BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
--- o0o ---
TRẦN THỊ HUYỀN
THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CÔ ĐẶC CỦA NHÀ MÁY
ĐƯỜNG KHÁNH VĨNH VỚI NĂNG SUẤT 2000 TẤN/NGÀY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
GVHD: T.S THÁI VĂN ĐỨC
KHÁNH HÒA, 06/2015
i
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy, Cô giáo Khoa Công nghệ
Thực phẩm Trường Đại học Nha Trang, đặc biệt là thầy giáo trưởng khoa T.S Vũ
Ngọc Bội đã truyền đạt kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu giúp ích cho
em trong các năm học qua.
Lời cảm ơn sâu sắc tiếp theo em xin gởi đến các Thầy, Cô giáo bộ môn tận tình
chỉ bảo giúp đỡ em trong suốt thời gian em được học tại trường và đặc biệt là thầy
T.S Thái Văn Đức đã dìu dắt tận tình để em có thể hoàn thành tốt bài đồ án này.
Và qua đây, em xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám đốc, cùng cán bộ nhân
viên trong Công ty Cổ phần đường Ninh Hòa, đặc biệt là Anh/Chị trong Phòng sản
xuất đã tạo điều kiện thuận lợi và cung cấp những số liệu, thông tin cần thiết, giúp
em trong suốt thời gian thực tập tại Công ty.
Cuối cùng, em xin chúc thầy cô sức khỏe dồi dào và Công ty Cổ phần đường
Ninh Hòa ngày càng phát triển. Vì kiến thức cũng như kinh nghiệm của bản thân còn
hạn chế nên bài đồ án của em còn nhiều thiếu sót. Mong thầy cô và công ty góp ý,
nhắc nhở để em có thể hoàn thiện bài đồ án của em được tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Nha Trang, ngày 10 tháng 6 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Trần Thị Huyền
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1. HIỆN TRẠNG NGÀNH MÍA ĐƯỜNG VÀ LUẬN CHỨNG
KINH TẾ ..................................................................................................................... 3
1.1.
Hiện trạng ngành công nghiệp mía đường ........................................................ 3
1.1.1.
1.1.1.1.
Tổng quan ngành đường.......................................................................3
1.1.1.2.
Sản lượng sản xuất toàn cầu .................................................................4
1.1.1.3.
Tiêu thụ đường toàn cầu .......................................................................5
1.1.1.4.
Triển vọng ngành trong tương lai ........................................................6
1.1.2.
1.2.
Hiện trạng công nghiệp mía đường thế giới ...............................................3
Ngành mía đường Việt Nam .......................................................................7
1.1.2.1.
Lịch sử và mục tiêu phát triển ..............................................................7
1.1.2.2.
Vị thế của ngành mía đường Việt Nam ...............................................8
1.1.2.3.
Triển vọng phát triển ngành .................................................................9
Luận chứng kinh tế........................................................................................... 11
1.2.1.
Đặc điểm tự nhiên và vị trí xây dựng .......................................................11
1.2.1.1.
Khí hậu ...............................................................................................12
1.2.1.2.
Thổ nhưỡng ........................................................................................12
1.2.2.
Nguồn cung cấp nguyên liệu .....................................................................12
1.2.3.
Sự hợp tác hóa và liên hiệp hóa ................................................................13
1.2.4.
Tiêu thụ sản phẩm .....................................................................................13
1.2.5.
Nguồn cung cấp hơi ..................................................................................14
1.2.6.
Nguồn cung cấp điện .................................................................................14
1.2.7.
Nguồn cung cấp nước................................................................................14
1.2.8.
Vấn đề nước thải của nhà máy ..................................................................14
1.2.9.
Giao thông vận tải .....................................................................................15
CHƯƠNG 2. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ............................ 16
iii
2.1. Dây chuyền công nghệ ........................................................................................ 16
2.2.
Thuyết minh quy trình công nghệ .................................................................... 18
2.2.1.
Vận chuyển và cấp mía vào máy ép .........................................................18
2.2.2.
Xử lý mía trước khi ép ..............................................................................18
2.2.3.
Ép và lấy nước mía ....................................................................................18
2.2.4.
Làm sạch nước mía ...................................................................................19
2.2.5.
Cô đặc nước mía ........................................................................................21
2.2.6.
Lắng nổi .....................................................................................................22
2.2.7.
Nấu đường và kết tinh đường ...................................................................22
2.2.8.
Ly tâm ........................................................................................................23
2.2.9.
Sấy-đóng bao-bảo quản .............................................................................24
CHƯƠNG 3. CÂN BẰNG VẬT CHẤT ................................................................. 25
3.1. Các thông số ban đầu ......................................................................................... 25
3.2. Thành phần nguyên liệu ...................................................................................... 25
3.3. Công đoạn cô đặc ................................................................................................ 25
Trọng lượng nước bốc hơi: .................................................................................. 25
3.4. Lọc chân không ................................................................................................... 26
3.4.1. Bùn lọc sau khi qua ống lọc ..........................................................................26
3.4.2. Bùn khô .........................................................................................................26
3.4.3. Mật chè trong ...............................................................................................26
3.4.4. Hiệu suất làm sạch ........................................................................................27
3.5. Cân bằng đường và hiệu quả sản xuất ................................................................ 27
3.5.1. Cân bằng đường ............................................................................................27
3.5.2. Tính hiệu quả sản xuất ..................................................................................28
CHƯƠNG 4. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT .............................................................. 30
4.1. Hiệu số áp suất bốc hơi ....................................................................................... 30
4.2. Phân bố áp suất các hiệu ..................................................................................... 30
4.3. Lượng hơi tiêu hao công đoạn bốc hơi ............................................................... 32
4.3.1. Lượng nước bốc hơi ở các hiệu ....................................................................... 32
iv
4.3.2. Tính nồng độ chất khô các hiệu ....................................................................32
Lượng hơi tiêu hao cho công đoạn bốc hơi .................................................. 33
4.3.3.
CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ .............................................. 34
5.1.
Tính toán và chọn thiết bị ................................................................................ 34
5.1.1.
Công đoạn cô đặc ......................................................................................34
5.1.1.1.
