Nghiên cứu công nghệ để nâng cao năng lực sấy hạt lửa tại nhà máy z121

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu công nghệ để nâng cao lực sấy Hạt lửa Nhà máy Z121 TRẦN VŨ SƠN Son.TV202473M@sis.hust.edu.vn Ngành: Quản lý công nghiệp Giảng viên hướng dẫn: TS Nghiêm Xuân Sơn Viện: Kỹ thuật hóa học HÀ NỘI, 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu công nghệ để nâng cao lực sấy Hạt lửa Nhà máy Z121 TRẦN VŨ SƠN Son.TV202473M@sis.hust.edu.vn Ngành: Quản lý công nghiệp Giảng viên hướng dẫn: TS Nghiêm Xuân Sơn Chữ ký GVHD Viện: Kỹ thuật hóa học Hà Nội, 2022 Lời cảm ơn Sau thời gian học tập, giảng dạy nhiệt tình thầy trường Đại học Bách khoa Hà Nội, tơi học xong chương trình khóa học Thạc sĩ Để có thành cơng này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc giảng viên trường Đại học Bách khoa Hà Nội, đặc biệt thầy giáo TS Nghiêm Xuân Sơn người hướng dẫn khoa học Thầy giúp đỡ tận tình suốt trình nghiên cứu hồn thiện luận văn tơi Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô Viện Kỹ thuật Hóa học, Viện Kinh tế Quản lý, trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi; đồng thời, cảm ơn Quý Cơng ty Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên Hố chất 21 tạo điều kiện tốt để hồn thiện đề tài Cuối cùng, tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các thơng tin tài liệu trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc, nội dung kết trình bày luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khoa học Tôi xin chân thành cảm ơn! Tác giả Trần Vũ Sơn Tóm tắt nội dung Luận văn Họ tên học viên: Trần Vũ Sơn Ngành: Quản lý công nghiệp Họ tên giáo viên hướng dẫn: TS Nghiêm Xuân Sơn Tên đề tài: Nghiên cứu công nghệ để nâng cao lực sấy Hạt lửa Nhà máy Z121 Lý chọn đề tài Nhà máy Z121 đơn vị chuyên sản xuất loại hỏa cụ phục vụ cho sản xuất quốc phịng cơng tác huấn luyện, sẵn sàng chiến đấu quân đội Sản phẩm quốc phịng Nhà máy mang tính đặc thù cao, dễ cháy nổ, đa dạng chủng loại (khoảng 70 sản phẩm), yêu cầu hàm lượng kỹ thuật cao có yếu tố định đến chất lượng đạn dược, điều kiện đảm bảo chất lượng khắt khe, đặc biệt điều kiện môi trường sản xuất Trong cấu tạo loại đạn binh, đạn pháo, đạn cối hạt lửa phần khơng thể thiếu đóng vai trị kích hỏa cho đạn hoạt động, hạt lửa ví trái tim vũ khí Hạt lửa sản phẩm quốc phòng truyền thống Nhà máy Z121, nhiều năm cơng nghệ chế tạo hạt lửa có nhiều thay đổi nhằm đáp ứng yêu cầu ngày cao cơng tác phục vụ Quốc phịng Hàng năm với số lượng sản phẩm hạt lửa cấp giao nhiệm vụ không ngừng tăng cao Để đảm bảo tiến độ sản xuất, chất lượng sản phẩm, suất lao động đặc biệt vấn đề an tồn sản xuất Nhà máy Z121 có nhiều giải pháp khoa học để nâng cao công tác an toàn, chất lượng sản phẩm suất lao động Tuy nhiên giải pháp chưa triệt để, chưa đồng chưa thay hồn tồn cơng nghệ sản xuất cũ Trong quy trình sản xuất loại hạt lửa ngồi chặng cơng nghệ chính, sản phẩm phải qua chặng sấy sấy thuốc hỏa thuật, sấy keo đệm, sấy hồn chỉnh phịng sấy riêng Công nghệ sấy sử dụng sấy đối lưu sử dụng khơng khí khơ nước bão hòa nên hiệu chưa cao: chi phí lượng lớn, thời gian sấy tương đối dài (khoảng 168 giờ) cần phải bố trí nhân cơng liên tục ca sản xuất để theo dõi