TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG
KHOA CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG VÀ SINH HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT THẢI PHÁT SINH TỪ CÁC QUÁN
CÀ PHÊ THUỘC CHUỖI CÀ PHÊ TRUNG NGUYÊN

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
Mã số: 60520320

Phan Huy Cường

Hướng dẫn khoa học:

GVC TS. Lê Thị Kim Oanh
Khoa Công nghệ và Quản lý Môi trường
Trường Đại học Văn Lang

Tp. Hồ Chí Minh, 10/2016


TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG
KHOA CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT THẢI PHÁT SINH TỪ CÁC
QUÁN CÀ PHÊ THUỘC CHUỖI CÀ PHÊ TRUNG NGUYÊN
Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường
Mã số: 60520320

Phan Huy Cường
Hướng dẫn khoa học: GVC.TS. Lê Thị Kim Oanh
Luận văn được chấp thuận bởi Hội đồng phản biện gồm:
PGS.TS. Lê Thanh Hải - Chủ tịch Hội Đồng

PGS.TS. Trần Thị Mỹ Diệu - Phản biện 1

PGS.TS. Bùi Xuân Thành - Phản biện 2

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại
Hội đồng chấm luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Văn Lang
Ngày 15 tháng 10 năm 2016


Luận văn “Nghiên cứu xử lý các chất thải phát sinh từ các quán cà
phê thuộc chuỗi cà phê Trung Nguyên” đã được chỉnh sửa theo kết
luận của Hội đồng chấm luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Văn Lang ngày
tháng năm. Biên bản chỉnh sửa được đính kèm Luận văn này.
năm
Xác nhận của Giáo viên hướng dẫn
Đồng

GCV.TS. LÊ THỊ KIM OANH

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày

tháng

Xác nhận của Chủ tịch Hội


PGS.TS. LÊ THANH HẢI

Mẫu CH07
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM


Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
BẢN GIẢI TRÌNH CÁC NỘI DUNG CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Ngành Kỹ thuật Môi trường
Kính gửi:

Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ
Ban chủ nhiệm Khoa Công nghệ và Quản lý Môi trường

Tôi tên là Phan Huy Cường
Ngày tháng năm sinh: 12 - 12 - 1990. Nơi sinh: TP.Pleiku, Tỉnh Gia Lai.
Là học viên cao học Ngành Kỹ thuật Môi trường, Khóa 2 (2013), Lớp K2M.CH1
Luận văn thạc sĩ đã trình bày trước Hội đồng ngày …/…./….. với tên đề tài:
“Nghiên cứu xử lý các chất thải phát sinh từ các quán cà phê thuộc chuỗi cà
phê Trung Nguyên”
Tôi đã hoàn chỉnh luận văn theo các ý kiến đóng góp của Hội đồng và nhận xét
của giáo viên phản biện. Các nội dung hiệu chỉnh như sau:
Nội dung góp ý

Giải trình nội dung đã chỉnh sửa
(chỉ rõ trang nào trong luận văn đã chỉnh sửa)

Góp ý phản biện 1
Viết lại mục tiêu nghiên
cứu


Tái sử dụng bã cà phê, rác thực phẩm của các quán cà
phê thuộc chuỗi cà phê Trung Nguyên làm nguyên liệu
sản xuất compost quy mô nhỏ lẻ để bón cho các cây
cảnh tại các quán. Góp phần bảo vệ môi trường, tăng
tính hiệu quả kinh tế và tạo hình ảnh thương hiệu cho
chuỗi cà phê Trung Nguyên.

Đã chỉnh sửa tại trang 2
Viết lại nội dung nghiên
cứu

Tổng quan tình hình sản xuất cà phê, phát thải chất thải
từ quá trình sản xuất cà phê và hiện trạng quản lý và xử
lý các loại chất thải này. Các điều kiện tối ưu trong quá
trình chế biến compost.
Nghiên cứu xác định khối lượng, thành phần của các
loại chất phải phát sinh từ các quán cà phê Trung
Nguyên.
Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại vật liệu phối trộn để
sản xuất compost từ bã cà phê bằng mô hình dạng mẻ.
Nghiên cứu khả năng phân hủy khi sử dụng các loại chế
phẩm vi sinh khác nhau bằng mô hình dạng mẻ.


Nghiên cứu ảnh hưởng của các vật liệu phối trộn để sản
xuất compost từ bã cà phê bằng mô hinh dạng liên tục.
Đã chỉnh sửa tại trang 3
Phần đầu của chương 3
đưa vào sau phần trình

bày mô hình thí nghiệm và
phương pháp nghiên cứu,
dưới phần
phương pháp phân tích
mẫu

Đã chỉnh sửa tại trang 23

Quá trình chế biến compost này có công nghệ, trang
Phần phương pháp luận
thiết bị, vận hành đơn giản, chi phí thấp, dễ bảo trì và
cần giải thích tại sao bã cà kiểm soát chất lượng sản phẩm, giúp giảm thể tích của
phê phù hợp để chế biến
khối vật liệu xuống khoảng 25 - 50%.
compost hoặc biogas
Quá trình phân hủy kị khí sản xuất biogas công nghệ
phức tạp, vận hành khó, chi phí đầu tư cao
Xét về điều kiện thực tế tại các quán cà phê Trung
Nguyên về khả năng vận hành của nhân viên quán và
nhu cầu phân bón cho cây cảnh của quán trong khi
không có nhu cầu biogas
Giải thích “ nền đất Tribat”
cho vào mô hình bao
nhiêu và để làm gì

(Đã chinh sửa tại trang 21)