Nồi 1 ...................................................................................................34
5.1.1.2.
Nồi 2 ...................................................................................................35
5.1.1.3.
Nồi 3 ...................................................................................................35
5.1.1.4.
Nồi 4 ...................................................................................................36
5.1.2.
Tổng diện tích truyền nhiệt tối thiểu .........................................................36
5.1.2.1.
Tính toán khả năng bốc hơi ................................................................36
5.1.2.2.
Tính toán chỉ số lặp ............................................................................37
5.1.2.3.
Tính các độ sụt nước lý thuyết ...........................................................37
5.1.2.4.
Cải chính các độ sụt đã tìm được .......................................................38
5.1.2.5.
Thang cải chính nhiệt độ ....................................................................38
5.1.2.6.
Tính toán các diện tích gia nhiệt ........................................................38
5.1.3.
Tính toán thiết bị lắng nổi .........................................................................41
5.1.4.
Tính toán thiết bị lắng chìm ......................................................................42
5.2.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị ................................................... 43
5.2.1.
Thiết bị cô đặc ...........................................................................................43
5.2.1.1.
Sơ đồ hệ thống thiết bị cô đặc ............................................................43
5.2.1.2.
Cấu tạo của thiết bị cô đặc .................................................................44
5.2.2.
Thiết bị lắng nổi ........................................................................................46
5.2.2.1.
Cấu tạo ................................................................................................47
5.2.2.2. Nguyên lý hoạt động .............................................................................48
5.2.3.1.
Cấu tạo ................................................................................................49
5.2.3.2.
Nguyên lý hoạt động ..........................................................................50
CHƯƠNG 6. TÍNH ĐIỆN-NƯỚC-XÂY DỰNG .................................................. 52
6.1. Tính điện .............................................................................................................. 52
v
6.1.1.
Điện dùng cho chiếu sáng .........................................................................52
6.1.2.
Tính điện năng động lực ...........................................................................53
6.1.3.
Tính điện năng tiêu thụ hàng năm.............................................................54
6.1.3.1.
Điện năng chiếu sáng .........................................................................54
6.1.3.2. Điện năng tiêu thụ cho động lực ...........................................................54
6.2.
Tính nước ......................................................................................................... 55
6.2.1.
Nước lắng trong .........................................................................................55
6.2.2.
Nước lọc trong ...........................................................................................55
6.2.3.
Nước ngưng tụ ...........................................................................................56
6.2.4.
Nước thải từ các bộ phận của phân xưởng ...............................................57
6.3.
Tính toán xây dựng .......................................................................................... 57
6.3.1.
Địa điểm xây dựng phân xưởng ................................................................57
6.3.1.1.
Các nguyên tắc chung ........................................................................57
6.3.1.2.
Yêu cầu về đất, nơi xây dựng phân xưởng ........................................58
6.3.1.3. Yêu cầu vệ sinh công nghiệp bảo vệ môi trường ..................................58
6.3.2. Các công trình xây dựng phân xưởng ..........................................................58
6.3.2.2. Nhà sản xuất chính ................................................................................58
CHƯƠNG 7. NHÂN LỰC, AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ NHỮNG QUY TRÌNH
VẬN HÀNH AN TOÀN TRONG XƯỞNG........................................................... 70
7.1.
Nhân lực ........................................................................................................... 70
7.1.1.
Chê độ làm việc của phân xưởng cô đặc, lắng lọc ...................................70
7.1.2.
Tính nhu cầu cho phân xưởng cô đặc .......................................................70
7.2.
An toàn lao động và quá trình vận hành an toàn ............................................. 71
7.2.1.
An toàn lao động .......................................................................................71
7.2.1.1.
Một số vấn đề về an toàn lao động.....................................................71
7.2.1.2. Những nguyên nhân gây ra tai nạn lao động trong quá trình sản xuất
và biện pháp khắc phục .......................................................................................71
7.2.1.3.
7.2.2.
Những yêu cầu an toàn cụ thể trong nhà máy....................................72
Quá trình vận hành an toàn trong phân xưởng .........................................74
7.2.2.1.
Quá trình vận hành an toàn nồi hơi ....................................................74
vi
7.2.3.
An toàn lao động trong phòng hóa nghiệm ..............................................77
7.2.3.1.
An loan lao động ................................................................................77
7.2.3.2.
Cấp cứu sơ bộ .....................................................................................79
7.2.3.3.
Công tác phòng cháy chữa cháy.........................................................79
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 80
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................ 81
vii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1. Sự phân bố sụt áp giữa các nồi bốc hơi ................................................ 30
Bảng 4.2. Thang áp suất tuyệt đối và nhiệt độ...................................................... 31
Bảng 4.3. Các tổn thất của độ sụt nhiệt độ trong các dàn bốc hơi đa hiệu........... 31
Bảng 4.4. Tổng kết hơi tiêu hao cho phân xưởng cô đặc ..................................... 33
Bảng 5.1. Kết quả cải chính nhiệt độ .................................................................... 38
Bảng 6.1. Kết quả tính toán điện dùng cho chiếu sáng ........................................ 53
Bảng 6.2. Thông số điện năng động lực ............................................................... 53
Bảng 6.3. Lượng nước lắng trong dùng cho phân xưởng ..................................... 55
Bảng 6.4. Lượng nước lọc dùng cho phân xưởng sản xuất .................................. 56
Bảng 6.5. Lượng nước thải từ các bộ phận của phân xưởng ................................ 57
Bảng 7.1. Chia ca cho từng bộ phận ..................................................................... 70
viii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sản lượng đường sản xuất toàn thế giới qua các niên vụ [8] ................. 5
Hình 1.2. Lượng tiêu thụ đường toàn cầu [8] ......................................................... 6
Hình 1.3. Diện tích gieo trồng và sản lượng mía các năm [8]................................ 9
Hình 1.4. So sánh năng suất Việt Nam và thế giới [8] ........................................... 9
Hình 1.5. Bản đồ vị trí xã Khánh Vĩnh [11] ......................................................... 11
Hình 2.1. Lưu trình sản xuất từ nguyên liệu mía đến siro nấu A ......................... 16
Hình 2.2. Lưu trình sản xuất từ siro nấu A đến thành phẩm ................................ 17
Hình 5. 1. Hệ thống bốc hơi .................................................................................. 43
Hình 5.2. Cấu tạo thiết bị bốc hơi ......................................................................... 44
Hình 5.3. Thiết bị bốc hơi ..................................................................................... 45
Hình 5.4. Cấu tạo thiết bị lắng nổi ........................................................................ 47
Hình 5.5. Thiết bị lắng nổi .................................................................................... 48
Hình 5.6. Cấu tạo thiết bị lắng chìm ..................................................................... 49
Hình 5.7. Thiết bị lắng chìm ................................................................................. 50
Hình 6.1. Hệ thống nồi cô đặc............................................................................... 60
Hình 6.2. Hệ thống nồi nấu đường ........................................................................ 61
Hình 6.3. Sơ đồ hệ thống thiết bị tầng 4 ............................................................... 62
Hình 6.4. Sơ đồ hệ thống thiết bị tầng 3 ............................................................... 64
Hình 6.5. Sơ đồ hệ thống thiết bị tầng 2 ............................................................... 66
Hình 6.6. Sơ đồ hệ thống thiết bị tầng 1 ............................................................... 69
ix
CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TL
: Trọng lượng.
