(Đồ án hcmute) thiết kế nhà máy tái chế lốp xe cao su phế thải năng suất 2 000 000 lốp năm

TỔNG QUAN

Tình hình thị trường lốp xe

Lốp ô tô được làm bằng cả cao su tự nhiên và cao su tổng hợp thu được từ dầu mỏ Sự phát triển của lốp xe dựa trên việc cải thiện hiệu suất của cao su tự nhiên được lấy từ mủ lỏng do một số loại cây tiết ra Trong suốt thế kỷ 19, Charles Goodyear đã nghiên cứu về cách làm cho cao su có khả năng chống lại các loại hóa chất khác nhau, đó là lưu hóa Sau khi phát hiện ra quá trình lưu hóa, các nhà sản xuất đã bắt đầu sản xuất lốp xe từ cao su đã tạo ra một loại vật liệu bền để chống lại vết cắt và mài mòn [2]

Nhờ phát hiện quá trình lưu hóa cao su, ngành sản xuất lốp xe ngày càng phát triển Cụ thể, vào tháng 11 năm 2018, Tập đoàn Hyosung đã công bố kế hoạch đầu tư 152 triệu đô la Mỹ để thành lập cơ sở sản xuất dây lốp polyester và nylon tại tỉnh Quảng Nam, Việt Nam Ngoài ra, vào năm 2018, Kordsa Teknik Tekstil AS đã công bố kế hoạch thiết lập một dây chuyền sản xuất sợi polyester mới nhằm phục vụ cho việc sản xuất lốp với công suất 7.000 tấn tại nhà máy đặt tại Izmit, Thổ Nhĩ Kỳ [3]

Xét theo khu vực, Châu Á - Thái Bình Dương được dự báo sẽ vẫn là thị trường sợi săm lốp lớn nhất trong giai đoạn dự báo cả về giá trị và sản lượng Khu vực này cũng có khả năng thể hiện mức tăng trưởng cao nhất trong vòng 5 năm tới, do Trung Quốc và Ấn Độ, động lực tăng trưởng của thị trường khu vực thúc đẩy Châu Âu cũng có thể có nhu cầu lớn đối với sợi lốp xe trong giai đoạn dự báo Thị trường sợi lốp xe toàn cầu được dự báo sẽ mang lại cơ hội tăng trưởng lành mạnh trong toàn bộ hệ sinh thái của thị trường và có khả năng đạt giá trị ước tính 3.989,6 triệu USD vào năm 2024 [3]

Bất chấp sự gián đoạn ngắn hạn do đại dịch Covid-19 gây ra, nhu cầu lốp xe dự kiến sẽ duy trì quỹ đạo tăng trong dài hạn Yếu tố quyết định cuối cùng của nhu cầu đối với lốp xe ô tô là tổng nhu cầu về phương tiện di chuyển cá nhân cũng như tương quan giữa GDP bình quân đầu người và mật độ phương tiện, và bản thân nó về cơ bản là một hàm của dân số và thu nhập bình quân đầu người Hình 1.1 dưới đây cho thấy sự phát triển lâu dài của các chỉ số chính về tính di chuyển cá nhân toàn cầu Dân số toàn cầu đã tăng hơn 1% mỗi năm, từ tổng số 6 tỷ người [4]

Hình 1 1 Xu hướng di chuyển toàn cầu [4]

Dân số năm 2000 tăng lên 7,4 tỷ vào năm 2019, tăng tổng cộng khoảng 25% so với cả giai đoạn Sự tăng trưởng này đương nhiên dẫn đến nhu cầu vận tải lớn hơn từ đó làm gia tăng lượng xe cộ được sử dụng Ngoài ra, thu nhập đã tăng hơn 50% trong hai thập kỷ kể từ năm 2000, làm tăng đáng kể nhu cầu di chuyển trên đầu người Do tác động tổng hợp của hai yếu tố này, tổng khối lượng vận chuyển hành khách hay “số km hành khách đi” đã tăng mạnh, cũng như tổng chi tiêu cho các dịch vụ đó của các hộ gia đình [4]

Trên toàn cầu, thu nhập bình quân đầu người thực tế đã tăng trung bình gần 2,5% mỗi năm kể từ năm 2000, mặc dù mức tăng trưởng thấp hơn ở mức đầu giai đoạn (2001- 2002) và trong cuộc khủng hoảng tài chính (2008-2009) Thu nhập bình quân đầu người toàn cầu giảm chỉ trong một năm trong giai đoạn 2009 Đến năm 2019, GDP thực tế bình quân đầu người cao hơn 53% so với năm 2000 [4]

Hình 1 2 Tương quan giữa GDP bình quân đầu người và mật độ phương tiện 2019 [4]

Theo đồ thị biểu thị, ta có thể thấy nhu cầu sử dụng xe ngày càng tăng, điều này đồng nghĩa với việc lượng lốp phế thải thải ra môi trường cũng tăng theo.

Mặc dù chưa có báo cáo thống kê chính xác lượng lốp phế thải mà nước ta thải ra hàng năm nhưng ước tính mỗi năm nước ta thải ra khoảng 400.000 tấn cao su phế liệu(tương đương với 30.000 tấn/tháng) Chính vì vậy, việc xử lý rác thải từ lốp cao su luôn là vấn đề nan giải, bởi đặc thù của cao su là rất khó phân huỷ, phải mất vài chục năm thì cao su mới phân hủy được vào đất [5]

Vấn đề lốp xe phế liệu

1.2.1 Tình hình lốp xe phế liệu

Hiện nay, việc quản lý lốp xe phế liệu đã trở thành một vấn đề ngày càng tăng Lốp xe phế liệu đại diện cho một trong số những chất thải đặc biệt khó xử lí Lốp nguyên chiếc rất khó chôn lấp vì chúng có xu hướng nổi lên bề mặt Các kho dự trữ lốp xe phế liệu nằm gần khu dân cư, dẫn đến các vấn đề sức khỏe cộng đồng, môi trường và thẩm mỹ [6]

Trong thập niên 80, người ta từng thực hiện thí nghiệm thả 25.000 lốp xe xuống làn nước biển Địa Trung Hải trong vắt để tạo thành khu bảo tồn sinh vật biển gần nước Pháp Khu bảo tồn bằng lốp xe này hiện đang được dọn đi khi phát hiện rằng thay vì bảo vệ, nó đang làm ô nhiễm môi trường biển ở nơi đây [7]

1.2.2 Những vấn đề phát sinh đối với lốp phế liệu

Việc tái chế cao su - dưới hình thức này hay hình thức khác - cũng lâu đời như việc sử dụng cao su trong công nghiệp Kể từ năm 2003, hoạt động tái chế lốp xe đã gia tăng nhờ luật của EU, cấm vứt bỏ cả lốp xe tại các bãi chôn lấp Năm 2006, luật sẽ mở rộng cấm vứt bỏ lốp xe vụn Lốp xe đang bị cấm đến các bãi chôn lấp vì những vấn đề thảm khốc tiềm ẩn mà chúng gây ra do chúng có thể trồi lên bề mặt bãi chôn lấp bằng cách tạo khí mê-tan Điều này gây ra sự mất ổn định về đất đai do đất có độ lún thất thường, làm cho việc cải tạo đất khó khăn và nguy hiểm Bên cạnh đó, vật liệu cao su cũng chứa một số hóa chất có ảnh hưởng không xác định về lâu dài, khiến địa điểm chôn lấp trong tương lai có khả năng nguy hiểm.

Sáu khía cạnh của vấn đề lốp xe được liệt kê dưới đây:

+ Lốp xe là nơi sinh sản của muỗi Bên cạnh những phiền toái chính là muỗi đốt, muỗi có thể lây lan một số bệnh nghiêm trọng.

+ Việc đổ lốp xe không được kiểm soát rất mất thẩm mĩ và là nguy cơ hỏa hoạn Lửa ở bãi chứa lốp xe đã cháy trong nhiều tháng, tạo ra khói và để lại cặn dầu độc hại.

+ Nên sử dụng lốp xe để giảm thiểu tác động đến môi trường và bảo tồn tối đa tài nguyên thiên nhiên Tức là giảm thiểu lượng thải ra hoặc tái chế lốp xe thành những dạng sản phẩm dùng được Hiện tại, các biện pháp xử lí thông thường không giải quyết được tất cả các lốp xe, và việc thải bỏ phải được tận dụng ở quy mô lớn.

+ Lốp thải phải được xử lí Khi chi phí cho biện pháp thải bỏ theo quy định của pháp luật tăng lên, xuất hiện các công ty thực hiện việc thải bỏ không đúng tiêu chuẩn.

+ Các biện pháp thải bỏ lốp xe phế thải ngày càng trở nên đắt đỏ Trong 20 năm qua, phí tiêu hủy lốp xe trung bình liên tục tăng Xu hướng này có thể sẽ tiếp tục khi không gian bãi rác trở nên khan hiếm hơn.

+ Lốp xe chiếm không gian bãi rác Lốp nguyên chiếc bị cấm ở nhiều bãi chôn lấp hoặc bị tính phí thu gom cao hơn các loại rác thải khác; ngay cả khi chúng được chôn cất cẩn thận để ngăn chặn khả năng trồi lên Lốp vụn chiếm ít không gian hơn [6]

1.2.3 Hiện trạng tái chế lốp xe

Khi ngành công nghiệp sản xuất lốp xe phát triển sẽ kéo theo những thực trạng sau đây:

+ Người ta ước tính rằng ít hơn 7% trong số 242 triệu lốp xe bị loại bỏ vào năm

1990 được tái chế thành các sản phẩm mới và khoảng 11% được chuyển đổi thành năng lượng Hơn 77%, tương đương khoảng 188 triệu lốp xe mỗi năm, đã được chôn lấp, dự trữ hoặc bán phá giá bất hợp pháp, và 5% còn lại được xuất khẩu Dòng chảy của lốp xe phế liệu được thể hiện trong Hình 1.3 [6]

+ Một nghiên cứu năm 2017 của Pieter Jan Kole tại Đại học Mở Hà Lan, được công bố trên Tạp chí quốc tế về Nghiên cứu môi trường và sức khỏe cộng đồng, ước tính rằng lốp xe chiếm tới 10% tổng thể chất thải vi dẻo trong các đại dương trên thế giới. Một báo cáo năm 2017 của Liên minh Bảo tồn thiên nhiên quốc tế đã đưa con số đó ở mức 28% [8]

+ Theo nghiên cứu mới nhất từ Emissions Analytics, ô nhiễm do mòn lốp có thể tồi tệ hơn 1.000 lần so với ô nhiễm khí thải [9] Khi đề cập đến ô nhiễm từ ô tô nhiều người thường chỉ nghĩ đến khí thải từ động cơ Tuy nhiên, hiện tại khi ngành công nghiệp ô tô đang dồn trọng tâm sang xe điện và yêu cầu lượng khí thải từ động cơ sử dụng xăng/ dầu ngày càng khắt khe thì chúng ta cần chú ý đến một đối tượng gây ô nhiễm khác chính là lốp xe.

+ Thông qua khảo sát thực tế, một phần lốp xe phế thải được đắp lốp lại để sử dụng tiếp hay được tái chế thành các chế phẩm sinh hoạt như hạt cao su trên sân bóng đá. Phần còn lại sẽ được vận chuyển đến bãi chứa nhằm kiểm soát lượng lốp phế thải rồi đưa đi làm nhiên liệu đốt, tái chế thành các sản phẩm trong thiết bị sân chơi, kiểm soát xói mòn, vụn cao su, hoặc đem xuất khẩu cho các nhà máy nhiệt phân Tuy nhiên, một phần lốp phế thải còn sử dụng được có khả năng được thiết kế lại nhằm bán phá giá (Hình 1.3) [6]

Kiểm kê lốp phế thải

Dùng làm lốp đắp lại

Bán phá giá Chôn lấp:

Kho dự trữ Xuất khẩu Đốt cháy:

4 Nhà máy giấy và bột giấy Ứng dụng của lốp phế thải:

1 Đá ngầm và đê chắn sóng

4 Rào cản va chạm đường cao tốc

Sản phẩm lốp phế thải qua gia công:

1 Sản phẩm cao su được gia công

2 Vụn cao su cho vỉa hè

4 Thay thế sỏi trong sân

Hình 1 3 Sơ đồ thể hiện điểm đến ước tính của lốp xe phế liệu [6]

Giải pháp xử lí lốp phế thải

Có thể chia các loại hoạt động và quy trình tái chế khác nhau đối với cao su phế thải và các sản phẩm cao phân tử khác, đặc biệt là nhựa, thành bốn loại chung chung Đó là: + Sơ cấp: chế biến lại thành vật liệu và sản phẩm có các đặc tính giống hoặc ít nhất là có thể so sánh được với vật liệu hoặc sản phẩm ban đầu (đắp lại lốp, tái sử dụng lốp) + Thứ cấp: nơi vật liệu tái chế được tạo thành các sản phẩm không có hoặc cần phải có các đặc tính giống hoặc có thể so sánh với vật liệu hoặc sản phẩm ban đầu (thiết bị sân chơi, kiểm soát xói mòn, rào cản va chạm trên đường cao tốc, thắt lưng, miếng đệm, đế giày, vật liệu cách điện, phụ gia cho nhựa đường…)

+ Cấp ba: giảm vật liệu hoặc sản phẩm thải thành các đơn vị hóa học nhỏ (tức là phân tử) để sau đó có thể được tái chế thành vật liệu và sản phẩm mới bằng các con đường như tái polyme hóa (nhiệt phân thành dầu và muội than)

+ Cấp bốn: thu hồi năng lượng vốn có trong vật liệu hoặc sản phẩm phế thải bằng các phương pháp như đốt hoặc đốt các sản phẩm nhiên liệu có nguồn gốc từ quá trình nhiệt phân (làm nhiên liệu đốt than cho than trong các nhà máy điện, lò nung xi măng…)[6]

Rào cản đối với việc tái chế lốp xe phế liệu

Rào cản đối với việc tái chế lốp phế liệu có thể được phân thành hai loại chính - kinh tế và không kinh tế.

Rào cản kinh tế liên quan đến chi phí cao hoặc hạn chế doanh thu liên quan đến việc sử không sinh lợi Các nhà tái chế sẽ không đầu tư thời gian hoặc vốn trừ khi có một tỷ suất sinh lợi đủ để bù đắp cho những khó khăn đó.

Rào cản không kinh tế đề cập đến một số hạn chế đối với việc sử dụng Chúng bao gồm những lo ngại về kỹ thuật như thiếu thông tin kỹ thuật hoặc những lo ngại về chất lượng của sản phẩm hoặc quy trình Những rào cản này cũng bao gồm sự quan ngại của người tiêu dùng, các ràng buộc về việc sản xuất đảm bảo sức khỏe và an toàn, thiếu nguồn cung cấp nguyên liệu phù hợp, các vấn đề môi trường, và quy định của luật.

Hầu hết các công nghệ hiện có để giảm thiểu vấn đề lốp xe phế liệu của quốc gia đều bị giới hạn bởi các rào cản kinh tế lẫn phi kinh tế, và thường rất khó để tách hai điều này ra Ví dụ, việc sử dụng lốp ô tô đã qua sử dụng hoặc đã qua sử dụng bị hạn chế bởi giá lốp mới cạnh tranh, một rào cản kinh tế, cũng như mối quan tâm của người tiêu dùng về độ an toàn và độ tin cậy, một rào cản phi kinh tế.

Cuối cùng, cũng như tất cả các hoạt động tái chế, thách thức đối với việc tái chế cao su, dưới bất kỳ hình thức hoặc sản phẩm nào, luôn là phát triển các quy trình mà lý tưởng nhất là có các thuộc tính sau:

+ • Hoạt động hiệu quả với chi phí vận hành tương đối thấp

+ • Chi phí bảo trì tương đối thấp

+ • Có khả năng tạo ra sản phẩm chất lượng cao một cách nhất quán

+ • Thiết kế linh hoạt về tỷ lệ đầu ra

+ • Vốn đầu tư hợp lý

+ • Thân thiện với môi trường

+ • Đáp ứng tất cả các yêu cầu về sức khỏe và an toàn

+ • Cạnh tranh kinh tế với các quy trình và hệ thống hiện có

+ • Mạnh mẽ trong việc đáp ứng các yêu cầu thay đổi của thị trường

Lí do thiết kế khóa luận

Như đã phân tích ở 1.2 và 1.3, việc xử lí lốp xe phế thải thực sự cần thiết qua các vấn đề ô nhiễm của lốp phế thải và những lợi ích mang lại từ việc tái chế Đó là lí do em chọn đề tài thiết kế nhà máy tái chế lốp xe phế thải nhằm thu sản phẩm có giá trị kinh tế Quy trình sản xuất thiết kế theo công nghệ giảm kích thước lốp xe, thu được sản phẩm là vụn cao su chưa khử lưu hóa và vụn cao su đã khử lưu hóa.

Lựa chọn vị trí đặt nhà máy

1.6.1 Nguyên tắc chọn vị trí đặt nhà máy

Việc chọn vị trí đặt nhà máy có sức ảnh hưởng đến năng suất, chi phí sản xuất, và hoạt động lâu dài của nhà máy Để đảm bảo hoạt động sản xuất của nhà máy ổn định cần lưu ý:

Chọn vị trí đặt nhà máy có địa hình phù hợp cho hoạt động sản xuất, sở hữu điều kiện tự nhiên (thời tiết, thủy văn ), nguồn nhân lực đáp ứng được nhu cầu sản xuất của nhà máy. Địa điểm xây dựng nhà máy phải đáp ứng được hoạt động sản xuất bền vững: nằm gần với nguồn cung ứng nguyên liệu và thuận lợi cho việc tiêu thụ sản phẩm.

Xem xét các vị trí trong khu công nghiệp, vừa có các lợi ích từ việc tiết kiệm cơ sở hạ tầng, nhận được ưu đãi từ nhà nước, vừa giảm vốn đầu tư ban đầu, đảm bảo cách xa khu dân cư.

Lựa chọn địa điểm có giao thông thuận lợi, tạo điều kiện vận chuyển dễ dàng.

Vị trí xung quanh nhà máy phải bảo đảm thông thoáng, thuận lợi cho việc tiếp nhận hàng hóa, xây dựng, sửa chữa thiết bị trong nhà máy.

Nắm rõ điều kiện khí hậu, các nguồn cung cần cho sản xuất ngoài nguyên liệu như: nhà máy cung cấp điện công nghiệp,

Chọn KCN Hiệp Phước-TP.HCM làm nơi xây dựng nhà máy.

Hình 1 4 Bản đồ khu công nghiệp Hiệp Phước [10]

Từ những yêu cầu trên, vị trí đặt nhà máy là nơi bảo đảm thuận lợi cho thị trường nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm cũng như vận chuyển hàng hóa.

Hình 1 5 Vị trí đặt nhà máy [11]

Dưới đây là những thông tin cần thiết về KCN Hiệp Phước:

Hạ tầng - tiện ích: Khu Công Nghiệp Hiệp Phước được thiết kế đặc biệt cho các ngành Công nghiệp nặng với đầy đủ các tiện ích sau:

+ Đảm bảo các tiêu chuẩn quốc tế về hạ tầng

+ Hệ thống giao thông nội bộ bao gồm đường chính, đường phụ, đáp ứng nhu cầu di chuyển của khách bộ hành và hàng hóa

+ Hệ thống cung cấp nước sạch kết nối trực tiếp với hệ thống của TP HCM, cung cấp

+ Được trang bị một bến cảng 25.000 ĐVVT

+ Nối với nội thành bằng đường liên tỉnh 15 và đường 39 Khi trục giao thông Bắc Nam hoàn thành, KCN Hiệp Phước sẽ được kết nối với đường Xuyên Á

+ Kết nối trực tiếp với hệ thống đường thủy nội bộ miền Nam và các cảng quan trọng + Cách sân bay Tân Sơn Nhất 25 km [12]

1.6.2 Tổng quát về khu công nghiệp Hiệp Phước

Bảng 1 1 Thông tin giới thiệu tổng quát [13]

Tên Khu công nghiệp/Khu chế xuất Khu công nghiệp Hiệp Phước Địa điểm (đường, phường/xã, Khu B, Đường số 1, KCN Hiệp Phước, quận/huyện, thành phố) Huyện Nhà Bè, TP HCM

Tổng diện tích đất khu công nghiệp (ha) 2.000 ha

Tên sân bay gần nhất Tân Sơn Nhất

Tên cảng biển gần nhất Tân Cảng Hiệp Phước

Các cảng khác – Khoảng cách (km) Cảng Sài Gòn Hiệp Phước - 3 km

Cách trung tâm Thành phố 15 km

Chi phí đầu tư và hoạt động

Diện tích thuê tối thiểu (m 2 ) 5.000 m 2

Giá thuê nhà xưởng/văn phòng (VNĐ) 113.750

Phí duy tu tái tạo cơ sở hạ tầng (VNĐ) 14.560

Giá cung cấp điện (VNĐ/Kwh)

Giờ cao điểm (VNĐ/Kwh) 2.556

Giờ bình thường (VNĐ/Kwh) 1.405

Giờ thấp điểm (VNĐ/Kwh) 902

Giá cung cấp nước sản xuất (VNĐ/m 3 ) 9.600 (sản xuất) – 16.900 (dịch vụ)

Phí xử lý nước thải (VNĐ/m 3 ) 7.280

CÔNG NGHỆ XỬ LÍ LỐP XE PHẾ THẢI

Công nghệ xử lí

Như các giải pháp được nêu ra ở hình 1.3, hầu hết đều được sử dụng nhiều phụ thuộc vào điều kiện tài chính khác nhau, nhưng chỉ một vài trong những giải pháp trên mới thực sự mang lại hiệu quả kinh tế.