Ban đầu mô hình 3.1 được nạp 8,5 kg vỏ cà phê và mô
hình 3.2 được nạp 17 kg đất Tribat làm nền nhằm tạo
được độ cao tối ưu theo thiết kế của mô hình và giúp rác

thải có thể lưu trong mô hình đúng thời gian lưu (25
ngày) để phân hủy hoàn toàn. (trang 54)

Viết lại các nội dung trình
bày trong chương 3

Nội dung này đã được chỉnh sửa theo góp ý (trang 23 32)

Đưa sơ đồ khung nghiên
cứu lên trước khi trình bày
phương pháp thực hiện
từng nội dung nghiên cứu

Đã chỉnh sửa tại trang 23

Giải thích các điều kiện
kiểm soát mô hình (to, độ
ẩm, cấp oxy)

Giải thích tại trang 13 - 18

Cần bổ sung vào phần kết

Công nghệ ủ compost tối ưu đạt được là công nghệ


luận các số liệu như sau:
Ủ bao lâu? Các thông số
vận hành/ thiết kế/ thiết bị
ủ compost. Theo quy mô

của quán có thể ước tính
diện tích cần thiết để ủ
compost?

dạng mẻ thổi khí cưỡng bức với tỉ lệ phối trộn là 50% bã
cà phê, 25% rác thực phẩm, 25% đất Tribat và chế
phẩm enzim Bio-F.
Mô hình sử dụng thùng xốp 60cm x 40cm x40cm, đường
kính ống phân phối khí là 21mm, thời gian ủ là 25 ngày,
tốc độ thổi khí là 2 lít/phút/kgOM, cứ 3 ngày cấp 0,5 lít
nước.
Có chất lượng compost tốt, đạt tiêu chuẩn đánh giá
compost thành phẩm TCN 10 526 - 2002, có tỉ lệ C/N là
13,25, pH dao dộng xung quanh 7.1, đường kính hạt từ
1 - 3 mm, độ ẩm < 35%, Ecoli = 4 MPN/g, Coliform = 15
MPN/g. Trong quá trình ủ thì không xuất hiện mùi hôi và
côn trùng, có mùi thơm của cà phê và vỏ cam.
Diện tích cần thiết để đặt mô hình ủ là 1 m2 cho 1 mô
hình, đặt ở nơi có mái che. Và lượng compost tạo ra cho
mỗi mô hình là 5kg cho mỗi mô hình

(trang 59)
Góp ý phản biện 2
Viết lại tóm tắt, astract

Nội dung này đã được chỉnh tại trang i và ii

Tổng quan còn dài , chỉnh
sửa lại tổng quan


Đã chỉnh sửa lại từ trang 4 - 19

Tại sao chỉ có số liệu từ
ngày 26

Vì dựa vào nghiên cứu 1 và 2 cho ta thấy thời gian tối
ưu để chất thải có thể phân hủy hoàn toàn là sau 25
ngày, nhiệt độ các mô hình không tăng nữa, OM cũng
không giảm nữa. Trong 25 ngày đầu, khối lượng lấy ra
là đất tribat đến ngày 26 thì lượng rác mới được lấy ra
và đem đi phân tích.
(trang 53)

Xác nhận của Giáo viên hướng dẫn
(Ký tên, ghi rõ họ tên)

GVC. TS. Lê Thị Kim Oanh

Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng
Học viên
(ký tên, ghi rõ họ tên)

Phan Huy Cường

năm


Xác nhận của Phản biện 1
(Ký tên, ghi rõ họ tên)


PGS. TS. Trần Thị Mỹ Diệu

Xác nhận của Phản biện 2
(Ký tên, ghi rõ họ tên)

PGS. TS. Bùi Xuân Thành


Tôi xin cam đoan danh dự rằng kết quả nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu xử lý các chất thải
phát sinh từ các quán cà phê thuộc chuỗi cà phê Trung Nguyên” là kết quả lao động của chính
tác giả, chưa được người khác công bố trong bất cứ công trình nghiên cứu nào.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm
Học viên thực hiện

Phan Huy Cường


Lời cảm ơn
Trong suốt quá trình học tập cũng như tời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp, em đã
nhận được sự chỉ dạy, hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy cô, bạn bè, cũng
như lãnh đạo đơn vị tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khóa học.
Trước hết, em xin cảm ơn chân thành và sâu sắc đến tất cả các thầy cô khoa Công
nghệ và Quản lý Môi trường đã giảng dạy và chỉ bảo cho em suốt thời gian học tập tại
trường. Đặc biệt là cô Lê Thị Kim Oanh là người hướng dẫn chính, cô đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo và giải thích những vấn đề khúc mắc trong quá trình hoàn
thành luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn, anh Hà Vĩnh Phước, anh Lê Minh Trường và chị Hồ
Phùng Ngọc Thảo khoa Công nghệ và Quản lý Môi trường. Trong suốt thời gian học
tập, thực tập và làm đề tài tốt nghiệp tại khoa, anh chị luôn là người theo sát, chi bảo
và hướng dẫn em tận tình từng vấn đề.

Ngoài ra, em xin cảm ơn các anh chị phụ trách khoa, chị Phạm Thị Hải Yến và chị
Trương Mộng Diễm đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho chúng em có thể tiếp cận
với cac thông tin và hoạt dộng mới nhất của khoa như của trường trong suốt quá trình
học tập
Em xin cám ơn các anh chị làm tại 2 quán cà phê Trung Nguyên : 6A Trường Sơn ,
Q.Tân Bình và số 7 Nguyễn Văn Chiêm, Q.1 đã giúp đỡ em nhiệt tình trong quá trình
khảo sát và lấy mẫu.
Cuối cùng, em xin cảm ơn thầy cô, cha mẹ, bạn bè, lãnh đạo đơn vị đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài.