TLCK
: Trọng lượng chất khô.
TLCKNM
: Trọng lượng chất khô nước mía.
NMHH
: Nước mía hỗn hợp.
HSE
: Hiệu suất ép.
HSTH
: Hiệu suất thu hồi.
TLDD
: Trọng lượng dung dịch.
HSSX
: Hiệu suất sản xuất.
AP
: Độ tinh khiết.
Pol
: Hàm lượng đường saccharose.
1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong điều kiện nền kinh tế ngày càng phát triến, thị trường kinh doanh mở
rộng thì cơ hội cho các doanh nghiệp cũng được mở rộng đồng thời mở cửa thị trường
khi hội nhập cũng tạo cho doanh nghiệp nhiều thách thức. Đặc biệt, hàng rào thuế
quan được hạ xuống do Việt Nam đã gia nhập WTO, các mặt hàng sẽ không phải
chịu thuế hoặc chịu thuế với mức thấp. Điều này sẽ làm cho mức độ cạnh tranh ngày
càng trở nên gay gắt, các doanh nghiệp tìm cách để thu hút khách hàng bằng cách
tăng chất lượng và hạ giá thành sản phẩm. Muốn thực hiện được đòi hỏi doanh nghiệp
phải có sự chuyển bị kỹ càng về nguồn nhân lực, nguồn chi phí và đặc biệt phải đầu
tư công nghệ cải tiến các thiết bị máy móc. Ở nước ta hiện nay tuy các công ty mọc
lên nhiều và đa dạng nhưng các doanh nghiệp do còn quá non trẻ hoặc yếu kém
trong công tác chuẩn bị như: lựa chọn thiết bị công nghệ không phù hợp, xây dựng
nhà máy xa vùng nguyên liệu, hệ thống giao thông không thuận lợi… khiến doanh
nghiệp hoạt động không hiệu quả làm cho doanh nghiệp khó có điều kiện phát triển,
khoản lợi nhuận thấp nên kém tăng trưởng, điều này không ngoại lệ đối với ngành
đường mía.
Việt Nam là một quốc gia có truyền thống sản xuất đường mía từ lâu đời và
trong những năm gần đây ngành đường phát triển một cách nhanh chóng, vấn đề cơ
khí hóa và tự động hóa trên toàn bộ dây chuyền sản xuất được áp dụng rộng rãi trong
các nhà máy đường. Nền công nghiệp đường đã và đang được phát triển nhắm đáp
ứng nhu cầu về lượng đường sử dụng cho nhân dân và góp phần xây dựng cho sự
phát triển ngành đường của nước ta, việc áp dụng công nghệ là một trong các yếu tố
quyết định đến chất lượng và năng suất sản phẩm theo từng công đoạn. Tuy vậy việc
áp dụng công nghệ phải phù hợp với điều kiện thiết kế của nhà máy mới mang lại
hiệu quả tối ưu cho việc đầu tư.
Để góp phần nâng cao năng suất và chất lượng đường phục vụ nhu cầu trong
nước và xuất khẩu, cải thiện đời sống cho nông dân huyện Khánh Vĩnh, Khoa Công
2
nghệ Thực phẩm, trường Đại học Nha Trang đã giao cho em đề tài: “Thiết kế phân
xưởng cô đặc của nhà máy đường Khánh Vĩnh với năng suất 2000 tấn/ngày”.
Sau thời gian nghiên cứu với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy T.S Thái Văn Đức,
ban giám đốc công ty cổ phần đường Ninh Hòa cùng toàn bộ công nhân viên công ty,
em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
3
CHƯƠNG 1. HIỆN TRẠNG NGÀNH MÍA ĐƯỜNG VÀ LUẬN CHỨNG
KINH TẾ
1.1. Hiện trạng ngành công nghiệp mía đường
1.1.1. Hiện trạng công nghiệp mía đường thế giới
1.1.1.1. Tổng quan ngành đường
Đường đã từng là một mặt hàng xa xỉ vào giai đoạn cuối thế kỷ XVI, khi người
Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha mở rộng trồng trọt mía ở Puerto, Rico, Cuba và Brazil
và vận chuyển ngược về Châu Âu để tinh luyện. Đến thế kỷ XVII, đế quốc Anh lập
vùng canh tác mía và sản xuất đường quy mô lớn tại quần đảo Tây Ấn, biến đường
thành mặt hàng thông dụng cho mọi tầng lớp.
Tính đến nay, ngành sản xuất đường là một trong những ngành công nghiệp
chế biến nông sản lâu đời nhất trên thế giới, với hơn 100 quốc gia và vùng lãnh thổ
tham gia vào chuỗi giá trị. Quy mô sản lượng đường toàn cầu khoảng 174,8 triệu tấn
trong mùa vụ 2013/2014 (USDA) và đạt mức tăng trưởng trung bình khoảng 2%/năm.
