit có tên gọi Phazeolunatin hay linamarin (C 10 H 17 NO 6 ) có hàm lượng trong sắn tươi ≈ 0.01 - 0.04%, trong sắn đắng cao hơn sắn ngọt. Độc tố tập trung chủ yếu ở lớp vỏ cùi, hoà tan trong nước, tan kém trong cồn, hầu  không tan trong ête. Bình thường linamarin không độc. Khi thu hoạch, củ sắn được tách khỏi cây, các enzim hoạt động hoặc trong môi trường axit phazeolunatin bị thuỷ phân tạo thành Glucoza, axeton và axit xyanhydric (HCN) gây độc. Trong sản xuất tinh bét HCN phản ứng với sắt có trong nước tạo ra xianat sắt màu xám đen ảnh hưởng xấu đến chất lượng tinh bét. • Các enzim: chủ yếu là các Polyphenoloxydaza, những Enzim này ảnh hưởng lớn tới chất lượng sắn trong quá trình bảo quản và chế biến. Đặc biệt sau thu hoạch các Enzim hoạt động mạnh, các Polyphenoloxydaza xúc tác quá trình oxy hoá các polyphenol tạo Octakinon, sản phẩm này phản ứng với các axit amin tạo các sản phẩm có màu: ví dụ Tirozinaza xúc tác oxy hoá tirozin tạo nên kinon có màu xám đen (dạng melanin) hoà tan kém, gây các vệt đen trong thịt sắn (sắn chảy nhựa), làm giảm hiệu qủa thu hồi và giảm chất lượng tinh bét. Enzim tập trung chủ yếu trong nhựa sắn, ở vỏ cùi nên các vết đen cũng bắt đầu từ ngoài vào .Tanin trong vỏ sắn cũng bị oxy hoá Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN 8  *+ , *- . / 0, 1 .  / , *1 . / 0, 2 3.3, 2 0, Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến Dũng thành flobafen, các sản phẩm này đều có màu xám đen hoặc tác dụng với sắt tạo sắt- tanat. II.1.2.Các loại nguyên liệu khác. • Khoai tây (Solanum Tuberosum) là một trong những nguyên liệu thích hợp nhất và kinh tế nhất trong quá trình sản xuất tinh bột vì nó đáp ứng yêu cầu công nghệ, hàm lượng tinh bét cao so với các loại nguyên liệu khác và phân bố không đều. Phần chứa nhiều tinh bột nhất là các tế bào ở khoảng giữa lớn, còn trung tâm củ hàm lượng tinh bột tương đối thấp. • Khoai lang (Batatas) là cây mầu ưa Èm nên được trồng phổ biến ở các vùng nhiệt đới. Khoai lang dễ trồng và được trồng nhiều vụ nhưng có 2 vụ chính là đông xuân và thu đông. Thành phần hoá học khoai lang phụ thuộc vào giống, đất trồng, điều kiện chăm sóc và độ già. Khi khoai già hàm lượng nước khoảng 50 đến 75%, còn tinh bét dao động trong khoảng 15 đến 31 %. Khác với sắn và khoai tây thì khoai lang chứa khá nhiều đường (5- 10%), chủ yếu là glucoza. • Ngô (Mays) là cây lương thực quan trọng, chiếm vị trí thứ 3 sau lúa và lúa mì về diện tích trồng và sản lượng trên toàn thế giới. ở nước ta ngô được trồng khắp mọi nơi, ở đồng bằng, trung du và miền núi. Bảng II.2. Thành phần hoá học trung bình của một số nguyên liệu chứa tinh bét [28]. Thành phần (% theo khối lượng) Nguyên liệu Khoai lang Khoai tây Ngô Dong Sắn Nước Tinh bét Protein Chất béo Xenluloza 68,1 15 – 31 1,6 0,5 0,9 75 18,5 - 0,2 1,1 - 68 – 71 12 4,2 – 5,8 1,78 64 – 80 12 – 25 0,9 – 2,3 0,1 – 0,7 1,0 – 3,0 70,25 21,45 1,12 0,40 1,11 II.2. Một số đặc điểm quan trọng của tinh bét. II.2.1. Hình dạng và kích thước của tinh bét Tinh bột là những hạt rất nhỏ và có hình dạng rất phong phú, phụ thuộc vào từng loại nguyên liệu. Hạt tinh bột gạo có hình nhiều cánh dính liền từng mảnh, có kích thước từ 3 đến 8µm. Hạt tinh bột ngô có hình đa giác không rõ rệt, ở giữa có nhân, kích thước từ 2 đến 26µm. Tinh bét khoai tây hình bầu dục, nhân có vằn, kích thứơc từ 10 đến 150µm. Tinh bột sắn có dạng hình tròn, kích thước trung bình 20 µm. Hình II.1. Hình dạng hạt tinh bột của một số nguyên liệu [28]. Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN 9 Đồ án tốt nghiệp Trần Tiến Dũng Tinh bột sắn Tinh bét dong Tinh bột ngô Tinh bét khoai tây Tinh bột cọ Sagu Tinh bột lúa mì II.2.2. Thành phần của tinh bét. Tinh bột gồm hai thành phần là amiloza và amilopectin. Tuỳ theo từng loại nguyên liệu mà chúng có tỷ lệ khác nhau, nhưng nhìn chung tỷ lệ này là xấp xỉ 1/4. Trong tinh bột các loại nếp (gạo nếp, ngô nếp,…) lượng amilopectin chiếm gần  100%. Trái lại trong tinh bột đậu xanh, dong riềng hàm lượng amiloza lại chiếm gần 50%. Bảng II.3. Thành phần và kích thước hạt tinh bét trong một số nguyên liệu chứa tinh bét [28]. Nguyên liệu Amiloza,%. Amilopectin,%. Kích thước, µm. Kích thước trung bình, µm. Gạo sáp 0 100 2 - 15 6 Ngô có hàm lượng Amiloza cao 70 30 4 - 20 10 Ngô 28 72 5 - 25 14 Sắn 17 83 3 - 30 14 Lúa mú 26 74 3 - 35 7 và 20 Khoai lang 18 82 4 - 40 19 Khoai tây 20 80 10 - 100 36 Dong 21 79 9 - 40 23 Amilopectin có mạch phân nhánh do các gốc α _D glucozit (có công thức [C 6 H 10 O 5 ] n ) kết hợp với nhau bằng liên kết α _1,4 glucozit, còn ở điểm phân nhánh thì bằng liên kết α _1,6 glucozit. Amyloza là phân tử mạch thẳng, do các gốc α _D glucozit bằng liên kết α _1,4 glucozit. Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường_ ĐHBKHN 10 [...]... 4.074.600 Nhu cu v cp v thoỏt nc: Nước làm mát 120 m3 Nước từ củ sắn 168 m3 Nước công nghệ 1.067 m3 Nước sinh hoạt 12,5 m3 Nước trong bã sắn 30 m3 Quá trình sản xuất Nước thải làm mát 120 m3 Nước thải công nghiệp 1.109 m3 Nước bốc hơi 90 m3 Nước thải sinh hoạt 12,5 m3 Nước trong vỏ sắn 6 m3 Hình III.2 Sơ đồ cân bằng nước của nhà máy tính cho một ngày đêm Trong quỏ trỡnh sn xut tinh bt sn, lng nc c s dng l... Mụi Trng_ HBKHN Sản phẩm 19 ỏn tt nghip Dng Trn Tin Hỡnh II.4: S cụng ngh sn xut tinh bt sn ca Trung Quc 2 Cụng ngh sn xut ca Thailand Sắn củ tươi Bóc vỏ, tách tạp chất và rửa củ Vỏ sắn, tạp chất Xử lý nước thải Băm nhỏ Nước sạch Nghiền nhỏ H2SO3 Trích ly, tách sơ thô và sơ tinh Nước ép ép bã Bã Bã sắn Phân ly Ly tâm tách nước Sấy khô Đóng bao Hình II.5: Sơ đồ công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Thái... xut tinh bt l sn c Cõn bng vt cht ca quỏ trỡnh sn xut tinh bt t hai loi nguyờn liu c th hin trong hỡnh II.6 v II.7 Một tấn sắn củ, 100% Nước thải từ củ, 50% Vỏ, đất cát thải ra, 10% Bột nghiền, 0.9 tấn Bã sắn 3,5 5% Tinh bột ư ớt, 50% Hỡnh II.6: S cõn bng vt cht trong quỏ trỡnh sn xut tinh bt sn Một tấn dong củ, 100% Nước thải từ củ, 50% Bột nghiền, 0.9 tấn Vỏ, đất cát thải ra, 10% Bã sắn 7 10% Tinh. .. Cht lng tinh bột cao nhng khụng bng so vi sn xut tinh bt s dng cụng ngh hin i do thi gian ch bin lõu v lm tht thoỏt tinh bột Cht lng tinh bột cao v rt cao (ph thuc Cht lng tinh bột II.3.1 Cụng ngh sn xut tinh bt qui mụ lng ngh Nguyờn liu ti c ra v búc v trc khi em i nghin nh bng mỏy mi Tinh bột trong hn