Tóm tắt
Với mục tiêu là mở rộng chuỗi cà phê đáp ứng tiêu chí chất lượng thân thiện môi
trường, một trong những định hướng của Tập đoàn cà phê Trung Nguyên là kiểm soát
hiệu quả lượng chất thải rắn phát sinh trong quá trình vận hành chuỗi cà phê. Do đó,
nghiên cứu này được thực hiện nhằm xây dựng giải pháp quản lý bền vững chất thải
phát sinh từ chuỗi cà phê Trung Nguyên.
Nội dung nghiên cứu
-

-

Khảo sát thành phần và khối lượng phát sinh tại các quán cà phê Trung Nguyên.
Nghiên cứu ảnh hưởng các vật liệu phối trộn trong quá tình sản xuất compost từ
nguyên liệu vỏ cà phê, bã cà phê và rác thực phẩm bằng mô hình dạng mẻ và
dạng liên tục.
Nghiên cứu khả năng phân hủy sinh học khi sử dụng các chế phẩm enzim khác
nhau.

Sau thời gian vận hành mô hình thí nghiệm thu được kết quả

-

-

-

Chọn công nghệ dạng mẻ với tỉ lệ phối trộn là 50% bã cà phê, 25% rác thực phẩm,
25% đất TriBat và 0,012kg chế phẩm Bio-F. Thời gian ủ tối ưu là 25 ngày, tốc độ
thổi khí là 2 lít/phút/kgOM, cứ 3 ngày cấp 0,5 lít nước.
Compost thành phẩm thu được có chất lượng tốt đạt tiêu chuẩn đánh giá compost
thành phẩm theo TCN 526 - 2002, có tỉ lệ C/N là 13,25, pH dao dộng xung quanh
7.1, đường kính hạt từ 1 - 3 mm, độ ẩm < 35%, Ecoli = 4 MPN/g, Coliform = 15
MPN/g
Khi vận hành thì không thấy xuất hiện nước rỉ rác, mùi hôi và côn trùng , có mùi
thơm của cà phê và vỏ cam phân hủy


Abstract
Our target is to expand the coffee chian to meet the quality criteria, environmentally
friendly, one of the orientations of the Group Trung Nguyen Coffee is the effective
control of the mount of the soild waste generated during the operation of chain coffee.
Therefore, this study was undertaken to build solutions for sustainable management of
waste arising from Trung Nguyen coffee chain.
Contents of the study
-

Survey composition and volume generated in the coffee Trung Nguyen.
To study the effect of material mixing during the production of compost from raw
coffee shells, coffee grounds and junk food with model batch type and continutity.
To study to possibility of biodegradation using different enzyme preparations.


Afer running time experimental model obtained the following results
-

Select technology model batch type is 50% coffee grounds, 25% food waste, 25%
Tribat land and 0,012 enzym Bio-F. Optimal time is 25 days, gas speed is 2
liters/minute/kgOM and 3 days at about 0,5 liters of water.

-

When running, no water leaks, no odor, no insects, have a scent of coffee an
orange peel decomposed.

-

Compost finished have achieved good quality with standard product evaluation
compost into standard.TCN 526 - 2002, C/N = 13,25, pH is around 7,1, particle
diameters from 1 - 3 mm, humidity 35%, Ecoli = 4 MPN/g, Coliform = 15 MPN/g.


MỤC LỤC
Lời cám ơn
Tóm tắt (tiếng việt)
Tóm tắt (tiếng anh)
Mục lục
Danh sách chữ viết tắt
Danh sách bảng
Danh sách hình
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Sự cần thiết của đề tài

1.2 Mục tiêu nghiên cứu
1.3 Nội dung nghiên cứu
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

18
18
19
19
21

2.1 Tổng quan về ngành cà phê và chất thải phát sinh từ quá trình sản xuất cà phê tại Việt
Nam
21
2.1.1 Giới thiệu về ngành cà phê
21
2.1.2 Hiện trạng sản xuất cà phê
22
2.1.3 Chất thải từ quá trình sản xuất cà phê
25
2.1.4 Khối lượng và thành phần chất thải
26
2.1.5 Hiện trạng thu gom và nghiên cứu xử lý chất thải cà phê ở Việt Nam
27
2.1.6 Hiện trạng nghiên cứu và xử lý chất thải từ chế biến cà phê trên thế giới.
28
2.2 Tổng quan về công nghệ compost
2.2.1 Định nghĩa
2.2.2 Các phản ứng quá trình compost
2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ compost
2.2.4 Một số phương pháp ủ compost trên thế giới

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

29
29
29
30
35
37

3.1 Phương pháp luận nghiên cứu
37
3.2 Sơ đồ tổng quan thí nghiệm
39
3.3 Nghiên cứu khối lượng và thành phần chất thải phát sinh từ các cà phê thuộc chuỗi cà
phê Trung Nguyên
39
3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của các vật liệu phối trộn khác nhau và khả năng phân hủy khi
sử dụng các loại chế phẩm khác nhau để sản xuất compost từ bã cà phê bằng mô hinh
dạng mẻ
40
3.4.1 Cấu tạo mô hình
40
3.4.2 Các thí nghiệm thực hiện tại mô hình dạng mẻ
42
3.4.3 Quy trình vận hành mô hình dạng mẻ
43


3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của các vật liệu phối trộn khác nhau để sản xuất compost từ bã
cà phê bằng mô hinh dạng liên tục

44
3.5.1 Cấu tạo mô hình
44
3.5.2 Các thí nghiệm thực hiện tại mô hình dạng liên tục
44
3.5.3 Quy trình vận hành mô hình vận hành theo dạng liên tục
45
3.6 Phương pháp phân tích
45
3.6.1 Phân tích pH
45
3.6.2 Độ ẩm
45
3.6.3 Hàm lượng chất hữu cơ (OM)
46
3.6.4 Phương pháp Self - heating
47
3.6.5 Tiêu chí đánh giá
47
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

