Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi MỤC LỤC CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh MSSV: 106018010 Đồ án tốt nghiệp I.1 GVHD: Th.S Võ Hồng Thi Lý hình thành đề tài Phân hủy kỵ khí sinh metan hình thức biến đổi sinh khối thành lượng biết đến từ lâu Về chất q trình lên men kị khí dạng nguyên liệu khác nhau: phế thải nông nghiệp, phế thải nhà máy thực phẩm, chất thải sinh hoạt thành phố, bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải thành lượng CH4 CO2 Q trình phân hủy kỵ khí tạo CH thực quần thể nhiều loài vi sinh vật khác điều kiện kỵ khí Theo tính tốn tận dụng hết nguồn phế thải trái đất hàng năm tạo khoảng 200 tỉ m3 khối khí sinh học, tương đương khoảng 150 200 triệu nhiên liệu khoảng 20 triệu bã nguồn phân bón hữu chất lượng cao Việt Nam nước có mật độ dân số cao Dân số chủ yếu sản xuất nông nghiệp Trong năm gần công cơng nghiệp hóa, đại hóa xem chìa khóa phát triển đất nước Do đó, hàng loạt khu công nghiệp, khu chế xuất sở sản xuất hình thành Từ vấn đề ô nhiễm môi trường phát sinh ngày nóng bỏng Trong khoảng 10 năm trở lại đây, ngành sản xuất mì ăn liền Việt Nam phát triển mạnh mẽ từ sản phẩm nước nước đáp ứng nhu cầu tiêu dùng người dân Đa số sở chế biến mì ăn liền sử dụng phương pháp chiên trực tiếp cách đưa vắt mì sau khí nhúng súp vào chiên dầu Shortening nhiệt độ 150 0C Một chảo dầu sử dụng để chiên nhiều lần, sau lượng dầu thải bỏ chung vào hệ thống nước thải sản xuất nhà máy chuyển đến bể thu gom nước thải nhà máy Lượng dầu mỡ với nước tạo thành hỗn hợp lên mặt nước định kì thu gom đem chơn lấp với rác thải Nhà máy sản xuất mì ăn liền Uni President nhà máy sản xuất mì ăn liền khác, hỗn hợp bã thải có hàm lượng chất hữu cao định kỳ chôn lấp rác thải Đó lãng phí vừa khơng tận dụng nguồn lượng tiềm tàng hỗn hợp bã thải thời gian phân hủy lại dài, SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh MSSV: 106018010 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi đồng thời tồn trữ lâu dài mơi trường gây nhiễm mơi trường nghiêm trọng Khác với hướng trên, công nghệ xử lý lựa chọn đề tài phân hủy kỵ khí áp dụng riêng hỗn hợp chất thải nghiên cứu nhằm thu khí sinh học Cơng nghệ sinh học kỵ khí sử dụng để chuyển chất hữu sang khí sinh học (biogas) có từ nhiều năm nước phát triển Khí sinh học thu dùng trực tiếp để nấu bếp thắp sáng, sử dụng gián tiếp làm nhiên liệu đốt cho động Trong bối cảnh giá nhiên liệu hóa thạch (xăng, dầu ) ngày đắt đỏ nguồn lượng trở nên có ý nghĩa Do đó, đề tài "Nghiên cứu xử lý hỗn hợp chất thải nhiều dầu nhà máy chế biến mì ăn liền Uni President - Khu cơng nghiệp Sóng Thần Bình Dương phương pháp sinh học kỵ khí" hình thành với mong muốn vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường, vừa đem lại lợi ích kinh tế - xã hội I.2 Đối tượng nghiên cứu − Hỗn hợp chất thải nhiều dầu thực vật lấy từ bể thu gom hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất mì ăn liền Uni President I.3 Mục tiêu nghiên cứu Xác định khả xử lý hỗn hợp chất thải nhiều dầu phương pháp sinh học kỵ khí mơ hình phịng thí nghiệm I.4 Nội dung nghiên cứu − Thu thập tài liệu liên quan đến q trình phân hủy kỵ khí chất hữu để thu khí sinh học − Khảo sát, phân tích tiêu bã thải nhiều dầu lấy từ nhà máy sản xuất mì ăn liền - Cơng ty Uni President (đối tượng nghiên cứu) − Tiến hành xây dựng mơ hình thực nghiệm chạy mơ hình, phân tích tính chất liên quan xác định khả xử lý chất thải nói I.5 Phương pháp nghiên cứu: Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh MSSV: 106018010 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi  Lý thuyết: − Nghiên cứu thơng tin tình hình thải bỏ dầu thải nhà máy Uni President − Nghiên cứu sở lý thuyết trình phân hủy kỵ khí chế chung − − − − q trình khía cạnh hóa sinh học vi sinh vật học  Thực nghiệm: Xác định tính chất nhiễm hỗn hợp chất thải nhiều dầu Xây dựng mơ hình thực nghiệm quy mơ phịng thí