trình sấy, vận hành nồi để cấp nước cao áp Phạm vi nghiên cứu Tập trung tìm hiểu Dây chuyền sản xuất hạt lửa Nhà máy Z121, Hạt lửa loại sản phẩm có yêu cầu cao chất lượng sản phẩm (kích thước chế tạo, chất lượng mặt ngồi, tính phát hỏa uy lực), với nhu cầu sử dụng lớn quân đội phục vụ cho huấn luyện chiến đấu Trong dây chuyền sản xuất hạt lửa, có nhiều chặng sản xuất bán thành phẩm, sản phẩm khác Trong phạm vi nghiên cứu tập trung vào chặng sản xuất chính, quan trọng nhằm nâng cao lực sản xuất, đảm bảo an toàn, giảm chi phí sản xuất Đối tượng nghiên cứu Dây chuyền sản xuất hạt lửa Nhà máy Z121 Cấu trúc luận văn Luận văn bao gồm năm chương: Chương 1: Nghiên cứu đặc tính vật liệu chọn phương pháp sấy Chương 2: Tìm hiểu chung cơng nghệ sấy Chương 3: khảo sát công nghệ sấy tại, khảo sát nguy gây an toàn sấy hạt lửa ướt xạ nghiên cứu thiết kế mơ hình sấy hồng ngoại Chương 4: Kết luận kiến nghị MỤC LỤC CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CỦA VẬT LIỆU SẤY VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN SẤY 1.1 Kết cấu điển hình hạt lửa ướt 1.2 Vật liệu công nghệ chế tạo vỏ hạt lửa 1.3 Vật liệu hóa chất hạt lửa ướt CHƯƠNG TÌM HIỂU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ SẤY 15 2.1 Giới thiệu chung trình truyền nhiệt 15 2.2 Quá trình dẫn nhiệt 15 2.3 Quá trình truyền nhiệt đối lưu: 15 2.4 Quá trình truyền nhiệt xạ: 16 2.5 Giới thiệu chung phương pháp sấy sử dụng nhiệt 17 2.5.1 Giới thiệu chung sấy 17 2.5.2 Phân loại phương pháp sấy – công nghệ sấy khô 18 2.6 Tia hồng ngoại phương pháp sấy hồng ngoại 26 2.6.1 Tia hồng ngoại 26 2.6.2 Phân loại tia hồng ngoại: 28 2.6.3 Tính chất bật tia hồng ngoại 29 2.6.4 Ứng dụng tia hồng ngoại 29 2.6.5 Tác hại tia hồng ngoại 31 2.6.6 Dụng cụ đo nhiệt độ hồng ngoại 31 2.7 Phương pháp sấy hồng ngoại 32 2.7.1 Khái niệm xạ hồng ngoại 32 2.7.2 Đặc điểm tính chất tia hồng ngoại 32 2.8 Khái niệm sấy xạ hồng ngoại 33 2.9 Thiết bị sấy hồng ngoại 34 2.10 Cơ chế truyền nhiệt xạ hồng ngoại 35 2.11 Cơ chế sấy khô xạ hồng ngoại 36 2.12 Tính ưu việt cơng nghệ sấy xạ hồng ngoại 37 2.13 Cơ sở lý thuyết trình sấy hồng ngoại 38 CHƯƠNG KHẢO SÁT CÔNG NGHỆ SẤY HIỆN TẠI, KHẢO SÁT NGUY CƠ GÂY MẤT AN TOÀN KHI SẤY HẠT LỬA ƯỚT BẰNG BỨC XẠ VÀ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MƠ HÌNH SẤY HỒNG NGOẠI 47 3.1 Nội dung nghiên cứu phương pháp nghiên cứu 47 i 3.1.1 Nội dung nghiên cứu 47 3.1.2 Phương pháp nghiên cứu 47 3.1.3 Nghiên cứu, thử nghiệm đánh giá nguy gây an toàn nổ lan .48 3.2 Kết khảo sát công nghệ sấy sử dụng Nhà máy Z121 49 3.3 Kết thử nghiệm nguy an toàn nổ lan sấy 52 3.4 Nghiên cứu thiết kế mơ hình tủ sấy hồng ngoại 53 3.4.1 Cơ sở tính tốn thiết kế tủ sấy hồng ngoại 53 3.5 Kết nghiên cứu sấy hạt lửa tủ sấy hồng ngoại 61 3.5.1 Giai đoạn 1: Thử nghiệm công nghệ sấy nhiệt độ sấy (2030) độ, thời gian sấy liên tục 61 3.5.2 Giai đoạn 2: Thử nghiệm công nghệ sấy nhiệt độ sấy (7080) độ, thời gian .63 3.5.3 Giai đoạn 3: Thử nghiệm công nghệ sấy nhiệt độ sấy 40…50 độ, thời gian Số lượng mẫu thử 500 cái/loại/lô 65 3.6 Kết sấy hạt lửa áp dụng vào thực tế sản xuất .73 3.7 Đánh giá giá trị làm lợi 74 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 4.1 Kết luận 75 4.2 Đề nghị 