ĐẶT VẤN ĐỀ Như chúng ta đã biết, ngành công nghiệp chế biến cà phê dần chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế nước ta. Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp và dịch vụ khác, nhu cầu về các sản phẩm cà phê ngày càng tăng. Cà phê dần trở thành mặt hàng nông sản chế biến xuất khẩu quan trọng của Việt Nam, kim ngạch xuất khẩu dao động từ 400 đến 600 triệu USD trong những năm gần đây, tạo ra từ 6% đến 10% thu nhập từ xuất khẩu quốc gia. Việt Nam đã trở thành nước xuất khẩu cà phê đứng thứ hai trên thế giới sau Brazil.
Chính vì vậy , ngành công nghiệp này không thể thiếu được trong đời sống của người dân. Có thể nói, cà phê tạo nguồn lợi hết sức to lớn về kinh tế: tạo ra các sản phẩm ngày càng đa dạng để phục vụ trong nước, xuất khẩu khối lượng lớn nhân cà phê để thu nhiều ngoại tệ cho đất nước và tạo ra công ăn việc làm cho người lao động. Công ty Trách Nhiệm Hữu Hạn (TNHH) Hồ Phượng với sản phẩm chế biến chính là nhân cà phê cũng có những đóng góp vào sự phát triển chung của ngành cà phê Việt Nam. Tuy nhiên, với sự phát triển ngày càng lớn mạnh , các chất thải trong quá trình chế biến sinh ra dần tăng lên và làm cho môi trường thiên nhiên tiếp tục bị suy thoái, mất đi khả năng tự làm sạch.
Trong đó, vấn đề nước thải đặc biệt gây nhiều tác động tới môi trường. Nếu không có biện pháp xử lý hợp lý, quản lý chặt chẽ thì không chỉ ảnh hưởng tới mỹ quan môi trường trong vùng mà hệ sinh thái, sức khỏe cộng đồng cũng bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Do đó, vấn đề được đặt ra là làm thế nào để giảm bớt nồng độ ô nhiễm đến mức cho phép trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Từ những nguyên nhân trên, việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến nhân cà phê từ hạt tươi cho Công ty TNHH Hồ Phượng là hết sức cần thiết và cấp bách hiện nay.
MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Đề tài này tập trung “ Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến nhân cà phê từ hạt tươi cho Công ty TNHH Hồ Phượng, công suất 200 m3/ngày.đêm” đạt tiêu chuẩn loại B - TCVN 5945:2005 trước khi thải ra hệ thống thoát nước chung. DƯƠNG THỊ KIM HÀ SVTH: LÊ Ý NGUYỆN Tính toán – Thiết kế hệ thống XLNT chế biến cà phê công suất 200 m3/ngày. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu: Nước thải nhà máy chế biến nhân cà phê từ hạt tươi. - Phạm vi nghiên cứu: Công ty TNHH Hồ Phượng.
- Thời gian nghiên cứu: Từ 16/9/2009 đến 16/12/2009. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Tổng quan về ngành cà phê của Việt Nam. - Đánh giá tổng quan về công nghệ sản xuất và khả năng gây ô nhiễm môi trường của ngành chế biến cà phê. - Nghiên cứu thành phần và tính chất nước thải chế biến cà phê.
- Đề xuất và lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho Nhà máy. - Tính toán các công trình đơn vị cho hệ thống xử lý nước thải chế biến cà phê của Nhà máy. - Khái toán kinh tế cho phần xây dựng, lắp đặt và xử lý. - Thiết kế chi tiết hệ thống xử lý nước thải chế biến cà phê cho Nhà máy.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập số liệu, tài liệu, khảo sát, phân tích, đo đạc, đánh giá tổng quan về công nghệ chế biến, khả năng gây ô nhiễm môi trường và xử lý nước thải trong ngành chế biến cà phê. - Phương pháp nghiên ứ c u lý thuyết: Tham khảo tài liệu các phương pháp xử lý nước thải cho ngành chế biến cà phê. - Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia: Tham khảo ý kiến của chuyên gia ngành kỹ thuật môi trường, ngành chế biến cà phê. - Phương pháp tổng hợp, phân tích số liệu: Thống kê, tổng hợp số liệu thu thập được từ đó đưa ra công nghệ xử lý phù hợp.