49

4.1 Nghiên cứu đánh giá khối lượng và thành phần các loại chất thải phát sinh từ các quán
cà phê Trung Nguyên
49
4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của các vật liệu phối trộn để sản xuất compost từ bã cà phê
bằng mô hình dạng mẻ
52
4.2.2 Độ ẩm

54
4.2.3 pH
55
4.2.4 Chất hữu cơ (%OM)
57
4.2.5 Mùi, nước rỉ rác
58
4.2.6 Độ ổn định compost
58
4.2.6 Chất lượng thành phẩm compost
59
4.3 Nghiên cứu khả năng phân hủy khi sử dụng các chế phẩm khác nhau
60
4.3.1 Nhiệt độ
61
4.3.2 Độ ẩm
62
4.3.3 pH
64
4.3.4 Hàm lượng chất hữu cơ (OM)
65
4.3.5 Mùi, nước rỉ rác
67
4.3.6 Độ ổn định compost
67
4.3.6 Chất lượng thành phẩm compost
67
4.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của các vật liệu phối trộn để sản xuất compost từ bã cà phê
bằng mô hình dạng liên tục
68

4.4.1 Nhiệt độ
70
4.4.2 pH
72
4.4.3 Độ ẩm
73
4.4.4 Hàm lượng chất hữu cơ (OM)
74
4.4.5 Mùi, nước rỉ rác
74
4.4.6 Độ ổn định của compost
75
4.4.7 Chất lượng compost thành phẩm
75
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1 Kết luận
5.1.1 Đặc điểm chính của rác thải từ các quán cà phê Trung Nguyên
5.1.2 Kết quả nghiên cứu

76
76
76
76


5.2 Kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Phụ lục

61



DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
TP.HCM: Thành Phố Hồ Chí Minh
VSV: Vi sinh vật.
OM : Organic matter (hàm lượng chất hữu cơ).
DM : Dry mass (hàm lượng chất khô)
MH: Mô hình.
ĐH: Đại học.
QVCN: Quy chuẩn Việt Nam.


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Thành phần hóa học vỏ cà phê.
26
Bảng 2.2 Tỷ lệ C/N có trong một số chất thải
32
Bảng 2.3 Các thông số quan trọng trong quá trình sản xuất compost hiếu khí.
34
Bảng 3.1 Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 526 – 2002.
48
Bảng 4.1 Thành phần các loại chất thải phát sinh từ quán cà phê Trung Nguyên 6A Trường
Sơn, Q.Tân Bình, TP.Hồ Chí Minh
49
Bảng 4.2 Thành phần các loại chất thải phát sinh từ quán cà phê Trung Nguyên số 7 Nguyễn
Văn Chiêm, Q.1, TP.Hồ Chí Minh.
50
Bảng 4.3 Thành phần và tính chất của các loại chất thải từ quán cà phê Trung Nguyên.
51
Bảng 4.4 Tỷ lệ phối trộn của 4 mô hình 1.1, 1.2, 1.3 và 1.4.

52
Bàng 4.5 Khối lượng tái ẩm cho mô hình 1.1 và 1.2.
55
Bảng 4.6 Thời gian và lượng nước tái ẩm cho mô hình 1.3 và 1.4.
55
Bảng 4.7 Kết quả đánh giá chất lượng compost thành phẩm.
59
Bảng 4.8 Tỉ lệ khối lượng phối trộn của các mô hình ở thí nghiệm 2.
60
Bảng 4.9 Khối lượng nước tái ẩm cho mô hinh 2.1 và 2.2
63
Bảng 4.10 Khối lượng nước được tái ẩm trong mô hình 2.3 và 2.4.
63
Bảng 4.11 Kết quả đánh giá chất lượng compost thành phẩm.
68
Bảng 4.12 Khối lượng nạp liệu và lấy ra mỗi ngày của mô hình 3.1 và 3.2.
68
Bảng 4.13 Kết quả đánh giá chất lượng compost thành phẩm.
75


DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1 Biểu đồ phân bố khu vực trồng cà phê của Việt Nam năm 2015.
22
Hình 2.2 Diện tích và sản lượng cà phê Việt Nam, giai đoạn 2006 - 2015.
23
Hình 2.3 Biểu đồ xuất khẩu cà phê hạt của Việt nam sang một số thị trường chính niên vụ
2014 - 2015.
23
Hình 2.4 Quy trình chế biến cà phê.

24
Hình 3.2 Cấu tạo mô hình compost dạng mẻ.
41
Hình 3.3 Hình ảnh mô hình thực tế dạng mẻ.
42
Hình 3.6 Hình ảnh thực tế mô hình compost dạng liên tục.
44
Hình 4.1 Bã cà phê sau khi sử dụng tại quán cà phê Trung Nguyên.
50
Hình 4.2 Thùng rác chứa rác thải hằng ngày tại quán cà phê Trung Nguyên.
50
Hình 4.3 Rác thực phẩm sau tại quán cà phê Trung Nguyên được thu gom.
51
Hình 4.4 Biểu biến thiên nhiệt độ theo thời gian của mô hình 1.1, 1.2, 1.3 và 1.4.
53
Hình 4.8 Biểu đồ biến thiên pH theo thời gian của mô hình 1.1, 1.2, 1.3, 1.4.
56
Hình 4.9 Biểu đồ biến thiên hàm lượng chất hữu cơ theo thời gian của mô hình 1.1, 1,2. 1.3,
1.4.
57
Hình 4.10 Biểu đồ biến thiên độ sụt giảm khối lượng theo thời gian của các mô mình 1.1, 1.2,
1.3 và 1.4.
58
Hình 4.11 Biểu đồ biến thiên nhiệt độ trong thí nghiệm Self - heating test của các mô hình 1.1,
1.2, 1.3 và 1.4.
59
Hình 4.12 Biểu đồ biến thiên nhiệt độ theo thời gian của mô hình 2.1, 2.2 và ngoài trời.
61
Hình 4.13 Biểu đồ biến thiên nhiệt độ theo thời gian của mô hình 2.3 ,2.4 và ngoài trời.
61