Sau đây là những công nghệ được dùng phổ biến trong lĩnh vực tái chế lốp phế thải: + Nghiền cơ học: Các lốp phế thải được đưa qua các thiết bị cắt, nghiền khác nhau. Sản phẩm thu được là những vụn cao su ở các mức kích thước 50x50 mm, 100x100 mm và 150x150 mm [14]

+ Nghiền môi trường: là công nghệ được dùng thông qua tác động của không khí hoặc tia nước kết hợp với động năng của máy mài khi đi qua vùng bị nghiền, từ đó thu được sản phẩm có khả năng tương hợp tốt khi đóng vai trò là chất độn [14]

+ Nghiền đông lạnh: Sử dụng nitơ lỏng để chuyển lốp phế thải thành vật liệu giòn, sau đó được nghiền bằng máy nghiền búa Sản phẩm được sản xuất với tốc độ cao, năng lượng dùng cho quá trình nghiền thấp nhưng mất đi khả năng liên kết vật lí do tạo ra các bề mặt trơn nhẵn cũng như diện tích bề mặt thấp [14]

+ Nghiền dung dịch: Nguyên tắc của quá trình nghiền vẫn giữ nguyên so với các công nghệ khác, nhưng nguyên liệu sẽ được trương nở trong dung môi (thường là axit béo), sau đó được ép qua lưới mịn hoặc trải qua quá trình nghiền thông thường.

+ Nghiền bằng phương pháp cracking ozon: Các hạt lốp thải được tiếp xúc với nồng độ ozon cao, sau đó cần nghiền cơ học để xử lí thêm và thu được bột mịn [14]

+ Nghiền biến dạng đàn hồi EDG: Áp dụng nguyên tắc của máy trộn banbury có lực cắt cao, được dùng chủ yếu cho cao su có khả năng đàn hồi cao (cao su isoprene, cao su butyl và cao su siloxane) Năng lượng đàn hồi bị ép vào nguyên liệu và dưới biến dạng cắt, năng lượng đàn hồi này tiếp tục truyền qua cao su cho đến khi năng lượng tích trữ của hệ được giải phóng Năng lượng dự trữ trong chất đàn hồi đóng vai trò là năng lượng cần thiết để làm đứt gãy vật liệu Việc tiêu thụ năng lượng trong quá trình EDG là rất nhỏ Năng lượng tiêu thụ trong quá trình EDG ít hơn gần hai đến ba lần so với phương pháp nghiền thông thường [14]

2.1.2 Khử lưu hóa cao su (Devulcanization rubber)

Trong quá trình nghiền, việc phá vỡ các hạt là mục tiêu chính để cao su vụn thu được có thể được đưa vào các công đoạn chế biến tiếp theo Giai đoạn tiếp theo là phá vỡ các liên kết hóa học (chủ yếu là liên kết lưu huỳnh) trong một quá trình gọi là quá trình phân hủy (Devulcanize) Việc kết hợp các hạt cao su vào hỗn hợp polyme thường không phù hợp do sự hiện diện của mạng lưới liên kết ngang lưu huỳnh Khả năng tương thích bị ảnh hưởng bởi các liên kết chéo lưu huỳnh dẫn đến kết cấu yếu và làm giảm chất lượng của sản phẩm cuối cùng Do đó, dẫn đến sự cần thiết của quá trình phân hủy các liên kết

15 lưu huỳnh Sự phân hủy có thể đạt được bằng cách sử dụng một số phương pháp như hóa học, siêu âm, vi sóng, sinh học và các phương pháp khác [14]

Phương pháp khử lưu hóa cao su ban đầu để cải tạo cao su phế thải dựa trên việc sử dụng một số hóa chất Các phương tiện khác của quá trình khử lưu hóa cao su với mục đích phá vỡ chuỗi cao su liên quan đến năng lượng bên ngoài bằng máy nghiền hai cuộn, hoặc bằng cách sử dụng các lực vi sóng hoặc siêu âm Tuy nhiên, các quá trình này không thể phân biệt giữa việc phá vỡ các liên kết chéo và các liên kết cacbon-cacbon chính tạo thành xương sống của cao su Do đó, các đặc tính của cao su thu hồi sẽ xấu đi khi khử lưu hóa. Diallyl disulfide hữu cơ, diphenyl disulfide, phenylhydrazine-sắt clorua vô cơ, v.v có thể được sử dụng để sản xuất cao su đã lưu hóa dung môi hữu cơ như toluen và benzen thường được sử dụng để làm phồng cao su như một bước đầu tiên hướng tới quá trình khử lưu hóa cao su Việc sử dụng các dung môi độc hại là một tác hại nghiêm trọng về các vấn đề môi trường Hơn nữa, việc thu hồi dung môi sau phản ứng là một thách thức nghiêm trọng gây ra chi phí phát sinh cho sản phẩm cuối cùng Một môi trường xanh, ở dạng CO 2 siêu tới hạn có thể được sử dụng làm môi trường phản ứng cho một số hóa chất, chẳng hạn như diphenyl disulfide CO 2 siêu tới hạn có thể làm phồng cao su đúng cách và có thể dễ dàng tạo điều kiện để khuếch tán hóa chất phân cắt Nó không độc trong tự nhiên và có thể được loại bỏ dễ dàng sau khi khử lưu hóa Hơn nữa, CO 2 siêu tới hạn rẻ hơn và không dễ cháy, điều này làm cho nó thích hợp cho quá trình chế biến công nghiệp.31 Quá trình khử lưu hóa có thể đạt được bằng cách oxy hóa có kiểm soát khung carbon của cao su, tạo thành nhóm COOH và NO 2 [14]

2.1.2.2 Khử lưu hóa bằng sóng siêu âm (Ultrasonic Devulcanization)

Sự rung động siêu âm tạo ra mật độ năng lượng cục bộ đủ để phá vỡ các liên kết chéo của liên kết S-S và C-S Do đó, rung động siêu âm tạo ra khoảng trống xung quanh các tạp chất hoặc khoảng trống trong cao su đã được đóng rắn Do năng lượng liên kết của C – C ở phía cao hơn so với liên kết S – S và C – S, sự xuất hiện của sự phân cắt trong xương sống chính của cao su là rất ít Sự suy giảm và mất mát đặc tính cơ học là tối thiểu trong phương pháp hấp thụ siêu âm Đây là một quá trình liên tục thích hợp cho các ứng dụng công nghiệp, vì thiết bị siêu âm được gắn trong chính đường dẫn đùn Hơn

16 nữa, không có hóa chất được sử dụng trong quá trình này làm cho quá trình trở thành một quá trình sạch hơn và thân thiện với môi trường Sự sắp xếp và định vị của thiết bị siêu âm có thể khác nhau trong đường dẫn của máy đùn các thông số chính trong phương pháp phân hủy siêu âm là nhiệt độ và biên độ của sóng siêu âm Kích thước hạt phụ thuộc vào các thông số đã đề cập ở trên, cùng với áp suất khuôn trong máy đùn trục vít đôi [14]

2.1.2.3 Phương pháp khử lưu hóa bằng vi sóng (Microwave Devulcanization Method)

Trong quá trình cracking vi sóng, năng lượng điện từ được sử dụng để phá vỡ các liên kết chéo của lưu huỳnh-lưu huỳnh (S – S) và cacbon-lưu huỳnh (C – S) trong cao su với mục đích khôi phục cấu tạo của cao su Trong lò vi sóng, một lượng lớn vật liệu có thể được xử lý nhanh chóng trong quá trình xử lý liên tục và hàng loạt Nguồn điện và thời gian xử lý có thể thay đổi để đạt được lượng cracking mong muốn Tương tác phân tử với trường điện từ là cần thiết để phá vỡ các liên kết chéo bằng năng lượng vi sóng Trong phương pháp này, cao su được tiếp xúc với một lượng năng lượng vi sóng cụ thể ở một tần số cụ thể để phân cắt các liên kết cacbon-cacbon Nói chung, bẻ mạch bằng vi sóng là khả thi đối với mặt cao su có nhóm phân cực Tuy nhiên, đối với các loại cao su không phân cực như cao su styren-butadien (SBR), phương pháp khử lưu hóa có thể được thực hiện khi kết hợp cao su với chất độn dẫn điện Muội than là chất độn gia cường phổ biến nhất cho cao su không phân cực về mặt này Có thể tránh được quá trình khử trùng hợp cao su trong phương pháp vi sóng Do đó, các tính chất vật lý của sản phẩm cuối cùng vẫn gần như tương đương với sản phẩm lưu hóa ban đầu. Trong tương tác phân tử, năng lượng điện từ được biến đổi thành nhiệt năng Nhiệt độ trong khoảng 260–350 ° C có thể đạt được bằng cách sử dụng xử lý vi sóng và tần số

300 mHz đến 300 GHz thường được sử dụng trong phương pháp vi sóng Hiệu suất tổng hợp vi sóng cao hơn có thể đạt được với quá trình đốt ở nhiệt độ cao và áp suất cao Quá trình này áp dụng năng lượng nhiệt nhanh và đồng đều cho cao su [14]

2.1.2.4 Kỹ thuật khử lưu hóa sinh học (Biological Devulcanization Technique)

Tác động tiêu cực của quá trình thiêu đốt thông thường liên quan đến việc phát thải CO 2 và các sản phẩm phụ nguy hiểm khác như SO x , ảnh hưởng tổng thể đến sự ấm lên toàn cầu Trong tất cả các phương pháp khử lưu hóa, quá trình sinh học là một quá trình thân

Chọn công nghệ

Hiện nay, ngoài yếu tố nhân lực, công nghệ là một trong những khía cạnh then chốt ảnh hưởng đến hiệu quả kinh doanh Khả năng đáp ứng công nghệ trở thành yếu tố quyết định khả năng cạnh tranh của hầu hết các doanh nghiệp trên thị trường Công nghệ phải được chọn dựa trên mức đáp ứng của công nghệ đối với thị trường tiêu thụ cũng như tương thích với năng lực doanh nghiệp Dựa trên cơ sở trên, nghiền cơ học là công nghệ có tính ứng dụng cao trên nhiều thị trường như: xây dựng, dân dụng, nhiên liệu đốt…Bên cạnh đó công nghệ khử lưu hóa hóa học kết hợp dòng CO 2 siêu tới hạn cũng là công nghệ đầy hứa hẹn với khả năng thực hiện quá trình kinh tế tuần hoàn, là một hệ thống kinh tế nhằm giải quyết các thách thức toàn cầu như biến đổi khí hậu, mất đa dạng sinh học, chất thải và ô nhiễm Quá trình kinh tế tuần hoàn sử dụng việc tái sử dụng, chia sẻ, sửa chữa, cải tiến, tái sản xuất và tái chế để tạo ra một hệ thống khép kín, giảm thiểu việc sử dụng các đầu vào tài nguyên và tạo ra chất thải, ô nhiễm và phát thải carbon Nền kinh tế tuần hoàn nhằm mục đích giữ cho các sản phẩm, vật liệu, thiết bị và cơ sở hạ tầng được sử dụng lâu hơn, do đó cải thiện năng suất của các nguồn lực này Cách tiếp cận tái tạo này trái ngược với nền kinh tế truyền thống, vốn có mô hình sản xuất “lấy, làm, bỏ” Do đó, nhà máy tái chế lốp xe phế thải sẽ được thiết kế dựa trên hai công nghệ: nghiền cơ học và khử lưu hóa hóa học kết hợp dòng CO 2 siêu tới hạn.

Quy trình công nghệ - thuyết minh quy trình

Hình 2 3 Quy trình công nghệ

Bước 1: Thu gom và phân loại lốp xe phế thải

Những loại lốp xe tải sẽ được thu mua từ các xưởng phế liệu lớn, các công ty vận tải. Sau đó, chúng sẽ được chuyển về kho nguyên liệu Tại đây, các sản phẩm phế thải được kiểm tra, loại bỏ những nguyên liệu không phải là lốp xe cao su Các nguyên liệu đạt chuẩn sẽ được sắp xếp vào trong kho theo từng loại, từng kích cỡ để có thể dễ dàng vận chuyển khi tái chế.

Những chiếc lốp trong thời gian sử dụng hay quá trình vận chuyển về kho không tránh khỏi dính những tạp chất không mong muốn, cần được làm sạch bằng nước trước khi xử lý chúng.

Lốp sau khi làm sạch được đưa vào máy tách sợi nhằm tách sợi thép ra khỏi cao su. Phần thép được tách ra có thể tái sử dụng.

Với sự trợ giúp của máy nghiền thô sơ bộ, lốp xe sẽ được nghiền thành những mảnh vụn Cuối cùng, công đoạn này tạo ra những mảnh lốp có chiều dài khoảng 3-10 cm.

Bước tiếp theo của quá trình là nghiền các mảnh vụn sau khi trải qua quá trình cắt thành dạng hạt Bởi vì bên trong cấu trúc của lốp xe ban đầu thường được gia cố bởi các sợi thép mảnh hoặc các sợi poly để tăng cường khả năng chịu tải cho lốp xe nên cần phải loại bỏ bằng hệ thống từ để hút các mảnh kim loại khỏi hạt cao su.

Sản phẩm sau quá trình nghiền 2 được đưa vào cyclo để tách sợi thông qua hiệu ứng ly tâm

Sau khi đã qua giai đoạn tách thép và sợi ra khỏi cao su, thì cao su lúc này có kích thước khoảng 10-30 mm Công đoạn xử lý hóa học cần có kích thước bột mịn để dễ dàng phối 24 trộn hóa chất và quá trình cắt mạch lưu huỳnh sẽ xảy ra dễ dàng hơn Nên bước này sử dụng thêm máy nghiền thành bột mịn để cao su đạt được kích thước khoảng 30-500 mesh Sau khi nghiền thành bột mịn, nguyên liệu được chuyển sang giai đoạn trộn bằng băng chuyền hoặc chuyển qua giai đoạn sàng lọc.

Bước 8: Giai đoạn sàng lọc

Công đoạn sau khi nghiền mịn là sàng lọc Mục đích là sàng lọc phân loại chúng theo kích thước của chúng Bột cao su được cho vào máy sàng rung, với các lớp lưới kim loại được đặt song song từ kích thước lỗ lớn hơn ở trên cho đến kích thước nhỏ hơn phía dưới Khi hệ thống hoạt động, các tấm lưới kim loại chuyển động qua lại song song mặt phẳng nằm ngang để các hạt cao su nhỏ hơn rơi xuống phía dưới, các hạt to hơn nằm lại bên trên.

Bước 9: Giải lưu hoá (devulcanization)

Sau khi nghiền mịn, nguyên liệu được đưa vào máy khử lưu hóa Tại đây nguyên liệu được trộn đều với các hóa chất cần thiết cho quá trình khử lưu hóa, phản ứng dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất được kiểm soát

Bước 10: Làm nguội và kiểm tra

Bước này sẽ giúp ổn định những mảnh kết tụ và chúng ta sẽ kiểm tra chúng, không đạt sẽ cho nguyên liệu trở lại máy giải lưu hóa để tiếp tục giải lưu hóa.

Sau khi làm nguội cao su xuống dưới 60℃, cao su được cân đủ trọng lượng 35kg hoặc 111kg và đưa vào máy ép bành sau đó vào bao bì và được vận chuyển lên kệ trong kho thành phẩm.

Những khối cao su đã đóng bành sẽ được chất lên pallet để chuyển về kho thành phẩm, chúng có thể được sử dụng như một loại cao su mới hoàn toàn Việc lưu trữ phải đúng quy định, chúng được lưu trữ ở nhiệt độ phòng, những nơi khô ráo, thoáng mát, tránh

25 ánh nắng trực tiếp, trước khi đưa vào sản xuất phải kiểm tra cụ thể về chất lượng, về trọng lượng, về thời gian lưu trữ để từ đó định ra tỷ lệ trộn hợp lý.

THIẾT KẾ SẢN PHẨM - NGUYÊN LIỆU

Sản phẩm sau quá trình xử lí

3.1.1 Sản phẩm xử lí cơ học

Các phân khúc thị trường cao su vụn khác nhau có các yêu cầu về kích thước cao su vụn khác nhau Trong một thị trường cao su vụn cụ thể, mỗi ứng dụng có yêu cầu riêng về kích thước hạt và độ tinh khiết.

Bảng 3 1 Phạm vi kích thước lưới vụn trong từng loại thị trường [17]

Sản phẩm đúc và đùn 4 - 100 mesh

Sửa đổi nhựa đường 16 - 40 mesh

Lướt sóng thể thao 1/4 inch - 40 mesh

Hỗn hợp cao su và nhựa 10 - 40 mesh

Mặc dù ASTM International, trước đây được gọi là Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ (ASTM), có các tiêu chuẩn để chỉ định các phạm vi kích thước khác nhau của cao su vụn, chẳng hạn như 30 mesh hoặc 80 mesh, nhưng các nhà sản xuất cao su vụn thường cần có kiến thức chi tiết hơn về phạm vi phân bố kích thước hạt, không chỉ kích thước tối đa Để thực hiện điều này, một số phương pháp xác định kích thước hạt là cần thiết [17]

Phân tích rây là kỹ thuật phổ biến nhất để xác định phép đo kích thước hạt Nó bao gồm lắc và gõ một lượng mẫu cao su vụn đã đo được qua một số lượng sàng thử nghiệm xác định trong một thời gian nhất định Lượng mẫu được giữ lại trên mỗi sàng được cân và đưa ra kết quả là tỷ lệ phần trăm mẫu được giữ lại trên mỗi màn hình Quy trình được khuyến nghị để phân tích sàng bằng phương pháp Rotap được cung cấp trong ASTM 5644 [17]

3.1.2 Sản phẩm xử lí hóa học

Sản phẩm cao su sau khi đã đạt kích thước tiêu chuẩn ở giai đoạn nghiền mịn (30-500 mesh) sẽ được tiếp tục công đoạn xử lý hóa học để cắt cầu nối lưu hóa giữa chúng Với sự hỗ trợ của Carbon dioxide siêu tới hạn giúp đẩy nhanh quá trình cắt cầu nối lưu hóa cũng như sự khuếch tán Diphenyl disulfide vào vật liệu tốt hơn, nhanh hơn và đồng nhất hơn.

