PHẦN 1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Cây sắn (Manihot esculenta) có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu Mỹ
La Tinh và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993)[1]. Trung tâm
phát sinh cây sắn được giả thiết tại vùng đông bắc của nước Brazin thuộc lưu
vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại sắn trồng và hoang dại (De Candolle
1886; Rogers, 1965) [1].
Hiện tại, sắn được trồng trên 100 nước của vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới,
tập trung nhiều ở châu Phi, châu Á và Nam Mỹ (CIAT, 1993)[1].
Sắn là cây lương thực, thực phẩm chính của hơn 500 triệu người trên thế
giới, đặc biệt là các nước châu Phi, nơi cây sắn được coi là giải pháp an toàn
lương thực hàng đầu để chống tình trạng suy dinh dưỡng. Sắn đồng thời cũng là
cây dùng làm thức ăn gia súc quan trọng tại nhiều nước trên toàn thế giới, sắn
cũng là cây hàng hóa xuất khẩu có giá trị để chế biến thức ăn gia súc, bột ngọt,
rượu cồn, bánh kẹo, mì ăn liền, ván ép, bao bì, màng phủ sinh học và phụ gia
dược phẩm. Năm 2005, toàn thế giới có 100 nước trồng sắn với tổng diện tích
sắn đạt 18,69 triệu ha, năng suất củ tươi bình quân 10,87 tấn/ ha, sản lượng
203,34 triệu tấn. Tiêu thụ sắn trên thế giới năm 2006 ước đạt 6,9 triệu tấn sản
phẩm, tăng 11% so với năm 2005 (6,2 triệu tấn), giảm 14,81% so với năm 2004
(8,1 triệu tấn). (FAO, 2007)[2].
Ở Việt Nam, cây sắn đã và đang chuyển đổi nhanh chóng vai trò từ cây
lương thực thành cây công nghiệp với tốc độ phát triển cao ở những năm đầu thế
kỷ XXI. Việt Nam hiện đã trở thành nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng thứ hai
trên thế giới sau Thái Lan. Tinh bột sắn Việt Nam đã trở thành một trong bảy
mặt hàng xuất khẩu mới có triển vọng, được chính phủ và các địa phương quan
tâm phát triển. Cả nước hiện có 53 nhà máy chế biến tinh bột sắn đã đi vào hoạt
động với tổng công suất chế biến 2,2 - 3,8 triệu tấn sắn củ tươi/ năm và 7 nhà
1
máy đang được xây dựng. Hướng sử dụng nguyên liệu sắn để làm cồn sinh học
(bio ethanol) đang được quan tâm. Năm 2006, diện tích sắn toàn quốc đạt 474,8
ngàn ha, năng suất củ tươi bình quân 16,25 tấn/ha, sản lượng 7,7 triệu tấn (Tổng
việc nâng cấp công suất nhà máy giai đoạn hai với công suất 120 tấn tinh
bột/ngày, vùng nguyên liệu ngày càng được mở rộng trên các địa bàn trong
tỉnh và các vùng lân cận.
Ngoài ra, nhà máy cũng tiếp nhận một phần nguyên liệu nhập từ các tỉnh
như Quảng Trị, Quảng Bình
Với sự ra đời của nhà máy tinh bột sắn FOCOCEV trên địa bàn tỉnh Thừa
Thiên Huế đã tạo điều kiện thuận lợi về mặt kinh tế và xã hội. Nhà máy cũng
đã giải quyết việc làm cho một bộ phận người dân, góp phần vào sự chuyển đổi
cơ cấu cây trồng trên những vùng đất khô hạn.
3
2.2. Vùng nguyên liệu của nhà máy
Hiện nay, vùng nguyên liệu chủ yếu của nhà máy là từ nguồn cung cấp ở
các huyện trong tỉnh. Đặc biệt, các huyện có sản lượng sắn cao nhất là Phong
Điền, Hương Trà, A Lưới. Và ngoài ra, nhà máy còn nhập nguyên liệu từ các
tỉnh khác như Quảng Trị, Quảng Bình với số lượng không nhiều
Bảng 1. Lượng sắn nhập cho nhà máy của các huyện trong tỉnh
Năm 2006 2007 2008
Đơn vị
Diện
tích
(ha)
Sản
lượng
(tấn)
Diện
tích
(ha)
Sản
lượng
(tấn)
Trong những năm qua nhà máy không ngừng cải tiến kỹ thuật và cung cấp
các giống sắn mới như KM 95, KM 95-3 có sản lượng và hàm lượng tinh bột
cao để tăng năng suất nhà máy. Hiệu suất thu hồi cao, tỷ lệ giữa nguyên liệu tươi
và thành phẩm là 4:1.