Đường có thể được sản xuât từ hai loại nguyên liệu chính: Mía (75-80%) lượng cung
toàn cầu, trồng chủ yếu tại các nước nhiệt đới và củ cải đường 25-30%, tại các nước
ôn đới. Một số quốc gia như Mỹ hoặc Trung quốc có thể trồng được cả hai loại nông
sản này do diện tích rộng lớn. Thông thường mất khoảng 12 tháng đến 16 tháng từ
lúc gieo trồng đến lúc thu hoạch và một gốc mía có thể sử dụng được 5 năm, sau
khoảng thời gian này chữ đường trong mía sẽ bị giảm sút [8].
Ngành sản xuất đường là một ngành thâm dụng lao động nên rất nhiều quốc
gia trên thế giới đang thực hiện cơ chế bảo hộ thông qua các phương thức khác nhau.
Tại Mỹ, chính phủ vẫn tiếp tục duy trì chương trình trợ cấp ngành sản xuất đường nội
địa bằng cách hạn chế nhập khẩu, hạn chế diện tích trồng mía và trợ giá cho nông
dân. Tại khối liên minh EU, chính sách quản lý bằng quato cấp cho từng thành viên,
quy định giá thu mua nguyên liệu tối thiểu và giá dao dịch tham chiếu cho đường
trắng và đường thô (EU sugar regime) đã biến EU từ một khu vực xuất khẩu ròng
đường thành một trong những khu vực nhập khẩu đường lớn nhất thế giới. Trung
Quốc nước nhập khẩu đường lớn thứ hai thế giới năm 2013 (3,8 triệu tấn theo USDA)
4
cũng đang duy trì mức một mức quota nhập khẩu khoảng 1,9 triệu tấn đường/năm
theo thỏa thuận WTO, theo đó lượng đường nhập trong quota sẽ chỉ phải chịu thuế
suất nhập khẩu 5% trong khi số lượng vượt quá quota bị áp thuế lên đến 50% [8].
Quy mô giao dịch đường trên thế giới vào khoảng 55-60 triệu tấn, trong đó
những nước sản xuất lớn như Brazil (22% tổng sản lượng), Ấn Độ (15%), Trung
Quốc (8%), Thái lan (6%). Do tại Ấn Độ và Trung Quốc, nhu cầu tiêu thụ nội địa lớn
hơn sản lượng sản xuất, cho nên nguồn cung đường trên thị trường quốc tế phụ thuộc
vào hai quốc gia còn lại là Brazil và Thái Lan [8].
1.1.1.2. Sản lượng sản xuất toàn cầu
Tính đến thời điểm hiện tại, sản xuất đường từ mía tại các quốc gia như Brazil,
Ấn Độ, Thái Lan có lợi thế cạnh tranh hơn so với các khối EU vốn dùng củ cải đường
để làm nguyên liệu chính. Lợi thế này không xuất phát từ vấn đề khoa học kỹ thuật
hay điều kiện sản xuất mà xuất phát từ giá nhân công và chi phí đắt rẻ cùng với việc
ít phải chịu những rằng buộc pháp lý từ phía quốc gia. Tuy nhiên, những trở ngại về
mặt thiên nhiên như địa chất, lượng mưa, nhiệt độ và sự cạnh tranh các hoạt động
nông nghiệp khác đã khiến dư địa cho việc mở rộng sản xuất tại các quốc gia sản xuất
đường từ mía hàng đầu thế giới không còn nhiều.
Sản lượng đường mía ước tính đạt 140,2 triệu tấn trong vụ 2013/2014, chỉ tăng
0,37% so với vụ trước và gần 30% sau giai đoạn 10 năm kể từ vụ 2003/2004. Trong
khi đó, sản lượng đường củ cải giảm mạnh 4,7% so với cùng kỳ năm trước, đạt 34,6
triệu tấn. Tổng sản lượng đường trên thế giới niên vụ 2013/2014 ước tính đạt 174,8
triệu tấn, giảm nhẹ 0,7% so với niên vụ trước. Số liệu thống kê cũng cho thấy sự
chuyển dịch tỷ trọng sản xuất đường mía/ đường củ cải trong 10 năm qua. Nếu trong
vụ 2003/2004 đường củ cải chiếm 24,3% tổng lượng đường sản xuất được thì sau 10
năm, tỷ lệ này đã giảm xuống chỉ còn 19,8%. Brazil và Ấn Độ là hai quốc gia sản
xuất đường lớn nhất thế giới với tổng sản lượng lên đến 64,2 triệu tấn, chiếm 36,7%
lượng đường toàn cầu. Khối EU là nhóm các quốc gia sản xuất đường từ củ cải lớn
5
nhất với hơn 16 triệu tấn, tương đương 46,2% tổng lượng đường củ cải niên vụ 2013/
2014 [8].
Hình 1.1. Sản lượng đường sản xuất toàn thế giới qua các niên vụ [8]
1.1.1.3. Tiêu thụ đường toàn cầu
Sản lượng tiêu thụ toàn cầu: Tiêu thụ đường thế giới niêm vụ 2013/2014 ước
đạt 168,5 triệu tấn, tăng 2,3% so với niên vụ 2012/2013. Tính chung trong 10 năm
qua, tiêu dùng đường thế giới nằm trong xu thế tăng với CAGR đạt khoảng 1,9%/năm.
Tuy nhiên tốc độ tăng này lại thấp hơn so với CAGR của tổng sản lượng đường sản xuất
được trong cùng kỳ, khoảng 2,1%/năm khiến tồn kho đường tích lũy ngày càng cao [8].
