CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. CÂY DỨA, TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN DỨA 1. Nguồn gốc, đặc điểm sinh lý và giá trị dinh dưỡng của cây dứa Dứa (có tên khoa học là Ananas comosus) có xuất xứ từ phía Nam châu Mỹ và được đưa vào trồng từ rất lâu đời ở Colombia. Hiện nay dứa được trồng ở hơn 70 nước trên thế giới nhưng chủ yếu tập trung ở châu Á.
Dứa là cây thân bụi, thảo mộc, cây cao khoảng 0,75 – 1,5 m, bụi rộng khoảng 0,9 – 1,2 m, lá nhỏ, dài, cứng và có gai ở rìa lá [44]. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều giống dứa nhưng có thể chia thành bốn nhóm chính [44]: - Smooth Cayenne - Red Spanish - Queen - Abacaxi Dứa smooth cayenne hay gọi tắt là cayenne là giống dứa được trồng nhiều nhất để phục vụ cho ngành chế biến dứa đồ hộp. Dứa cayenne trái to (1,5 - 4,5 kg/quả) có mắt nông vỏ vàng cam, thịt vàng, ít sơ, nhiều nước có vị hơi chua rất thích hợp cho chế biến nước giải khát và các loại đồ hộp dứa khác [5]. Thành phần hoá học của quả dứa thay đổi theo từng thời vụ, giống và vùng trồng.
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hoà 4 Bảng 1. Thành phần hoá học trong nước ép quả dứa [4] Thành phần hoá học Thành phần hoá học Nước (%) 72 - 78 Muối khoáng (%) 0,25 Axit hữu cơ (%) 0,3 - 0,8 Chất tro (%) 0,4 -0,6 Đường (%) 8 – 15 Vitamin A(mg%) 0,06 Protein (%) 0,25 – 0,5 Vitamin B 1(mg%) 0,09 Xenluloza (%) 0,4 - 0,8 Vitamin B 2(mg%) 0,04 Vitamin C (mg%) 24 – 26 Sắt (mg%) 0,3 - 0,5 Vitamin PP (mg%) 0,2 Caroten (mg%) 0,3 - 0,5 Photpho (mg%) 11 – 17 Bromelin (mg5) 0,3 - 0,5 Về mặt dinh dưỡng dứa được xem là “hoàng hậu” trong các loại quả vì hương vị thơm ngon và giàu chất dinh dưỡng. Thịt quả chứa nhiều nước, hương thơm, vị ngọt và hơi chua. Vì thế dứa rất thích hợp để chế biến các các loại đồ uống giải khát và các sản phẩm đồ hộp giàu chất dinh dưỡng khác.
Các chất dinh dưỡng trong dứa hầu hết là các chất tan tốt trong nước và là những chất dễ hấp thụ. Hàm lượng đường trong nước dứa chiếm 8-15% tổng lượng chất khô (trong đó chủ yếu là sacaroza 66%, 34% là glucoza và fructoza). Tỷ lệ axit hữu cơ trong dứa chiếm khoảng 0,6 – 1% tổng lượng chất khô (trong đó 65% là axit xitric, axit malic 20%, axit tatric 10%, axit xuxinic 3%) [5]. Ngoài ra dứa chứa rất nhiều vitamin, đặc biệt là vitamin A, vitamin B1, vitamin C, chất tro chủ yếu K, Mg, Ca).
Ngoài ra trong vỏ, lá, lõi quả dứa còn chứa rất nhiều enzym Bromelin rất tốt cho việc tiêu hoá [18]. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hoà 5 1. Tình hình trồng và chế biến dứa trên thế giới và trong nước Lịch sử phát triển của cây dứa cho thấy sau 100 năm kể từ khi dứa trở thành hàng hoá xuất khẩu đến nay dứa là một trong những loại hoa quả đứng đầu về kim ngạch buôn bán thế giới. Ngày nay, ở các nước vùng nhiệt đới dứa đứng vị trí thứ ba về mặt xuất khẩu hoa quả sau chuối và quả có múi.