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 ii DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thành phần hóa học tiêu tính vật liệu chế tạo vỏ hạt lửa hệ ướt Bảng 2: Kết kiểm tra độ cứng vỏ hạt lửa ướt Bảng 3: Các thành phần hóa chất hạt lửa ướt Bảng 4: Thành phần tính chất hóa lý Etanol Bảng 5: Thành phần tính chất hóa lý Bari Nitrát Bảng 6: Thành phần tính chất hóa lý Antimon Sunfua Bảng 7: Thành phần tính chất hóa lý Têtrazen (dạng ướt) Bảng 8: Thành phần tính chất hóa lý Bột nhơm P3000 Bảng 9: Thành phần tính chất hóa lý Canxi silixua Bảng 10: Thành phần tính chất hóa lý Chì tetra oxit 10 Bảng 11: Thành phần tính chất hóa lý Keo arabic 10 Bảng 12: Thành phần tính chất hóa lý Keo tragacanth 11 Bảng 13: Thành phần tính chất hóa lý Keo Thymol 11 Bảng 14: Chỉ tiêu kỹ thuật nghiệm thu chất lượng hạt lửa 13 Bảng 1: Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa theo ngày 50 Bảng 2: Kết kiểm tra đồng hàm ẩm 50 Bảng 3: Kết kiểm tra hàm ẩm trước bảo quản 51 Bảng Kết kiểm tra độ nhạy hạt lửa giai đoạn 65 Bảng Kết kiểm tra độ nhạy hạt lửa giai đoạn 67 Bảng 6: Kết kiểm tra độ nhạy hạt lửa giai đoạn 69 Bảng 7: Kết kiểm tra chất lượng hạt lửa K51SK 70 Bảng 8: Kết kiểm tra chất lượng hạt lửa K56SK 71 Bảng 9: Kết kiểm tra chất lượng hạt lửa K53SK 72 iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Một số loại hạt lửa hệ ướt Hình 2: Kích thước số vỏ hạt lửa hệ ướt Hình 1: Các trình truyền nhiệt 15 Hình 2: Cơng thức truyền nhiệt dẫn nhiệt 15 Hình 3: Cơng thức truyền nhiệt đối lưu 16 Hình 4: Dải bước sóng xạ điện từ, bước sóng IR 17 Hình 5: Truyền nhiệt xạ hồng ngoại 17 Hình 6: Sấy lượng mặt trời 18 Hình 7: Hệ thống sấy đối lưu nhiệt nóng 19 Hình 8: Sơ đồ thiết bị sấy khô chân không kiểu tiếp xúc 20 Hình 9: Hệ thống sấy hồng ngoại liên tục 21 Hình 10: Hệ thống sấy cao tần liên tục 21 Hình 11: Máy sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt 22 Hình 12: Hệ thống sấy thăng hoa 23 Hình 13: Máy sấy chân không 23 Hình 14: Máy sấy phun 24 Hình 15: Máy sấy tầng sôi 24 Hình 16: Máy sấy thùng quay 25 Hình 17: Máy sấy hấp phụ 25 Hình 18: Dải bước sóng tia UV, ánh sáng hồng ngoại 27 Hình 19: Dải bước sóng loại tia hồng ngoại 27 Hình 20: Tủ sấy hồng ngoại 34 Hình 21: So sánh chế tăng nhiệt độ hồng ngoại vi sóng 38 Hình 22: Biểu đồ tốc độ sấy 38 Hình 23: Cơ chế khuếch tán nước khỏi vật liệu 40 Hình Sơ đồ thử nghiệm mồi cháy hạt lửa 48 Hình 2: sấy hạt lửa nước bão hòa 49 Hình 3 Bản thiết kế mơ hình tủ sấy hồng ngoại 55 Hình Tủ sấy hồng ngoại lắp đặt hồn chỉnh 56 Hình Giàn đèn hồng ngoại 100W-250V tủ sấy 57 Hình Tủ điện điều khiển khống chế nhiệt độ 58 Hình Cụm đường ống hút ẩm 58 iv Hình Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K51SK giai đoạn 61 Hình Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K56SK giai đoạn 62 Hình 10 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K53SK giai đoạn 62 Hình 11 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K51SK giai đoạn 63 Hình 12 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K56SK giai đoạn 64 Hình 13 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K53SK giai đoạn 64 Hình 14 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K51SK giai