2.3. Cơ cấu tổ chức nhà máy
Nhà máy gồm 4 phòng:
- Phòng tổng hợp
- Phòng tài chính- kế toán
- Phòng sản xuất kỹ thuật
- Phòng quản lý chất lượng - môi trường
5
Mỗi phòng có chức năng và nhiệm vụ cụ thể, chịu sự chỉ đạo trực tiếp của
giám đốc. Giữa các phòng có sự tương tác qua lại với nhau để đảm bảo cho quá
trình sản xuất được nhanh chóng và thuận lợi.
6
7
S
ơ
đ
ồ
c
ơ
c
ấ
u
t
GIÁ
M
ĐỐC
PHÒN
G
TỔNG
HỢP
PHÒN
G
QUẢN
LÝ
CHẤT
LƯỢN
G
Ca
A
Ca
B
Ca
C
Cơ điện
Tổ chức hành
chính
Tài chính kế
toán
Kinh doanh
Vật tư
Bảo vệ
Bảng 3. Thành phần hóa học củ sắn
Thành phần hoá học Hàm lượng %
Nước 70,25
Tinh bột 21,45
Đường 5,14
Protein 1,12
Lipit 0,40
Cellulose 1,10
Tro 0,54
Trong lá và củ sắn ngoài các chất dinh dưỡng cũng chứa một lượng độc tố
(HCN) đáng kể. Các giống sắn ngọt có 80-110 mg HCN/kg lá tươi và 20-30
mg/kg củ tươi. Các giống sắn đắng chứa 160-240 mg HCN/kg lá tươi và 60-150
mg/kg củ tươi. Liều gây độc cho một người lớn là 20 mg HCN, liều gây chết
người là 50 mg HCN. Tuỳ theo giống, vỏ củ, lõi củ, thịt củ, điều kiện đất đai, chế
độ canh tác, thời gian thu hoạch mà hàm lượng HCN có khác nhau. Tuy nhiên,
ngâm, luộc, sơ chế khô, ủ chua là những phương thức có thể loại bỏ phần lớn
độc tố HCN.
9
PHẦN 4
NỘI DUNG CHÍNH
4.1. Quy trình sản xuất tinh bột sắn
10
Sàng rung
Băng tải 1
Kiểm tra độ bột
Nguyên liệu
Tiếp nhận
Cân
Bãi nguyên liệu
Phễu nạp liệu
Ly tâm
32 - 35
0
Be
Sấy
t
0
200 – 210
0
C
Làm nguội
Đóng bao
Nước sạch
Nước thải
công nghiệp
Sữa loãng
Nhập kho
Quy trình sản xuất bao gồm các công đoạn chính sau:
- Nạp liệu - mài
- Trích ly
- Phân ly
- Ly tâm tách nước
- Sấy
- Đóng bao
4.1.1. Nạp liệu – mài
Sắn sau khi được thu mua từ vùng sản xuất, được xe chở về tập kết trước
cổng nhà máy, trước khi vào bãi chứa nguyên liệu thì xe đi qua cân để xác định
khối lượng, sau khi đổ nguyên liệu vào bãi xe được cân lần 2 để xác định khối
lượng nguyên liệu. Sau đó phòng KCS sẽ tiến hành lấy mẫu để kiểm tra hàm
lượng bột, tỷ lệ hư hỏng và tạp chất để định giá cho người bán. Tại bãi nguyên
nguyên tắc ly tâm, dịch sữa có kích thước nhỏ sẽ lọt qua lỗ lưới, còn bã có kích
thước lớn bị giữ lại trên lưới. Ở máy trích ly 1, sau khi trích ly dịch sữa được
chứa ở thùng chứa sữa D và dịch sữa máy 2 chứa ở thùng chứa sữa A. Phần bã
của 2 máy trích ly được chứa ở thùng chứa bã 1 và được bơm lên máy trích ly 3
và 4. Kích thước lỗ lưới của 2 máy trích ly này là 400
µ
m. Sau khi trích ly dịch
sữa của 2 máy trích ly này được chứa ở thùng chứa sữa B và nó cấp cho 2 máy
trích ly 5 và 6 có kích thước lỗ lưới là 400
µ
m, bã được đưa ra ngoài còn dịch
sữa đưa xuống thùng sữa B.
