Các phương pháp xử lý chất thải rắn sau chế biến tinh bột sắn

3.1. Biện pháp sấy khô bã sắn

Cho tới nay, trên thế giới và trong nước chưa có tài liệu nào nói về công

nghệ xử lý chất thải từ quá trình chế biến sắn để có thể áp dụng trực tiếp giải

quyết ô nhiễm tại các làng nghề ở Việt Nam. Ở Thái Lan, nơi có sản lượng sắn

được chế biến nhiều nhất thế giới cũng chỉ bó hẹp trong việc sử dụng bã sắn ở

dạng phơi khô làm thức ăn gia súc.

Hiện nay, đa phần các cơ sở sản xuất đều đem bã sắn đi sấy khô. Tuy nhiên

việc sấy rất tốn kém do bã không được vắt đến độ ẩm phù hợp. Một số cơ sở chế

biến nhỏ vắt bã sơ bộ rồi phơi 5 – 7 ngày nắng vào mùa khô, hoặc 10 - 15 ngày

vào mùa mưa để bỏn bó khụ cho cơ sở chế biến thức ăn chăn nuôi. Đối với các hộ

sản xuất nhỏ thì có thể sử dụng cách làm thủ công này còn đối với các doanh

nghiệp có quy mô sản xuất lớn thì phương pháp này không mấy hiệu quả, do đó

để tăng hiệu quả của biện pháp này các nhà khoa học đã nghiên cứu ra máy máy

vắt bã sắn VBS-3 và hệ thống sấy tĩnh SHG-4 [52].

Lựa chọn nguyên lý, thiết kế, chế tạo máy vắt bã sắn.

Phân tích thành phần của bã sắn và nguyên lý làm việc của một số máy vắt,

đã tiến hành thử nghiệm vắt bã sắn trên một số thiết bị như: máy ly tâm, máy ép

trục vớt có lưới lọc, máy ép trục cán, máy ép dạng piston-xilanh lọc, dàn thúi

nghiệm vắt ép băng tải lọc. Kết quả cho thấy hầu hết các máy ly tâm và ép đều

không có hiệu quả với bã sắn. Với dàn thí nghiệm ép băng tải lọc, bã được ép

thành giải băng liên tục, độ ẩm sau vắt hầu như không phụ thuộc vào độ ẩm ban

đầu và đạt 57 2% đảm bảo yêu cầu cho phơi sấy tiếp theo nên nguyên lý ép

băng tải lọc được chọn để thiết kế máy vắt bã sắn.

Máy vắt bã sắn VBS-3 được thiết kế có năng suất 3 tấn/giờ, đường kính

cũng như chiều dài tang trống ép bọc cao su là 500 mm, công suất lắp đặt 1,1

kW.



15



Lựa chọn nguyên lý, thiết kế, chế tạo hệ thống thiết bị sấy bã sắn

Phối hợp với các cơ sở chế biến làm khô bó trờn nhiều thiết bị: phơi nắng,

sấy tĩnh, sấy thùng quay và sấy khí động nhằm lựa chọn công nghệ và thiết bị

sấy phù hợp.

Phơi nắng bã sau vắt với mật độ khoảng 25 – 40 kg/m 2, thời gian để giảm

ẩm từ 55 - 58% xuống 14 - 15% là 3 ngày. Sấy trên máy sấy tĩnh SHG-4 cho

thời gian sấy rút ngắn hơn 3 lần so với phơi nắng và giá thành sấy khoảng 120

đ/kg bó khụ. Sấy trên máy sấy thùng quay cho năng suất cao, thời gian sấy

nhanh (1 giờ), độ ẩm không đồng đều, giá thành cao (250 – 300 đ/kg bó khụ).

Quạt sấy của giai đoạn 1 và 2 có lưu lượng 7.000, 5.000 m3/h, áp lực 350,

300 mmH2O, và công suất 7,5 và 5,0 kW tương ứng. Cả hai giai đoạn, chiều dài

và đường kính của ống sấy 1 là L1 = 11 m, d = 350 mm, và của ống sấy 2 là L 2 =

10 m, D = 1000 mm. [3]

Các kết quả thực nghiệm cho thấy bã sắn thải ra từ quá trình chế biến tinh

bột sắn cần được xử lý theo phương pháp làm khô để tận dụng làm thức ăn gia

súc. Làm khô bã sắn cần qua 2 giai đoạn: bằng máy vắt ép băng tải lọc để giảm

nhanh lượng nước trong bó, giỳp giai đoạn sấy diễn ra nhanh hơn.



Hình 2.5. Sơ đồ quy trình xử lý bã sắn [52]



16



+ Ưu điểm: Có thể xử lý được một lượng lớn bã thải tinh bột sắn, dễ vận

hành.

+ Nhược điểm: Phương pháp này có nhược điểm là tiêu tốn năng lượng

trong quá trình vận hành, tốn kinh phí cho thiết kế và vận hành. Muốn sử dụng

vào mục đích khác thì phải xử lý tiếp.