đoạn 65 Hình 15 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K56SK giai đoạn 66 Hình 16 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K53SK giai đoạn 67 Hình 17 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K51SK giai đoạn 68 Hình 18 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K56SK giai đoạn 68 Hình 19 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K53SK giai đoạn 69 Hình 20 Sấy hạt lửa tủ sấy hồng ngoại 73 v b) Mẫu hạt lửa K56SK - Mẫu hạt lửa theo dõi hàm ẩm khay sau sấy lần cuối theo Độ ẩm, % (lẫy mẫu ngẫu nhiên khay) 4,8 4,7 4,6 4,5 4,4 4,3 4,2 4,1 3,9 3,8 4,72 4,47 4,38 4,32 4,23 1h 2h 3h 4,21 4h 5h 6h Thời gian sấy, 4,18 4,15 7h 8h Hình Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K56SK giai đoạn - Mẫu hạt lửa kiểm tra đồng hàm ẩm Lô vỏ Lô Lô Lô Lô Lô Hàm ẩm, % 4,48 4,39 4,42 4,48 4,51 c) Mẫu hạt lửa K53SK - Mẫu hạt lửa theo dõi hàm ẩm khay sau sấy lần cuối theo Độ ẩm, % (lẫy mẫu ngẫu nhiên khay) 4,7 4,6 4,5 4,4 4,3 4,2 4,1 3,9 3,8 4,65 4,4 4,38 4,32 4,29 4,24 4,2 4,12 1h 2h 3h 4h 5h 6h Thời gian sấy, 7h 8h Hình 10 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K53SK giai đoạn - Mẫu hạt lửa kiểm tra đồng hàm ẩm 62 Lô vỏ Lô Lô Lô Lô Lô Hàm ẩm, % 4,41 4,4 4,48 4,48 4,51 Nhận xét kết giai đoạn 1: - Các mẫu hạt lửa thử sấy theo chế độ giai đoạn cho thấy độ ẩm giảm từ (67) % nên chưa đạt yêu cầu độ ẩm sản phẩm Để sản phẩm có độ ẩm đạt yêu cầu cần sấy với thời gian dài tăng chi phí lượng điện chưa đạt theo mục tiêu nghiên cứu đề tài Từ kết ta thấy hàm ẩm hạt lửa K51SK giảm nhiều so với loại hạt lửa K56SK, K53SK lượng hàm ẩm thuốc hỏa thuật hạt lửa K51SK so với hạt lửa K56SK K53SK - Từ kết giai đoạn ta cần điều chỉnh chế độ sấy khác phù hợp theo hướng tăng nhiệt độ sấy giảm thời gian sấy 3.5.2 Giai đoạn 2: Thử nghiệm công nghệ sấy nhiệt độ sấy (7080) độ, thời gian a) Mẫu hạt lửa K51SK - Mẫu hạt lửa theo dõi hàm ẩm khay sau sấy lần cuối theo (lẫy mẫu ngẫu nhiên khay) 1,4 Độ ẩm, % 1,2 1,15 1,06 0,8 0,61 0,6 0,44 0,4 0,35 0,3 0,24 6h 7h 0,2 1h 2h 3h 4h 5h Thời gian sấy, Hình 11 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K51SK giai đoạn - Mẫu hạt lửa kiểm tra đồng hàm ẩm (lẫy mẫu ngẫu nhiên khay) Lô vỏ Lô Lô Lô Lô Lô Hàm ẩm, % 0,31 0,32 0,35 0,41 0,3 b) Mẫu hạt lửa K56SK 63 - Mẫu hạt lửa theo dõi hàm ẩm khay sau sấy lần cuối theo (lẫy mẫu ngẫu nhiên khay) 0,7 0,66 Độ ẩm, % 0,6 0,48 0,5 0,35 0,4 0,33 0,3 0,3 0,21 0,2 0,17 0,1 1h 2h 3h 4h 5h Thời gian sấy, 6h 7h Hình 12 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K56SK giai đoạn - Mẫu hạt lửa kiểm tra đồng hàm ẩm Lô vỏ Lô Lô Lô Lô Lô Hàm ẩm, % 0,48 0,39 0,42 0,48 0,51 c) Mẫu hạt lửa K53SK - Mẫu hạt lửa theo dõi hàm ẩm khay sau sấy lần cuối theo (lẫy mẫu ngẫu nhiên khay) 0,7 0,62 Độ ẩm, % 0,6 0,49 0,5 0,38 0,4 0,32 0,3 0,28 0,22 0,15 0,2 0,1 1h 2h 3h 4h 5h Thời gian sấy, 6h 7h Hình 13 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K53SK giai đoạn - Mẫu hạt lửa kiểm tra đồng hàm ẩm Lô vỏ Lô Lô Lô Lô Lô 64 Hàm ẩm, % 0,41 0,4 0,48 0,48 0,51 d) Kết thử nghiệm độ nhạy hạt lửa Bảng Kết kiểm tra độ nhạy hạt lửa giai đoạn Chiều cao buông 3,2 4,8 6,4 8,0 9,6 11,2 12,8 14,4 16 200 200 200 200 200 200 200 200 200 Tỷ lệ nổ (%) 0 80 85 90 100 100 100 100 Quy định dọi (cm) Số lượng thử (cái) 0÷2 16÷28 44÷60 88÷98 96÷100 100 100 100 Nhận xét kết giai đoạn 2: mẫu hạt lửa thử sấy theo chế độ giai đoạn cho thấy độ ẩm đạt yêu cầu sản phẩm Nhược điểm tồn giai đoạn tỷ lệ hỏng sản phẩm lớn, lớp vec ni lớp giấy tiếp xúc bị bong tiếp xúc với nhiệt độ cao thời gian ngắn làm, khẳng định hàm ẩm lớp thuốc sấy theo chế độ giai đoạn thấp nhiều so với độ ẩm quy định nên tỷ lệ nhậy phát hỏa giới hạn cao; không đạt yêu cầu tính sản phẩm 3.5.3 Giai đoạn 3: Thử nghiệm công nghệ sấy nhiệt độ sấy 40…50 độ, thời gian Số lượng mẫu thử 500 cái/loại/lô a) Mẫu hạt lửa K51SK - Mẫu hạt lửa theo dõi hàm ẩm khay sau sấy lần cuối theo (lẫy mẫu ngẫu nhiên khay) 1,4 1,2 1,16 1,06 Độ ẩm, % 0,8 0,61 0,6 0,44 0,4 0,37 0,32 0,24 0,2 1h 2h 3h 4h 5h Thời gian sấy, 6h 7h Hình 14 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K51SK giai đoạn 65 - Mẫu hạt lửa kiểm tra đồng hàm ẩm (lẫy mẫu ngẫu nhiên khay) Lô vỏ Lô Lô Lô Lô Lô Hàm ẩm, % 0,31 0,32 0,35 0,41 0,3 b) Mẫu hạt lửa K56SK - Mẫu hạt lửa theo dõi hàm ẩm khay sau sấy lần cuối theo (lẫy mẫu ngẫu nhiên khay) 0,7 0,62 0,6 0,49 Độ ẩm, % 0,5 0,37 0,4 0,34 0,3 0,24 0,3 0,15 0,2 0,1 1h 2h 3h 4h 5h Thời gian sấy, 6h 7h Hình 15 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K56SK giai đoạn - Mẫu hạt lửa kiểm tra đồng hàm ẩm Lô vỏ Lô Lô Lô Lô Lô Hàm ẩm, % 0,48 0,39 0,42 0,48 0,51 c) Mẫu hạt lửa K53SK - Mẫu hạt lửa theo dõi hàm ẩm khay sau sấy lần cuối theo (lẫy mẫu ngẫu nhiên khay) 66 0,7 0,62 0,6 0,49 Độ ẩm, % 0,5 0,38 0,4 0,32 0,3 0,24 0,3 0,16 0,2 0,1 1h 2h 3h 4h 5h Thời gian sấy, 6h 7h Hình 16 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K53SK giai đoạn - Mẫu hạt lửa kiểm tra đồng hàm ẩm Lô vỏ Lô Lô Lô Lô Lô Hàm ẩm, % 0,41 0,4 0,48 0,48 0,51 d) Kết kiểm tra độ nhạy hạt lửa Bảng Kết kiểm tra độ nhạy hạt lửa giai đoạn Chiều cao buông dọi 3,2 4,8 6,4 8,0 9,6 11,2 12,8 14,4 16 50 50 50 50 50 50 200 58 90 100 100 100 100 0÷2 16÷28 44÷60 88÷98 96÷100 100 100 100 (cm) Số lượng thử (cái) Tỷ lệ nổ (%) Quy định 200 50 0 Nhận xét kết quả: + mẫu hạt lửa thử sấy theo chế độ giai đoạn cho thấy độ ẩm tính độ nhạy hạt lửa đạt u cầu Khơng có tỷ lệ hỏng lớp vecni lớp đệm giấy hạt lửa Tuy nhiên số lượng mẫu thử cịn ít, cần tiếp tục thử với số lượng lớn để có kết thực nghiệm tin cậy + Kết giai đoạn cho thấy khoảng nhiệt độ sấy thời gian sấy hợp lý, vừa đảm bảo an toàn, vừa đảm bảo chất lượng sản phẩm tiết kiệm chi phí 3.5.4 Giai đoạn 4: Thử nghiệm công nghệ sấy nhiệt độ sấy 40…50 độ, thời gian sấy Số lượng: 20.000 cái/loại/lô a) Mẫu hạt lửa K51SK 67 - Mẫu hạt lửa theo dõi hàm ẩm khay sau sấy lần cuối theo Độ ẩm, % (lấy mẫu ngẫu nhiên khay) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,62 0,45 0,35 1h 2h 0,33 0,27 3h 4h 5h Thời gian sấy, 0,21 6h 0,16 7h Hình 17 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K51SK giai đoạn - Mẫu hạt lửa kiểm tra đồng hàm ẩm (lẫy mẫu ngẫu nhiên khay) Lô vỏ Lô Lô Lô Lô Lô 10 Hàm ẩm, % 0,29 0,3 0,3 0,31 0,32 b) Mẫu hạt lửa K56SK - Mẫu hạt lửa theo dõi hàm ẩm khay sau sấy lần cuối theo (lẫy mẫu ngẫu nhiên khay) 0,7 0,65 Độ ẩm, % 0,6 0,47 0,5 0,39 0,4 0,33 0,25 0,3 0,21 0,18 6h 7h 0,2 0,1 1h 2h 3h 4h 