nghiệm Lập sơ đồ thực nghiệm Vận hành mơ hình thực nghiệm ứng với tỷ lệ chất/men giống khác rút kết luận khả hiệu xử lý hỗn hợp chất thải nhiều dầu phương pháp sinh học kỵ khí I.6 Phạm vi nghiên cứu: − Nghiên cứu điều kiện phịng thí nghiệm trường Đại học Kỹ thuật cơng nghệ Tp.Hồ Chí Minh − Áp dụng cho hỗn hợp thải nhà máy chế biến mì ăn liền Uni President SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh MSSV: 106018010 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi CHƯƠNG II: TỔNG QUAN NGÀNH SẢN XUẤT MÌ ĂN LIỀN VÀ CHẤT THẢI GIÀU DẦU MỠ PHÁT SINH TRONG NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÌ ĂN LIỀN SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh MSSV: 106018010 Đồ án tốt nghiệp II.1 GVHD: Th.S Võ Hồng Thi Giới thiệu công nghệ sản xuất mì ăn liền II.1.1 Cơng nghệ sản xuất Tùy theo loại mì ăn liền sản xuất, nhà sản xuất có cơng thức riêng để pha trộn thành phần phụ liệu khác với nguyên liệu để tạo sản phẩm khác Trên giới có nhiều loại mì ăn liền sản xuất theo quy trình khác số khâu Có loại mì làm chín 80% sợi mì, có loại mì làm chín hồn tồn Phương thức làm chín mì cách luộc hấp mì Sau làm chín, số loại làm khô nhiệt sấy số loại khác làm khơ cách nhúng mì qua dầu chiên Qua tìm hiểu quy trình chế biến số nhà máy mì ăn liền, quy trình chế biến nói chung giống giới thiệu hình 2.1 SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh MSSV: 106018010 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi PHA TRỘN NGUYÊN LIỆU CÁN THÀNH TẤM CÁN TINH - CẮT SỢI LÒ HƠI HẤP NƯỚC SÚP NHÚNG NƯỚC SÚP LÀM RÁO CẮT ĐỊNH HÌNH CHIÊN DẦU LÀM NGUỘI SẢN XUẤT GĨI NÊM ĐĨNG GĨI ĐĨNG THÙNG THÀNH PHẨM Hình 2.1 Sơ đồ cơng nghệ tổng qt sản xuất mì ăn liền SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh MSSV: 106018010 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi II.1.2 Nguyên vật liệu sản xuất II.1.2.1 Nguyên liệu Nguyên liệu bột lúa mì nhập từ nước: Pháp, Úc, Canada, Trung Quốc, Ấn Độ phối liệu với phụ liệu khác như: Dầu, shortening, bột ngọt, muối, đường, tơm cua, thịt bị, thịt heo, tiêu, hành, tỏi, ớt Các xí nghiệp mì ăn liền sản xuất nhiều chủng loại mặt hàng khác nhau, tùy theo loại mì ăn liền, sở sản xuất pha trộn thành phần phụ liệu khác nhau: mì súp cua, mì thịt gà, mì thịt bị, mì tơm, mì chay II.1.2.2 Bao bì Bao bì đóng gói có nhiều hình thức như: mì kiếng, mì giấy, mì tơ, mì cốc Thùng chứa carton, giấy bóng cứng, bao bì cho loại gói nêm bao PE II.1.2.3 Nhiên liệu sản xuất Qui trình sản xuất có khâu sử dụng nhiên liệu sau: − − − − Đốt lò dầu FO để cung cấp nhiệt cho công đoạn nhúng súp Đốt dầu FO cung cấp nhiệt cho dầu shortening nóng sơi Đốt than, củi, dầu DO cho công đoạn nấu súp, sa tế, dầu nêm Nhiên liệu chủ yếu thường sử dụng cho nồi dầu đốt FO Còn chảo chiên thường sở sản xuất sử dụng nhiên liệu dầu đốt FO Ngoài khâu vận hành khác thiết bị sử dụng lượng điện II.2 Một số vấn đề môi trường phát sinh trình sản xuất mì ăn liền Trong trình sản xuất mì ăn liền có nhiều cơng đoạn khác số công đoạn chủ yếu phát sinh yếu tố gây tác động đến môi trường (công đoạn hấp, nhúng nước súp, sản xuất gói nêm ) Tuy nhiên trọng tâm số khâu dây chuyền sản xuất gây ô nhiễm dầu chiên có liên quan mật thiết đến đối tượng nghiên cứu đề tài Các yếu tố khác khí thải, rác thải khơng chứa thành phần dầu phát sinh trình sản xuất mì ăn liền nằm phạm vi nghiên cứu đề tài SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh MSSV: 106018010 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi Pha trôn nguyên liệu Cán thành Khói thải (SOx, NOx, Bụi) Cán tinh - Cắt sợi Lò Hấp Nước thải (BOD) Nhúng nước súp Nước thải (BOD, SS, dầu mỡ) Nước súp Cắt định hình Nước thải (BOD, SS, dầu mỡ) Vơ khn Chiên Làm nguội Khói thải (SOx, NOx, Bụi) Sản xuất gói nêm Để gói nêm Nước thải (BOD, SS, dầu mỡ) Đóng gói Đóng thùng Thành phẩm Rác thải, giấy vụn Sản xuất gói Kraft, Kiếng Sản xuất thùng carton Bao