3.2. Biện pháp sinh học

Công nghệ sinh học hiện nay được áp dụng trong nhiều lĩnh vực của cuộc

sống, và đem lại hiệu quả cao. Biện pháp sinh học được xem là thân thiện với

môi trường, và giải quyết được triệt để vấn đề chất thải rắn của hoạt động sản

xuất tinh bột sắn.

Trên thực tế thì tại các hộ sản xuất quy mô nhỏ thì chất thải rắn chủ yếu

vẫn thải bỏ trực tiếp ra môi trường, một phần thì được chôn lấp, tuy nhiên

phương pháp này cần một diện tích đất bỏ trống, hơn nữa phương pháp này

khụng tỏi sử dụng được các chất thải rắn.[52]

Hiện nay cũng có rất nhiều các biện pháp sinh học được áp dụng trong xử

lý chất thải rắn tinh bột sắn. Nguyễn Hữu Văn và cộng sự đã nghiên cứu thành

công quá trình ủ chua bã sắn với các chất phụ gia khác nhau để làm thức ăn cho

động vật nhai lại. Các phụ gia đựợc sử dụng là: cám gạo 3% + muối ăn 0.5%

(tính theo khối lượng tươi) (BSC); rỉ mật 3% + muối ăn 0,5% (BSMa); và muối

ăn 0.5% (BSMu). Bã sắn được trộn đều theo các công thức và ủ yếm khí trong

15 túi riêng biệt cho mỗi công thức. Mẫu thức ăn ở 3 túi ny lon trong mỗi công

thức ủ được lấy ngẫu nhiên ở các thời điểm 0, 7, 14, 21 và 42 ngày sau khi ủ để

phân tích thành phần hóa học. Giá trị pH và hàm lượng HCN ở các công thức

giảm nhanh chóng sau khi ủ. Giá trị pH thấp dưới 3,8 sau 21 ngày ủ và hàm

lượng HCN sau 14 và 21 ngày ủ lần lượt giảm xuống dưới mức 100 và 80 mg/kg

DM [24].



17



Tại Thái Lan người ta tận dụng bã sắn để sản xuất Axit xitric: Tại Thái Lan

chỉ có 3 nhà máy sản xuất axit xitric. Một nhà máy sử dụng bã sắn nghiền sắn

lấy từ các nhà máy tinh bột làm nguyên liệu thô (khoảng 5-6 tấn/ngày) nhờ khả

năng lên men bề mặt ở trạng thái rắn của chúng. Hai nhà máy còn lại mới được

thành lập sử dụng các sắn lát làm nguyên liệu nhờ quá trình lên men bề mặt và

bề sâu. Để sản xuất 6 tấn axit xitric mỗi ngày cần khoảng 40 tấn lát sắn.[25]

Võ Thị Hạnh và cộng sự đã nghiên cứu thành công việc sản xuất ethanol từ

bã sắn. Bã sắn có thể được sử dụng để sản xuất ethanol vỡ nó chứa cellulose,

Hemi-cellulose và tinh bột cao. Một phương pháp tiền xử lý chất thải sắn bằng

cách sử dụng acid và thủy phân enzyme để chuyển đổi các carbohydydrat thành

đường thông qua quá trình lên men đã được công bố. Từ một kg chất thải ướt

tinh bột sắn thủy phân bằng acid hydrochloric 0,25-0,4% (HCl) ở 121 oC trong

30 phút hoặc 0,05% Termamyl tại pH 5.5, 90 oC trong 1 giờ, tiếp theo dùng

Celluclast 0,05%đvà 0,01% AMG tại pH 4,5 và 55oC trong 16 giờ, một lít thủy

phân có chứa 9% (w / v) giảm dung dịch đường thu được.

Sự kết hợp của thủy phân bã thải sắn và rỉ đường mía có thể được sử dụng

cho quá trình lên men ethanol bằng cách sử dụng các S. cerevisiae Sc6. Nồng độ

ethanol thu được trong nước dùng lên men là 7,3%, với một hiệu suất chuyển

hóa đường vào ethanol là 50,3%. Theo kết quả, một lít ethanol 94,5% và 3,5 kg

chế phẩm sinh học được sản xuất từ 16 kg bã sắn và 1,8 kg mật đường mía.

Nghiên cứu này mang lại giá trị cho các nhà máy, làm giảm ô nhiễm môi trường,

và sản xuất các chế phẩm sinh học cho động vật và làm thức ăn nuôi trồng thủy

sản [49].

Chương trình nghiên cứu sắn, rễ cây trồng quốc gia Viện nghiên cứu

(NRCRI) Umudike, PMB 7006 Umuahia, Abia,2007 đã đưa ra một số phương

pháp xử lý bã thải sắn như: Oboh (2006) đã nghiên cứu làm giàu chất dinh

dưỡng vỏ sắn bằng cách sử dụng một hỗn hợp củaSaccharomyces



18



cerevisaevàLactobacillus spp. Quá trình lên men không chỉ làm giảm độc tính,

mà enzyme còn chuyển hóa xelluloza chuyển đổi thành dạng chất dễ tiêu hóa

hơn để sử dụng làm thức ăn chăn nuôi lợn, cá [34].