5h Thời gian sấy, Hình 18 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K56SK giai đoạn 68 - Mẫu hạt lửa kiểm tra đồng hàm ẩm Lô vỏ Lô Lô Lô Lô Lô 10 Hàm ẩm, % 0,46 0,38 0,4 0,45 0,36 c) Mẫu hạt lửa K53SK - Mẫu hạt lửa theo dõi hàm ẩm khay sau sấy lần cuối theo Độ ẩm, % (lẫy mẫu ngẫu nhiên khay) 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,68 0,47 0,38 0,32 0,3 0,24 0,16 1h 2h 3h 4h 5h Thời gian sấy, 6h 7h Hình 19 Kết kiểm tra độ ẩm hạt lửa K53SK giai đoạn - Mẫu hạt lửa kiểm tra đồng hàm ẩm Lô vỏ Lô Lô Lô Lô Lô 10 Hàm ẩm, % 0,41 0,4 0,48 0,48 0,51 d) Kết kiểm tra độ nhạy hạt lửa Bảng 6: Kết kiểm tra độ nhạy hạt lửa giai đoạn Chiều cao buông dọi 3,2 4,8 6,4 8,0 9,6 11,2 12,8 14,4 16 50 50 50 50 50 20 58 90 100 100 100 100 (cm) Số lượng thử (cái) 200 50 Tỷ lệ nổ (%) Quy định 0 50 200 0÷2 16÷28 44÷60 88÷98 96÷100 100 100 100 69 e) Kết kiểm tra chất lượng hạt lửa theo quy định Bảng 7: Kết kiểm tra chất lượng hạt lửa K51SK TT Chỉ tiêu kỹ thuật Đơn Mức chất Số lượng vị đo lượng thử (cái) Kết Độ nhạy giới hạn thử với dọi 250g; chiều cao rơi 3,2 % Hạt lửa phải tịt 100% 200 Đạt yêu cầu cm Độ nhạy giới hạn thử với dọi 250g; chiều cao rơi 16 % Hạt lửa phải phát hỏa 100% 200 Đạt yêu cầu cm Khả chịu chấn - Hạt lửa phải động thử chấn động phút liên tục với biên độ dao động 150mm, tịt 100%; % - Kết cấu 300 hạt lửa không tần số dao động 60 Đạt yêu cầu thay đổi lần/phút Khả chịu nhiễm ẩm: hạt lửa đặt bình chứa dung dịch KNO3 bão hoà, nhiệt độ (1635) độ C % Hạt lửa phải phát hỏa 100% 200 Đạt yêu cầu thời gian liên tục sau thử phát hỏa giới hạn Thử nghiệm môi trường theo TCVN % 7699-2-30-2007 Hạt lửa phải phát hỏa 100% 200 Đạt yêu cầu Độ tin cậy hoạt động độ bền (khơng thủng đáy, xì khói…) thử % Hạt lửa phải phát hỏa 100% 200 Đạt yêu cầu súng ngắn 70 Bảng 8: Kết kiểm tra chất lượng hạt lửa K56SK Chỉ tiêu kỹ thuật TT Đơn vị Mức chất Số lượng đo lượng thử (cái) Kết Độ nhạy giới hạn thử với dọi 250g; chiều cao rơi 3,2 % Hạt lửa phải tịt 100% 200 Đạt yêu cầu cm Độ nhạy giới hạn thử với dọi 250g; chiều cao rơi 16 % Hạt lửa phải phát hỏa 100% 200 Đạt yêu cầu cm Khả chịu chấn - Hạt lửa phải động thử chấn động phút liên tục với biên độ dao động tịt 100%; % - Kết cấu 300 hạt lửa không 150mm, tần số dao Đạt yêu cầu thay đổi động 60 lần/phút Khả chịu nhiễm ẩm: hạt lửa đặt bình chứa dung dịch KNO3 bão hồ, nhiệt độ (1635) độ C % Hạt lửa phải phát hỏa 100% 200 Đạt yêu cầu thời gian liên tục sau thử phát hỏa giới hạn Thử nghiệm trường theo môi TCVN % 7699-2-30-2007 Hạt lửa phải phát hỏa 100% 200 Đạt yêu cầu Độ tin cậy hoạt động độ bền (khơng thủng đáy, xì khói…) % Hạt lửa phải phát hỏa 100% 200 Đạt yêu cầu thử súng ngắn 71 Bảng 9: Kết kiểm tra chất lượng hạt lửa K53SK Chỉ tiêu kỹ thuật TT Đơn vị Mức chất Số lượng đo lượng thử (cái) Kết Độ nhạy giới hạn thử với dọi 250g; chiều cao rơi 3,2 % Hạt lửa phải tịt 100% 200 Đạt yêu cầu cm Độ nhạy giới hạn thử với dọi 250g; chiều cao rơi 16 % Hạt lửa phải phát hỏa 100% 200 Đạt yêu cầu cm Khả chịu chấn - Hạt lửa phải động thử chấn động phút liên tục với biên độ dao động 150mm, tịt 100%; % - Kết cấu 300 hạt lửa không tần số dao động 60 Đạt yêu cầu thay đổi lần/phút Khả chịu nhiễm ẩm: hạt lửa đặt bình chứa