Quá trình khử lưu hóa của sản phẩm lưu hóa từ lốp xe tải dựa trên NR, là một sản phẩm NR chứa đầy CB điển hình, đã được nghiên cứu như một ứng dụng thực tế cho phương pháp phân hủy của chúng tôi trong scCO 2 Ngoài các thành phần trong sản phẩm lưu hóa mô hình của NR chứa đầy CB, cao su butadien (BR), dầu thơm và chất chống oxy hóa đã được kết hợp thành sản phẩm lưu hóa lốp xe tải dựa trên NR Sản phẩm lưu hóa lốp xe tải đã được hấp thụ đủ trong các điều kiện tương tự như các sản phẩm lưu hóa mẫu Cao su đã khử lưu hóa thu được được trộn với cao su nguyên chất theo các công thức TT-re20, TT-re40 và TT-re60 được trình bày trong Bảng 3.2 Các hợp chất được lưu hóa một lần nữa để trở thành cao su tái chế Các đặc tính kéo của cao su tái chế được làm từ cao su nguyên sinh và cao su lốp xe tải đã được phân hóa được thể hiện trong Hình 3.1 Không có sự suy giảm đặc tính kéo nào được quan sát thấy đối với TT-re20 Ứng suất ở độ giãn dài 100% (M100) của TT-re40 và TT-re60 cao hơn đáng kể so với ứng suất của sản phẩm lưu hóa ban đầu (ini-TT) Đối với TT- re40, M 100 tăng 28% so với sản phẩm lưu hóa ban đầu Độ cứng của tất cả các mẫu cao su tái chế cũng cao hơn độ cứng của sản phẩm lưu hóa ban đầu [18]

Bảng 3 2 Công thức lưu hóa cao su tái chế và cao su tự nhiên từ cao su thiên nhiên và cao su đã khử lưu hóa theo phần trăm khối lượng [18]

Ini-TT TT-re20 TT-re40 TT-re60 Thành phần

Cao su đã khử lưu hóa 0 20 40 60

High abrasion furnace carbon black 70 63 56 49

Sulfur 1,5 1,5 1,5 1,5 a Đường cong ứng suất-biến dạng b Ảnh hưởng lượng cao su tái chế lên

T b , E b , M 300 Trong đó: T b : độ bền kéo khi đứt;

E b : Độ dãn dài khi đứt.

Hình 3 1 Đặc tính kéo của cao su đã lưu hóa được tái chế từ cao su nguyên sinh và cao su lốp xe tải đã lưu hóa [18]

Lưu huỳnh dư trong cao su lốp đã được khử lưu hóa được cho là đã hoạt động như một tác nhân liên kết ngang trong các hợp chất tái chế Độ bền kéo khi đứt (T b ) của cao su tái chế giảm nhẹ khi hàm lượng cao su lốp đã khử lưu hóa tăng lên Sự giảm T b này có thể chủ yếu là do thành phần trọng lượng phân tử thấp trong cao su đã lưu hóa T b tương đối kém của cao su tái chế được cho là do sự thay đổi cấu trúc polyme xảy ra trong quá trình phân hủy Theo báo cáo của Y Ikeda, khoảng 90% độ bền kéo ban đầu được giữ lại [18]

Dòng sản phẩm sản xuất

Theo hoạch định, nhà máy sẽ có các dòng sản phẩm theo hai phương pháp như trên được tóm tắt dưới bảng sau:

Bảng 3 3 Thống kế các dòng sản phẩm của nhà máy

STT Nhóm sản Thông số đánh giá Quy cách lượng (% khối phẩm lượng)

Phương 2 CH101 -Kích thước hạt:

10- 30mesh pháp cơ học 3 CH102 -Kích thước hạt:

HH101 -Độ bền kéo: 35kg/bành 25

HH102 dài:4Mpa 111kg/bành 25 hóa học

- Độ giãn dài tại điểm đứt: 400%

Không có tiêu chuẩn nào để xử lý cao su vụn Gần như mọi nhà sản xuất cao su vụn đều có hệ thống xử lý độc đáo của riêng họ mà họ đã điều chỉnh và sửa đổi để đáp ứng thông

30 số kỹ thuật hoặc yêu cầu của sản phẩm cuối cùng của khách hàng Do đó, chất lượng cao su vụn thay đổi tùy theo hoạt động [17]

Bất chấp sự thay đổi này, một số yêu cầu chính đối với cao su vụn đã xuất hiện và đang trở thành đặc tính sản phẩm được ngành công nghiệp công nhận để xác định chất lượng Nói chung, vụn chất lượng cao có nghĩa là hàm lượng chất xơ thấp (dưới 0,5 phần trăm tổng trọng lượng), hàm lượng kim loại thấp (dưới 0,1 phần trăm) và tính nhất quán cao Mức độ ẩm tối đa được chấp nhận là khoảng 1 phần trăm trọng lượng. Hàm lượng ẩm lớn sẽ hạn chế việc sử dụng cao su vụn trong nhiều ứng dụng, đặc biệt là các sản phẩm đúc và ép đùn Nhiệt độ quá cao trong quá trình chế biến cũng có thể làm phân hủy cao su [17]

Ngoài ra, các nhà chế biến đã áp dụng tiêu chuẩn "sạch" cho cao su vụn Tối thiểu phải tạo ra cao su vụn có chất lượng cao và sạch, điều này liên quan đến việc đánh giá nguyên liệu đầu vào đủ tiêu chuẩn và đưa cao su vụn vào lại cho nhiều loại thiết bị bao gồm thiết bị tách từ, thiết bị tách tỷ trọng và sàng lắc để loại bỏ chất gây ô nhiễm và phân loại cao su vụn theo các kích thước yêu cầu cho các loại khác nhau thị trường [17] Có một số tiêu chuẩn ASTM áp dụng cho cao su vụn:

Phân loại tiêu chuẩn ASTM D5603 cho Vật liệu tổng hợp cao su - Hạt lưu hóa tái chế, phân loại cao su dạng hạt lưu hóa theo kích thước hạt tối đa, sự phân bố kích thước và vật liệu mẹ bao gồm toàn bộ lốp xe, vỏ lốp, đệm tạo ra từ gai lốp và vai, đệm tạo ra từ gai lốp, vai và hông và cao su non-lốp [17]

ASTM D5644 Phương pháp thử nghiệm đối với vật liệu tổng hợp cao su-Xác định sự phân bố kích thước hạt của cao su hạt Vulcanizate tái chế, thảo luận về phương pháp xác định kích thước hạt và phân bố kích thước hạt cho cao su vụn Tiêu chuẩn đề cập đến việc sử dụng máy rây cơ học để xác định kích thước hạt và sự phân bố kích thước hạt đối với cao su vụn và đưa ra các chi tiết thực nghiệm về việc chạy thử nghiệm. Kích thước hạt và sự phân bố kích thước hạt của cao su tái chế phụ thuộc vào việc sử dụng cuối cùng của vật liệu và có thể ảnh hưởng đến việc xử lý, chế biến và các đặc tính của nó Vì vậy, các phương pháp phân tích kích thước hạt và phân bố kích thước hạt là công cụ quan trọng đối với ngành công nghiệp tái chế cao su [17]

3.2.2 Quy cách bao gói/ đóng bành/ bảo quản sản phẩm cao su

➢ Đối với sản phẩm cao su dạng hạt

Sản phẩm được đóng thành bao 25kg hoặc theo yêu cầu của khách hàng Bao được chọn là loại bao bì PP dệt có độ bền dai, chịu được sức va đập tốt, đảm bảo không bị vỡ/bung trong quá trình đóng góp và vận chuyển.

Bao bì PP dệt có kích thước: 74×50 (cm).

➢ Đối với sản phẩm cao su dạng bành

Với Cao su bành 33,333kg, 35kg được ép thành bành hình khối chữ nhật, kích thước quy định như sau :

Với cao su bành 111,111kg, kích thước phụ thuộc theo yêu cầu của khách hàng, nhưng kích thước thông thường như sau:

Bành cao su được bọc bằng bao nhựa LDPE (polyethylene nhiệt độ nóng chảy không quá 109 0 C) có kích thước như sau :

Loại bao nhựa và chiều dày có thể thay đổi theo yêu cầu của khách hàng [19]

➢ Đối với điều kiện kho bào quản

+ Kho bảo quản phải sạch sẽ, thoáng, không bị ẩm ướt, nền kho phải bằng phẳng.

+ Nhiệt độ trong kho không quá 40 o C.

+ Trong kho phải trang bị phương tiện phòng cháy, chữa cháy theo đúng quy định nhà nước.

+ Cửa kho ở khu vực xuất hàng phải có mái che mưa và đủ rộng để xếp hàng lên xe vận chuyển.

Nguyên liệu

3.3.1 Lốp xe đã qua sử dụng

Nguyên liệu được sử dụng cho quá trình tái chế là các loại lốp xe tải đã qua sử dụng với kích cỡ lốp khác nhau đã được phân loại tại các xưởng phế liệu lớn, các garage lớn, Bên cạnh đó, lượng lốp phế thải dồi dào, thuận lợi cho việc kết nối và thiết lập các mối quan hệ trong kinh doanh.

Thành phần chính trong cao su lốp xe là một loại polyme tổng hợp gọi là styren- butadien và cao su này có chứa muội than và các hợp chất độc hại của chì, lưu huỳnh và kẽm Tất cả các thành phần này đều rất nguy hiểm nếu ăn phải và các hạt hóa chất hữu cơ và vô cơ có trong bụi lốp xe cao su bị thải ra có kích thước càng nhỏ thì chúng càng có thể xâm nhập sâu vào phổi Lốp ô tô tải chứa nhiều cao su tự nhiên hơn lốp ô tô chở khách, vì chúng chịu ứng suất cơ học nhiều hơn, cao su tự nhiên bền hơn [20]

Bảng 3 4 Thành phần lốp xe du lịch và xe tải [14]

Thành phần Lốp xe du lịch Lốp xe tải

Khối lượng trung bình ước

8,5 kg 65kg tính cho một lốp xe mới

3.3.2 Chất khử lưu hóa (Diphenyl disulfide)

Quá trình cắt mạch cao su diễn ra với sự có mặt của các tác nhân vô cơ hoặc hữu cơ.Trong đó, thường sử dụng các hợp chất Sulfide hoặc Mercaptan, nhưng chất được sử dụng tối ưu nhất là Diphenyl Disulfide Trong điều kiện nhiệt độ cao, sự phân huỷ các hợp chất trên tạo thành các gốc tự do, các gốc tự do này tấn công vào các liên kết C-S,S-S trong mạch cao su, sau đó các gốc tự do mới được tạo thành kết hợp lại với nhau

33 dẫn đến sự cắt mạch cao su Nhiệt độ càng cao, các tác nhân phá huỷ càng nhiều, dẫn đến tính chất cơ học suy giảm nhiều của sản phẩm tạo thành [21]

Hình 3 2 Một số chất thường dùng để cắt mạch cao su [21]

Là hợp chất hoá học có công thức (C 6 H 5 S) 2 , một vật liệu kết tinh không màu Nó là một trong những disulfua hữu cơ thường gặp trong tổng hợp hữu cơ Sự ô nhiễm nhỏ bởi thiophenol là nguyên nhân gây ra mùi khó chịu liên quan đến hợp chất này.

Hình 3 3 Cấu trúc Diphenyl disulfide

- Khối lượng phân tử: 218,33 g/mol

- Không hoà tan trong nước

- Có khả năng hoà tan trong các dung môi: ete dietyl, benzen, cacbon disulfua và THF

Hầu hết các quá trình khử lưu hóa hóa cơ học như quy trình De Link (Sekhar và cộng sự, 1998) và quy trình Lev Gum (Goldshtein và Kopylov, 2002) sử dụng lực cắt cơ học cùng với các chất điều chỉnh hóa học cho quá trình khử lưu hóa Quá trình này chủ yếu được thực hiện trong một nhà máy hai cuộn ở điều kiện nhiệt độ môi trường xung quanh Vì các quá trình diễn ra trên một máy nghiền hai cuộn trong điều kiện có không khí, sẽ có sự giảm trọng lượng phân tử polyme, do đó sẽ làm tăng độ dẻo của mẫu đã được phân hóa cùng với sự gia tăng độ dẻo do kéo liên kết ngang mang lại Điều này cho thấy thực tế là độ nhớt ban đầu của các mẫu đã được phân hóa bằng cơ học đôi khi có thể bị sai lệch khi liên quan đến hiệu quả của quá trình khử lưu hóa.

Trong các nghiên cứu trước đây về quá trình khử lưu hóa cơ học, sự kết hợp của chất xúc tiến, ZnO, chất làm mềm và chất peptit đã được sử dụng làm chất phân hủy Sau đó, các quy trình sử dụng nhiều tác nhân tiêu hóa khác cũng hình thành Sự phá hủy bằng cách sử dụng diphenyl disulfide là loại tác nhân phân hủy được sử dụng rộng rãi. Một số báo cáo về việc sử dụng các loại đisunfua khác nhau cho các nghiên cứu về quá trình phân hủy (De et al., 1999; Jana và Das, 2005a, b) được tìm thấy trong tài liệu Cơ chế được đề xuất thông qua trình tự bốn bước được minh họa trong Hình 3.4.

+ Bước I Sự phân hủy nhiệt của diphenyl disulphide thành các gốc phản ứng, sau đó sẽ tấn công các liên kết chéo để tạo ra sự phân hủy thực sự

+ Bước II Phá vỡ liên kết chéo lưu huỳnh dưới tác dụng của các gốc phản ứng + Bước III Hình thành vị trí liên kết chéo hoạt động mới để đảm bảo cao su sau khi khử lưu hóa có thể lưu hóa lạ

+ Bước IV Quá trình lưu hóa trong đó cao su tái sinh có thể được tuần hoàn lại đơn lẻ hoặc trộn với cao su tươi theo yêu cầu của sản phẩm [22]

Hình 3 4 Cơ chế khử lưu hóa [22]

3.3.3 CO 2 siêu tới hạn (ScCO 2 )

Trạng thái siêu tới hạn là một trạng thái tổng hợp, cụ thể trong đó không tồn tại sự phân tách giữa pha lỏng và pha khí Trạng thái này có thể đạt đến bởi bất kì chất nào khi nó ở nhiệt độ và áp suất trên điểm tới hạn Trong số các chất lỏng siêu tới hạn, phân tử CO 2 dễ dàng chuyển đổi giữa chất lỏng, khí và trạng thái siêu tới hạn [18]

Mặc dù CO 2 là khí nhà kính phát thải chính qua hoạt động của con người, được sử dụng trong công nghiệp ở trạng thái siêu tới hạn như một dung môi phản ứng, như một tác nhân thổi và cũng như một phương tiện vận chuyển để đưa vào các hoạt chất hoặc để chiết xuất các thành phần độc hại [18]

Trong đề tài này, CO 2 siêu tới hạn được dùng làm dung môi trương nở cho các sản phẩm lưu hoá, có thể hoạt động như một dung môi tương tự như toluen Nó có giá thành thấp, không cháy, không độc hại và là một dung môi thân thiện môi trường CO2 siêu tới hạn gây nên sự trương phồng của cao su và tạo điều kiện cho sự thẩm thấu Diphenyl disulfide thành pha nền liên kết chéo [18]

- Độ dẫn điện cao có lợi cho kỹ thuật hoá học.

- CO2 không đắt, không độc hại, không cháy và trơ về mặt hoá học và điểm tới hạn của nó ở điều kiện tương đối (nhiệt độ tới hạn và áp suất tương ứng 31℃ và 7.38 Mpa) Các đặc tính vật lý có thể được thay đổi trong một phạm vi rộng bằng cách kiểm soát áp suất và nhiệt độ Chất lỏng siêu tới hạn có thể thâm nhập nhanh chóng vào một số chất rắn polymer.

Đơn pha chế

Các thành phần trong hỗn hợp giải trùng hợp cao su chiếm một tỉ lệ nhất định, vừa phải, đủ để chúng phát huy được tối đa khả năng cắt mạch mà lại hiệu quả về kinh tế. Hỗn hợp với tỉ lệ như sau:

Bảng 3 5 Đơn pha chế cho giai đoạn cắt mạch cao su [18]

Thành phần Tỉ lệ (phr) Ghi chú

Bột cao su 100 Nguyên liệu chính

Diphenyl disulfide 15 Chất hoạt hoá cắt mạch

ScCO 2 5 Dung môi trương nở

ScCO 2 có thể được sử dụng để làm trương nở cao su lưu hoá và cho một số phản ứng hoá học liên quan đến cả cao su tự nhiên và nhiều cao su tổng hợp bao gồm cao su isopren và cao su styrene butadiene

Phương pháp đánh giá tỉ lệ khử lưu hóa

Để đặc trưng cho hiệu suất của quá trình khử lưu hóa, chúng tôi tính toán mật độ liên kết ngang mạng của các mẫu đã được phân hóa và của cao su vụn ban đầu, theo ASTM D6814-02 Phương trình Flory-Rehner được sử dụng để tính toán mật độ liên kết chéo.

37 Đối với bước đầu tiên, các thành phần có trọng lượng phân tử thấp phải được loại bỏ bằng cách chiết axeton bằng thiết bị Soxhlet trong 16 giờ Sau đó, các mẫu được làm khô ở 70 ±

2 ° C trong tủ sấy không khí, trong 16 ± 1 giờ Sau khi làm khô, chúng ta cần làm nguội các mẫu xuống nhiệt độ phòng trong khi chúng được giữ trong bình hút ẩm.

Sau đó, quá trình trương nở các mẫu cao su được tiến hành bằng cách nhúng các mẫu đã sấy khô vào toluen trong 72 h Toluen phải được làm mới sau mỗi 24 giờ Sau 72 giờ, dung môi được cân trong một bình cân đã đậy kín, phủ hắc ín Sau đó, nắp chai được tháo ra và đặt mẫu trong tủ sấy không khí ở 70 ± 2 0 C qua đêm cho đến khi khô đến khối lượng không đổi Sau khi làm khô mẫu phải được lấy ra và làm nguội đến nhiệt độ phòng trong tủ tráng miệng Sau đó, trọng lượng của mẫu khô được đo và ghi lại Phương trình Flory-Rehner được sử dụng để tính toán mật độ liên kết chéo như sau trong đó, , 1 , 1 , tương ứng là phần thể tích cao su trong mẫu trương nở, thông số tương tác giữa cao su - dung môi, thể tích mol của dung môi và mật độ liên kết ngang của mẫu đã lưu hóa và cao su vụn.

Phần thể tích cao su được tính theo quan hệ sau:

(khối lượng của cao su khô)⁄(khối lượng riêng của cao su khô) khối lượng của cao su khô

+ khối lượng của dung môi ược hấp thụ bởi mẫu được hấp thụ bởi mẫu khối lượng riêng của cao su khô khối lượng riêng của dung môi

Khối lượng riêng của mẫu cao su được đo bằng máy đo khối lượng riêng điện tử, model EW-3000 SG từ Advanced Rubber Testing Technologies Về cơ bản, nó đo trọng lượng của cao su trong khí quyển và khi nó được ngâm trong nước Từ đó có thể tính được mật độ của cao su Sau khi xác định mật độ liên kết chéo, có thể xác định phần trăm phân hủy bằng cách sử dụng công thức sau:

Phần trăm devulcazation có thể được xác định bằng cách sử dụng công thức dưới đây:

%Devulcanization = [1 − ( ậ ộ ê ế ℎé ủ được hấp thụ bởi mẫu được hấp thụ bởi mẫu ã ư ℎó )] x 100 [23] ậ ộ ê ế được hấp thụ bởi mẫu

Công nghệ CO 2 siêu tới hạn - Sản phẩm sau quá trình xử lí hóa học

Đối với phương pháp nhiệt hóa trong máy đùn, việc sử dụng CO 2 siêu tới hạn (ScCO 2 - supercritical CO 2 ) đã được đề xuất CO 2 không hoạt động về mặt hóa học, không độc hại, không cháy và rẻ tiền Có thể dễ dàng đạt được điểm tới hạn của nó (31,1 ◦C, 7,38 MPa), và ScCO 2 dư trong cao su đã được phân hóa được loại bỏ dễ dàng.

Nhiều nhà nghiên cứu đã sử dụng cao su lốp xe tải để phân hủy trong CO 2 siêu tới hạn với sự có mặt của diphenyl disulfide làm chất phân hủy Nhiệt độ và áp suất là 180 ◦C và 15 MPa, và tỷ lệ giữa cao su và DD là 10% trọng lượng

ScCO 2 được coi là một chất trương nở tốt, và nó thể hiện một hệ số phân bố thuận lợi cho DD Yếu tố hạn chế nhất đối với quá trình phân hủy này là lượng DD chưa phản ứng trong GTR [18]

3.6.1 Ưu điểm của CO 2 siêu tới hạn (scCO 2 ) đối với quá trình phân hủy lưu huỳnh cao su liên kết ngang

Chất lỏng siêu tới hạn có các đặc tính hóa lý giữa chất lỏng và chất khí Độ nhớt thấp, độ khuếch tán cao và độ dẫn nhiệt cao có lợi cho các quá trình kỹ thuật hóa học Các đặc tính vật lý có thể được thay đổi trong một phạm vi rộng bằng cách kiểm soát áp suất và nhiệt độ.