Các yếu tố tác động: Tiêu thụ đường phụ thuộc vào các yếu tố chính như tốc
độ gia tăng dân số, mức thu nhập khả dụng và tốc độ tăng thu nhập, giá đường trong
tương quan với các sản phẩm khác (giá năng lượng, giá các chất tạo ngọt khác) hay
thậm chí là đặc điểm văn hóa, đặc điểm nhân khẩu và nhận thức đối với vấn đề sức
khỏe. Trong giai đoạn vừa qua, những khu vực có nền kinh tế phát triển và dân số
tăng trưởng thấp, người dân càng ngày càng chú ý đến những tác động xấu của việc
sử dụng đường và các thực phẩm chứa đường thì mức tiêu thụ đường chỉ tăng rất nhẹ
6
hoặc tăng trưởng âm như Bắc Mỹ (CAGR = 1,3%/năm trong 5 năm), Châu Âu (1,3%)
và Châu Đại Dương (-0,2%). Ngược lại, những khu vực có dân số đông và kinh tế
đang phát triển, lượng đường tiêu thụ vẫn tăng đều đặn hằng năm [8]. Châu Á là khu
vực có tốc độ tăng tiêu thụ đường lớn nhất thế giới, dẫn đầu là Trung Đông (5,3%),
Đông Nam Á (4,5%) và Nam Á (2,5%), đây cũng là khu vực tạo động lực cho tăng
trưởng tiêu dùng và sản xuất đường trong tương lai [8].
Hình 1.2. Lượng tiêu thụ đường toàn cầu [8]
1.1.1.4. Triển vọng ngành trong tương lai
Sản lượng tiêu thụ đường đã tăng với tốc độ bình quân 2,7%/năm trong nửa
thập kỷ qua. Ở các nước phát triển, tiêu thụ đường đang trong xu hướng giảm dưới
tác động của các sản phẩm thay thế và những lo ngại về bệnh béo phì và sức khoẻ.
Tuy nhiên tại các nước đang phát triển, sản lượng tiêu thụ đường chiếm đến 70% so
7
với toàn thế giới, tốc độ tăng trưởng đang nhanh hơn dựa vào sự gia tăng thu nhập và
dân số.
Vùng nguyên liệu mía toàn thế giới đã và đang được mở rộng để đáp ứng nhu
cầu sản xuất đường và các loại sản phẩm khác như ethanol. Tổng sản lượng đường
toàn thế giới được dự báo sẽ tăng thêm khoảng 30 triệu tấn để đạt mức hơn 210 triệu
tấn vào niên vụ 2020/2021. Sản lượng đường gia tăng này sẽ đến từ các quốc gia đang
phát triển, đặc biệt là Brazil. Quốc gia này đã gia tăng rất nhanh sản lượng đường
trong vòng hai thập kỷ vừa qua, tuy nhiên cuộc khủng hoảng tài chính vào năm 2008
đã làm giảm tốc độ đầu tư mới vào các nhà máy chế biến đường và giảm tăng trưởng
sản xuất kể từ đó đến nay [8].
Một tác động rất lớn đối với quan hệ cung cầu đường trên toàn thế giới là việc
sử dụng cây mía trong quá trình sản xuất ethanol, một dạng năng lượng thay thế.
Brazil là nước sản xuất và xuất khẩu đường lớn nhất thế giới, đồng thời cũng là một
trong những nhà sản xuất và tiêu thụ ethanol lớn nhất. Những quyết định mở rộng
sản xuất ethanol tại quốc gia này sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến thương mại và giá
đường trên toàn thế giới.
Trong ngắn hạn, một nhân tố quan trọng tác động đến hoạt động sản xuất,
thương mại cũng như giá đường trên thị trường toàn cầu là những rủi ro thời tiết. Có
đến hơn 75% khả năng thảm hoạ El Nino sẽ diễn ra trong 2014 và biến năm này thành
năm có thời tiết nóng nhất trong lịch sử. Hoạt động sản xuất nông nghiệp nói chung
và trồng mía nói riêng sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng, đặc biệt hiện tượng hạn hán sẽ
diễn ra trên diện rộng tại các nước thuộc khu vực Đông Bán Cầu, trong đó có các
quốc gia trồng mía và sản xuất đường lớn như Australia, Thái Lan, Ấn Độ, Indonesia.
Giá đường do đó sẽ có thể tăng lại sau một thời gian dài năm trong xu hướng giảm
Brazil là nhân tố quyết định thị trường.
1.1.2. Ngành mía đường Việt Nam
1.1.2.1. Lịch sử và mục tiêu phát triển
Cây mía và nghề làm mật, đường ở Việt Nam đã có từ thời xa xưa nhưng công
nghiệp mía đường mới chỉ được phát triển từ những năm 1990. Cho đến năm 1994
8
cả nước chỉ mới có 9 nhà máy đường mía với tổng công suất dưới 11.000 tấn mía/
ngày và 2 nhà máy tinh luyện công suất nhỏ, thiết bị lạc hậu dẫn đến việc mỗi năm
phải nhập khẩu trung bình từ 300 ngàn đến 500 ngàn tấn đường. Nhận thấy được
những lãng phí rất lớn trong chế biến và sản xuất đường nội địa, chương trình mía
đường đã được khởi động kể từ năm 1995. Chương trình này được chọn là chương
trình khởi đầu để tiến hành công nghiệp hoá, hiện đại hoá nông nghiệp nông thôn,
xoá đói, giảm nghèo, giải quyết việc làm cho lao động nông nghiệp.
1.1.2.2. Vị thế của ngành mía đường Việt Nam
Sản lượng đường Việt Nam sản xuất được trong niên vụ 2013/2014 ước đạt
1,6 triệu tấn đường, chỉ chiếm khoảng 0,9% tổng sản lượng đường của cả thế giới.
Niên vụ này, năng suất mía bình quân cả nước đạt khoảng 63,9 tấn mía/ha, tăng
khoảng 19,5% so với mười năm trước đây. Nếu so với năng suất bình quân thế giới
(70,2 tấn/ha) thì còn thấp hơn 8,8%, tuy nhiên khoảng cách đang dần được thu hẹp
sau thời gian. Quy mô thương mại đường của Việt Nam với các nước còn lại trên thế
giới là không đáng kể, kim ngạch xuất khẩu đường năm 2013 đạt 202,2 triệu USD,
chủ yếu là hoạt động xuất đường tinh đi Trung Quốc (gần 95%) trong khi nhập khẩu
năm 2013 vào khoảng 126,8 triệu USD chủ yếu từ Thái Lan (đường tinh), Mỹ (đường
thô và đường khác) và Trung Quốc (đường khác) [8], [9].