Sau khi trích ly thô, dịch sữa ở thùng chứa sữa A được bơm qua máy trích
ly tinh 7 và 8, chúng có kích thước lỗ lưới là 100
µ
m. Dịch sữa ở máy 7 được
chứa ở thùng chứa sữa D và của máy 8 được chứa ở thùng chứa sữa S1. Phần bã
của 2 máy được đưa về thùng chứa bã A. Dịch sữa ở thùng chứa sữa D được
13
bơm đến máy trích ly tinh 9 và 10 có kích thước lỗ lưới là 75
µ
m. Sau khi trích
ly dịch sữa được chứa ở thùng chứa sữa S1. Dịch sữa ở thùng B được bơm cấp
cho máy mài và một phần cho các máy trích ly tinh 7, 8. Tốc độ quay của máy
trích ly thô là 1200 vòng/phút, 980 vòng/phút đối với máy trích ly tinh. Quá trình
trích ly loại bỏ hầu hết các tạp chất có kích thước lớn, thu được dịch sữa bột có
từ 2 – 4
0
Be.
4.1.3. Phân ly
nóng không khí nâng nhiệt độ không khí từ nhiệt độ môi trường lên đến tối đa là
210 – 220
0
C. Khi bột được cấp vào máy sấy thì sẽ được vít phân tán đánh tơi bột
giúp quá trình sấy được tốt hơn. Không khí nóng ở dưới thổi lên và kéo theo
lượng bột ẩm lúc này xảy ra quá trình trao đổi nhiệt và không khí nóng sẻ mang
lượng nước tự do trong bột ra ngoài. Càng lên cao bột càng được làm khô. Sau
khi ra khỏi tháp sấy bột được đưa vào cyclon để thu hồi bột, không khí mang hơi
ẩm và các cấu tử được đưa ra ngoài. Sau khi sấy bột có độ ẩm khoảng 12 -13%.
Trước khi qua hệ thống đóng bao thì được kiểm tra độ ẩm bằng cảm quan nhờ
cảm nhận bằng tay.
4.1.6. Đóng bao
Bột sau khi sấy được quạt hút đưa qua hệ thống cyclone gồm 3 chiếc. Có 2
cái mắc song song với nhau, các phần tử bột nặng sẽ rơi xuống đáy cyclon và
được sàng rây để loại bỏ các hạt bột thô. Đầu ra của 2 cyclon này được mắc nối
tiếp với cyclon còn lại. Ở cyclon này chủ yếu là thu hồi các cấu tử nhẹ như dịch
bào, chất xơ… Phần bột này có hàm lượng tinh bột thấp khoảng 60 – 65 % hàm
lượng tinh bột.
Bột sau khi qua máy rây rơi xuống thùng chứa và được đóng bao bởi máy
đóng bao tự động với khối lượng mỗi bao là 50Kg.
15
4.2. Một số thiết bị chính được sử dụng trong dây chuyền sản xuất
4.2.1. Lồng bóc vỏ
*Cấu tạo
Hình 1:
Cấu tạo của
lồng bóc vỏ
1. Môtơ
2. Lồng bóc vỏ 3. Vỏ máy 4. Thanh thép 5. Cánh xoắn
6. Bánh chủ động 7. Bể chất thải
van nước, vệ sinh lại thiết bị
17
4.2.2. Máy rửa củ
* Cấu tạo
Hình 2: Cấu tạo của bể rửa
1. Môtơ 2. Vỏ máy 3. Cánh chèo 4. Trục máy 5. Ổ bi
Cấu tạo gồm có 4 ngăn: 2 ngăn chứa nước và 2 ngăn khô. Cấu tạo là 1 nữa
hình trụ được lắp trên 1 cái khung. Được làm từ thép không gỉ.
Các cánh khuấy cũng được làm từ thép không gỉ, được dập hình ô van và
gắn trên trục thép. Cánh chèo này lắp lệch góc với cánh chèo kia 1 góc 45
0
. và
khi quay thì chúng sẽ đẩy sắn đi từ đầu thiết bị đến cuối thiết bị. Cánh khuấy
quay với vận tốc 30 vòng/phút và ở cuối thiết bị thì tại cửa ra của mỗi ngăn thì
cánh chèo hàn với 1 tấm gạt hướng theo chiều ra của sắn, để khi quay nó sẽ gạt
sắn ra ngoài.
Hệ thống quay được nhờ mô tơ có công suất 5,5Kw truyền động cho trục
truyền động.
*Nguyên tắc hoạt động
Mô tơ quay làm cho trục truyền động quay và làm quay các cánh khuấy.
Các cánh khuấy tạo thành một bánh chèo sẽ đảo trộn sắn và vận chuyển sắn từ
18
đầu này đến đầu kia của thiết bị, đồng thời tạo ra lực ma sát giữa củ sắn với củ
sắn, củ sắn với thiết bị làm cho vỏ lụa bị tách ra. Trong quá trình đảo trộn có bổ
sung thêm nước để nâng cao khả năng tách vỏ của thiết bị. Nước bổ sung được
lấy từ nước thải của quá trình phân ly và tại ngăn cuối cùng thì nước bổ sung là
nước sạch để làm sạch sắn lần cuối trước khi đưa đi qua máy chặt.