Chất lỏng siêu tới hạn có thể nhanh chóng thấm qua một số chất rắn polyme Tuy nhiên, trong những nghiên cứu này, cao su đã qua sử dụng được chia thành các hợp chất hydrocacbon có trọng lượng phân tử thấp để sử dụng làm nhiên liệu, đơn giản bằng cách đun nóng chúng trên 300°C Ngoài ra, việc sử dụng scCO 2 làm dung môi được báo cáo là tương tự như việc sử dụng các dung môi hydrocacbon điển hình như toluen Do đó, ScCO 2 dự kiến sẽ được sử dụng để làm trương nở cao su đã lưu hóa và để thúc đẩy một số phản ứng hóa học trong cao su lưu hóa để tạo ra cao su có thể tái chế.

Trong nghiên cứu của chúng tôi, phản ứng khử lưu hóa của một mô hình mạng lưới polyme, tức là cao su polyisopren tổng hợp không chứa lưu huỳnh (IR), được thực hiện bằng cách sử dụng scCO 2 Nó đã được chứng minh rằng scCO 2 hoạt động rất tốt trong việc tạo điều kiện thuận lợi cho sự xâm nhập của chất khử lưu hóa vào cao su đã lưu hóa. Diphenyl disulfide (DD) được phát hiện là một trong những thuốc thử phân hủy

39 hiệu quả nhất trong ScCO 2 khi so sánh với các thuốc thử khác Thêm vào đó, DD cũng đã được chứng minh là một thuốc thử hiệu quả để phân hủy lưu hóa NR trong một số dung môi hữu cơ [18]

3.6.2 Khử lưu hóa liên kết lưu huỳnh của NR bằng scCO 2

NR chưa lưu hóa hoàn toàn chịu phản ứng phân hủy lưu huỳnh trong ScCO 2 bằng cách sử dụng DD Mẫu cao su lưu hóa được chuẩn bị bằng cách trộn NR với 2% axit stearic, 5% kẽm oxit, 3% lưu huỳnh và 1% N-cyclohexyl benzothiazyl sulfenamide (CBS) (trên

100 phần khối lượng cao su) trong máy trộn Banbury và bằng cách ép nhiệt ở 141 ° C trong 30 phút Mật độ liên kết ngang là 1,93x10 –4 mol/cm 3 Sản phẩm đã khử lưu hóa được phân đoạn thành các thành phần sol và gel Phần sol chứa polyme mạch thẳng có thể tái sử dụng tăng lên khi tăng áp suất ScCO 2 , đặc biệt là trên áp suất tới hạn Khối lượng mol của thành phần sol thu được xấp xỉ hàng chục nghìn, và mật độ liên kết ngang của phần gel giảm Điều đáng chú ý là các chất lưu hóa NR được liên kết chéo với thời gian lưu hóa ngắn hơn về cơ bản đã bị phân hủy và có thể được chuyển đổi thành vật liệu có thể tái sử dụng khi DD được sử dụng làm thuốc thử lưu hóa, trong ScCO 2 , ở 180 ° C dưới 10 MPa trong 60 phút (Hình 3.5.) [18]

Hình 3 5 Khử lưu hóa cao su với ScCO 2 [18]

Cao su đã khử lưu hóa cho thấy T g (−51°C) cao hơn một chút so với NR thô (−59°C). Thành phần sol thu được có cấu trúc chính là cis-1,4-polyisopren chứa 7% đồng phân trans, được xác định bằng 13 C-NMR rắn [18]

Tuy nhiên, báo cáo rằng T g của trans-polyisoprene (-69,8°C) thấp hơn một chút so với đồng phân cis (-63,4 ° C) Mức tăng của T g của cao su đã khử lưu hóa so với NR thô là 8°C, do đó, không thể được coi là đồng phân hóa cis-trans trong quá trình phân hủy. Người ta cho rằng việc bổ sung DD vào các chuỗi chính của polyme trong quá trình phân hủy đã dẫn đến giảm độ linh động của phân tử, dẫn đến T g cao hơn [18]

Phản ứng phân cắt liên kết ngang giả định của quá trình phân hủy này được thể hiện trong Hình 3.6 và được mô tả như sau Đầu tiên, một số phân tử DD nên được hòa tan trong ScCO 2 Các phân tử solvat hóa sẽ thâm nhập vào cao su đã lưu hóa được trương nở với ScCO 2 DD sau khi xâm nhập vào cao su đã lưu hóa có thể tấn công liên kết S-

S của các liên kết chéo Phản ứng bổ sung này sẽ dẫn đến sự phân cắt liên kết ngang trong cao su đã lưu hóa Kết quả thực nghiệm của chúng tôi về ảnh hưởng của các liên kết mono-, di- và poly-sulfidic đối với quá trình phân hủy trong scCO 2 đã ủng hộ lý thuyết này vì các chất lưu hóa của NR với các liên kết chủ yếu là mono-sulfidic có xu hướng chống lại sự khử lưu hóa [18]

3.6.3 Ảnh hưởng của carbon black đến sự phá hủy liên kết chéo S

Hầu hết các sản phẩm cao su thực tế, chẳng hạn như cao su lốp xe, có chứa muội than (CB- carbon black) làm chất độn gia cố CB có ảnh hưởng có lợi đến các tính chất hóa học và vật lý của hợp chất cao su trong đó sự hiện diện của nó làm tăng đáng kể tỷ lệ lưu hóa của các nhóm hóa học trên bề mặt Carbon black đóng vai trò là tác nhân truyền nhiệt trong cao su, giúp xảy ra phản ứng đồng đều Ngoài ra, carbon black ngăn cản khả năng thiết lập lại cầu lưu hóa khi chui vào vị trí liên kết đã bị khử lưu hóa, diều này làm cơ nới và tăng khả năng phản ứng [18]

Bên cạnh đó, carbon black cũng có những hạn chế nhất định do có xu hướng làm giảm sự trương nở của chất lưu hóa theo cách tỷ lệ với hàm lượng chất độn, nhưng làm cho mật độ liên kết ngang trong hợp chất cao su không thay đổi do carbon black điền vào những vị trí liên kết bị phá hủy tạo liên kết ngang giả khiến cho mật độ liên kết không

CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Năng suất

4.1.1 Thời gian làm việc trong một năm

Nhà máy hoạt động 3 ca mỗi ngày, mỗi ca 8 tiếng, liên tục 6 ngày trong 1 tuần Ngày chủ nhật cuối tuần nhà máy không hoạt động để bảo dưỡng, duy trì máy móc, thiết bị sau 6 ngày hoạt động liên tục.

Số ngày nghỉ chủ nhật trong một năm = 52 ngày

Số ngày nghỉ Lễ, Tết trong một năm = 13 ngày

=> Vậy số ngày làm việc thực tế trong một năm : D LV = 365 – 52 – 13 = 300 ngày Bảng 4 1 Thống kê thời gian làm việc

STT Nội dung Đơn vị Giá trị

1 Số ngày trong năm (D N ) Ngày 365

2 Số ngày nghỉ vào cuối tuần trong năm Ngày 52

3 Số ngày nghỉ lễ trong năm Ngày 13

4 Số ngày làm việc trong năm (D LV ) Ngày 300

5 Số ca làm việc trong ngày Ca 3

6 Số giờ làm việc trong ca Giờ 8

7 Số giờ làm việc trong năm Giờ 7.200

Ta có công thức như sau:

Q Ng : Năng xuất xử lí lốp trong một ngày làm việc (lốp/ngày)

: Năng suất xử lí lốp trong một năm (sản phẩm/năm)

: Số ngày làm việc trong một năm (ngày)

Bảng 4 2 Thống kê lượng lốp xe chọn tái chế trong một năm [24]

Quy cách lượng Số lượng Số lượng kính

STT lượng lượng lốp lốp (lốp/ngày) (lốp/năm) lốp

Trong quá trình tái chế, ta không tránh khỏi việc hao hụt nguyên vật liệu do thao tác người công nhân hay do bản thân thiết bị Do đó việc xác định phần trăm hao hụt rất cần thiết để đảm bảo tính chất sản phẩm

+ 3 số đầu tiên xác định chiều rộng của lốp, được do từ thành bên này đến thành bên kia của lốp.

+ Các số sau dấu gạch chéo cho biết tỉ lệ co, tức chiều cao phần lốp so với chiều rộng phần lốp (ví dụ: Nếu có “50” sau dấu gạch chéo, có nghĩa là chiều cao phần lốp bằng 50% chiều rộng phần lốp).

+ Chữ cái tiếp theo cho biết cách cấu tạo của lốp: R là radial construction (cấu trúc lốp bố tỏa tròn), B là belted bias (lốp bố chéo), D là diagonal bias construction (cấu trúc lốp bố nghiêng).

+ Hai chữ số tiếp theo cho biết đường kính vành (ví dụ: Nếu số là 17, vành xe có đường kính là 17 inch).

Hình 4 1 Lượng hao hụt trong quá trình tái chế

Với số liệu hao hụt ở mỗi công đoạn trong quy trình công nghệ ở chương 4, và do sản phẩm được chi thành 2 dạng cao su bột và cao su bành có khối lượng bằng nhau nên việc tính toán khối lượng thực tế của các dòng sản phẩm cao su khác nhau thu được được tiến hành như sau: m cao su thu được = 0,5(m lốp – m tanh – m thép+sợi ) [(1 – i 1 %)*(1 – i 2 %)*…*(1 – i n %)] (1)

• m tanh = 7% m lốp là khối lượng tanh được ước tính có trong lốp xe (kg).

• m thép+sợi = 5% m lốp là khối lượng sợi thép và sợi poly được ước tính có trong lốp xe (kg).

Và: m cao su vào = (m lốp – m tanh – m thép+sợi ) = m lốp *(1 – 7% - 5%) (2)

Với tỉ lệ hao hụt theo sơ đồ được giải thích như sau:

• 1 (%): lượng nguyên liệu hao hụt trong quá trình nghiền vụn cao su, lượng cao su có thể dính vào trục của máy, lượng hao hụt này được ước tính khoảng 0.02%.

• 2(%): lượng nguyên liệu hao hụt trong quá trình nghiền cao su thành hạt và loại bỏ thép, sợi Vì trong quá trình nghiền thành hạt thì lượng nhỏ cao su bị dính vào trục máy, và một lượng nhỏ cao su cũng sẽ bị cuốn theo trong quá trình hút thép, sợi. Lượng hao hụt này được ước tính khoảng 0.02%.

• 3 (%): lượng nguyên liệu hao hụt trong quá trình nghiền mịn cao su, lượng cao su này cũng dính vào trục của máy hoặc bị rơi ra ngoài, lượng hao hụt này được ước tính khoảng 0.02%.

• 4 (%): lượng nguyên liệu hao hụt trong quá trình sàng lọc Cao su được sàng bằng máy sàng rung nên cũng không tránh khỏi lượng nhỏ bị dính vào thiết bị hoặc bị rơi ra ngoài cùng với lượng thép; sợi còn sót lại, lượng hao hụt này cũng được ước tính khoảng 0.5%.

• 5 (%): lượng nguyên liệu hao hụt trong quá trình cân bột cao su, vì trong quá trình cân không tránh khỏi sơ xuất làm đổ hoặc dính vào máng, sai số hệ thống của cân, lượng hao hụt này được ước tính khoảng 0.2%.

• 6(%): lượng cao su bị lấy ra để thử nghiệm chất lượng sản phẩm, kiểm tra hiệu suất giải lưu hóa có theo như mong muốn (≥ 90%), ước tính khoảng 0.5% so với tổng khối lượng.

• 7(%): lượng nguyên liệu hao hụt trong quá trình đóng bành, trong quá trình đóng bành lượng cao su bị dính vào khuôn và lượng này được ước tính khoảng 0.02%

Từ việc hoạch định các dòng sản phẩm của nhà máy ở mục 2.4 kết hợp với mục (1) của công thức trên, ta sẽ tính được lượng cao su tái dưới dạng bột cũng như là lượng cao su tái sinh sau quá trình xử lý hóa học:

Khối lượng cao su bột thực tế thu được theo sản phẩm dạng bột theo công thức như sau: m cao su bột = 0,5* m cao su vào *[(1 – i 1 %)(1 – i 2 %)*(1 – i 3 %)*(1 – i 4 %)] (1) m cao su bột = 0,5*97.446.780*(1 – 5% - 7%)[(1 – 0,02%)*(1 – 0,02%)*(1 – 0,02%)*(1 – 0,5%)] m cao su bột = 42.636.608,1 kg/năm ≈ 42.636,61 tấn/năm

Khối lượng cao su tái sinh thực tế thu được dưới dạng bành theo công thức như sau: mcao su tái sinh = 0,5* m cao su vào *[(1 – i 1 %) * (1 – i 2 %) * …*(1 – i 7 %)] mcao su tái sinh = 0,5*97446780*(1 – 5% - 7%) * [(1 – 0,02%) * (1 – 0,02%) (1 – 0,02%)

* (1 – 0,5%) * (1 – 0,2%) * (1 – 0,05%) * (1 – 0,02%) m cao su tái sinh = 42.521.553,19 kg/năm ≈ 42.521,554 tấn/năm

Bảng 4 3 Thống kê lượng thành phẩm thực tế thu được trong một năm

Mã sản Sản lượng ước

Khối lượng thực tế Số bao/bành lượng (% khối Quy cách phẩm thu được (tấn/năm) thu được/năm lượng)

Khối lượng nguyên liệu khác cần sử dụng cho quá trình khử lưu hóa

Lượng nguyên liệu cao su đầu vào m = 48.723,39 tấn/năm.

Sau khi qua quá trình xử lý cơ học m = 42.636,61 tấn/năm, ta sẽ suy ra được lượng nguyên liệu cần sử dụng cho quá trình tái sinh cao su như bảng 4.4.

Bảng 4 4 Lượng nguyên liệu khác sử dụng cho sản xuất cao su tái sinh

Nguyên liệu sử dụng Đơn pha chế Nguyên liệu sử dụng

(theo phr) trong một năm (tấn/năm)

Cao su đã qua xử lý cơ học 100 42.636,61

Khối lượng riêng của CO 2 lỏng ở -37 o C là 1101 kg/m 3

Nguyên liệu phụ trợ dành cho sản phẩm

Số bao bì dệt PP cần sử dụng để đóng gói bột cao su

Bảng 4 5 Số bao bì dệt PP cần sử dụng

Mã sản Tổng lượng sản Quy cách Kích thước Số bao sử dụng phẩm phẩm tấn/năm bao (kg) bao (cm) (bao/năm)

Số cuộn màng LDPE cần sử dụng để đóng gói bành cao su

Mỗi cuộn LDPE dài khoảng 270 m, nặng 4 kg (màng PE 3kg, lõi 1kg), với chiều rộng

Với mã sản phẩm HH101:

Chu vi mỗi bành = (dài + rộng) x 2 = (0,67 + 0,33) x 2 = 2 m.

Số cuộn cần sử dụng để bao gói hết tất cả số bành sản xuất được trong năm = (Số bành x Chu vi) / Chiều dài cuộn = (607.451 x 2) / 270 = 4.500 cuộn.

Tương tự, với mã sản phẩm HH102:

Chu vi mỗi bành = (dài + rộng) x 2 = (0.6 + 0.6) x 2 = 2,4 m.

Số cuộn cần sử dụng để bao gói hết tất cả số bành sản xuất được trong năm = (Số bành x Chu vi) / Chiều dài cuộn = (191.539 x 2,4) / 270 = 1.703 cuộn.

Bảng 4 6 Số cuộn LDPE cần sử dụng

Mã sản Quy cách Chiều dài Chu vi Số bành Số cuộn sử dụng phẩm bành (kg) cuộn (m) bành (m) (bành/năm) (cuộn/năm)

4.4 Tổng kết tính toán

Thành phẩm thu được như Bảng 4.3 đã thống kê.

Dưới đây là bảng thống kê tất cả các nguyên liệu khác đã sử dụng:

Bảng 4 7 Bảng thống kê các nguyên liệu khác đã sử dụng

Tên nguyên liệu Lượng sử dụng/năm Lượng sử dụng/ngày

Màng LDPE 6.203 cuộn ≈ 24812 kg 15 cuộn 35kg ≈ 64kg

Tổng kết tính toán

5.1 Nguyên tắc lựa chọn thiết bị

Các nguyên tắc cần lưu ý khi lựa chọn thiết bị:

+ Chọn thiết bị phù hợp với kinh tế, năng suất nhà máy đặt ra.

+ Thiết bị phải đồng bộ để đảm bảo năng suất cho dây chuyền công nghệ.

+ Các thiết bị phải có khoảng điều chỉnh được thông số kĩ thuật để dây chuyền công nghệ có khả năng thích ứng khi cần thay đổi nguyên liệu hay sản phẩm.

+ Thiết bị phải dễ thay thế và sửa chữa Không chọn loại thiết bị không thông dụng. + Thiết bị phải dễ vệ sinh và an toàn.

+ Nhằm đảm bảo nhà máy hoạt động tốt, các thiết bị sẽ được kiểm tra, chuẩn bị trước khi hoạt động 1 tiếng trước mỗi ca làm việc, nên thời gian hoạt động của máy là 21 tiếng mỗi ngày (t!)

5.2 Tính toán chọn máy-thiết bị từng khu vực

Máy kéo dây thép bằng động cơ để rút dây thép ra khỏi thành lốp, thu được phần lốp cao su.

TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ

Nguyên tắc lựa chọn thiết bị

Các nguyên tắc cần lưu ý khi lựa chọn thiết bị:

+ Chọn thiết bị phù hợp với kinh tế, năng suất nhà máy đặt ra.

+ Thiết bị phải đồng bộ để đảm bảo năng suất cho dây chuyền công nghệ.

+ Các thiết bị phải có khoảng điều chỉnh được thông số kĩ thuật để dây chuyền công nghệ có khả năng thích ứng khi cần thay đổi nguyên liệu hay sản phẩm.

+ Thiết bị phải dễ thay thế và sửa chữa Không chọn loại thiết bị không thông dụng. + Thiết bị phải dễ vệ sinh và an toàn.

+ Nhằm đảm bảo nhà máy hoạt động tốt, các thiết bị sẽ được kiểm tra, chuẩn bị trước khi hoạt động 1 tiếng trước mỗi ca làm việc, nên thời gian hoạt động của máy là 21 tiếng mỗi ngày (t!)

Tính toán chọn máy-thiết bị từng khu vực

Máy kéo dây thép bằng động cơ để rút dây thép ra khỏi thành lốp, thu được phần lốp cao su.

Bảng 5 1 Thông số kỹ thuật máy cắt lốp

Kích thước máy (DxRxC) 4100 x 1300 x 1750 (mm)

Năng suất máy 6 (cái/phút)

Dựa theo bảng số liệu 4.2 ở chương 4, số lượng lốp xe cần tái chế trong một ngày là

6670 lốp Năng suất máy là: 6 cái/phút Nên mỗi giờ máy sẽ cắt được: 360 cái

Chọn năng suất 600 lốp/giờ cần 2 máy cắt lốp.

Vậy thời gian để cắt hết số lốp xe trong một ngày (thời gian làm việc của máy):

5.2.2 Máy nghiền 1 (máy nghiền thô- tire shredding machine)

Máy nghiền thô được thiết kế mới đặc biệt để băm các loại vật liệu rắn lớn, vật liệu khó xử lý, thùng và thùng nhựa, lốp xe phế thải, kim loại phế liệu, chất xơ và chất thải rắn mà máy nghiền thông thường không thể xử lý.

Trên nguyên lý hoạt động của máy xé lốp thông qua mô-men xoắn cao trực tiếp với tốc độ quay thấp của thiết kế động cơ trục chính, sau khi xé lốp thải thành từng mảnh, thông qua góc của lưỡi để xả các vật liệu bị hỏng Dưới tác động của sàng rung, các mẫu vụn ở kích thước vỡ nhỏ hơn hoặc bằng 50 * 50 sẽ rớt qua khỏi sàng, tham gia quy trình tiếp theo; các mẫu vụn lớn hơn 50 * 50mm được đưa trở lại buồng nghiền để nghiền lại cho đến khi kích thước các vụn cao su đạt yêu cầu rồi mới xả. Đặc trưng

Vật liệu lưỡi cắt được làm bằng thép hợp kim, gia công chính xác, chống va đập mạnh, độ dẻo dai và độ cứng bề mặt tốt, xử lý nhiệt nhiều lần và công nghệ xử lý nhiệt đông ở nhiệt độ thấp.