Tính trong khu vực ASEAN, Việt Nam gần nước xuất khẩu đường lớn thứ 2 thế
giới là Thái Lan (gần 14,8% kim ngạch xuất khẩu toàn cầu vụ 2013/2014) [8]. Mía
nguyên liệu là yếu tố sống còn đối với các doanh nghiệp sản xuất đường. Trong những
năm gần đây, các doanh nghiệp đã có những nỗ lực nhất định nhằm đầu tư phát triển
vùng nguyên liệu mía, hợp tác với nông dân qua việc ký hợp đồng hỗ trợ giống, đầu tư
vốn và công nghệ cũng như bao tiêu đầu ra. Tuy nhiên, những vấn đề cố hữu về công tác
nguyên liệu của ngành mía đường Việt Nam vẫn còn tồn tại dai dẳng.
Các biện pháp mang tính ngắn hạn trong điều kiện các giống mía lai trong
nước chưa đáp ứng kịp nhu cầu trồng trọt. Theo các chuyên gia cho rằng, chỉ khi nào
Việt Nam lai tạo được bộ giống mía riêng, phù hợp với từng vùng đất thì ngành nông
nghiệp trồng mía mới có khả năng phát triển ổn định.
9
Kết quả điều tra của Viện Quy hoạch và TKNN năm 2012 đối với các tỉnh
trồng mía trọng điểm trên địa bàn toàn quốc cho thấy các giống cũ như My55-14 vẫn
chiếm tỷ lệ khoảng 25%, ROC10 chiếm 23,3% trong sản xuất ở các tỉnh phía Bắc. Ở
phía Nam các giống R570, R579, K88-200, ROC16 chiếm tỷ lệ khá cao (34%). Các
giống mới và những giống đưa ra sản xuất trong khoảng 10 năm gần đây hiện chỉ
chiếm tỷ lệ khoảng trên 40% trong sản xuất. Kinh phí đầu tư cho công tác nghiên cứu
khoa học và chuyển giao tiến bộ kỹ thuật mía đường ở Việt Nam hiện nay quá thấp,
chỉ bằng khoảng 3-6% so với mức bình quân ở các nước sản xuất mía đường trên thế
giới. Theo ERSUC (Cơ quan phát triển Pháp) thì hoạt động nghiên cứu và phát triển
(R&D) mía đường phải đạt từ 0,5-1% tổng giá trị sản lượng mía đưa vào chế biến [8].
Hình 1.3. Diện tích gieo trồng và sản
lượng mía các năm [8]
Hình 1.4. So sánh năng suất Việt Nam
và thế giới [8]
1.1.2.3. Triển vọng phát triển ngành
Việt Nam có đủ điều kiện thuận lợi để phát triển cây mía trên cả ba miền: Diện
tích đất đồng bằng rộng, lượng mưa từ 1.400 mm đến 2.400 mm, nhiệt độ và độ nắng
phù hợp.
Ngành trồng mía được bảo hộ: đây là ngành nông nghiệp góp phần phát triển
kinh tế-xã hội tại các vùng Nông thông, Trung du, miền núi, giúp nông dân khai
hoang phục hoá và chuyển dịch cơ cấu cây trồng. Bên cạnh lợi ích kinh tế, cây mía
10
còn đem lại những lợi ích xã hội khác nên thường được nhận cơ chế hỗ trợ từ chính
phủ [8].
Công tác đồn điền đổi thửa để tạo cánh đồng mẫu lớn đã được triển khai ở
nhiều nơi, tuy còn nhiều bất cập và thiếu công khai do dính dáng đến nhiều nhóm
lợi ích. Việc đồn điền đổi thửa nếu được thực hiện tốt sẽ tạo tiền đề sản xuất mía
tập trung chuyên canh, đầu tư thâm canh, ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật tiên tiến
vào sản xuất giúp ổn định vùng nguyên liệu và hạ giá thành.
Nhu cầu tiêu dùng nội địa đang thấp: Trung bình một người Việt Nam tiêu
thụ hằng năm khoảng 16 kg đường, thấp hơn so với mức xấp xỉ 20 kg/người/năm
của toàn thế giới. Ngoài ra, cơ cấu dân số trẻ với hơn 50% dân số dưới 30 tuổi và
tốc độ gia tăng dân số là động lực thúc đẩy nhu cầu tiêu dùng đường [8].
Nhu cầu tăng nhanh tại các nước khu vực Châu Á trong khi rủi ro tiềm tàng
về thời tiết, đặc biệt là El Nino, giá dầu thô tăng và việc đẩy mạnh sản xuất ethanol
nhiên liệu ở Brazil là động lực thúc đẩy giá đường thế giới quay trở lại xu hướng
tăng, qua đó gây tác động tích cự gián tiếp đến ngành sản xuất đường Việt Nam.
Đối với ngành mía đường Việt Nam, biến động của giá đường thế giới sẽ không
ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất, tiêu thụ nội địa cũng như xuất nhập khẩu theo
đường chính ngạch. Tuy nhiên, hằng năm có khoảng hơn 300.000 tấn đường nhập
lậu từ Thái Lan qua biên giới Tây Nam luồn về Việt Nam (chiếm hơn 19% tổng
cung đường trong và ngoài nước) có giá rẻ hơn so với đường nội địa sản xuất do
trốn thuế và chi phí sản xuất thấp hơn. Đường nhập lậu đang là vấn đề lớn nhất đối
với ngành mía đường Việt Nam. Nếu giá đường thế giới hồi phục thì lượng đường
nhập lậu từ Thái Lan (nước xuất khẩu đường lớn thứ 2 thế giới sau Brazil) nhập về
Việt Nam sẽ ít hơn, khi đó sản xuất nội địa sẽ có thể tự cân đối với tiêu dùng và giá
đường trong nước cũng như biên lãi gộp của các doanh nghiệp mía đường sẽ được
cải thiện. Hiện xu hướng tăng của giá đường thế giới vẫn chưa rõ ràng trong khi tồn
kho còn rất nhiều, tuy nhiên triển vọng phục hồi từ đáy của giá loại nông sản này
hoàn toàn có cơ sở [8].