hp sau mi s c tỏch bó s bng mỏy vt vi cỏc tm li chn song song cú kớch thc mt li nh dn Sa bt thu c... Tin Nước Nạp liệu Bóc vỏ, rửa H2SO3 Vỏ, đất, cát, Tách rác Nước thải Chặt, mài Trích ly thô (125 ) H2SO3 Trích ly thu hồi 1 (125 ) Trích ly tinh 1 (75 ) Sàng lưới cuối (75 ) Trích ly tinh 2 (75 ) ép bã băng tải Bã sắn thải Tách tạp chất Tạp chất Phân ly 1 (10 12 Bé) Phân ly 2 (21 Bé) Khí thải Dầu FO Khí nóng Sấy, làm nguội, rây Lò đốt Nước thải Ly tâm, tách nước Đóng bao Gia nhiệt Lọc Khí thải Nước. .. [28] II.2.3 Tớnh cht ca tinh bột Tớnh cht vt lý Tinh bt nh, mn, trng, khụng mựi v cú v nht ẩm cõn bng ca tinh bt nh hn ẩm ca ht v ph thuc vo ẩm t ẩm khụng khớ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 ẩm cõn bng ca tinh bột, % 2,2 3,8 5,2 6,4 7,4 8,3 9,2 10,6 22,7 Trng lng riờng ca tinh bt tu thuc vo tng loi tinh bt nhng nú chờnh lch nhau khụng nhiu, nhỡn chung l khong 1,6 tn/m3 nhit thng tinh bt khụng ho tan... chun xut khu, tinh bt c phõn c qua sng tuyn chn Tinh bt thnh phm c úng bao v nhp kho 18 Vin Khoa Hc V Cụng Ngh Mụi Trng_ HBKHN ỏn tt nghip Dng Trn Tin Sắn củ tươi Loại bỏ tạp chất Tách vỏ Sắn lát khô Nước Tách tạp chất Rửa Vỏ gỗ Nước thải Nghiền lần I Nghiền lần II Sàng lọc Lò đốt lưu huỳnh SO2 Trích ly, chiết Bã sắnư ép nước Nước Tẩy trắng Nước Bã Nước thải Ly tâm, tách nước Sấy khô Sàng bột Đóng túi... Cụng Ngh Mụi Trng_ HBKHN ỏn tt nghip Dng Trn Tin Nước Củ sắn tươi Rửa, tách vỏ Vỏ Ngâm Cắt nhỏ Nghiền, lọc và tách bã Sơ bã Lắng Tro khô Tách ẩm Nước thải Tro ẩm Phơi khô Tinh bột sắn ướt ( 50 % ẩm) Hình II.2: Sơ đồ qui trình sản xuất tinh bột sắn sử dụng máy nghiền liên hoàn kèm dòng thải 14 Vin Khoa Hc V Cụng Ngh Mụi Trng_ HBKHN ỏn tt nghip Dng Trn Tin Nước Củ sắn tươi Rửa, tách vỏ Vỏ Ngâm Cắt nhỏ... nghip Dng Trn Tin Nước Củ sắn tươi Rửa, tách vỏ Vỏ Ngâm Cắt nhỏ Nghiền Lọc và tách bã Sơ bã Lắng Tro khô Tách ẩm Nước thải Tro ẩm Phơi khô Tinh bột sắn ư ớt (50% ẩm) Hình II.3: Sơ đồ qui trình sản xuất tinh bột sắn sử dụng máy nghiền gián đoạn kèm dòng thải Nhỡn chung, quỏ trỡnh sn xut tinh bt lng ngh thng l th cụng bỏn c gii trong mt s cụng on nh ra c, búc v, tr nghin cỏc lng ngh hin ang s dng hai... 2 (21 Bé) Khí thải Dầu FO Khí nóng Sấy, làm nguội, rây Lò đốt Nước thải Ly tâm, tách nước Đóng bao Gia nhiệt Lọc Khí thải Nước Cyclon ướt thu hồi bột Kho Không khí Sữa loãng Hình III.1 Sơ đồ qui trình công nghệ của nhà máy sản xuất tinh bột sắn Bình Định kèm dòng thải 3 Nhu cu v nhiờn liu, hoỏ cht, nc v nng lng Nhu cu v nhiờn liu: nhiờn liu m nh mỏy s dng cho cỏc hot ng sn xuõt l du FO, s dng nhit . trình sản xuất tinh bét. Chương V: Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bét Chương VI: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột Bình Định Viện Khoa Học Và Công. trong cạnh tranh. Ngành sản xuất tinh bột sắn gây phát sinh các chất thải như khí thải, chất thải rắn, tiếng ồn và đặc biệt là nước thải. Sản xuất tinh bột sử dụng lượng nước rất lớn cho các. sản xuất tinh bét.: Chương III: Tổng quan và các dạng chất thải từ QTSX của nhà máy chế biến tinh bột Bình Định. Chương IV: Phương pháp xử lý yếm khí nước thải từ quá trình sản xuất tinh bét. Chương