Bảng 5 2 Thông số kỹ thuật máy nghiền thô

Tốc độ quay của trục 14-16 vòng/phút

Bán kính lưỡi cắt 560 mm

Công suất băng tải 3-4 kW

Kích thước (dài x rộng x cao) 8000 x 2500 x 2400 mm

Kích thước lốp sau nghiền 3-10 cm

Dựa theo bảng số liệu 4.2 ở chương 4, số lượng lốp xe cần tái chế trong một ngày là

324823 kg Chọn năng suất 20.000 kg/giờ.

Vậy thời gian để nghiền hết số lốp xe trong một ngày (thời gian làm việc của máy):

Số máy lí thuyết tối đa cần:

➢ Vậy thực tế cần 1 máy nghiền thô hoạt động trong 17 giờ

5.2.3 Máy nghiền 2 (máy nghiền kết hợp tách từ-Rasper)

Shredwell Rasper được thiết kế đặc biệt để lấy vụn lốp xe đã được cắt sẵn và sản xuất các chip cao su không dây từ 20-10mm, đây là máy tái chế lốp thứ cấp trong toàn bộ quy trình tái chế lốp.

Shredwell rasper được sử dụng làm máy tái chế lốp thứ cấp để giảm kích thước sơ cấp của dăm vụn trước, nó cho phép nó tách dây ra khỏi lốp cao su ở dạng tinh khiết nhất, sạch nhất có thể, cho phép các nhà chế biến tạo ra dòng doanh thu từ cả cao su và dây điện

Hình 5 3 Máy nghiền Rasper Đặc trưng

Rôto được sản xuất và thiết kế để mài mòn tối thiểu;

Các lưỡi dao và sàng có thể thay đổi dễ dàng cho phép khả năng bảo trì máy một cách hiệu quả;

Có sẵn sàng với các kích thước lỗ khác nhau để sản xuất linh hoạt;

Các bề mặt mài mòn bên trong được lót bằng các lớp lót có thể thay thế được dễ dàng thay đổi khi mài mòn Tính năng độc quyền này của rasper loại bỏ nhu cầu hàn bảo dưỡng và mang lại thời gian hoạt động của máy cao hơn.

Bảng 5 3 Thông số kỹ thuật máy nghiền Rasper

Mẫu máy R315 Động cơ Siemens

Kích thước sản phẩm 10-30 mm

Dựa theo bảng số liệu 4.2 ở chương 4, số lượng lốp xe cần tái chế trong một ngày là

324823kg Chọn năng suất 6.000 kg/giờ.

Vậy thời gian để nghiền hết số lốp xe trong một ngày (thời gian làm việc của máy):

Số máy lí thuyết tối đa cần:

➢ Vậy thực tế cần 3 máy nghiền rasper hoạt động trong 21 giờ

5.2.4 Máy tách sợi (tire recycling plant/nylon fiber separator)

Máy tách sợi chủ yếu bao gồm: Động cơ, Bộ giảm tốc độ, đầu vào vật liệu, thiết bị truyền động, cánh quạt, nắp ngoài, nắp gió tròn, nắp dẫn gió, tấm phân phối vật liệu,

Nắp dẫn hướng gió, Tấm dẫn hướng cao su, Nắp dẫn hướng sợi, Cao su,

Máy tách tách sợi khỏi hạt cao su hoặc bột cao su thông qua hiệu ứng ly tâm Sợi nhẹ đi lên và hạt / bột cao su nặng đi xuống, hai vật liệu phóng điện từ hai điểm khác nhau

Bảng 5 4 Thông số kỹ thuật máy tách sợi [29]

Mẫu máy 1100 nylon fiber separator

Công suất máy thổi 7.5kw

Công suất động cơ 5.5kw

Dựa theo bảng số liệu 4.2 ở chương 4, số lượng lốp xe cần tái chế trong một ngày là

324823 kg Chọn năng suất 2.000 kg/giờ.

Vậy thời gian để loại bỏ sợi khỏi vụn cao su trong một ngày (thời gian làm việc của máy):

Số máy lí thuyết tối đa cần:

➢ Vậy thực tế cần 8 máy tách sợi hoạt động trong 21 giờ

5.2.5 Máy nghiền 3 (máy nghiền mịn- Miller)

Máy nghiền tác động tốc độ cao để thực hiện xay siêu mịn bằng cách sử dụng búa quay tốc độ cao để nghiền vật liệu, Vật liệu nền sẽ được đưa đến bộ phân loại tuabin hiệu quả cao, các hạt thô hơn sẽ được xoáy trở lại buồng nghiền để tiếp tục mài. Đặc trưng

Máy nghiền phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu (như độ bám dính, dạng sợi, v.v.) tối ưu hóa búa, vòng bánh răng, bộ phân loại Đây là giải pháp tốt nhất cho các ngành công nghiệp bột khác nhau với hiệu suất xay xát cao, tiêu thụ năng lượng thấp hơn. + Nó có thể xử lý các vật liệu có độ cứng mohs từ 9,3 trở xuống.

+ Việc áp dụng con dấu nhiều tầng giữ cho thiết bị dầm được đóng chặt.

+ Tuổi thọ dài của con lăn và vòng mài.

+ Tiêu thụ thấp và cải thiện thời gian hoạt động và tuổi thọ.

+ Nhà máy này đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn loại bỏ bụi quốc tế.

Bảng 5 5 Thông số kỹ thuật máy nghiền mịn [30]

Kích thước nạp liệu ≤35 mm

Kích thước sản phẩm 30-500 mesh

Công suất động cơ chính 132 Kw

Công suất động cơ quạt thổi 132 Kw

Dựa theo bảng 4.2 số liệu ở chương 4, số lượng lốp xe cần tái chế trong một ngày là

324823 kg Chọn năng suất 17.000 kg/giờ.

Vậy thời gian để nghiền hết số lốp xe trong một ngày (thời gian làm việc của máy):

Số máy lí thuyết tối đa cần:

➢ Vậy thực tế cần 1 máy nghiền mịn hoạt động trong 20 giờ

Nguyên tắc làm việc của sàng phân loại là phân chia khối vật liệu theo kích thước nhờ một bề mặt kim loại có đục lỗ hoặc lưới Vật liệu chuyển động trên mặt sàng và được phân chia thành hai loại:

• Phần lọt qua sàng là những hạt có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ sàng

• Phần không qua sàng có cỡ lớn hơn kích thước lỗ sàng, do đó sẽ nằm lại trên bề mặt của sàng Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất của sàng có thể kể đến là:

+ Diện tích bề mặt sàng, là thông số quan trọng nhất Diện tích càng lớn, năng suất càng lớn Tổng diện tích lỗ sàng cũng ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất sàng.

+ Tốc độ chuyển động của sàng Tốc độ càng lớn, năng suất càng lớn

+ Số vật liệu qua lỗ sàng Lượng vật liệu nhỏ hơn lỗ sàng càng nhiều, năng suất sàng càng giảm do cần nhiều thời gian hơn để tách phần vật liệu này Ðối với một sàng đã có sẵn, diện tích mặt sàng và tốc độ chuyển động của sàng hầu như không điều chỉnh được, do đó để điều chỉnh khả năng làm việc của sàng, người ta thay đổi lượng nhập liệu. + Quá trình làm việc của sàng được thực hiện nhờ có chuyển động tương đối của hạt trên sàng Cùng trong khoảng thời gian phân ly quãng đường chuyển động tương đối càng lớn thì xác suất phân ly qua lỗ sàng càng cao. Đặc trưng

Máy sàng được là chủ yếu bằng 4 vật liệu (thép carbon Q235A, Inox 304 hoặc 316 hoặc SUS304.) Máy sàng rung hình chữ nhật có nhiều loại kích thước chiều rộng từ 500 đến

Lựa chọn thiết bị phụ trợ

Hình 5 12 Bồn chứa CO 2 lỏng

Bảng 5 12 Thông số kỹ thuật bồn chứa CO 2 lỏng

Model CFL100/2.16 Áp suất thực (Mpa) 2,16

Kích thước (đường kính x chiều dài, mm) 3500 x 18250

Dựa theo bảng số liệu 4.2 ở chương 4, số lượng ScCO 2 trong một ngày là 6,5 m 3 Chọn dung tích 100 m 3

Vậy 1 bồn có thể dùng trong: 100 6,5 ≈ 15 ngày

Chọn 3 bồn cho 16 máy khử lưu hóa

Mục đích sử dụng: cân được sử dụng trong nhà máy để định lượng chính xác khối lượng nguyên liệu dành cho mỗi công đoạn sản xuất nhất định.

Dựa theo định mức nguyên liệu sử dụng theo ngày (Bảng 4.4), chọn sử dụng cân bàn điện tử xe đẩy 1000 kg thương hiệu DAHONGYING thích hợp để cân hóa chất với độ nhạy cao và tiện lợi để di chuyển trong nhà máy.

Bảng 5 13 Thông số kỹ thuật cân

Tên máy HUAYING ELECTRONIC TCS-F-W

Màn hình hiển thị Đèn LED/LCD

Vật liệu Thép không gỉ

Băng chuyền là thiết bị dùng để tối ưu hóa quy trình sản xuất của doanh nghiệp nhằm nâng cao tính cạnh tranh trên thương trường thông qua việc tự động hóa các khâu sản xuất giúp giảm thiểu nhân công và gia tăng khối lượng thành phẩm

Bảng 5 14 Thông số kỹ thuật băng chuyền

Vật liệu Thép không gỉ

Công suất Theo yêu cầu

Xưởng sản xuất sử dụng tổng cộng 14 băng chuyền để vận chuyển Trong đó, 6 băng chuyền đầu tiên sẽ vận chuyển lốp phế thải đi từ máy tách tanh qua máy nghiền 1, máy nghiền 2, máy tách sợi, máy nghiền mịn, máy sàng rung và máy trộn Sau đó, 7 băng chuyền còn lại sẽ vận chuyển cao su qua 6 máy trong hệ thống cán, 1 băng chuyền còn lại sẽ đưa những phần cao su đã khử lưu hóa nhưng chưa được ép quay về hệ thống ép bành ban đầu.

Hình 5 15 Xe nâng cỡ nhỏ

Mục đích sử dụng: xe nâng được sử dụng trong nhà máy để nâng và di chuyển các pallet gỗ từ kho nguyên liệu đến phân xưởng sản xuất hoặc ngược lại Số lượng sử dụng: 10

Bảng 5 15 Thông số kỹ thuật xe nâng cỡ nhỏ

Chiều cao nâng tối đa (mm) 2500

Tổng chiều cao sau nâng (mm) 2108

Kích thước bánh xe (mm) 180

Hình 5 2 Xe nâng cỡ lớn

Công dụng: Xe nâng dùng làm phương tiện để di chuyển hàng hóa đến nhà kho hay bến, bãi, cảng Xe có khả năng chịu được trọng tải 6 tấn giúp giải phóng sức lao động cho con người, tiết kiệm tối đa và tiền bạc cho chủ doanh nghiệp hay công ty.

Bảng 5 16 Thông số kỹ thuật xe nâng cỡ lớn

Chiều cao nâng được (mm) 4000

Với tải trọng nâng 6000 kg, thực tế cần 10 xe nâng cỡ lớn để vận chuyển 327514,1 kg lượng cao su được sản xuất mỗi ngày.

5.4 Tổng kết thiết bị sử dụng

Các thiết bị được dung trong mỗi quy trình sản xuất của nhà máy được trình bày trong bảng sau:

Bảng 5 17 Tổng kết thiết bị sản xuất

STT Loại máy/ thiết bị Số

Kích thước (mm) Công Số giờ làm lượng suất việc/ngày

Bảng 5 18.Tổng kết thiết bị sản xuất phụ trợ

STT Thiết bị phụ trợ Số lượng Kích thước

1 Bồn chứa CO 2 lỏng 3 3500 x 18250 (đường kính x chiều dài)

3 Băng chuyền 14 Theo yêu cầu

Tổng kết thiết bị sử dụng

6.1 Sơ đồ tổ chức nhà máy

Hình 6 1 Sơ đồ tổ chức nhà máy [19]

6.2 Nhiệm vụ của các bộ phận

+ Là người nắm vị trí cao nhất trong nhà máy, chịu toàn bộ trách nhiệm điều hành, kiểm soát những hoạt động diễn ra tại đây Thực hiện theo yêu cầu của CEO và ban giám đốc, trong quy mô xí nghiệp thì giám đốc nhà máy cũng là người đứng đầu doanh nghiệp. + Giám sát hoạt động sản xuất của doanh nghiệp, các nhà khai thác; xây dựng kế hoạch tiến độ sản xuất; thiết lập các phương pháp cải tiến trong quá trình sản xuất; trang bị máy móc, thiết bị vật tư và bố trí mặt bằng nhà máy.

TÍNH TOÁN NHÂN SỰ

Nhiệm vụ của các bộ phận

+ Là người nắm vị trí cao nhất trong nhà máy, chịu toàn bộ trách nhiệm điều hành, kiểm soát những hoạt động diễn ra tại đây Thực hiện theo yêu cầu của CEO và ban giám đốc, trong quy mô xí nghiệp thì giám đốc nhà máy cũng là người đứng đầu doanh nghiệp. + Giám sát hoạt động sản xuất của doanh nghiệp, các nhà khai thác; xây dựng kế hoạch tiến độ sản xuất; thiết lập các phương pháp cải tiến trong quá trình sản xuất; trang bị máy móc, thiết bị vật tư và bố trí mặt bằng nhà máy.

+ Lên kế hoạch sản xuất, triển khai tổ chức cũng như kiểm tra, đôn đốc nhân viên, công nhân làm việc theo đúng tiến độ; kiểm soát sản xuất, chất lượng sản phẩm, tăng năng suất lao động.

➢ Phó Giám đốc Kinh doanh

+ Lập kế hoạch hoạt động kinh doanh cả năm theo các giai đoạn cụ thể sao cho phù hợp với định hướng chiến lược của công ty, ngân sách hoạt động Báo cáo kế hoạch năm cho Giám đốc Kinh doanh và CEO phê duyệt.

+ Nghiên cứu, đánh giá tình hình thị trường và đề xuất kế hoạch phát triển sản phẩm, chiến lược marketing phù hợp.

+ Đánh giá năng lực của các đại lý, chi nhánh bán hàng theo từng tháng và đề xuất các giải pháp nếu họ gặp khó khăn hoặc chế độ thưởng nếu họ làm tốt.

+ Tổ chức thực hiện các chính sách phát triển sản phẩm, kế hoạch bán hàng và marketing của công ty.

+ Phối hợp với các Phòng/Ban khác trong điều hành công việc và phát triển công ty. + Quản lý ngân sách tài chính và các chi phí chi tiêu tại đơn vị.

+ Đánh giá và phê duyệt các chi phí hoạt động của các phòng ban.

+ Báo cáo các hoạt động của phòng kinh doanh với giám đốc kinh doanh.

+ Trực tiếp đàm phán với Đối tác, Đại lý bán hàng nhằm đảm bảo thực hiện kế hoạch kinh doanh đã được phê duyệt

+ Đóng vai trò chuyên gia để tư vấn hỗ trợ cho cấp trên trong việc xác định các chiến lược kinh doanh, phát triển đại lý, chiến lược marketing phù hợp,…

➢ Phó Giám đốc Kỹ thuật

+ Đào tạo và tuyển dụng nhân viên kỹ thuật

+ Quản lý, điều hành công việc kỹ thuật của doanh nghiệp

+ Tham gia đào tạo cán bộ của ngành Kỹ thuật - Công nghệ

+ Quản lý điều hành tốt tất cả các công tác kỹ thuật công nghệ trong quá trình thực hiện dự án đảm bảo chất lượng tốt, đạt mục tiêu, đúng tiến độ và hiệu quả

+ Quản trị các Hợp đồng với các đối tác về xây dựng, thiết kế, tư vấn giám sát, an toàn lao động, vật tư thiết bị…

+ Chỉ đạo việc tổ chức lập biên soạn các tài liệu, lưu trữ khai thác quản lý hồ sơ giấy tờ tài liệu thuộc ngành Kỹ thuật- Công nghệ [19]

- Kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm về các tiêu chí đánh giá ngoại quan, kích thước, cơ lý sản phẩm.

- Đào tạo kỹ năng KCS cho các công nhân mới theo yêu cầu của nhà máy sản xuất.

- Kết hợp xử lý khắc phục phòng ngừa sự không phù hợp về chất lượng sản phẩm.

- Kết hợp nhà máy sản xuất kiểm tra phế liệu công ty.

- Thực hiện thử nghiệm các tính chất cơ lý sản phẩm đáp ứng cho quá trình sản xuất, nghiên cứu sản phẩm, các phiếu không phù hợp công nghệ, các yêu cầu, đề xuất, thử nghiệm từ nhà máy sản xuất.

- Lập báo cáo kết quả thử nghiệm – phản hồi kết quả thử nghiệm – tư vấn về chất lượng sản phẩm cùng các vấn đề liên quan cho các đơn vị liên quan.

- Kiểm tra các thông số của nguyên liệu theo yêu cầu của khách hàng hoặc theo yêu cầu của các đơn vị khác.

- Thực hiện kiểm tra đánh giá chất lượng nguyên liệu đầu vào.

- Thực hiện kiểm tra đánh giá chất lượng phế liệu.

- Quản lý và sử dụng các thiết bị thử nghiệm đo lường: kiểm định – hiệu chuẩn.

- Thực hiện các đào tạo nội bộ phòng.

- Thực hiện kiểm tra so sánh sản phẩm đối thủ.

- Duy trì các đánh giá hợp chuẩn hợp quy hàng năm.

- Thực hiện việc kiểm nghiệm sản phẩm bên ngoài theo yêu cầu từ phòng chăm sóc khách hàng trong việc gửi mẫu kiểm nghiệm ở các trung tâm kiểm nghiệm bên ngoài.

- Phối hợp cùng với phòng chăm sóc khách hàng ghi nhận và đưa ra hướng khắc phục cho các sự cố tại công trình – thử nghiệm cơ lý các sản phẩm từ công trình gửi về.

- Đánh giá nghiên cứu sản phẩm mới.

- Kiểm định – hiệu chuẩn các thiết bị, dụng cụ, thí nghiệm đo lường.

- Kết hợp cùng tổ công nghệ lấy mẫu sản phẩm trong sản xuất do điều kiện khách quan mà sản phẩm không đạt theo tiêu chuẩn cơ sở.

- Thử nghiệm đột xuất các chỉ tiêu cơ lý sản phẩm do yêu cầu của cấp trên.

➢ Phòng Quản lý Chất lượng

- Trực tiếp hoặc phối hợp với nhà máy sản xuất kiểm tra chất lượng sản phẩm theo hướng dẫn đã ban hành Xác nhận chất lượng các sản phẩm và chịu trách nhiệm về kết quả kiểm tra sản phẩm.

- Phản hồi kết quả kiểm tra đối với các đơn vị sản xuất và yêu cầu các đơn vị có liên quan có biện pháp khắc phục để đảm bảo chất lượng nếu sản phẩm không đạt yêu cầu.

- Thực hiện kiểm tra và đưa ra kết quả cho các phiếu không phù hợp công nghệ.

- Quản lý và sử dụng các thiết bị thử nghiệm đo lường.

- Thực hiện các đào tạo nội bộ phòng.

- Thực hiện lưu trữ hồ sơ kiểm tra chất lượng sản phẩm theo quy định.

- Tư vấn, hướng dẫn cho các đơn vị phòng ban cùng cấp.

- Tư vấn về vấn đề chất lượng sản phẩm, hướng dẫn về cách kiểm tra các thông số kích thước, cách nhận định đánh giá ngoại quan về sản phẩm theo đúng quy trình, quy định của phòng quản lý chất lượng ban hành [19]

➢ Phòng Hành chính Nhân sự

- Thực hiện việc quản lý nhân viên trong nội bộ phòng theo quy định của công ty, giải quyết các vấn đề chính sách theo quy định của nhà nước.

- Tuyển dụng, nâng cao, đào tạo năng lực chuyên môn cho nhân viên trong phòng.

- Lập các báo cáo tài chính, nộp thuế đúng qui định, tổng hợp các kết quả kinh doanh để báo cáo với giám đốc.

- Hỗ trợ việc mua các vật tư, thiết bị bên ngoài để phục vụ cho công việc của phòng.

- Kiểm soát chất lượng hàng hóa nguyên liệu đầu vào.

- Xây dựng các quy trình, quy định và các hướng dẫn kiểm tra chất lượng sản phẩm.

- Tổ chức việc hướng dẫn phương pháp và thao tác kiểm tra sản phẩm cho các đơn vị sản xuất.