* Sự cố và cách khắc phục
- Gãy cánh khuấy, do lượng nguyên liệu vào quá nhiều
động nhờ mô tơ làm quay trục, dao động quay sẽ lướt qua dao tĩnh băm sắn ra
thành các mảnh nhỏ khoảng 2 - 3 cm, sau khi băm các mẫu sắn đổ xuống thùng
phân phối và được cấp vào mấy mài nhờ vít định lượng.
*Sự cố và cách khắc phục
- Dao mòn, dao bị gãy, hay cong vênh. Do kim loại hay đá cứng đi vào.
Khắc phục bằng cách tắt máy, kiểm tra lại các dao, gia công và hàn lại.
- Động cơ không quay do quá tải. Dừng máy lại lấy bớt sắn ra khỏi máy.
20
4.2.4. Máy mài
*Cấu tạo
Hình 4: Cấu tạo máy mài
1. Đế máy 2. Roto 3. Vỏ máy 4. Mô tơ
5. Hộp che dây đai 6. Trục máy 7. Khe lắp dao 8. Tấm kê 9. Tấm sàng
Có toàn bộ 3 máy mài. Bộ phận chính là roto, lưỡi dao, thanh kẹp. Roto
làm từ inox không gỉ, có đường kính 810mm, chiều rộng 400mm. Trên trục roto
có các rảnh hình côn để lắp nẹp dao mài. Máy 1 và 2 có 100 rảnh, máy 3 có 84
rảnh. Dao hình răng cưa cả 2 bên, khi 1 bên bị mòn thì ta đổi bên khác, được làm
từ thép đã được tôi luyện để tăng độ cứng. Dao được lắp vào rảnh nhờ 2 thanh
kẹp, thanh kẹp này có chốt giữ. Phía dưới roto có gắn tấm lưới không cho các
thành phần thô lọt qua. Toàn bộ roto được bao bọc bởi một vỏ bọc làm từ thép
không gỉ. Hai bên roto có lắp thêm tấm kê nhằm tăng khả năng mài sắn.
Hệ thống được truyền động bởi mô tơ 110Kw, qua puly dây curoa.
21
*Nguyên tắc hoạt động
Sắn từ thùng phân phối được các cánh gạt vào các vít định lượng và phân
phối sắn về các máy mài. Lượng sắn vào nhiều hay ít tùy thuộc vào tốc độ quay
của các cánh gạt.
Hình 5: Cấu tạo lưỡi dao
Khi mô tơ quay làm quay roto do đó các lưỡi dao quay , các mảnh sắn được
chặn ở tấm kê và được dao bào mòn. Khi sắn bị bào nhỏ ra và được nước rữa trôi
*Nguyên tắc hoạt động
Hình 7: Cấu tạo chi tết bên trong máy phân ly
1. Đường sữa vào 2. Đường nước, sữa bổ sung 3. Đường nước sạch
4. Khung thiết bị 5. Pét phun 6 .Môtơ truyền động
7. Dây curoa 8. Trục 9. Đĩa phân phối
10. Rổ lưới 11. Cửa dịch sửa ra 12. Cửa tháo bã
Dịch sữa được bơm vào đĩa phân phối, từ đĩa phân phối dịch sữa được phun
lên rổ lưới. Khi rổ lưới quay tạo ra lực ly tâm làm cho dịch sữa chuyển dịch từ
trong ra ngoài thành miệng của rổ lưới. Khi dịch chuyển thì các hạt tinh bột có
24
kích thước nhỏ hơn rổ lưới thì bị lọt qua và chuyển về ống thoát dịch sữa về
thùng chứa sữa. Những hạt có kích thước lớn hơn rổ lưới thì trượt ra khỏi miệng
rổ lưới vào cửa tháo bã đi ra ngoài. Trong quá trình trích ly có bổ sung thêm
nước hay dịch sữa loảng nhằm tăng cao hiệu suất trích ly.
*Sự cố và cách khắc phục
- Lưới bị rách. Tiến hành dừng máy để thay lưới mới nếu bị rách nhiều hoặc
có thể hàn lại.
- Máy bị rung do các ổ bi bị mòn, khắc phục bằng thay thế mới hoặc tiến
hành cân chỉnh lại máy.
- Các lỗ pet bị bít do xơ bã quá nhiều, tiến hành dừng máy và làm thông lại
các lỗ pet.
25
Copyright: Tài liệu đại học ©