Theo thống kê của tổ chức nông lương thế giới (FAO), nếu những năm năm mươi của thế kỷ trước sản lượng dứa trên thế giới là 1.000 tấn thì đến năm 2001 sản lượng dứa trên thế giới đã đạt gần 14 triệu tấn/năm. Những nước sản xuất dứa chính là Thái Lan 2.493tấn/năm, Trung Quốc 1. Ngành công nghiệp dứa bắt đầu hình thành từ năm 1924. Hiện nay trên thị trường thế giới, dứa được tiêu thụ chủ yếu dưới dạng các sản phẩm dứa đã chế biến.
Năm 1973 tổng sản lượng dứa quả ước tính là 4.000 tấn dứa dùng để chế biến. Lượng dứa đóng hộp tăng gấp hai lần từ năm 1983 đến 1992. Các nước châu Á đã trở thành các nước cung cấp dứa chính cho thế giới chiếm 69 – 85% thị phần, trong khi đó các nước Châu Phi chỉ chiếm từ 10 – 25%. Dẫn đầu thế giới là Thái Lan với 315.000 tấn dứa chế biến, tiếp đó làm Philipin 209.000 tấn và Malaysia 44.
Trong những năm gần đây, nền sản xuất nông nghiệp Việt Nam đã đạt được nhiều thành tích to lớn, là một trong những nước đứng đầu thế giới về kim ngạch xuất khẩu gạo, cà phê và hạt tiêu. Bên cạnh việc tăng cường phát triển các cây công - nông nghiệp mũi nhọn, ngày nay nhà nước ta cũng đang rất cố gắng phát triển các cây công nghiệp khác nhằm đa dạng hoá các sản phẩm nông nghiệp. Dứa cũng là một trong những cây trồng đang được nhà nước quan Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hoà 6 tâm phát triển. Theo thống kê của bộ kế hoạch và đầu tư đến tháng 1 năm 2005 cả nước ta có tổng diện tích trồng dứa là 32.000 ha, với sản lượng xấp xỉ 1,5 triệu tấn/năm.
Dự kiến đến năm 2010 diện tích trồng dứa sẽ đạt 40.000ha và sản lượng đạt 2 triệu tấn/năm. Dứa được trồng chủ yếu ở các tỉnh khu bốn cũ, vùng Duyên hải miền Trung và vùng đồng bằng sông Cửu Long [29]. Hiện nay, cả nước ta đã xây dựng 9 dây chuyền chế biến dứa miếng đóng hộp với tổng công suất 42.000 tấn/năm, sáu dây truyền chế biến nước dứa cô đặc với tổng công suất 26. Các nhà máy chế biến dứa và rau quả ở Việt Nam hiện nay (nguồn Bộ kế hoạch và đầu tư) [29] Dứa đóng Nước dứa Dứa bảo TT Tên nhà máy, công ty hộp cô đặc quản lạnh (tấn/năm) (tấn/năm) (tấn/năm) 1 Cty XNK rau quả Hà Nội 3.000 2 Cty cổ phần Hưng Yên 3.000 3 Cty XNK Bắc Giang 3.000 4 Nhà máy chế biến hoa quả Bắc Giang 4.000 5 Cty TPXK Đồng Giao- Ninh Bình 10.000 6 Nhà máy chế biến dứa cô đặc Nghệ An 4.000 7 Nhà máy chế biến rau qủa Hà Tĩnh 3.000 8 Nhà máy nước dứa cô đặc Quảng Nam 3.000 9 Nhà máy rau quả Long Khánh, 4.000 Đồng Nai 10 Cty TPXK Tân Bình- TP HCM 10.000 11 Cty rau quả Tiền Giang 3.000 12 Cty TPXK Kiên Giang 3.000 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hoà 7 Các nhà máy chế biến dứa hiện nay ở nước ta nhìn chung đều nhập thiết bị và công nghệ tiên tiến, do vậy các sản phẩm sản xuất ra đều đạt tiêu chuẩn xuất khẩu.