Bố trí nhân sự

6.3.1 Phân bố lao động theo giờ hành chính

Bảng 6 1 Phân bố lao động theo giờ hành chính

STT Phòng ban Chức vụ Số lượng

7 Phòng Quản lý Chất Trưởng phòng 1 lượng

15 Chăm sóc khách hàng Nhân viên 4

16 Kho thành phẩm Nhân viên 3

17 Phòng Kinh doanh + Marketing Trưởng phòng 1

6.3.2 Phân bố lao động theo ca

Bảng 6 2 Phân bố lao động một ca [19]

STT Bộ phận lao động Số lượng

➢Chọn số lao động dự trữ làm việc trong một ca bao gồm:

=> Tổng số lao động làm việc theo ca trong một ngày = (90×3) + 7 = 277 người.

➢Vậy nhà máy có tất cả 37 + 277 = 314 người.

TÍNH TOÁN XÂY DỰNG

Nguyên tắc xây dựng nhà máy

Nguyên tắc thiết kế xây dựng nhà máy được đề ra để việc thiết kế xây dựng nhà máy đạt tính khoa học về tổ chức sản xuất, từ đó tạo điều kiện tốt nhất cho hoạt động sản xuất của nhà máy, sau đó đáp ứng các yêu cầu về kinh doanh, giúp đạt hiệu quả về kinh tế và tiết kiệm chi phí, tài nguyên.

➢ Thiết kế và xây dựng nhà máy bao gồm một số nguyên tắc sau:

- Đảm bảo phù hợp yếu tố địa hình, đất đai, khí hậu.

- Sắp xếp hợp lý trong việc tổ chức không gian của các phân khu Mục đích là thuận tiện cho sản xuất, thời gian lưu chuyển giữa các khu vực ngắn nhất, và sự kết hợp giữa các khu vực được hợp lý nhất Từ đó đem đến sự thuận tiện khi sản xuất và tiết kiệm cả về thời gian lẫn chi phí Để đáp ứng những tiêu chí này, trước khi thiết kế quy hoạch tổng thể, cần nghiên cứu kỹ chức năng của các phân xưởng Mối quan hệ giữa các phân xưởng với nhau Sau đó là nghiên cứu về dây chuyền công nghệ sản xuất trong nhà máy và thiết bị mà chúng ta sẽ sử dụng trong quá trình sản xuất.

- Việc thiết kế tổng mặt bằng nhà xưởng nên bắt đầu bằng việc hợp nhóm các phân xưởng, thiết bị, dây chuyền theo từng nhóm chức năng Sau đó tiến hành sắp xếp chúng trên tổng mặt bằng theo từng mối quan hệ và liên hoàn theo nhiều mối quan hệ. từ đó dần dần đưa ra giải pháp tối ưu cho tổng mặt bằng nhà xưởng

- Giao thông vận chuyển trong nhà máy phải thuận tiện để giảm thiểu thời gian di chuyển, tiết kiệm năng lượng.

- Mặt bằng nhà máy phải đảm bảo đủ diện tích cho tất cả các công trình và đảm bảo khả năng cải tạo, mở rộng trong tương lai.

- Hệ thống điện nước, thông gió, chiếu sáng, an toàn vệ sinh và phòng cháy chữa cháy phải được đảm bảo [19]

7.2 Tổng quan về nhà công nghiệp

Nhà công nghiệp là khái niệm để chỉ các công trình xây dựng có mái và tường bao che dạng kín hoặc bán lộ thiên, một hoặc nhiều tầng như:

+ Các nhà sản xuất chính, phụ trợ sản xuất (phục vụ sản xuất), các tòa nhà thuộc hệ thống cung cấp năng lượng, nhà kho, các trạm điều hành, bảo vệ, v.v…

+ Các nhà dành cho các hoạt động quản lý, điều hành sản xuất – kỹ thuật, các ngôi nhà phục vụ

➢ Theo chức năng sử dụng, mặt bằng nhà xưởng công nghiệp được chia thành các khu vực sau:

- Khu lưu trữ: Bao gồm kho nguyên vật liệu, kho phụ liệu, kho chứa trang thiết bị phục vụ sản xuất; kho bao bì; kho chứa hàng thành phẩm, kho chứa hàng bán thành phẩm,… v vv

- Khu vực Sản Xuất: Các phân xưởng, công xưởng, nhà máy phục vụ công việc chính trong sản xuất Tùy theo quy mô sản xuất và tùy theo dây chuyền công nghệ mà nhà xưởng có kích thước khác nhau Tùy theo yêu cầu về sản xuất mà các khu vực sản xuất hàng khác nhau có thể nằm chung trong một nhà xưởng hoặc phải phân chia thành nhiều nhà xưởng có mối liên hệ với nhau.- Khu vực Điều Hành: Khu vực này tập trung các phòng ban điều hành sản xuất, kinh doanh Thường được xây dựng tách biệt hẳn với nhà máy sản xuất, mục đích là giảm thiểu tiếng ồn, bụi…trong quá trình sản xuất. Khu vực này bao gồm:

+ Văn phòng: phòng nghiên cứu, phòng kinh doanh, phòng kế toán, phòng giám đốc, phòng Họp, phòng Làm việc,…

+ Phòng lễ tân, tiếp khách; Showroom trưng bày hàng mẫu

+ Phòng nghiên cứu phát triển sản phẩm, phòng thí nghiệm, phòng quản lý chất lượng, quản lý sản xuất

+ Phòng giải trí, nghe nhìn, hội nghị

- Khu vực công trình phụ trợ sản xuất: là nơi bố trí các công trình phục vụ cho dây chuyền sản xuất chính như xưởng cơ khí, phòng y tế, bể chứa nước, trạm biến áp, tháp giải nhiệt,

- Khu vực mảng xanh: Phần này là bắt buộc trong các công trình nhà máy được xây dựng trong khu công nghiệp, khu chế xuất, cụm công nghiệp hiện nay Tùy vào yêu cầu của từng khu, mảng xanh có thể chiếm từ 20-40% tổng diện tích Thực tế cho thấy, công trình có mảng xanh đẹp, cảnh quan tốt tạo rất nhiều năng lượng cho con người làm việc tại đó Nhà máy sản xuất hàng hóa luôn tạo ra tiếng ồn, bụi bặm và khí độc hại Cây xanh tạo ra nhiều oxy và điều tiết độ ẩm rất tốt cho sức khỏe cũng như tâm trạng của con người.

- Đường giao thông: Phần này là tất yếu trong bất cứ nhà máy nào Đường giao thông nội bộ kết nối các khu vực với nhau, luân chuyển nguyên liệu, hàng hóa vào và ra khỏi nhà máy Thuận tiện cho các phương tiện cứu hộ trong trường hợp có sự cố [19]

7.3 Tính toán và lựa chọn diện tích, mặt bằng nhà máy

7.3.1 Tính toán diện tích kho nguyên liệu

Dựa vào từng công đoạn sản xuất để chọn ra những nguyên liệu cần thiết Từ đó có thể tính, toán bố trí hợp lí các khu vực: lốp phế thải, nguyên liệu rắn và nguyên liệu dạng cuộn, bao.

Theo chu kì 1 tuần, các đại lý thu gom lốp xe đã ký hợp đồng với nhà máy sẽ thu gom và vận chuyển đến tận nhà máy, khoảng 40000 lốp sẽ được nhập về mỗi tuần Xe tải của công ty sẽ chuyển các lốp xe này về khu vực sắp xếp nguyên liệu, các lốp xe sẽ được xếp chồng lên nhau theo từng cột, mỗi cột 10 lốp xe, các cột được bố trí 20 hàng ngang, 200 hàng dọc, tổng cộng chiếm diện tích khoảng 144 m 2 như tính toán dưới đây

Hình 7 1 Cách sắp xếp lốp xe Bảng 7 1 Thống kê số lốp xe dự trữ trong một tuần và diện tích chiếm chỗ

Nguyên Số lượng Số lượng Chiều cao Kích thước Diện tích trung bình trung bình khu vực liệu (lốp/ngày) (lốp/tuần) lốp (m) lốp (m) chứa (m 2 )

• Diện tích trung bình 1 lốp xe chiếm chỗ:0.6 x 0.6 = 0.36 m 2

• Trung bình cứ 10 lốp xe chồng lên nhau sẽ được 1 chồng Các lốp xe chồng lên với với độ cao trung bình khoảng 0.3 x 10 = 3 m

• Tổng cộng có 200 cột dọc và 20 cột ngang để phân đều ra khoảng 40.000 lốp

• Chiều rộng khu vực chứa lốp: 0.6 x 20 = 12 m

• Chiều dài khu vực chứa lốp: 0.6 x 200 = 120 m

• Tổng diện tích chiếm chỗ khu vực chứa lốp: 12 x 120 = 1.440 m 2

- Nguyên liệu dạng rắn bao gồm Diphenyl disulfide được chứa trong các bao nguyên liệu.

- Mỗi bao nguyên liệu chứa tối đa 25kg nguyên liệu.

- Các bao nguyên liệu được xếp chồng lên nhau trên một pallet gỗ như Hình 7.2

- Một pallet gỗ được xếp được 32 bao, tạo thành 8 lớp chồng lên nhau, mỗi lớp có 4 bao.

- Cứ 2 pallet gỗ được xếp vào 1 cột của kệ sắt chứa pallet, các pallet được xếp thành 4 tầng.

- Kích thước tiêu chuẩn của pallet gỗ là 1.165 x 1.165 x 180 mm (dài x rộng x cao).

Hình 7 2 Cách xếp bao nguyên liệu

Tính toán số bao nguyên liệu Đây là nguyên liệu chính dùng trong quy trình công đoạn tái chế hoá học và chiếm 15% khối lượng lốp xe nên nhà máy quyết định nhập nguyên liệu 1 tháng/lần Số nguyên liệu mỗi lần nhập được tính theo bảng sau:

Bảng 7 2 Thống kê lượng dùng Diphenyl disulfide và diện tích chiếm chỗ

Số bao nguyên liệu Diện tích

Nguyên Khối lượng Khối lượng nguyên liệu tối đa khu vực liệu (kg/ngày) (kg/tháng) làm trong bao chứa (m 2 ) tròn/tháng (kg/bao)

Tính toán diện tích kệ sắt chứa pallet

Diện tích kệ sắt chứa pallet = Diện tích 1 cột của kệ sắt x Số cột x 1 4

= Diện tích 1 pallet gỗ x 2 x 1 2 x Số pallet gỗ x 1 4

= Diện tích 1 pallet gỗ x Số bao nguyên liệu x 32 1 x 1 4

7.3.1.3 Nguyên liệu dạng bao và cuộn Đây là 2 loại nguyên liệu được sử dụng cho quá trình đóng gói cao su thành phẩm nên để tiện cho việc vận chuyển, sẽ chứa chúng trong kho thành phẩm.

- Nguyên liệu dạng bao là bao bì dệt PP.

- Các bao bì PP được xếp thành nhiều chồng xếp theo hàng và cột.

Hình 7 3 Cách xếp bao PP

Tính toán số bao cần sử dụng

Bảng 7 3 Số bao PP cần dự trữ để sử dụng trong 1 tháng

Tên Kích tước Bột cao su Số bao Số bao Diện tích chiếm chỗ nguyên liệu bao (cm) (kg/ngày) (bao/ngày) (bao/tháng)

Diện tích chiếm chỗ của bao PP

- Dựa theo kích thước bao, số bao được xếp thành 5 hàng ngang và 7 hàng dọc

- Khu vực chứa bao được ước tính khoảng: 0,5 x 5 x 0,74 x 7 = 12,95 (m 2 )

- Nguyên liệu dạng cuộn gồm cuộn màng LDPE.

- Quy cách cuộn màng: dài 270m/cuộn.

Tính toán số cuộn màng

Dựa vào số liệu đã được tính toán ở chương 5, ta sẽ tính được diện tích chiếm chỗ của cuộn màng như sau:

Bảng 7 4 Số cuộn màng nguyên liệu dự trữ sử dụng trong 1 tháng

Tên Mã sản Chu vi Số bành Số cuộn Số cuộn Diện tích nguyên chiếm chỗ phẩm bành (m) (bành/ngày) (cuộn/ngày) (cuộn/tháng) liệu (m 2 )

Diện tích chiếm chỗ của cuộn màng

- Cuộn màng LDPE lúc nhập về sẽ được đóng trong thùng carton, mỗi thùng 10 cuộn.

- Mỗi thùng có chiều dài khoảng 0.55m và chiều rộng 0.22m.

- Từ đó, tính được diện tích mỗi thùng chiếm khoảng 0.12 m 2

- Dựa vào số liệu bảng trên, mỗi tháng sẽ nhập khoảng 560 thùng (trừ hao lỗi phát sinh), chất thành 5 hàng dọc, 6 hàng ngang, mỗi chồng 10 thùng

- Diện tích chiếm chỗ của số thùng trữ trong một tháng: 0.55 x 5 x 0.22 x 6 = 3,63 m 2

➢ Tổng diện tích chiếm chỗ của nguyên liệu bao và cuộn khoảng 17 m 2 sẽ cộng cụ thể vào kho thành phẩm

7.3.1.4 Tổng diện tích kho nguyên liệu

Diện tích chiếm chỗ nguyên liệu = Slốp xe phế thải + Schiếm chỗ dạng rắn

Ngoài diện tích chiếm chỗ của nguyên liệu, kho nguyên liệu cần có không gian để xe nâng di chuyển và thực hiện quá trình nhập - xuất nguyên liệu.

Chọn diện tích không gian di chuyển trong kho nguyên liệu bằng 100% diện tích chiếm chỗ nguyên liệu.

=> Diện tích kho nguyên liệu = Schiếm chỗ nguyên liệu + Skhông gian di chuyển

7.3.2 Tính toán diện tích kho thành phẩm

* Khu vực chứa thành phẩm bột cao su dạng bao

Hình 7 4 Khu vực chứa thành phẩm bột cao su

Tính toán số bao sản xuất

Kết hợp với số liệu đã tính toán ở chương 4, ta có bảng số liệu sau:

Bảng 7 5 Thống kê số bao sản xuất được trong một tuần

Dòng sản cao su tạo Quy cách phẩm phẩm Số pallet phẩm ra bao (kg)

(bao/ngày) (bao/tuần) (kg/ngày)

Tính toán diện tích khu vực thành phẩm

Các bao cao su được xếp chồng lên nhau như hình 7.4

Một pallet gỗ được xếp được 32 bao, tạo thành 8 lớp chồng lên nhau, mỗi lớp có 4 bao.

Cứ 2 pallet gỗ được xếp vào 1 cột của kệ sắt chứa pallet Các pallet gỗ được xếp làm 4 tầng.

Kích thước tiêu chuẩn của pallet gỗ là 1.165 x 1.165 x 180 mm (dài x rộng x cao).

Dựa theo số lượng bao cao su sản xuất mỗi tuần, ta sử dụng tổng cộng khoảng 1066pallet gỗ, tổng diện tích chiếm chỗ của khu vực thành phẩm: 1.066 x 1.165 x 1.165 x 1 4 = 361,7

* Khu vực chứa thành phẩm cao su dạng bành Tính toán số thành phẩm sản xuất

Hình 7 5 Cách xếp bành cao su

Từ khối lượng cao su đã được tạo ra sau quá trình giải lưu hoá, sau bước làm nguội, ta tiếp tục qua công đoạn ép bành Theo 2 loại quy cách bành đã được tính toán ở chương

5, ta sẽ tính được số bành thu được theo tuần như sau:

Bảng 7 6 Thống kê số bành đóng được trong 1 tuần

Dòng Khối Quy Thành Thành lượng cao cách phẩm phẩm Số sản Kích thước (m) su tạo ra bành (bành (bành pallet phẩm (kg/ngày) (kg) /ngày) /tuần)

Tính toán diện tích khu vực thành phẩm

- Các bành cao su được xếp chồng lên nhau, ngăn cách với nhau bằng tấm màng PE và được đặt lên pallet mô phỏng như Hình 7.5

- Một pallet có kích thước tiêu chuẩn 1.165 x 1.165 x 180 mm.

• Với sản phẩm bành có kích thước 0,67 x 0,33 x 0,17 m

- Một pallet gỗ xếp được 10 bành, tạo thành 5 lớp chồng lên nhau, mỗi lớp có 2 bành.

• Với sản phẩm bành có kích thước 0,60 x 0,60 x 0,30 m

- Một pallet gỗ xếp được 10 bành, tạo thành 5 lớp chồng lên nhau, mỗi lớp có 2 bành Các pallet gỗ được xếp thành 2 tầng.

Tính toán và lựa chọn diện tích, mặt bằng nhà máy

7.3.1 Tính toán diện tích kho nguyên liệu

Dựa vào từng công đoạn sản xuất để chọn ra những nguyên liệu cần thiết Từ đó có thể tính, toán bố trí hợp lí các khu vực: lốp phế thải, nguyên liệu rắn và nguyên liệu dạng cuộn, bao.

Theo chu kì 1 tuần, các đại lý thu gom lốp xe đã ký hợp đồng với nhà máy sẽ thu gom và vận chuyển đến tận nhà máy, khoảng 40000 lốp sẽ được nhập về mỗi tuần Xe tải của công ty sẽ chuyển các lốp xe này về khu vực sắp xếp nguyên liệu, các lốp xe sẽ được xếp chồng lên nhau theo từng cột, mỗi cột 10 lốp xe, các cột được bố trí 20 hàng ngang, 200 hàng dọc, tổng cộng chiếm diện tích khoảng 144 m 2 như tính toán dưới đây

Hình 7 1 Cách sắp xếp lốp xe Bảng 7 1 Thống kê số lốp xe dự trữ trong một tuần và diện tích chiếm chỗ

Nguyên Số lượng Số lượng Chiều cao Kích thước Diện tích trung bình trung bình khu vực liệu (lốp/ngày) (lốp/tuần) lốp (m) lốp (m) chứa (m 2 )

• Diện tích trung bình 1 lốp xe chiếm chỗ:0.6 x 0.6 = 0.36 m 2

• Trung bình cứ 10 lốp xe chồng lên nhau sẽ được 1 chồng Các lốp xe chồng lên với với độ cao trung bình khoảng 0.3 x 10 = 3 m

• Tổng cộng có 200 cột dọc và 20 cột ngang để phân đều ra khoảng 40.000 lốp

• Chiều rộng khu vực chứa lốp: 0.6 x 20 = 12 m

• Chiều dài khu vực chứa lốp: 0.6 x 200 = 120 m

• Tổng diện tích chiếm chỗ khu vực chứa lốp: 12 x 120 = 1.440 m 2

- Nguyên liệu dạng rắn bao gồm Diphenyl disulfide được chứa trong các bao nguyên liệu.

- Mỗi bao nguyên liệu chứa tối đa 25kg nguyên liệu.

- Các bao nguyên liệu được xếp chồng lên nhau trên một pallet gỗ như Hình 7.2

- Một pallet gỗ được xếp được 32 bao, tạo thành 8 lớp chồng lên nhau, mỗi lớp có 4 bao.

- Cứ 2 pallet gỗ được xếp vào 1 cột của kệ sắt chứa pallet, các pallet được xếp thành 4 tầng.

- Kích thước tiêu chuẩn của pallet gỗ là 1.165 x 1.165 x 180 mm (dài x rộng x cao).

Hình 7 2 Cách xếp bao nguyên liệu

Tính toán số bao nguyên liệu Đây là nguyên liệu chính dùng trong quy trình công đoạn tái chế hoá học và chiếm 15% khối lượng lốp xe nên nhà máy quyết định nhập nguyên liệu 1 tháng/lần Số nguyên liệu mỗi lần nhập được tính theo bảng sau:

Bảng 7 2 Thống kê lượng dùng Diphenyl disulfide và diện tích chiếm chỗ

Số bao nguyên liệu Diện tích

Nguyên Khối lượng Khối lượng nguyên liệu tối đa khu vực liệu (kg/ngày) (kg/tháng) làm trong bao chứa (m 2 ) tròn/tháng (kg/bao)

Tính toán diện tích kệ sắt chứa pallet

Diện tích kệ sắt chứa pallet = Diện tích 1 cột của kệ sắt x Số cột x 1 4

= Diện tích 1 pallet gỗ x 2 x 1 2 x Số pallet gỗ x 1 4

= Diện tích 1 pallet gỗ x Số bao nguyên liệu x 32 1 x 1 4

7.3.1.3 Nguyên liệu dạng bao và cuộn Đây là 2 loại nguyên liệu được sử dụng cho quá trình đóng gói cao su thành phẩm nên để tiện cho việc vận chuyển, sẽ chứa chúng trong kho thành phẩm.