dung dịch KNO3 bão hồ, nhiệt độ (1635) độ C thời % Hạt lửa phải phát hỏa 100% 200 Đạt yêu cầu gian liên tục sau thử phát hỏa giới hạn Thử nghiệm môi trường theo TCVN 7699-2-30- % 2007 Hạt lửa phải phát hỏa 100% 200 Đạt yêu cầu Độ tin cậy hoạt động độ bền (khơng thủng đáy, xì khói…) thử % Hạt lửa phải phát hỏa 100% 200 Đạt yêu cầu súng ngắn 72 - Nhận xét kết + Chất lượng loại hạt lửa K51SK, K56SK, K53SK sau sấy tủ sấy hồng ngoại nhiệt độ (4050) oC thời gian liên tục đạt yêu cầu kỹ thuật, khơng có tỷ lệ hỏng sản phẩm bong lớp vecni, bong đệm giấy + Trong suốt trình sấy, tủ sấy hoạt động ổn định, nhiệt độ khoang sấy hiển thị qua cảm biến chênh lệch lớn so với nhiệt kế thủy ngân đặt tủ Khơng có tượng bóng đèn hồng ngoại bị chập, cháy; chuyển đổi chế độ chiếu sáng linh hoạt + Thời gian sấy hạt lửa tủ sấy hồng ngoại giảm 24 lần so với sấy nước bão hịa theo cơng nghệ cũ (sấy nước bão hòa liên tục 168 giờ; sấy tủ sấy hồng ngoại liên tục giờ) 3.6 Kết sấy hạt lửa áp dụng vào thực tế sản xuất Tủ sấy hồng ngoại dùng sấy loại hạt lửa ướt đưa vào sản xuất từ đầu năm 2020 đến đảm bảo chất lượng sản phẩm, khơng có lơ sản phẩm chất lượng phải xử lý lại Trong năm 2020, 2021 2022 kế hoạch sản xuất loại hạt lửa ướt Nhà máy tăng cao 28 triệu hạt lửa K51SK; triệu hạt lửa K53SK; 18 triệu hạt lửa K56SK 10 loại hạt lửa ướt khác Việc áp dụng tủ sấy hồng ngoại vào sản xuất loại hạt lửa ướt cho thấy hiệu cao, vừa đảm bảo kế hoạch sản xuất giao, vừa tiết kiệm chi phí sản xuất, giúp đơn vị hồn thành tốt nhiệm vụ giao Hình 20 Sấy hạt lửa tủ sấy hồng ngoại 73 3.7 Đánh giá giá trị làm lợi Theo kế hoạch sản xuất năm 2020, 2021, 2022 loai hạt lửa K51SK, K56SK, K53SK (khoảng 52 triệu hạt lửa ướt) định mức lao động chặng sấy loại hạt lửa ta tính giá trị làm lợi công lao động 01 năm: - Giờ công sấy hạt lửa: + Trước cải tiến (sấy nhiệt nước bão hòa): 34.320 giờ; + Sau cải tiến (sấy tủ hồng ngoại): 9.180 - Giá trị làm lợi giảm công sấy hạt lửa: (34.320- 9.180) x 45.000 đ/giờ= 1.131.300.000 đ; - Giá trị làm lợi việc khơng phải bố trí nhân cơng thực trực vận hành lị ca (ca đêm): 240.000.000 đ; - Tổng giá trị làm lợi giảm công lao động là: 1.131.300.000+ 240.000.000 = 1.371.325.140 đ (1) Tiết kiệm chi phí vật tư, nguyên nhiên vật liệu Từ số chặng công nghệ sấy trước sau cải tiến (đối với cơng nghệ sấy) chi phí theo cơng nghệ sấy, ta tính giá trị làm lợi vật tư, nhiên nguyên vật liệu 01 năm: - Chi phí vật tư, nguyên nhiên vật liệu trước cải tiến: 34.320 x 6,51 kg hơi/01 x 718,44 đ/kg hơi= 160.516.163,81 đ - Chi phí vật tư, nguyên nhiên vật liệu sau cải tiến sau cải tiến: 9.180 x kW/h x 1.724/kW= 79.131.600 đ - Giá trị làm lợi: 160.516.163,81 đ- 79.131.600 đ= 81.384.563,81 đ (2) - Chi phí đầu tư chế tạo 01 tủ sấy hồng ngoại gồm chi phí vật tư, chi phí nhân cơng chế tạo lắp đặt: 170.615.000 đồng (3) Tổng giá trị làm lợi 01 năm (1)+(2) - (3) 1.371.325.140 đ + 81.384.563,81 đ - 170.615.000 đ = 1.282.094.703,81 đồng 74 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Sản phẩm đề tài khẳng định việc sử dụng công nghệ sấy xạ hồng ngoại vào sản xuất hạt lửa ướt mang tính đột phá cơng nghệ mang lại hiệu suất, chất lượng, kinh tế Thời gian sấy hạt lửa công nghệ sấy xạ hồng ngoại