- Phương pháp tính toán: Lựa chọn thiết kế công nghệ và thiết bị xử lý nước thải nhằm tiết kiệm chi phí xử lý , tính toán chi phí xây ựdng, vận hành. - Phương pháp so sánh: So sánh các số liệu về nồng độ nước thải của nhà máy với TCVN 5945:2005. DƯƠNG THỊ KIM HÀ SVTH: LÊ Ý NGUYỆN Tính toán – Thiết kế hệ thống XLNT chế biến cà phê công suất 200 m3/ngày.đêm - Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc công nghệ xử lý nước thải. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI: - Nghiên cứu về công nghệ chế biến cà phê hạt tươi và nước thải phát sinh là nghiên cứu mới, ít phổ biến tại Việt Nam.
- Ứng dụng công nghệ xử lý sinh học kỵ khí vật liệu đệm dòng hướng lên. - Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế ở Nhà máy của Công ty TNHH Hồ Phượng. DƯƠNG THỊ KIM HÀ SVTH: LÊ Ý NGUYỆN Tính toán – Thiết kế hệ thống XLNT chế biến cà phê công suất 200 m3/ngày.đêm CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN NHÂN CÀ PHÊ VÀ CÔNG TY TNHH HỒ PHƯỢNG. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÀ PHÊ VIỆT NAM.
Các đặc điểm chung của cà phê Việt Nam Việt Nam được chia thành hai vùng khí hậu phù hợp cho chế biến cà phê: - Vùng Tây Nguyên và tỉnh Đồng Nai: chủ yếu trồng cà phê vối; - Các tỉnh miền Bắc: chủ yếu trồng cà phê chè; Trong đó, diện tích cà phê vối chiếm hơn 95% tổng diện tích gieo trồng. Tỷ trọng diện tích 6 vùng trồng cà phê: Đông Bắc và duyên hải Nam Trung Bộ 0%, Tây Bắc 1%, Bắc Trung Bộ 2 %, Đông Nam Bộ 8%, Tây Nguyên 89%. Chế biến và xuất khẩu cà phê của Việt Nam • Chế biến 600 900 Diện tích 800 500 Sản lượng 700 ản lượng (000 tấn) 400 600 tích (000 ha) 500 300 400 200 300 S 200 100 100 0 0 Hình 2.1: Biểu đồ Chế biến cà phê Việt Nam (Nguồn: Tổng cục Thống kê Việt Nam) GVHD: ThS. DƯƠNG THỊ KIM HÀ SVTH: LÊ Ý NGUYỆN Tính toán – Thiết kế hệ thống XLNT chế biến cà phê công suất 200 m3/ngày.đêm • Xuất khẩu Bảng 2.1: Chế biến và xuất khẩu cà phê của Việt Nam Sản lượng chế Sản lượng xuất khẩu Kim ngạch xuất Năm biến (1.000 tấn) khẩu (triệu USD) 2000 802,5 733,9 501,5 2001 840,6 931,2 391,3 2002 699,7 718,6 322,3 2003 755,1 749,2 504,8 2004 834,6 974,8 641,0 2005 767,7 892,0 735,0 2006 770,0 2007 1800,0 (Nguồn: Báo cáo thường niên, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Việt Nam) Nhận xét: Năm 2007 là đỉnh cao của xuất khẩu cà phê, kim ngạch đạt 1,8 tỷ USD tăng 219% và gần 1 tỷ USD so với kế hoạch.
Nếu so với năm 2000 thì kim ngạch xuất khẩu đã tăng tới 3,6 lần. Đây là một bước tăng rất đáng kể, hầu như không nông sản nào có th ể đạt được. Cùng với sự phục hồi của đơn giá, xuất khẩu cà phê Việt Nam đã đứng thứ nhì thế giới sau Brazil. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ BIẾN CÀ PHÊ TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI Có hai phương pháp chế biến cà phê sống: - Phương pháp khô (tự nhiên); - Phương pháp ướt (phương pháp rửa); 2.