- Nguyên liệu dạng bao là bao bì dệt PP.

- Các bao bì PP được xếp thành nhiều chồng xếp theo hàng và cột.

Hình 7 3 Cách xếp bao PP

Tính toán số bao cần sử dụng

Bảng 7 3 Số bao PP cần dự trữ để sử dụng trong 1 tháng

Tên Kích tước Bột cao su Số bao Số bao Diện tích chiếm chỗ nguyên liệu bao (cm) (kg/ngày) (bao/ngày) (bao/tháng)

Diện tích chiếm chỗ của bao PP

- Dựa theo kích thước bao, số bao được xếp thành 5 hàng ngang và 7 hàng dọc

- Khu vực chứa bao được ước tính khoảng: 0,5 x 5 x 0,74 x 7 = 12,95 (m 2 )

- Nguyên liệu dạng cuộn gồm cuộn màng LDPE.

- Quy cách cuộn màng: dài 270m/cuộn.

Tính toán số cuộn màng

Dựa vào số liệu đã được tính toán ở chương 5, ta sẽ tính được diện tích chiếm chỗ của cuộn màng như sau:

Bảng 7 4 Số cuộn màng nguyên liệu dự trữ sử dụng trong 1 tháng

Tên Mã sản Chu vi Số bành Số cuộn Số cuộn Diện tích nguyên chiếm chỗ phẩm bành (m) (bành/ngày) (cuộn/ngày) (cuộn/tháng) liệu (m 2 )

Diện tích chiếm chỗ của cuộn màng

- Cuộn màng LDPE lúc nhập về sẽ được đóng trong thùng carton, mỗi thùng 10 cuộn.

- Mỗi thùng có chiều dài khoảng 0.55m và chiều rộng 0.22m.

- Từ đó, tính được diện tích mỗi thùng chiếm khoảng 0.12 m 2

- Dựa vào số liệu bảng trên, mỗi tháng sẽ nhập khoảng 560 thùng (trừ hao lỗi phát sinh), chất thành 5 hàng dọc, 6 hàng ngang, mỗi chồng 10 thùng

- Diện tích chiếm chỗ của số thùng trữ trong một tháng: 0.55 x 5 x 0.22 x 6 = 3,63 m 2

➢ Tổng diện tích chiếm chỗ của nguyên liệu bao và cuộn khoảng 17 m 2 sẽ cộng cụ thể vào kho thành phẩm

7.3.1.4 Tổng diện tích kho nguyên liệu

Diện tích chiếm chỗ nguyên liệu = Slốp xe phế thải + Schiếm chỗ dạng rắn

Ngoài diện tích chiếm chỗ của nguyên liệu, kho nguyên liệu cần có không gian để xe nâng di chuyển và thực hiện quá trình nhập - xuất nguyên liệu.

Chọn diện tích không gian di chuyển trong kho nguyên liệu bằng 100% diện tích chiếm chỗ nguyên liệu.

=> Diện tích kho nguyên liệu = Schiếm chỗ nguyên liệu + Skhông gian di chuyển

7.3.2 Tính toán diện tích kho thành phẩm

* Khu vực chứa thành phẩm bột cao su dạng bao

Hình 7 4 Khu vực chứa thành phẩm bột cao su

Tính toán số bao sản xuất

Kết hợp với số liệu đã tính toán ở chương 4, ta có bảng số liệu sau:

Bảng 7 5 Thống kê số bao sản xuất được trong một tuần

Dòng sản cao su tạo Quy cách phẩm phẩm Số pallet phẩm ra bao (kg)

(bao/ngày) (bao/tuần) (kg/ngày)

Tính toán diện tích khu vực thành phẩm

Các bao cao su được xếp chồng lên nhau như hình 7.4

Một pallet gỗ được xếp được 32 bao, tạo thành 8 lớp chồng lên nhau, mỗi lớp có 4 bao.

Cứ 2 pallet gỗ được xếp vào 1 cột của kệ sắt chứa pallet Các pallet gỗ được xếp làm 4 tầng.

Kích thước tiêu chuẩn của pallet gỗ là 1.165 x 1.165 x 180 mm (dài x rộng x cao).

Dựa theo số lượng bao cao su sản xuất mỗi tuần, ta sử dụng tổng cộng khoảng 1066pallet gỗ, tổng diện tích chiếm chỗ của khu vực thành phẩm: 1.066 x 1.165 x 1.165 x 1 4 = 361,7

* Khu vực chứa thành phẩm cao su dạng bành Tính toán số thành phẩm sản xuất

Hình 7 5 Cách xếp bành cao su

Từ khối lượng cao su đã được tạo ra sau quá trình giải lưu hoá, sau bước làm nguội, ta tiếp tục qua công đoạn ép bành Theo 2 loại quy cách bành đã được tính toán ở chương

5, ta sẽ tính được số bành thu được theo tuần như sau:

Bảng 7 6 Thống kê số bành đóng được trong 1 tuần

Dòng Khối Quy Thành Thành lượng cao cách phẩm phẩm Số sản Kích thước (m) su tạo ra bành (bành (bành pallet phẩm (kg/ngày) (kg) /ngày) /tuần)

Tính toán diện tích khu vực thành phẩm

- Các bành cao su được xếp chồng lên nhau, ngăn cách với nhau bằng tấm màng PE và được đặt lên pallet mô phỏng như Hình 7.5

- Một pallet có kích thước tiêu chuẩn 1.165 x 1.165 x 180 mm.

• Với sản phẩm bành có kích thước 0,67 x 0,33 x 0,17 m

- Một pallet gỗ xếp được 10 bành, tạo thành 5 lớp chồng lên nhau, mỗi lớp có 2 bành.

• Với sản phẩm bành có kích thước 0,60 x 0,60 x 0,30 m

- Một pallet gỗ xếp được 10 bành, tạo thành 5 lớp chồng lên nhau, mỗi lớp có 2 bành Các pallet gỗ được xếp thành 2 tầng.

- Dựa theo tổng số lượng bành cao su sản xuất mỗi tuần, ta sử dụng tổng cộng khoảng 1602 pallet gỗ, tổng diện tích chiếm chỗ của khu vực thành phẩm: 1.602 x 1.165 x 1.165 x 0,5 = 1.087,14 ≈ 1.088 m 2

Tổng diện tích kho thành phẩm

- Diện tích chiếm chỗ thành phẩm = SSản phẩm bao + SSản phẩm bành +SNguyên liệu dạng bao và cuộn 365 + 1.088 + 17 ≈ 1.470 m 2

- Ngoài diện tích chiếm chỗ của sản phẩm bao, bành và một số nguyên liệu phụ trợ, kho thành phẩm cần có không gian để các xe nâng di chuyển và thực hiện quá trình nhập- xuất sản phẩm.

- Chọn diện tích không gian di chuyển là 40% diện tích chiếm chỗ cuộn màng thành phẩm.

→ Diện tích kho thành phẩm = Diện tích chiếm chỗ thành phẩm + Diện tích không gian di chuyển = 1.470 + 1.470 x 40% = 2.058 ≈ 2.100 m 2

→ Chọn diện tích kho thành phẩm là 2100 m 2 với chiều dài 50 m, chiều rộng 42 m [19]

7.3.3 Tính toán diện tích khu vực sản xuất chính

Bảng 7 7 Diện tích chiếm chỗ của máy móc/thiết bị trong khu vực sản xuất chính

Máy móc/khu vực L W H Số Diện tích chiếm

Khu vực rửa lốp + bể chứa

S1: Tổng diện tích máy móc, khu vực chứa 6.103,77

S2: Diện tích dành cho thao

S3: Diện tích dành cho di

S: Tổng diện tích khu vực 18.311,31

Chọn diện tích khu vực sản xuất là 24.000 m 2 với chiều dài 200m chiều rộng 120m, bước cột 8m [19]

7.3.4 Tính toán diện tích khu hành chính

Theo như đã bố trí nhân sự ở chương 6, để có chỗ làm việc thoải mái cũng như di chuyển, diện tích từng phòng ban trong khu hành chính sẽ được tính toán cụ thể dưới bảng sau:

Bảng 7 8 Diện tích khu hành chính

Phòng ban Kích thước (m) Số lượng Diện tích (m 2 )

Phòng Quản lý Chất lượng 5 x 3 1 15

Phòng Nhân sự - Hành chính 3 x 4 1 12

Phòng Thu mua + Ban ISO+ CSKH 10 x 3 1 30

Chọn diện tích các khoảng trống để di chuyển chiếm 45% diện tích được xây.

=> Diện tích tối thiểu của khu nhà hành chính = 216 + 216×45% ≈ 320 m 2

➢Chọn diện tích khu hành chính là 320 m 2 với chiều dài 20 m, chiều rộng 16 m.

7.3.5 Tính toán diện tích công trình phụ trợ sản xuất

Bảng 7 9 Diện tích các công trình phụ trợ sản xuất

Công trình Số lượng Kích thước (m) Diện tích (m 2 )

Nhà nghỉ trưa + Căn tin 1 20 x 20 400

Chọn xe chở hàng là xe container có kích thước dài x rộng x cao là 13,5 x 2,37 x 2,6 m có trọng tải 30 tấn Dựa trên lượng hàng hóa mỗi ngày phải chở khoảng 300 tấn, chọn

5 chiếc container luân phiên nhau chở 3 lần trong ngày Chọn kích thước bãi xe container là 21 x 12 m.

7.3.6 Tính toán diện tích tổng thể nhà máy

Bảng 7 10 Tổng diện tích mặt bằng xây dựng

Phân xưởng/công trình Kích thước (m) Diện tích (m 2 )

=> Tổng diện tích mặt bằng xây dựng nhà máy Sxây dựng = 31.826 m 2

➢Diện tích khu đất xây dựng nhà máy:

Sxây dựng: Tổng diện tích xây dựng các công trình trong nhà máy.

K xây dựng : Hệ số xây dựng theo TCVN 4514-88, đối với ngành công nghiệp nhẹ thì k xây dựng= 0,24 – 0,60 Chọn k xây dựng = 0,41

➢Dựa theo khu đất đã chọn, diện tích khu đất xây dựng nhà máy là 77.217 m 2 gồm 1 miếng đất chữ nhật gắn với 1 miếng đất hình thang vuông có kích thước như hình sau.

Hình 7 6 Kích thước khu đất xây nhà máy

- Diện tích cây xanh = S khu đất x 10% = 77.000 x 10% ≈ 11.550 m 2

- Diện tích đường đi = S khu đất – S xây dựng – S cây xanh

TÍNH TOÁN NĂNG LƯỢNG

Tính toán chiếu sáng

Trong sản xuất, ta thường dùng 2 biện pháp chiếu sáng:

- Chiếu sáng tự nhiên: sử dụng nguồn ánh sáng mặt trời Đây là nguồn ánh sáng thích hợp cho mắt người và tiết kiệm năng lượng điện.

- Chiếu sáng nhân tạo: sử dụng năng lượng điện để thắp sáng Có thể chủ động trong việc điều tiết ánh sáng và chiếu sáng vào ban đêm [19]

8.1.1 Chiếu sáng tự nhiên Ánh sáng tự nhiên là ánh sáng ban ngày do mặt trời phản chiếu Ánh sáng tự nhiên là nguồn sáng sẵn có và thích hợp, có tác dụng tốt về một số mặt đối với con người Ánh sáng tự nhiên có nhược điểm là phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên.

- Để tận dụng nguồn sáng tự nhiên một cách hiệu quả, khi xây dựng cần sử dụng vật liệu thích hợp và thiết kế các loại cửa một cách hợp lý.

- Điều kiện khí hậu ở khu vực phía Nam nước ta chủ yếu có hai mùa mưa nắng, thời gian chiếu sáng trong năm rất lớn, rất thuận lợi cho việc sử dụng ánh sáng tự nhiên [19]

Chiếu sáng nhân tạo nhằm tăng cường ánh sáng cho nhà máy, giúp con người làm việc hiệu quả, tăng năng suất lao động và giảm căng thẳng trong lúc làm việc Trước đây, hệ thống chiếu sáng trong nhà máy thường sử dụng đèn compact, đèn tuýp, đèn cao áp. Nhưng thời gian gần đây đèn LED công nghiệp đã được sử dụng rộng rãi hơn do mang lại những lợi ích về chi phí và chất lượng.

Nhà máy sử dụng 3 loại đèn LED với công suất khác nhau bao gồm: đèn LED dung trong khu vực phân xưởng sản xuất, đèn LED dùng trong khuôn viên, đường đi và đèn LED dùng cho văn phòng và một số khu vực khác.

Bảng 8 1 Thông số kỹ thuật đèn LED theo khu vực

Khu vực Phân xưởng Khuôn Văn phòng, viên, đường khu vực

Thông số sản xuất đi khác

- Tính toán số lượng đèn sử dụng

+ N: Số lượng đèn sử dụng

+ S: Diện tích cần chiếu sáng (m 2 )

+ E: độ rọi tiêu chuẩn theo khu vực (lux)

Theo tiêu chuẩn và quy định xây dựng TCXD 3743-83:

• Kho nguyên liệu và kho thành phẩm E = 50 lux

• Khu vực sản xuất E = 75 lux

Khu vực hành chính và các khu vực khác E = 30 ÷ 50 lux [19]

Bảng 8 2 Số lượng đèn LED sử dụng

STT Công trình Diện tích Độ rọi Quang Số

7 Nhà nghỉ trưa+Căn tin 400 40 750 22

Tính toán điện năng

Điện năng tiêu thụ được tính theo công thức: A = P × t × n (kWh)

8.2.1 Tính toán điện năng tiêu thụ của thiết bị chiếu sáng trong một ngày

Bảng 8 3 Điện năng tiêu thụ của các thiết bị chiếu sáng trong một ngày

Thời gian Công Điện năng

STT Công trình Số lượng sử dụng suất tiêu thụ

7 Nhà nghỉ trưa+Căn tin 22 12 0,009 2,376

8.2.2 Tính toán điện năng tiêu thụ của thiết bị sản xuất trong một ngày

Bảng 8 4 Điện năng tiêu thụ của các thiết bị sản xuất trong một ngày

STT Loại máy/ thiết bị Số Công Số giờ làm Điện năng tiêu lượng suất việc/ngày thụ (kWh)

8.2.3 Tính toán điện năng tiêu thụ trong sinh hoạt

Trung bình mỗi người sử dụng lượng điện là 1,5 kWh/người/ngày.

Số lượng nhân viên trong nhà máy là 314 người.

=> Điện năng tiêu thụ trong sinh hoạt trong một ngày = 314 × 1,5 = 471 kWh.

8.2.4 Tổng điện năng tiêu thụ của nhà máy

Trong quá trình sử dụng điện, có một phần điện năng bị tổn hao trên đường dây dẫn.

Chọn lượng tổn hao là 2,4% tổng lượng điện năng tiêu thụ.

Bảng 8 5 Tổng điện năng sử dụng trong ngày (kWh)

STT Mục đích Điện năng tiêu thụ

*Tính toán máy biến áp

- Tổng công suất của các thiết bị điện

P = Pđèn + Pthiết bị sản xuất = 0,412 + 1249 = 1.249,412 kW

- Công suất biểu kiến của máy biến áp ểế = 1249,412

- Để máy biến áp hoạt động hiệu quả, chọn công suất biểu kiến bằng 80% công suất định mức đị ℎ ứ = P biểu kiến = 1315,18 = 1643,98 ( )

➢Chọn máy biến áp 3 pha 2000kVA xuất xứ trong nước, đáp ứng theo tiêu chuẩn Tổng công ty điện lực Miền Nam.

*Tính toán máy phát điện Để máy phát điện tránh quá tải trong quá trình làm việc, chọn công suất làm việc của máy phát điện bằng 80% công suất của các thiết bị điện

➢Chọn máy phát điện Mitsubishi Diesel xoay chiều 3 pha công nghiệp công suất 2050 kVA xuất xứ Trung Quốc [33]

Tính toán cấp thoát nước

8.3.1 Nước dành cho sản xuất

Lượng nước làm nguội các máy nghiền và máy giải lưu hóa ta có thể hoàn lưu sử dụng lại trong ngày để tiết kiệm chi phí Vì vậy, xem như ta chỉ tốn lượng nước của 1/3 giờ trong ngày của các máy trên.

Bảng 8 6 Lượng nước dùng trong quá trình sản xuất

Tổng Tổng Tổng

Tên thiết bị tiêu thụ làm việc lượng (m 3 /ngày) (m 3 /tháng) (m 3 /năm)

Giả sử nước bay hơi 10% trong quá trình lưu trữ và để đảm bảo có đủ nước sử dụng trong trường hợp cần thiết, chọn lượng nước dự trữ là 20%.

8.3.2 Nước dành cho sinh hoạt

* Nước sinh hoạt đối với lao động theo giờ hành chính

+ w 1 là lượng nước sử dụng cho một người = 25 (lít/người/ngày)

+ N 1 là số lao động giờ hành chính = 37 (người)

+ k là hệ số điều hòa = 2

+ n 1 là số ca lao động = 1 (ca)

* Nước sinh hoạt đối với lao động theo ca

+ w 2 là lượng nước sử dụng cho một người = 20 (lít/người/ca)

+ N 2 là số lao động theo ca = 277 (người)

+ k là hệ số điều hòa = 2

+ n 2 là số ca lao động = 3 (ca)

Tổng lượng nước dùng cho sinh hoạt là:

8.3.3 Nước dành cho tưới cây xanh

Lượng nước tưới cây cho 1 m 2 cây xanh là 1 lít/ngày

N cây xanh = 1 x S cây xanh = 1 x 11550 = 11550 (lít/ ngày) = 11,55 (m 3 /ngày).

8.3.4 Nước dự trữ cho phòng cháy chữa cháy Để phòng ngừa hỏa hoạn xảy ra bất ngờ trong quá trình sản xuất, ta cần bố trí các van cứu hỏa gần khu vực kho nguyên liệu, kho thành phẩm, quanh phân xưởng và khu vực hành chính.

Lượng nước cấp cho 1 van phải liên tục trong 3 giờ liền trong suốt thời gian chữa cháy.

Bố trí 45 van cứu hỏa có lưu lượng 5 lít/giây [34]

Lượng nước cần cho phòng cháy chữa cháy là:

8.3.5 Tổng lượng nước trong một ngày của nhà máy

Tổng lượng nước cần trong một ngày của nhà máy:

N = N sản xuất + N sinh hoạt + N cây xanh + N pccc = 4536,4 + 35,09 + 11,55 + 2430 7.013,04(m 3 /ngày)

❖ Tính bể dự trữ nước [35]

Bể dự trữ nước có vai trò dự trữ nước để đảm bảo cung cấp nước cho nhà máy trong 3 ngày liên tục khi hệ thống cấp nước của nhà máy có sự cố xảy ra hoặc khi có hỏa hoạn đã nêu như trên ta có thể sử dụng.

Trong đó, chọn thể tích bể chứa nước dưới đất & bể chứa nước trên cao theo tỉ lệ 2:1 (2 phần chứa nước dưới đất, 1 phần chứa nước trên cao)

V bể ngầm = 2/3 Vbể dự trữ nước , V tháp nước = 1/3 Vbể dự trữ nước

=> Chọn xây dựng bể nước dưới đất có thể tích 14200 m 3 với : chiều dài 30m, chiều rộng 20m, chiều sâu 24m cùng với tháp nước có thể tích 7100 m 3

TÍNH TOÁN KINH TẾ

Tính lương chi trả cho lao động

Nhân viên trong nhà máy làm việc theo giờ hành chính và giờ theo ca:

- Giờ hành chính: Từ 7h30 đến 16h30

9.1.1 Tính lương chi trả cho lao động theo ca

Lao động theo ca được hưởng lương cơ bản là 6.000.000 triệu đồng/người/tháng cùng với các khoản khác công ty phải chi trả bao gồm:

+ Bảo hiểm: Bảo hiểm sẽ bảo đảm thay thế hoặc bù đắp sự thiếu hụt về thu nhập của người lao động và gia đình họ khi gặp phải những rủi ro trong cuộc sống khi tai nạn, ốm đau,… Người lao động và người sử dụng lao động đều phải đóng bảo hiểm theo phần trăm lương sau đây:

Bảng 9 1 Tỉ lệ trích nộp bảo hiểm Đối Người sử dụng lao động (DN) đóng Người lao động đóng tượng

Loại Bảo Hiểm Xã Hội BHYT BHTN Bảo Hiểm Xã Hội BHYT BHTN

Hưu Ốm Hưu Ốm Đau TNLĐ Trí Đau TNLĐ

Thai BNN Tử Thai BNN

Lương tăng ca sẽ được tính 25.000 đồng/giờ.