giảm 24 lần so với sấy công nghệ sấy đối lưu sử dụng nguồn nhiệt nước bão hịa Từ giúp đơn vị tiết kiệm chi phí xây dựng mặt lắp đặt thiết bị sấy mới, chi phí nhân cơng ngun liệu đốt lị hơi; chi phí nhân cơng trực ka sấy; giúp đơn vị hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ trị cấp giao Các kết đạt luận văn sau: - Đã thiết kế chế tạo thành cơng tủ sấy hồng ngoại kích thước 2100mm x 1800mm x 650mm với suất 70.000 hạt lửa/ ngày - Đã nghiên cứu, xác định chế độ sấy hạt lửa ướt phù hợp với yêu cầu chất lượng sản phẩm - Sản phẩm đề tài áp dụng vào thực tế sản xuất từ năm 2020 giúp đơn vị hoàn thành tốt nhiệm vụ giao, giá trị làm lợi 1,2 tỷ đồng/ năm Do thời gian nghiên cứu hạn hẹp nên đề tài chưa nghiên cứu ảnh hưởng thơng số vận tốc gió, điều kiện mơi trường sấy đến chất lượng sản phẩm Để khảo sát toàn diện yếu tố ảnh hưởng lựa chọn chế độ sấy tối ưu ta cần nghiên cứu thêm ảnh hưởng tốc độ gió đến chế độ sấy, thời gian sấy chất lượng sản phẩm 4.2 Đề nghị Trên kết nghiên cứu luận văn, đề xuất tiếp tục nghiên cứu công nghệ sấy hồng ngoại kết hợp với bơm nhiệt để nâng cao hiệu sấy hạt lửa; đồng thời nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy hồng ngoại cho sấy sản phẩm viên màu pháo hoa sản xuất đơn vị, vấn đề phức tạp cần có giái pháp cơng nghệ sấy tăng suất chế tạo sản phẩm đáp ứng nhu cầu ngày tăng thị trường nước./ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] Bùi Hải - Trần Thế Sơn, Nhiệt kỹ thuật, Nhà xuất Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 1984 [2] Hoàng Văn Chước, Kỹ thuật sấy, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1997 [3] Đỗ Văn Đài - Nguyễn Trọng Khuông - Trần Quang Thảo - Võ Thị Ngọc Tươi - Trần Xoa, Cơ sở q trình thiết bị cơng nghệ hóa học (Tập 1-2), Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp, 1972 [4] P.TS Trần Xoa - P.TS Nguyễn Trọng Khuông - Ks Hồ Lê Viên, Sổ tay, q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất (Tập 1-2), Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1992 [5] Hoàng Văn Chước, Thiết kế hệ thống thiết bị sấy, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2006 TÀI LIỆU TIẾNG ANH [6] Afzal, T.M and T Abe, Some fundamental attributes of far infrared radiation drying of potato Drying Technology 17(1/2), 137–155; 1999 [7] Kim, J.G., Improvement of drying method for dried persimmons by infrared ray RDA Journal of Agri- cultural Science (Korea) 35(2), 766–770 1993 [8] Birgitta Raaholt Microwave and Infrared Heating for Food Processing Possibilities to Industry The Swedish Institute for Food and Biotechnology Swedan 2003 76 ... Sơn Ngành: Quản lý công nghiệp Họ tên giáo viên hướng dẫn: TS Nghiêm Xuân Sơn Tên đề tài: Nghiên cứu công nghệ để nâng cao lực sấy Hạt lửa Nhà máy Z121 Lý chọn đề tài Nhà máy Z121 đơn vị chuyên... HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu công nghệ để nâng cao lực sấy Hạt lửa Nhà máy Z121 TRẦN VŨ SƠN Son.TV202473M@sis.hust.edu.vn Ngành: Quản lý công nghiệp Giảng viên hướng dẫn: TS... chuyển giao Nhà máy sản xuất số hạt lửa K56SK, K53SK, 12,7mm Sau ổn định công nghệ, sở dây chuyền thiết bị có, Nhà máy tiếp tục nghiên cứu công nghệ sản xuất thành công số loại hạt lửa khác K51SK,