nilong Hình 2.2 Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ sản xuất mì ăn liền số cơng đoạn phát sinh chất thải SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh MSSV: 106018010 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi Từ sơ đồ thấy công đoạn làm nước súp, nhúng nước súp, chế biến gói nêm đặc biệt từ công đoạn chiên phát sinh lượng dầu mỡ Lượng dầu mỡ đưa chung vào hệ thống xử lý nước thải nhà máy, thành phần không tan nước nên hỗn hợp dầu mỡ thường lên phía bề mặt nước thải II.3 Tổng quan chất thải giàu dầu mỡ nhà máy sản xuất mì ăn liền Uni President II.3.1 Sơ lược cơng ty sản xuất mì ăn liền Uni President Từ năm 1994 - 1997 tập đoàn Uni President đến nhiều khu vực, vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam để khảo sát khu công nghiệp Cuối công ty TNHH Uni President chọn khu cơng nghiệp Sóng Thần (tỉnh Bình Dương) điểm đầu tư lý tưởng nhiều nguyên nhân sau: Sóng Thần mang tính an tồn cho khu công nghiệp, gần Tp.HCM tỉnh Đồng Sông Cửu Long đặc biệt nằm gần quốc lộ 1, quốc lộ 13, xa lộ Đại Hàn đường xe lửa Nam - Bắc dễ dàng cho việc thơng thương hàng hóa Với nỗ lực không ngừng, đến tháng 2/1999 công ty cấp giấy phép đầu tư hình thức 100% vốn nước ngồi, hoạt động 50 năm Cơng ty Uni President có tổng vốn đầu tư 200 triệu USD, công ty có vốn đầu tư nước ngồi lớn Việt Nam Khu cơng nghiệp Sóng Thần chọn làm địa điểm thiết lập nhà máy chế biến thức ăn gia súc - thủy sản, nhà máy sản xuất mì ăn liền nhà máy sản xuất bột mì Tồn dây chuyền sản xuất mì gói cơng ty nhập hồn chỉnh theo cơng nghệ Châu Âu với tổng số vốn đầu tư 20 triệu USD, lực sản xuất 50 triệu thùng/tháng Thị trường xuất chính: Mỹ, Châu Âu, Úc, Đơng Nam Á II.3.2 Qui trình sản xuất Qui trình sản xuất mì ăn liền công ty Uni President tương tự nhà máy khác với sơ đồ qui trình nêu (Hình 2.1.) SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh MSSV: 106018010 10 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi Khi so sánh sản lượng khí tối ưu q trình phân hủy kỵ khí sản lượng khí sinh nghiên cứu với nghiên cứu sản lượng khí tối ưu nghiên cứu (5,85 lít biogas) phù hợp khơng có bất thường Một lần nữa, ý nghĩa việc nghiên cứu tạo khí sinh học từ hỗn hợp chất thải nhiều dầu mỡ lại cho thấy lựa chọn phù hợp vừa tận dụng nguồn lượng tiềm tàng chất thải vừa góp phần bảo vệ môi trường SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh MSSV: 106018010 59 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh MSSV: 106018010 60 Đồ án tốt nghiệp VI.1 GVHD: Th.S Võ Hồng Thi Kết luận Từ kết thực nghiệm thu thập qua trình nghiên cứu xử lý hỗn hợp chất thải nhiều dầu nhà máy sản xuất mì ăn liền Uni President đưa số kết luận sau: - Việc xử lý chất thải nhiều dầu (đối tượng nghiên cứu) phương pháp sinh học kỵ khí thực Đây kết khả quan cho phép mở rộng phát triển kỹ thuật phân hủy kỵ khí cơng tác xử lý chất thải nhiều dầu - Với lượng chất thải nạp vào, lượng khí tạo thành chịu tác động nhiều tỷ lệ phối trộn men giống : bã thải Qua thực nghiệm chọn tỷ lệ thích hợp để thể tích khí sinh tối ưu hiệu xử lý tối ưu 2,5 - Với tỷ lệ hiệu xử lý đạt 40,3% tổng thể tích khí sinh học tạo thành 5850ml khí - Sản lượng khí biogas tối ưu đơn vị khối lượng khơ là: 1,17 lít biogas/1g VS VI.2 Đề xuất Vì thời gian thực nghiệm đề tài nghiên cứu giới hạn nghiên cứu tỷ lệ men giống chất xử lý loại chất thải nhiều dầu mỡ Từ mở hướng đề tài khác như: - Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố (pH, nhiệt độ ) đến q trình phân hủy kỵ khí Phương pháp xử lý kỵ khí bã thải chứa nhiều dầu mỡ ứng dụng nhà máy sản xuất mì ăn liền Từ tỷ lệ men giống chất tối ưu cho điều kiện phân hủy kỵ khí đề xuất dây chuyền cơng nghệ xây dựng hệ thống phân hủy loại chất thải thực tế, vừa giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, vừa tận dụng nguồn nhiệt tạo SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh MSSV: 106018010 61