Hình 4.14 Biểu đồ biến thiên độ ẩm theo thời gian của mô hình 2.1 và 2.2.
62
Hình 4.15 Biểu đồ biến thiên độ ẩm theo thời gian của mô hình 2.3 và 2.4.
63
Hình 4.16 Biểu đồ biến thiên pH theo thời gian của mô hình 2.1 và 2.2.
64
Hình 4.17 Biểu đồ biến thiên pH theo thời gian của mô hình 2.3 và 2.4.
64
Hình 4.18 Biểu đồ biến thiên hàm lượng chất hữu cơ theo thời gian của mô hình 2.1, 2.2, 2.3
và 2.4.
65
Hình 4.19 Biểu đồ biên thiên khối lương theo thời gian của 4 mô hình 2.1, 2.2, 2.3 và 2.4
66
Hình 4.20 Biểu đồ biến thiên nhiệt độ trong thí nghiệm Self – heating test của mô hình 2.1 ,
2.2, 2.3, 2.4.
67
Hình 4.21 Biểu đồ nhiệt độ theo thời gian của mô hình 3.1.
70
Hình 4.22 Biểu đồ nhiệt độ theo thời gian của mô hình 3.2.
71
Hình 4.23 Biểu đồ biên thiên pH theo thời gian của mô hình 3.1 và 3.2.
72
Hình 4.24 Biểu đồ biến thiên độ ẩm theo thời gian của mô hình 3.1 và 3.2.
73
Hình 4.25 Biểu đồ biến thiên hàm lương chất hữu cơ của mô hình 3.1 và 3.2 kể từ ngày 26. 74
Hình 4.26 Biểu đồ biến thiên nhiệt độ trong thí nghiệm Self – heating test của mô hình 3.1 và
3.2.
75



CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Việt Nam là một trong những quốc gia đang phát triển trên thế giới. Theo thống kê của
IMF năm 2014 thì Việt Nam đứng thứ 32 về xếp hạng GDP trên thế giới 1. Bên cạnh
việc đẩy mạnh phát triển của các ngành công nghiệp thì ngành nông nghiệp cũng đã có
những thay đổi đáng kể với nhiều máy móc tiên tiến, công nghệ hiện đại, giống
mới...Để phát triển nông nghiệp thì phân bón và giống được là 2 yếu tố quan trọng
quyết định đến sản phẩm nông nghiệp. Do sự ảnh hưởng của phát triển nông nghiệp
theo hướng công nghiệp hóa - hiện đại hóa, sử dụng quá mức cần thiết các loại phân
bón và thuốc trừ sâu hóa học làm cho đất canh tác bị bạc màu, độ phì nhiêu của đất
giảm đi, gây ô nhiễm trong môi trường đất và nước, ảnh hưởng đến sinh vật cũng như
con người.
Theo báo cáo của CTCK May Bank Kim Eng (MBKE (2014), nhu cầu phân bón tại Việt
Nam vào khoảng 11 triệu tấn các loại. Cụ thể, Urê khoảng 2,2 triệu tấn, DAP khoảng
900.000 tấn, SA 900.000 tấn, Kali 960.000 tấn, phân Lân trên 1,8 triệu tấn, phân NPK
khoảng 4 triệu tấn 2. Cho thấy rằng nhu cầu tiêu thụ phân bón trong nước là rất lớn.
Theo báo cáo mới nhất của Tổ chức cà phê Quốc tế (ICO) (2012), Việt Nam đã vượt
qua Brazil trở thành nước xuất khẩu cà phê lớn nhất thể giới. Trong 6 tháng đầu năm,
kim ngạch xuất khẩu của Việt Nam cao hơn Brazil đến 13% (14.325.000 bao so với
12.606.000 bao, 1 bao = 60 kg) 3. Cùng với sản lượng sản xuất lớn thì hàng năm phế
phẩm nông nghiệp thải ra cũng tương đối lớn. Năm 2006, sản lượng cà phê nước ta
đạt 738.00 tấn/năm ước tính vỏ cà phê chiếm 40 - 45% trọng lượng hạt thì hàng năm
ngành chế biến cà phê thải ra khoảng 332.000 tấn vỏ (Bùi Anh Võ và Nguyễn Đức
Lượng, 2010). Con số này không nhỏ nên đòi hỏi cần phải có biện pháp xử lý thích
hợp, đảm bảo vệ sinh môi trường.
Vỏ cà phê chứa nhiều caffein và tanin có khả năng ức chế vi sinh vật làm chậm quá
trình phân hủy trong môi trường tự nhiên,chỉ phân hủy sau 2 năm (Nguyễn Anh Dũng,
2008). Đa phần vỏ cà phê thường bị đốt bỏ hoặc đổ trực tiếp ra vườn cà phê không
qua xử lý gây ô nhiễm môi trường và là nguồn mang bệnh hại tích lũy cho vụ sau. Vỏ

cà phê có hàm lương hữu cơ chiếm 27,3% – 28,8% trọng lượng chất khô, lượng đạm
chiếm 1,94 - 2,02% trọng lượng chất khô cao hơn nhiều lần so với phân trâu bò loại tốt,
K2O chiếm 3,29 - 3,36% trọng lượng chất khô (Trịnh Công Tư,2008). Điều này cho thấy
vỏ cà phê được chế biến tốt sẽ trở thành phân bón giàu đạm, giúp cải tạo đất, tăng
năng suất cây trồng.
1