11
1.2. Luận chứng kinh tế
Hiện nay, trong cả nước sản xuất được trên 800.000 tấn đường/năm, để cân
đối nhu cầu tiêu dùng, hằng năm chúng ta phải nhập khẩu tối thiểu 30.000 tấn đường,
những năm mất mùa phải nhập khẩu thêm 100.000 tấn đường. Trong những năm gần
tới đây khi dân số ngày càng tăng cao hơn nữa, nếu chúng ta không tăng sản lượng
đường trong nước thì phải nhập khẩu một lượng đường khá lớn.
Như vậy, việc phát triển ngành công nghiệp đường là cần thiết, vừa đáp ứng
được nhu cầu xã hội, vừa cải thiện được bộ mặt nông thôn, nâng cao đời sống nhân
dân nhờ thu nhập từ việc trồng mía. Mặt khác, bằng con đường sản xuất để đáp ứng
nhu cầu xã hội, chúng ta còn giảm được chi phí cho việc nhập khẩu đường từ nước
ngoài. Do đó, hiện nay đảng và nhà nước hết sức quan tâm đến sự phát triển ngành
đường mía và bản thân ngành mía đường cũng đang nổ lực vươn lên để trở thành
ngành mũi nhọn, mang lại hiệu quả thiết thực cho xã hội.
Do nhu cầu sử dụng đường ngày càng cao của nhân dân cả nước nói chung và
nhân dân tỉnh Khánh Hòa nói riêng, việc cung cấp đường là vấn đề xã hội. Qua thực
tế địa hình của địa phương huyện Khánh Vĩnh, tỉnh Khánh Hòa có nhiều điều kiện
thuận lợi cho việc trồng mía cũng như các nguyên vật liệu cần thiết khác như: Nước,
điện, nhân lực,… cho việc thiết kế nhà máy đường với năng suất 2000 tấn/ngày.
1.2.1. Đặc điểm tự nhiên và vị trí xây dựng
Hình 1.5. Bản đồ vị trí xã Khánh Vĩnh [11]
12
Huyện Khánh Vĩnh nằm ở cực Tây tỉnh Khánh Hòa, phía bắc giáp thị xã Ninh
Hòa và tỉnh Đak Lak, phía tây là tỉnh Lâm Đồng, phía nam giáp huyện Khánh Sơn và
tỉnh Ninh Thuận, phía đông giáp huyện Diên Khánh [11].
1.2.1.1. Khí hậu
Nhìn chung khí hậu toàn tỉnh khánh hòa tương đối ôn hòa do mang tính chất
của khí hậu Đại Dương. Thường có hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa nắng. Mùa
mưa ngắn, từ giữa tháng 9 đến giữa tháng 12 dương lịch, tập trung vào 2 tháng, tháng
10 và tháng 11, lượng mưa thường chiếm trên 50% lượng mưa trong năm. Những
tháng còn lại là mùa nắng, trung bình hàng năm có tới 2.600 giờ nắng. Nhiệt độ trung
bình khoảng 26,70 C, độ ẩm tương đối khoảng 80,5%. Khánh Hòa là vùng ít bị ảnh
hưởng của bão, tần số bão đổ bộ vào Khánh Hòa thấp chỉ có khoảng 0,82 cơn bão/năm
đổ bộ vào bờ biển nước ta [11].
1.2.1.2. Thổ nhưỡng
Đất cát và cồn cát chiếm 2%, đất phù sa chiếm 7,5%, đất mặn và phèn mặn chiếm
1,5%, đất xám bạc màu chiến 4,6%, đất đỏ vàng và các loại đất khác chiếm 84,4%.
1.2.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu
Khánh Hòa là tỉnh có nhiều huyện trồng mía như: huyện Khánh Vĩnh, Diên
Khánh, Khánh Sơn, Ninh Hòa …
Theo báo cáo của Hội nghị tổng kết mía đường niên vụ 2007/2008 của Bộ Nông
nghiệp và Phát triển Nông thôn, diện tích mía khoảng 20.000 ha, năng suất bình quân là
45 tấn/ ha, sản lượng mía trong vụ đạt 900.000 tấn mía cây. Hiện nay, diện tích trồng
mía toàn tỉnh tăng lên khoảng 23.000 ha, năng suất bình quân 60-70 tấn/ha, sản lượng
mía trong vụ đạt 1.610.000 tấn cây mía [1].
Đầu tư xây dựng vùng mía có tưới tập trung chủ yếu ở 23 xã (trong tổng số 40
xã trồng mía), diện tích đến năm 2015 là 2.260 ha và dự tính năm 2020 là 4.650 ha.
Trong đó các vùng tưới có điều kiện thuận lợi nhất tập trung ở 18 xã: Cam Ranh ở 2
xã (Cam Thành Nam, Cam Thịnh Tây), Cam Lâm ở 2 xã (Cam An Bắc, Cam An
Nam), Diên Khánh 4 xã (Diên Đồng, Diên Xuân, Diên Lâm, Suối Tiên) và Ninh Hoà
5 xã (Ninh Sim, Ninh Tây, Ninh Thượng, Ninh Xuân) [10]. Hiện nay tỉnh Khánh hòa
13
đang triển khai dự án nghiên cứu phát triển giống mía và mở rộng diện tích trồng mía
nhằm tăng chất lượng và khối lượng mía cây.
Như vậy, việc đầu tư và xây dựng xưởng cô đặc, nấu và kết tinh đường cho
nhà máy đường Khánh Vĩnh với năng suất 2000 tấn mía/ngày là hợp lý về nguồn
nguyên liệu cung cấp đủ cho nhà máy hoạt động.
1.2.3. Sự hợp tác hóa và liên hiệp hóa
Sản phẩm của nhà máy đường phục vụ cho nhu cầu sử dụng đường của toàn
quốc và xuất khẩu, mà hiện nay sản lượng đường còn chưa đáp ứng cho nhu cầu tiêu
thụ ngày càng tăng của Châu Á nói chung và của nước Việt Nam nói riêng, vì thế
việc liên kết hợp tác với ngành nông nghiệp trồng mía là rất cần thiết và cũng là nguồn
giải quyết vấn đề thiếu hụt nguyên liệu và nguyên liệu không đảm bảo cho nhà máy
đường.