Tuy nhiên, hầu hết các nhà máy mới chỉ sản xuất được một phần công suất thiết kế, nguyên nhân chủ yếu là do chưa có đủ nguồn nguyên liệu. Dứa quả Rửa Nước thải Thiết bị trao đổi nhiệt xoáy trôn Thuỷ phân Ép Nước rò rỉ, nước Máy lọc quay chân không rửa thiết bị Trao đổi ion Nước quả đục nhẹ Cô đặc Nước dứa đục cô đặc Bể chứa nước thải Hình 1. Quy trình công nghệ chế biến dứa có sử dụng enzym “nguồn Bộ Công Nghiệp 2001” [24] Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hoà 8 1. Thành phần của nước thải dứa và ảnh hưởng của nước thải dứa tới môi trường Trong quá trình sản xuất, nước đóng một vai trò vô cùng quan trọng, là một trong những yếu tố không thể thiếu, nước dùng để rửa nguyên liệu, để pha chế, để rửa thiết bị, để thanh trùng, ….
Trong quá trình đó chỉ có một phần nước được tái sử dụng và một phần lớn phải thải bỏ. Như chúng ta đã biết quả dứa có chứa thành phần dinh dưỡng cao trong đó chủ yếu là các chất hữu cơ có khả năng hoà tan mạnh trong nước như: Đường, các axit hữu cơ, các vitamin, các chất khoáng đa lượng và vi lượng … Trong quá trình chế biến các hợp chất này tan vào nước rửa nguyên liệu, nước rửa thiết bị. Do đó nước thải của nhà máy chế biến dứa có hàm lượng các chất hữu cơ cao. Trong đó chứa chủ yếu là các loại đường, axit hữu cơ, vitamin tan trong nước và một số chất khác ….
Đây chính là nguồn dinh dưỡng tốt cho các loài vi sinh vật phát triển. Nếu nước thải này không được xử lý trước khi thải ra môi trường sẽ gây ra rất nhiều tác động xấu: - Nếu thải thẳng vào nguồn nước, quá trình phân hủy sinh học sẽ làm cạn kiệt oxy ḥoà tan của nguồn nước. - Quá trình phân huỷ sinh học yếm khí sinh ra nhiều khí thải độc hại làm ô nhiễm không khí gây mùi khó chịu như khí: SH2, CH4… - Làm ô nhiễm nguồn nước xung quanh nhà máy, lâu ngày sẽ ảnh hưởng đến nguồn nước ngầm. - Nếu không kiểm soát được sự phát triển của hệ vi sinh trong nước thải sẽ dẫn đến khả năng phát triển của một số loài vi sinh vật gây bệnh.
Do vậy trước khi thải ra môi trường, nước thải cần phải được xử lý bằng nhiều biện pháp khác nhau để giữ cho môi trường của chúng ta không bị phá huỷ. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hoà 9 1. NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1. Phân loại nước thải [13] Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng.
Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng và được phân loại thành: Nước thải sinh hoạt: gồm nước thải từ các khu vực dân cư, khu vực cơ quan bệnh viện, khách sạn, trường học, khu vui chơi giải trí. Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (cacbonhydrat, protein, tinh bột…), chất dinh dưỡng đối với sinh vật (nitơ, photpho), các vi sinh vật và các chất có mùi khó chịu (H 2S, NH3). Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là thường chứa nhiều tạp chất khác nhau, trong đó có khoảng 58% là các chất hữu cơ, 42% là các chất vô cơ và một lượng lớn các vi sinh vật. Nước thải nông nghiệp: nước thải khu vực nông nghiệp thường có nồng độ chất thải thấp.
Quá trình sản xuất nông nghiệp, nước thải thường thực híện quá trình tự làm sạch. Tuy nhiên nhiều vùng do lạm dụng phân bón hóa học, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và nguồn phân chuồng không qua ủ làm cho nguồn nước bị ô nhiễm và khó xử lý. Nước thải công nghiệp: Nước thải công nghiệp có thể chia thành tám loại tiêu biểu với mức độ độc hại và khó xử lý giảm dần: Công nghiệp hóa chất, công nghiệp hóa lọc dầu, công nghiệp hóa sinh và dược phẩm, công nghiệp giấy, lò giết mổ và chế biến thịt gia súc, công nghiệp chế biến sữa, công nghiệp sản xuất bia và nước giải khát không cồn, công nghiệp sản xuất đường, công nghiệp chế biến rau quả đóng hộp.