/> />3
/>2


Ngoài ra, với nhu cầu sử dụng cà phê bột và hòa tan ngày càng tăng thì lượng phát thải
bã cà phê càng nhiều. Với khoảng 350.000 tấn cà phê hòa tan được tiêu thụ hằng năm
trên thế giới, thì có khoảng 700.000 tấn bã cà phê được phát thải (F.Acevedo và cộng
sự, 2013). Bã cà phê tại Việt Nam chủ yêu được thải bỏ và đem đến bãi chôn lấp. Hàng
năm tại Việt Nam, bãi chôn lấp tiếp nhận khoảng 20.000 tấn bã cà phê (số liệu ước tính
từ khối lượng cà phê sử dụng). Bã cà phê được xem là loại chất thải sạch có chứa
celluose từ 10 - 20%, đường chiếm 5 - 10%, ligin 4%, chất tro từ 2,5% - 4,5%…có thể
phân hủy vi sinh vật nên là nguồn nguyên liệu hữu ích để chế biên compost (Đặng
Huyền Châu và Phạm Đăng Trình, 2011).
Trung Nguyên là một thương hiệu cà phê Việt Nam được ra đời năm 1996. Qua nhiều
năm xây dựng thương hiệu và phát triển. Trung nguyên đã trở thành một tập đoàn hùng
mạnh với các ngành nghề chính bao gồm: sản xuất, chế biến, nhượng quyền thương
hiệu, dịch vụ phân phối, bán lẻ với các dòng sản phẩm chính là cà phê hòa tan G7, cà
phê hòa tan Passiona,cà phê 777. Hiện nay, Trung Nguyên Coffee đã có hơn 1500 đại
lý trên khắp cả nước nói chung và khoảng gần 100 quán cà phê tại thành phố Hồ Chí
Minh nói riêng. Theo khảo sát thực tế thì mỗi quán cà phê Trung Nguyên có khoảng
300 đến 500 ly cà phê được tiêu thụ mỗi ngày. Trung Nguyên Coffee đang dần dần tiếp
cận được thị trường quốc tế từ Nhật Bản đến Singapore, hay tại các vị trí đắc địa như
resort Marina Bay Sands, khu phức hợp Katong Mall…và trong thời gian tới sẽ xuất

hiện tại Dubai, Mỹ…Để vươn mạnh ra thị trường quốc tế thì Trung Nguyên Coffee cần
có những biện pháp để thực hiện theo hướng phát triển bền vững, tái sử dụng những
chất thải từ những quán cà phê nhỏ lẻ để góp phần bảo vệ môi trường, tăng tính thân
thiện với môi trường.
Với mục tiêu là mở rộng chuỗi cà phê đáp ứng tiêu chí chất lượng và thân thiện môi
trường, một trong những định hướng của Tập đoàn cà phê Trung Nguyên là kiểm soát
hiệu quả lượng chất thải rắn phát sinh trong quá trình vận hành chuỗi cà phê. Do đó,
nghiên cứu này được thực hiện nhằm xây dựng giải pháp quản lý bền vững chất thải
phát sinh từ chuỗi cà phê Trung Nguyên.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Tái sử dụng bã cà phê, rác thực phẩm của các quán cà phê thuộc chuỗi cà phê Trung
Nguyên làm nguyên liệu sản xuất compost quy mô nhỏ lẻ để bón cho các cây cảnh tại
các quán, góp phần bảo vệ môi trường, tăng tính hiệu quả kinh tế và tạo hình ảnh
thương hiệu cho chuỗi cà phê Trung Nguyên.
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Tổng quan tình hình sản xuất cà phê, phát thải chất thải từ quá trình sản xuất cà phê và
hiện trạng quản lý và xử lý các loại chất thải này. Các điều kiện tối ưu trong quá trình
chế biến compost.
Nghiên cứu xác định khối lượng, thành phần của các loại chất phải phát sinh từ các
quán cà phê Trung Nguyên.


Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại vật liệu phối trộn để sản xuất compost từ bã cà phê
bằng mô hình dạng mẻ.
Nghiên cứu khả năng phân hủy khi sử dụng các loại chế phẩm vi sinh khác nhau bằng
mô hình dạng mẻ.
Nghiên cứu ảnh hưởng của các vật liệu phối trộn để sản xuất compost từ bã cà phê
bằng mô hinh dạng liên tục.



CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN
2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÀ PHÊ VÀ CHẤT THẢI PHÁT SINH TỪ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT CÀ PHÊ TẠI VIỆT NAM
2.1.1 Giới thiệu về ngành cà phê
Tổng quan về cây cà phê
Cây cà phê đầu tiên được trồng ở Châu Phi Và Ả rập, nhưng sau được đem phân bố ở
nhiều nơi trên thế giới với điều kiện hợp phong thổ. Người Hà Lan đem phổ biến việc
canh tác cà phê đến các xứ thuộc địa của họ. Năm 1710, các thương gia Châu Âu đem
cây cà phê về trồng thử trong các vườn sinh vật ở Châu Âu. Amsterdam là nơi đầu tiên
cây cà phê nảy mầm trên lục địa Châu Âu. Năm 1725, người Pháp đem trồng ở
Cayenne. Đến sang cuối thế kỷ 18, cây cà phê đã được trồng ở khắp các xứ sở nhiệt
đới do sự bành trướng thuộc địa của các đế quốc Châu Âu 4.
Cây cà phê được người Pháp đưa vào Viêt Nam từ những năm 1850. Đồn điền cà phê
đầu tiên được lập ở Việt Nam là do người Pháp khởi sự ở gần Kẻ Sở, miền Bắc vào
năm 1888 5. Sau việc canh tác cà phê lan xuống vùng Phủ Lý, Ninh Bình, Thanh Hóa,
Nghệ An, Kon Tum, Di Linh…Cà phê là tên một chi thực vật thuộc họ Thiến Thảo
(Rubiaceae). Họ này bao gôm 500 chi khác nhau với trên 6.000 loài cây nhiệt đới. Chi
cà phê bao gồm nhiều loài cây lâu năm khác nhau. Tuy nhiên, không phải loài nào cũng
chứa caffeine trong hạt, một số loài khác xa với những cây cà phê ta thường thấy. Chỉ
có 2 loài cà phê có ý nghĩa kinh tế. Loài thứ nhất có tên thông thường trong tiếng Việt là
cà phê chè (Coffea Arabica), đại diện cho khoảng 61% các sản phẩm cà phê trên thế
giới. Loài thứ hai là cà phê vối (Coffea Canephora hay Coffea Robusta), chiếm 39% các
sản phẩm cà phê4. Ngoài ra còn có Coffea Liberiaca và Coffea Excelsa (ở Việt Nam gọi
là cà phê mít) với sản lượng không đáng kể.
Nhu cầu tiêu thụ cà phê
Mỗi người Việt Nam tiêu thụ cà phê khoảng 1,15kg cà phê/ năm.Theo nghiên cứu của
IAM về thói quen sử dụng cà phê, 65% người tiêu dụng sử dụng cà phê Việt nam bảy
lần trong tuần. Cà phê hòa tan thì có 21% người tiêu dùng sử dụng từ 3 đến 4 lần trong
tuần (Nội san chuyên ngành cà phê, 2015).

Thị trường cà phê Việt nam được phân chia thành 2 phân khúc rõ ràng: cà phê rang
xay (cà phê phin) chiếm khoảng 2/3 sản lượng cà phê được tiêu thụ tại Việt Nam và cà
phê hòa tan chiếm 1/3. Tập đoàn Nestlé mỗi năm thu mua trung bình khoảng 20 - 25%
sản lượng cà phê Việt Nam xuất khẩu phục vục cho việc sản xuất 15 nhà máy trên toàn
thế giới. Theo công ty khảo sát thị trường Nielson Việt Nam, hiện có khoảng 20 nhà sản
4
5

/> />

xuất cà phê uống liền tại Việt Nam. Nhu cầu cà phê hòa tan tăng 5% trong năm 2014.
Ngoài những tên tuổi cà phê hòa tan quen thuộc như VinaCafe chiếm 41% sản lượng
với 140.000 đại lý khắp cả nước, Nestlé chiếm 26%, G7 Trung Nguyên chiếm 16%…thì
những năm vừa qua đã xuất hiện nhiều thương hiệu mới như Café Moment (Công ty
CP Sữa Việt Nam - Vinamilk), Max Coffee (Singapore)…(Nội san chuyên ngành cà phê,
2015).
Niên vụ năm 2008/2009, lượng tiêu thụ cà phê trong nước khoảng 1,06 triệu bao
(tương đương 64 ngàn tấn cà phê hạt tươi). Niên vụ 2009/2010, lượng tiêu thụ cà phê
từ 1,1 triệu đến 1,2 triệu bao (tương đương 72 nghìn tấn cà phê hạt tươi), tăng 13% so
với niên vụ trước. Niên vụ 2010/2011 khoảng 1,26 triệu bao (tương đương 75,6 ngàn
tấn), tăng 5% so với niên vụ 2009/2010. FAS/USDA đưa ra mức dự báo ban đầu về
tiêu thụ cà phê trong nước mùa vụ 2014/2015 là 2,1 triệu bao (tương đương 125 ngàn
tấn), tăng 4% so với vụ 2013/2014 là 2 triệu bao (tương đương 120 ngàn tấn). Dự đoán
ban đầu của FAS về sản lượng tiêu thụ trong nước niên vụ 2015/2016 là 2,17 triệu bao
(tương đương 130.000 tấn) 6.
2.1.2 Hiện trạng sản xuất cà phê
Sản lượng cà phê: Việt Nam được chia thành hai vùng khí hậu phù hợp để chế biến
cà phê, vùng Tây Nguyên và tỉnh Đồng nai: chủ yếu là trồng cà phê vối, các tỉnh miền
Bắc chủ yếu trồng cà phê chè. 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% 7.

Hình 2.1 Biểu đồ phân bố khu vực trồng cà phê của Việt Nam năm 2015.

(Nguồn: Tổng cục thống kê, Bộ NN&PTNT, Dự báo của FAS/USDA, 2015).
Về nguồn cung, hiện ngành xuất khẩu cà phê có trên 140 doanh nghiệp xuất khẩu, với
4 doanh nghiệp hàng đầu là tổng công ty Cà Phê Việt Nam, công ty Cà Phê 2/9, công ty
xuất nhập khẩu Intimex và Tập đoàn Thái Hòa. Các doanh nghiệp nhỏ lẻ tổ chức mua
và xuất khẩu cà phê, đồng thời bán lại cho khoảng 20 doanh nghiệp nước ngoài nhà
máy hoặc cơ quan đại diện tại Việt Nam. Chiến lược ngành cà phê Việt Nam hiện nay
là khuyến khích các nhà đầu tư nước ngoài cũng như trong nước đầu tư vào lĩnh vực
6
7

/> />

cà phê rang xay, chế biến cà phê hòa tan như Nestlé, Olam, Vinacafe Biên Hòa, Trung
Nguyên.