Vấn đề hợp tác hóa và liên hiệp hóa quyết định đến nhiều yếu tố cả về cấu
thành và tạo dựng nền móng cho sự phát triển sau này của công ty, đối với ngành
công nghiệp đường mía, nguyên liệu là yếu tố quyết định đến hiệu suất thu hồi đường,
nó đòi hỏi nguồn nguyên liệu phải tươi, sau khi thu hoạch phải đem đi sản xuất ngay
để tránh gây tổn thất đường cũng như các hư hại khác. Do đó vấn đề liên hiệp với
ngành nông nghiệp, cơ giới, cầu đường… là hết sức quan trọng, với ngành nông
nghiệp phải có chính sách quy hoạch vùng trồng, thời điểm trồng, có chế độ canh tác
và thu hoạch hợp lý, phù hợp với từng giống mía, từng vùng đất để đem lại hiệu quả
kinh tế cao, xây dựng trạm nguyên liệu để liên hệ giữa nhà máy và các hộ nông dân
trồng mía là cần thiết.
Việc hợp tác liên kết này giúp cho các nhà máy chủ động hơn về nguồn nguyên
liệu.
1.2.4. Tiêu thụ sản phẩm
Với sự phát triển của đời sống xã hội ngày càng cao, cùng với vấn đề tăng dân số,
hàng năm nước ta tiêu thụ đường một số lượng khá lớn. Song sản lượng đường của các
nhà máy trong nước vẫn chưa đáp ứng đầy đủ nhu cầu xã hội, vì vậy nước ta vẫn phải
nhập khẩu đường của nước ngoài nên bị phụ thuộc bởi giá đường của thế giới.
14
1.2.5. Nguồn cung cấp hơi
Ngày nay hầu hết các nhà máy đường hiện đại đều sử dụng nguồn hơi riêng
của nhà máy để phục vụ rất nhiều công đoạn sản xuất. Đặc biệt là việc chạy tuabin
của máy phát điện trong nhà máy tiêu tốn lượng hơi khá lớn nên ở nhiều công đoạn
như nấu đường, cô đặc nếu tận dụng được lượng hơi thứ là tiết kiệm được chi phí rất
lớn cho nhà máy. Nhiên liệu sử dụng để tạo ra nguồn hơi đốt là bã mía, than, củi, và
dầu FO… phòng trong các trường hợp đầu mùa vụ không có nhiên liệu để đốt.
1.2.6. Nguồn cung cấp điện
Nhà máy sử dụng điện từ mạng lưới điện quốc gia 500V được hạ xuống
220/380 có thêm máy biến áp dự phòng. Ngoài ra nhà máy còn lắp đạt thêm tuabin
phát điện dùng hơi quá nhiệt là nguồn cung cấp chủ yếu khi sản xuất. Nhà máy sử
dụng điện cho các động cơ, thiết bị cần thiết trong việc sản xuất đường, sử dụng điện
cho các thiết bị văn phòng, chiếu sáng…
1.2.7. Nguồn cung cấp nước
Khánh Vĩnh là huyện có hệ thống sông ngòi dày đặc. Do nằm ở thượng nguồn
của sông Cái Nha Trang, huyện Khánh Vĩnh có mật độ sông suối cao hơn so với các
huyện khác trong tỉnh, Mật độ sông suối bình quân là 0,65 km/km². Nguồn nước sử
dụng lấy từ sông Cái và được đưa về hệ thống xử lý nước của nhà máy, nguồn nước
sau xử lý phải đảm bảo bảo là đủ tiêu chuẩn nước dùng cho sản xuất. Trong nhà máy
đường, nước đóng vai trò hết sức quan trọng, lượng nước dùng có thể gấp 10-12 lần
so với nguyên liệu, do đó để đảm bảo cho nhà máy hoạt động có hiệu quả và ổn định
thì nhà máy phải đặt ở gần nguồn nước.
1.2.8. Vấn đề nước thải của nhà máy
Hiện nay, ở hầu hết các nhà máy sản xuất thực phẩm vấn đề xử lý nước thải
luôn được quan tâm hàng đầu. Đối với nhà máy đường nước thải sản xuất chứa nhiều
hóa chất hữu cơ và vô cơ đặc biệt là hóa chất dùng trong vệ sinh tẩy rửa thiết bị, nước
thải của nhà máy trước khi thải ra môi trường được đưa qua hệ thống xử lý nước thải
của nhà máy nhằm đảm bảo nguồn nước thải ra ngoài không gây ô nhiễm ảnh hưởng
đến đời sống sinh hoạt của công nhân và dân cư tại khu vực sản xuất.
15
1.2.9. Giao thông vận tải
Giao thông vận tải là vấn đề hết sức sức quan trọng, nó rất cần thiết cho nhà
máy tồn tại và phát triển lâu dài vì nhà máy đường luôn vận chuyển hằng ngày một
khối lượng lớn nguyên liệu, nhiên liệu vào nhà máy, vận chuyển sản phẩm, phế phẩm
đến nơi tiêu thụ.
Xã Khánh Hiệp có lợi rất lớn về vấn đề giao thông, nằm tại khu vực có
đường giao thông thuận lợi, lưu thông với đường quốc lộ, đây là một thuận lợi về
việc chuyển trang thiết bị vật tư, nguyên liệu từ các nơi khác đến và chuyển sản
phẩm của nhà máy đến nơi tiêu thụ, giảm được chi phí vận chuyển và lưu thông
trong mọi hoạt động.
Tóm lại: Với các điều kiện đã nên trên thì khả năng xây dựng tại xã Khánh
Hiệp, Huyện Khánh Vĩnh, tỉnh Nha Trang với năng suất 2000 tấn mía/ngày là hợp
lý, đồng thời có thể tạo ra bước chuyển hướng cơ cấu nông thôn theo hướng công
nghiệp hóa và góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành sản xuất khác trong hệ
thống cụm sản xuất công nghiệp.