Chất thải rắn của hoạt động chế biến tinh bột sắn có chứa một hàm lượng

cyanua, đây là một chất độc hại cho con người, hiện nay đó có một số cơ sở lựa

chọn biện pháp ủ chất thải rắn để làm phân comspot, với phương pháp này sẽ

làm giảm được mức độ độc tố của cyanide và từ đó giảm độ pH và tạo ra axit

lactic. Phương pháp này được cho là một phương pháp hiệu quả trong xử lý chất

thải rắn dựa trên hoạt động của các vi sinh vật để chuyển hóa các chất trong phế

thải thành những chất không độc, đồng thời bổ xung các chế phẩm để tăng khả

năng phân giải các chất và bổ xung thờm cỏc nguyên tố cho phù hợp để làm

phân bón [34].

Ngũai ra hiện nay biện pháp lờn men vỏ sắn để giảm lượng độc tố và

chuyển hoá các hợp chất ligno-cellulaza kháng enzym sang dạng vật chất dễ tiêu

hoá hơn cũng đang được áp dụng [34].

Nhìn chung các phương pháp sinh học trên được thực hiện dựa trên cơ chế

hoạt động phân giải tinh bột, xenluloza, lân photphat… của một số chủng vi sinh

vật, từ đó chuyển hóa các chất ở dạng độc hại và khó tiêu về dạng những chất

khụng gõy độc hại và dễ tiêu để phục vụ cho việc sản xuất thức ăn chăn nuôi

hoặc làm phân bón vi sinh.

+ Ưu điểm: Hiệu quả cao, rẻ tiền, dễ thực hiện, thân thiện với môi trường.

+ Hạn chế: chưa có nhiều nghiên cứu sản xuất chế phẩm sử dụng bã sắn

làm phân bón hữu cơ sinh học.

4. Nghiên cứu sử dụng vi sinh vật phân giải xenlulo, tinh bột trong xử lý

phế phụ phẩm nông nghiệp, phế phụ phẩm chế biến thực phẩm

Theo tác giả Võ Văn Phước Quệ và Cao Ngọc Điệp đã phân lập và nhận



19



diện được một số chủng vi khuẩn có khả năng phân giải xenlulo từ dạ cỏ bò đó

là 4 dòng vi khuẩn Q4, Q5, Q8, Q9 đều có khả năng sản sinh enzyme xelluloza

và phân giải hiệu quả giấy photocopy và rơm rạ. Phân tích di truyền phân tử dựa

trên trình tự 16S rRNA cho thấy dòng vi khuẩn Q5, Q8, Q9 đồng hình với dòng

Bacillus megaterium, dòng vi khuẩn Q4 đồng hình với dòng Cellulomonas

flavigena [21].

Trong giai đoạn 1986 – 2004 các nhà khoa học Việt Nam đã tiến hành

nhiều cụng trỡnh nghiên cứu về sử dụng các tác nhân sinh học trong tái sử

dụng phế phụ phẩm nông nghiệp, phế thải chế biến nông sản: rơm, cây ngô, bã

mía, thõn lỏ lạc, sản phẩm phụ của cây dứa (bã, vỏ, ngọn…) làm thức ăn chăn

nuôi [16]. Các tác giả Đặng Thị Thu [8], Lê Văn Hoàng [11] đã nghiên cứu

qui trình ủ chua bã sắn làm thức ăn gia súc với qui mô nhỏ ở phòng thí nghiệm.

Năm 2005, Kỹ sư Lê Thị Bích Phượng (Viện Sinh học nhiệt đới) và cộng sự đã

nghiên cứu thành công 2 loại chế phẩm sinh học ProBio-S và Bio-E ứng dụng

trong chế biến bã thải CBTBS làm thức ăn chăn nuôi. Chế phẩm sinh học

ProBio-S và Bio-E có chứa các chủng vi sinh vật có khả năng sinh

glucoamylase, cellulase và α amylase và các chủng vi sinh vật có khả năng duy

trì cân bằng hệ vi sinh vật đường ruụt (Bacillus sp., Lactobacillus sp.,

Saccharomyces sp) giúp cho quá trình chuyển hóa thức ăn chăn nuôi tốt hơn,

vật nuôi được tăng cường sức đề kháng, kết quả nghiên cứu cho thấy khi sử

dụng thức ăn chăn nuôi chế biến từ phế thải sau chế biến tinh bột sắn, lợn tăng

trọng nhanh hơn (1,1-1,3kg/thỏng) so với công thức đối chứng (chỉ ăn thức ăn

bình thường). Tuy nhiên các công trình nghiên cứu và ứng dụng trên mới chỉ

dừng ở phòng thí nghiệm, cho đến nay chưa có nghiên cứu sử dụng chế phẩm

vi sinh vật xử lý phế thải sau CBTBS làm thức ăn chăn nuôi qui mô công

nghiệp được báo cáo chính thức [16].



20