Hình 2.2 Diện tích và sản lượng cà phê Việt Nam, giai đoạn 2006 - 2015.

(Nguồn:Tổng cục thống kê, Bộ NN&PTNT, Dự báo của FAS/USDA, 2015).
Theo phân tích số liệu từ Global Trade Atlas (GTA), tổng cục hải quan và các doanh
nghiệp trong nước, trong 6 tháng đầu niên vụ 2014/2015, kim ngạch xuất khẩu cà phê
của Việt nam đạt 657 tấn tương đương 10.95 triệu bao (1 bao = 60kg), giảm 24.5% so
với cùng kỳ niên vụ trước 8.

Hình 2.3 Biểu đồ xuất khẩu cà phê hạt của Việt nam sang một số thị trường chính niên vụ 2014
- 2015.


(Nguồn: Tổng cục thống kê, Bộ NN&PTNT, Dự báo của FAS/USDA, 2015).
Trong 6 tháng đầu niên vụ 2014/2015, Việt Nam xuất khẩu cà phê hạt sang 82 quốc gia
trên khắp thế giới. Top 15 quốc gia đầu thu mua 85% tổng sản lượng cà phê hạt xuất
khẩu, tăng nhẹ sơ với mức 82% niên vụ trước 8.
Quy trình sản xuất cà phê : Sau khi thu hoạch cà phê từ trên cây, có hai phương
pháp chế biến xử lý hạt cà phê thô như sau:
-

8

Phương pháp khô (tự nhiên): trái cà phê được phơi khô dưới ánh sáng mặt trời và
được che kín để tránh sương vào ban đêm. Sau một vài tuần, trái sẽ khô và được
bóc vỏ. Tại Việt Nam, phương pháp này được sử dụng khá rộng rãi tại các hộ dân
trồng cà phê. Đối với phương pháp khố, 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 (phương pháp rửa): vỏ cà phê 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 tổn thương hạt cà phê. Sau đó hạt cà phê sẽ được rửa 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
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 hai phương pháp, thông thường người ta
chế biến kết hợp cả hai phương pháp.


Quy trình tổng quát chế biến cà phê được trình bày như hình 2.4.
Nguyên
Xử lý, làm sạch
Phân loại
Hạt lớn

Hạt nhỏ
Rang

Phụ

Làm nguội
Phối trộn
Nghiền
Cà phê bột

Hạt to

Sàng phân
Đóng gói
Hạt vừa

Phụ phẩm
Hạt nhỏ

Hình 2.4 Quy trình chế biến cà phê.

Quy trình chế biến nhân cà phê từ hạt khô: cà phê hạt khô sau khi thu mua được đưa
đến công đoạn xay hạt, nhằm loại bỏ lớp vỏ bên ngoài hạt. Hạt tiếp tục được chuyển
qua để đánh bóng, tạo độ bóng cần thiết trước khi phân phối. Sau giai đoạn đánh bóng,

muốn có hiệu quả kinh tế cao cho sản phẩm thì phải qua hệ thống phân loại hạt.
Quy trình chế biến nhân cà phê từ hạt tươi: hạt cà phê tươi sau khi thu mua được đưa
qua hệ thống sàn lọc nguyên liệu. Tại đây, quả được lọc để tách cành, lá, đất…còn sót
trong quá trình thu hoạch. Quá trình này được gọi là quá trình sàng lọc nguyên liệu, hay


còn gọi là quá trình làm sạch khô. Sau khi sàng lọc nguyên liệu, hạt được chuyển đến
giai đoạn rửa thô. Giai đoạn rửa thô được thực hiện với mục đích làm sạch lớp vỏ bên
ngoài, tạo điều kiện thuận lợi quá trình xay. Tại cối xay,được phân ra làm hai loại: quả
chin được xay bỏ vỏ, quả xanh được đưa thẳng đến công đoạn sấy. Mục đích của giai
đoạn này là loại bỏ lớp vỏ cứng bên ngoài quả, lấy hạt để tiếp tục cho giai đoạn
sau.Tiếp điến, hạt được theo hệ thống băng chuyền vào bồn chứa dung dịch enzim
pectinaza để loại bỏ thịt quả (giai đoạn đánh nhớt). Sau đó, để làm ráo nước bề mặt
nhân thì được sấy khô bằng nhiệt. Sau giai đoạn làm ráo, cà phê được đưa đến các
thùng quay nhiệt, tại đây cà phê được sấy khô hoàn toàn thành hạt nhân thành phẩm.
Trước khi phân phối, nhân cà phê được phân loại để phân phối cho các nhà phân phối
khác nhau.
2.1.3 Chất thải từ quá trình sản xuất cà phê
Vỏ cà phê: được thải ra từ quá trình tách vỏ hạt cà phê
-

Lớp vỏ quả là lớp vỏ ngoài cùng có màu đỏ, đỏ sẫm hoặc vàng tùy chủng, vỏ cà
phê chè mềm hơn vò cà phê vối, cà phê mít.

-

Lớp vỏ trấu: hạt cà phê sau khi loại bỏ các chất nhờn, phơi khô còn gọi là cà phê
thóc.Bao bọc nhân nhiều chất xơ mềm gọi là vỏ trấu. Vỏ trấu cà phê chè mỏng và
dễ đập hơn vỏ cà phê vối cà phê mít.


-

Lớp vỏ lụa: là lớp vỏ trong cùng bao bọc quanh nhân, mềm gọi là vỏ lụa.

Hình 2.5 Vỏ cà phê.

Bã cà phê có 2 nguồn phát thải chính: được thải từ cà phê bột sau khi sử dụng và
được phát sinh từ giai đoạn trích ly của quy trình chế biến cà phê hòa tan.