Phương pháp khô: là phương pháp cổ điển. Trái cà phê được phơi khô dưới ánh nắng mặt trời, chúng sẽ được cào vài lần trong một ngày và được che kín để tránh sương vào ban đêm; Sau một vài tuần, trái sẽ khô và sẵn sàng để bóc vỏ. Một số người Ethiopia và hầu hết người Brazil dùng phương pháp khô. Tại Việt Nam, phương pháp này cũng được sử dụng khá rộng rãi tại các hộ dân trồng cà phê.
DƯƠNG THỊ KIM HÀ SVTH: LÊ Ý NGUYỆN Tính toán – Thiết kế hệ thống XLNT chế biến cà phê công suất 200 m3/ngày.đêm Đối với phương pháp khô, điều kiện chế biến đơn giản nhưng phụ thuộc hoàn toàn vào thời tiết, thời gian chế biến kéo dài, sản phẩm tạo ra có chất lượng không cao. Phương pháp ướt: Vỏ sẽ được lấy ra bằng máy để lại một chất dính như keo bao quanh hạt. Ở thời điểm này, sự tách rời bằng máy móc có thể làm tổn thương hạt cà phê. Sau đó hạt cà phê sẽ được bỏ vào những cái chum ủ men lớn để cho tan đi những vỏ cà phê còn dính lại trên hạt.
Sau cùng, hạt cà phê sẽ được rửa cho hết sạch vỏ và được phơi khô dưới ánh nắng mặt trời hoặc là máy sấy. Với phương pháp ướt, việc sản xuất chủ động hơn nhưng tốn nhiều thiết bị, nước và năng lượng. Tuy nhiên, sản xuất theo phương pháp này rút ngắn được thời gian chế biến và cho sản phẩm có chất lượng cao hơn. Dựa trên ưu và nhược điểm của cả hai phương pháp, thông thường người ta chế biến kết hợp cả hai phương pháp.
Dưới đây là sơ đồ công nghệ sản xuất cà phê nhân bằng phương pháp kết hợp: GVHD: ThS. DƯƠNG THỊ KIM HÀ SVTH: LÊ Ý NGUYỆN Tính toán – Thiết kế hệ thống XLNT chế biến cà phê công suất 200 m3/ngày.đêm Nguyên liệu Phân loại theo tải Phân loại theo kích trọng ủ chín thước Bóc vỏ quả, vỏ thịt Ngâm, ủ, phơi, sấy Rửa Làm ráo, phơi, sấy, xát vỏ quả Cà phê thóc Bóc vỏ trấu Bóc vỏ lụa (đánh bóng) Phân loại theo kích Phân loại theo tỷ Phân loại theo màu thước trọng sắc Đấu trộn Cà phê nhân Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất cà phê nhân bằng phương pháp kết hợp GVHD: ThS. DƯƠNG THỊ KIM HÀ SVTH: LÊ Ý NGUYỆN Tính toán – Thiết kế hệ thống XLNT chế biến cà phê công suất 200 m3/ngày. SƠ LƯỢC VỀ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN CÀ PHÊ TRÊN THẾ GIỚI.2: Thành phần tính chất nước thải chế biến cà phê hạt tươi tại Brazil STT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ DÃY GIÁ TRỊ 1.
Chất rắn lơ lửng mg/l 700 – 890 5. Phốt pho tổng mg/l 5,5 – 6,5 6. Nitơ tổng mg/l 185 – 247 (Nguồn: Departamento de Engenharia Agricola/Universidade Federal de Vicosa, 36570-000, Vicosa-MG, Brazil) 2. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH HỒ PHƯỢNG.
Thông tin về công ty - Tên công ty : Công ty TNHH Hồ Phượng. - Địa chỉ : 5C/5 An Hiệp – Liên Hiệp - Đức Trọng – Lâm Đồng - Giám đốc : Ông Đinh Văn Hồ - Điện thoại : 063.3662117 - Mã số thuế : 5800427255 - Ngành nghề kinh doanh: Chế biến nhân cà phê 2. Vị trí địa lý Với vị trí này công ty có một số thuận lợi sau: - Nhà máy được đặt tại vùng nguyên liệu, thuận lợi cho công tác vận chuyển nguyên liệu và tiết kiệm kinh phí .