Ngoài ra, công nhân vẫn được hưởng trợ cấp theo các ngày lễ, Tết.

❖ Tổng lương chi trả cho lao động theo ca 1, ca 2

= Lương cơ bản × (100% + 32% + 10%) × (Số lao động ca 1 + ca 2)

❖ Tổng lương chi trả cho lao động theo ca 3

= Lương cơ bản × (100% + 32% + 10% + 15%) × Số lao động ca 3

=> Tổng lương chi trả cho lao động theo ca = 1.533,6 + 847,8 = 2.381,4 triệu đồng/tháng.

9.1.2 Tính lương chi trả cho lao động theo giờ hành chính

Lao động theo giờ hành chính được hưởng lương cơ bản tùy theo vị trí cùng với các khoản khác bao gồm:

Tổng lương chi trả = Lương cơ bản × (100% + 32% + 10%) × Số lao động

Bảng 9 2 Tổng lương chi trả cho lao động theo giờ hành chính

Chức vụ Số lượng Lương cơ bản Tổng lương Tổng chi trả

(triệu đồng) (triệu đồng) (triệu đồng)

=> Tổng chi phí để trả lương cho lao động của nhà máy = Lương chi trả cho lao động theo ca + Lương chi trả cho lao động theo giờ hành chính = 2.318,4 + 590,72 ≈2.909.120.000 đồng/tháng

Tính vốn đầu tư

9.2.1 Vốn đầu tư tài sản cố định (V cố định )

9.2.1.1 Vốn đầu tư xây dựng (V xây dựng )

= Giá thuê đất × Diện tích khu đất thuê × Số năm thuê

Bảng 9 3 Chi phí xây dựng

STT Tên công trình Diện Chi phí ước tính Thành tiền tích (đồng/m 2 ) (đồng/m 2 )

*Tổng vốn đầu tư xây dựng

V xây dựng = Chi phí thuê đất + Chi phí xây dựng

Chọn thời gian khấu hao xây dựng là 20 năm

Khấu hao xây dựng hằng năm

9.2.1.2 Vốn đầu tư máy móc/thiết bị (Vmáy móc)

Vốn đầu tư máy móc/thiết bị trong khu vực sản xuất chính

Bảng 9 4 Vốn đầu tư máy móc/thiết bị trong khu vực sản xuất chính a Vốn đầu tư cho bột cao su

Tên thiết bị Số lượng Đơn giá ước tính (đồng) Thành tiền (đồng)

Tổng cho bột cao su 7.835.977.000 b Vốn đầu tư cho bành khử lưu hóa

Tổng cho bột cao su 7.835.977.000

Tổng cho bành khử lưu hóa 58.867.977.000

Vốn đầu tư máy móc/thiết bị chính được ước tính khoảng 58.867.977.000 đồng.

❖ Vốn đầu tư thiết bị phụ trợ

Tổng chi phí cho các thiết bị phụ trợ (cân, xe nâng, dàn lưu trữ, thiết bị phòng thí nghiệm…) được chọn bằng 100% vốn đầu tư cho thiết bị chính.

=> Vốn đầu tư thiết bị phụ trợ = 58.867.977.000 × 100%

❖ Vốn đầu tư lắp đặt, bảo trì thiết bị

Chọn chi phí lắp đặt, bảo trì thiết bị bằng 30% vốn đầu tư thiết bị chính.

=> Vốn đầu tư lắp đặt, bảo trì thiết bị = 58.867.977.000 × 30% 17.660.393.100 đồng

❖ Vốn đầu tư phát sinh

Chọn chi phí phát sinh bằng 10% vốn đầu tư thiết bị chính

=> Vốn đầu tư phát sinh = 58.867.977.000 × 10%

❖ Tổng vốn đầu tư cho thiết bị

V thiết bị = Máy móc/thiết bị chính + Thiết bị phụ + Lắp đặt/ bảo trì + Phát sinh

Chọn thời gian khấu hao thiết bị là 10 năm.

Khấu hao thiết bị hằng năm = 141.283.144.800:10

❖ Tổng vốn đầu tư cố định

V cố định = V xây dựng + V thiết bị

❖ Tổng khấu hao tài sản cố định = Khấu hao xây dựng + Khấu hao thiết bị

9.2.2 Vốn đầu tư lưu động (V lưu động )

Bảng 9 5 Chi phí nguyên liệu sản xuất

STT Nguyên liệu Định mức Định mức Đơn giá Thành tiền

Vậy chi phí nguyên liệu chính sản xuất = 75.181.378.780 đồng/tháng.

Chọn chi phí nguyên liệu vận chuyển chiếm 2% chi phí nguyên liệu sản xuất => Tổng chi phí nguyên liệu = 75.181.378.780× (100% + 2%)

Tổng chi phí để trả lương cho lao động của nhà máy = 2.909.120.000 đồng/tháng

❖ Tổng vốn lưu động

V lưu động = Chi phí nguyên liệu + Quỹ lương

V lưu động = 79.594.126.356 đồng/tháng = 955.129.516.272 đồng/năm

Tính chi phí sản phẩm

+ Theo bảng, tổng điện năng tiêu thụ của nhà máy là 166954 kWh/ngày

+ Theo bảng 1.1, giá cung cấp điện là 2.556 đồng/kWh

=> Chi phí điện = 166954×2.556 = 426.734.424 đồng/ngày = 128.020.327.200 đồng/năm.

+ Theo mục, tổng lượng nước của nhà máy là 7.013,04 m 3 /ngày

+ Theo mục, giá cung cấp nước sản xuất là 9.600 đồng/m 3 và phí xử lý nước thải là 7.280 đồng/m 3

=> Chi phí nước = N x 9.600 + (N sản xuất + N sinh hoạt ) x 7.280 = 7.013,04 x 9.600 + (4536,4 + 35,09) x 7.280 0.605.631,2 đồng/ngày = 30.181.689.360 đồng/năm.

Cnăng lượng = Chi phí điện + Chi phí nước

Ckhấu hao = Khấu hao xây dựng + Khấu hao thiết bị = 8.471.340.000 + 14.128.314.480 22.599.654.480 đồng/năm

* Chi phí trả lãi ngân hàng

+ Lãi suất trung bình = 10%/năm

+ Tổng vốn đầu tư = 1.271.821.052.072 đồng

Chằng năm = Cnguyên liệu + Cnăng lượng + Ctiền lương + Ckhấu hao + Cthuê đất + Ctrả lãi

Chi phí khác được chọn bằng 0.5% chi phí hằng năm.

C sản phẩm = C hằng năm + C khác

*Chi phí bình quân cho 1 kg sản phẩm bột cao su

C1kg sản phẩm C sản phẩm = 1.257.306.609.370 ồng/năm được hấp thụ bởi mẫu

Năng suất nhà máy 85.158.160 kg/năm

Giá bán sản phẩm

Giá bán sản phẩm được tính theo công thức sau:

Giá bán sản phẩm = C1kg sản phẩm × (1 + P + Thuế VAT)

P: tỷ suất lợi nhuận, chọn P là 12% cho dòng sản phẩm cao su dạng bột, 30% cho dòng sản phẩm cao su tái sinh.

=> Giá bán sản phẩm cao su bột = 14.766 × (1 + 12% + 10%) ≈ 18.015 đồng/kg

=> Giá bán sản phẩm cao su tái sinh = 14.766 × (1 + 30% + 10%) ≈ 20.673 đồng/kg

Tính kinh tế

Bảng 9 6 Doanh thu hằng năm

Loại sản Mã sản Năng suất Gía bán Thành tiền phẩm phẩm (tấn/năm) (đồng/năm) (đồng)

Cao su tái HH101 21.260,775 20.673 439.524.001.575 sinh HH102 21.260,775 20.673 439.524.001.575

➢ Tổng doanh thu = 1.647.146.532.300 đồng/năm

9.5.2 Lợi nhuận của dự án

- Doanh thu thuần = Doanh thu – Thuế VAT = 1.647.146.532.300 –

- Lợi nhuận trước thuế = Doanh thu thuần – Chi phí sản phẩm

- Lợi tức chịu thuế = Lợi nhuận trước thuế – Chi phí khấu hao

- Thuế thu nhập doanh nghiệp = Lợi nhuận trước thuế × 20%

- Lợi nhuận ròng = Lợi tức chịu thuế – Thuế thu nhập doanh nghiệp

Bảng 9 7 Lợi nhuận của dự án

Chỉ tiêu Số tiền (đồng)

Tổng doanh thu 1.647.146.532.300 Doanh thu thuần 1.482.431.879.070 Lợi nhuận trước thuế 225.039.884.900 Lợi tức chịu thuế 202.397.750.420 Thuế doanh nghiệp 45.007.976.980 Lợi nhuận ròng 157.389.773.440

9.5.3 Thời gian thu hồi vốn

Thời gian thu hồi vốn Vốn cố ịnh được hấp thụ bởi mẫu

Lợi nhuận ròng+Chi phí khấu hao

➢ Vậy thời gian thu hồi vốn vào khoảng 22 tháng [19]

AN TOÀN LAO ĐỘNG

An toàn lao động trong sản xuất

An toàn lao động trong sản xuất được hiểu là các biện pháp, kiến thức cần thiết được trang bị, hướng dẫn cho người lao động trong quá trình lao động sản xuất Đối với những người lao động làm việc trong các xưởng sản xuất việc trang bị kiến thức, kinh nghiệm, phương tiện nhằm đảm bảo an toàn là điều rất cần thiết đối với họ.

Sau dây là những nội quy cơ bản trong an toàn lao động cần tuân thủ:

+ Cán bộ công nhân viên cần có ý thức giữ gìn những phương tiện bảo hộ, đồ dùng, dụng cụ được công ty cấp phát Bên cạnh đó, phải trang bị đầy đủ trong lúc thực hiện công việc, tránh xảy ra tình trạng tháo gỡ, không sử dụng.

+ Các cán bộ công nhân viên chỉ được phép lui tới nơi có phận sự, tránh tuyệt đối đi lại chỗ không phận sự Bên cạnh đó, cần thông báo ngay với chủ quản về những sự cố phát hiện được để khắc phục kịp thời.

+ Không được sử dụng thuốc lá, bật lửa ngay tại khu vực làm việc hoặc những khu vực khác trong nhà máy Trừ phi đó là khu vực dành riêng cho việc hút thuốc.

+ Những phương tiện vật liệu, sản phẩm,…phải được bố trí xa cửa, dù là những cửa thoát hiểm thoát hiểm, ít người qua lại.

+ Khu vực làm việc cần được bố trí khoa học, ngăn nắp, thông thoáng lối đi và tạo thuận tiện nhất trong công việc.

+ Cán bộ công nhân viên phải ngay tức khắc rời khu vực làm việc nếu xảy ra những sự cố, tai nạn.

+ Công nhân phải tuyệt đối tuân thủ các quy tắc về an toàn lao động, phải mang đồ bảo hộ và giữ gìn nơi làm việc sạch sẽ, khô ráo.

+ Không được ăn uống, nghe điện thoại trong khi đang làm việc, không hút thuốc hoặc sử dụng các vật dễ gây cháy nổ trong khu vực sản xuất.

+ Trước khi vận hành máy phải xem xét kiểm tra và đảm bảo máy ở trạng thái bình thường Khi có sự cố phải báo ngay với trưởng ca hay quản đốc.

+ Sắp xếp, thu dọn dụng cụ đúng vị trí sau khi hoàn thành công việc để thuận tiện cho nhiệm vụ sau và tạo sự an toàn lao động.

+ Máy móc phải được hoạt động theo đúng trình tự quy định, phải tiến hành bảo dưỡng theo định kỳ.

10.1.3 An toàn điện Điện áp sử dụng trong công nghiệp có cường độ tương đối cao nên có thể gây chết người khi chạm đến nó Để đảm bảo an toàn cho công nhân trong nhà máy ta phải thực hiện các biện pháp sau:

+ Cách điện tốt cho các phần dẫn điện.

+ Sử dụng các bộ phận che chắn, bảo hiểm.

+ Hạn chế mức sử dụng điện.

+ Giữ gìn vệ sinh sạch sẽ, trông coi các thiết bị điện trong khu vực sản xuất.

+ Điện sử dụng trong các phân xưởng được bảo vệ bằng dây mát, nếu dây bị hở dòng rò sẽ được đưa xuống đất.

+ Chỉ tham gia vận hành hoặc sửa chữa khi được huấn luyện, đào tạo bài bản Và trang bị đầy đủ vật dụng an toàn khi thực hiện công việc sửa chữa, tiếp xúc.

+ Ngoài lệnh của người quản lý hoặc những tình huống bất khả kháng (cháy nổ, hỏa hoạn, tai nạn,…) Những trường hợp còn lại không được tự ý ngắt điện vì có thể gây chập mạch, ảnh hưởng máy móc, công việc,…

+ Cần treo bảng thông báo khi tiến hành sửa chữa điện, phải có người hỗ trợ trong tình huống sửa mà không được cúp điện.

+ Những cán bộ phụ trách về điện phải thường xuyên kiểm tra, sử dụng các thiết bị đo lường như Ampe kế, Volt kế để đo các chỉ số định mức qua máy, tránh trường hợp sử dụng quá tải Vệ sinh và bảo trì các đường dây, thiết bị điện.

+ Khi phát hiện nguy cơ dẫn đến tai nạn lao động phải báo ngay cho lãnh đạo phân xưởng để khắc phục, sửa chữa.

+ Ngoài ra phải trang bị hệ thống thu lôi cho các công trình của nhà máy.

10.1.4 An toàn phòng cháy chữa cháy

An toàn phòng cháy chữa cháy được đặt lên hàng đầu Nó liên quan đến tài sản, tính mạng của công nhân viên và nhà máy Mỗi cán bộ công nhân viên trước khi làm việc tại nhà máy đều phải qua lớp học về an toàn lao động và phòng cháy chữa cháy.

- Biện pháp phòng cháy chữa cháy:

+ Nghiêm chỉnh chấp hành các biện pháp, nội quy, quy định về công tác phòng cháy chữa cháy.

+ Khi bố trí mặt bằng nhà máy nên đặt vị trí của kho sao cho vừa hợp lý trong sản xuất vừa phân cách nơi dễ cháy.

+ Tại các kho bãi phải có bảng nội quy phòng cháy chữa cháy, các dụng cụ cứu hỏa phải sẵn sàng và để đúng nơi quy định, thuận lợi cho việc sử dụng Đặt các biển báo tại các vị trí dễ gây ra cháy nổ.

+ Tại các phân xưởng sản xuất và kho phải bố trí các vòi nước cứu hỏa.

+ Phải có một đội ngũ riêng sẵn sàng phục vụ chữa cháy.

+ Tiến hành tốt công việc thông gió tự nhiên và nhân tạo nhằm cải thiện điều kiện lao động cho người công nhân.

+ Hạn chế để công nhân tiếp xúc với không khí nóng.

+ Cách ly tốt nhất có thể các nguồn gia nhiệt cho phân xưởng (như sơn phủ cách nhiệt, bọc lớp xốp cách nhiệt…).

+ Xây nhà xưởng với kích thước thích hợp để thông thoáng, giảm sự phản xạ của sóng âm, đặt các thiết bị giảm chấn bằng cao su bên dưới các thiết bị gây ồn và rung.

+ Phải tuyệt đối tuân thủ quy trình công nghệ pha chế cũng như quy trình công nghệ sản xuất.

+ Đối với hóa chất dạng khí hay dạng hơi phải đảm bảo môi trường thông thoáng. + Ở môi trường có nồng độ khí độc cao phải trang bị thiết bị an toàn (mặt nạ phòng độc).

+ Đối với dung dịch: tránh không cho hóa chất tiếp xúc da, quần áo bằng cách sử dụng đồ bảo hộ lao động thích hợp.

Vệ sinh công nghiệp

Vấn đề vệ sinh công nghiệp đối với một nhà máy sản xuất rất quan trọng Quá trình sản xuất sinh ra nhiệt, bụi kèm theo tiếng ồn và hơn nữa là mùi của các hóa chất rất khó chịu và độc hại Do đó khi thiết kế nhà máy ta cần quan tâm đến các yếu tố ảnh hưởng.

Môi trường nhà máy thường là nóng ẩm cộng thêm khí hậu nhiệt đới của nước ta dễ gây rối loạn cân bằng nhiệt làm cho con người trở nên chóng mệt mỏi; tạo điều kiện để vi sinh vật phát triển gây ra các bệnh ngoài da.

+ Tăng cường tự động hóa và cơ giới hóa các quá trình lao động nặng nhọc ở các nơi có nhiệt độ cao.

+ Dùng vật liệu cách nhiệt quanh các thiết bị phát nhiệt.

+ Trang bị dụng cụ, quần áo bảo hộ cho công nhân.

+ Tăng cường thông gió tự nhiên.

10.2.2 Ồn và chống tiếng ồn

Tiếng ồn trong sản xuất ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe của công nhân, làm giảm năng suất lao động, dễ gây tai nạn, ảnh hưởng đến khả năng nghe của tai…

+ Lựa chọn nguyên vật liệu xây dựng thích hợp.

+ Móng tường phải có cấu tạo đặc biệt.

+ Ngăn cách và sắp xếp hợp lý các bộ phận gây tiếng ồn.

+ Tạo ma sát ở những nơi có chấn động.

+ Sử dụng triệt để các bộ phận chống chấn động như lò xo hay cao su giảm chấn

Việc thông gió rất cần cho nhà máy sản xuất vì gió giúp cải thiện môi trường không khí, tạo điều kiện làm việc tốt cho công nhân Ta cần sử dụng kết hợp hai phương pháp thông gió: thông gió tự nhiên và nhân tạo.

Quá trình chiếu sáng đóng vai trò quan trọng trong sinh hoạt sản xuất hằng ngày Nó tác động rất lớn đến năng suất lao động, sức khỏe của công nhân Đảm bảo điều kiện chiếu sáng tốt góp phần nâng cao sức khỏe cho công nhân, giúp công nhân thực hiện các thao tác chuẩn xác [19]

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Dưới sự chỉ dẫn của thầy cô cũng như những nỗ lực của bản thân trong hơn 6 tháng qua, em đã hoàn thành luận văn thiết kế nhà máy tái chế lốp xe cao su phế thải năng suất 2.000.000 lốp/năm Để thiết lập nhà máy, các tính toán cần thiết đã được tìm hiểu và thực hiện bao gồm: thiết kế sản phẩm, chọn đơn pha chế, thiết kế quy trình công nghệ, tính toán cân bằng vật chất, thiết bị, mặt bằng, cân bằng nhiệt, chiếu sáng, năng lượng cấp nước, nhân sự và tính kinh tế.

Ta có kết quả như sau:

+ Tổng diện tích nhà máy: 77.000 m 2

+ Tổng vốn đầu tư: 1.272.245.852.072 VNĐ

+ Lợi nhuận ròng hằng năm: 157.389.773.440 VNĐ

+ Thời gian hoàn vốn: 22 tháng

Nhà máy được xây dựng nhằm giải quyết các vấn đề ô nhiễm do lốp xe phế thải mang lại, đồng thời đem lại lợi nhuận kinh tế cho xã hội, tạo ra sản phẩm có giá thành hợp lý có khả năng cạnh tranh trên thị trường Tính kinh tế cao, khả năng thu hồi vốn nhanh, dự án không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của thị trường mà còn mang lại cơ hội việc làm cho nhiều người lao động trong khu vực.

[2] "tyremarket," [Online] Available: https://www.tyremarket.com/History-of- tyres [Accessed 10 03 2021].

[3] "Stratviewresearch," [Online] Available: https://www.stratviewresearch.com/473/tire-yarn-market.html [Accessed 10 03 2021].

[4] S Hodson, "Global motorization: increasing tire usage," in Tire waste and recycling, London, Matthew Deans, 2021, pp 27-42.

[5] T friedman, "fimo," 25 11 2017 [Online] Available: https://fimo.edu.vn/science-technology/10-su-kien-moi-truong-noi-bat-trong-nuoc-nam- 2016/ [Accessed 10 03 2021].

[6] C c e al, Scrap tire technology and markets, United States: Noyes Data

[7] V.-X Morvan, "phys," 23 9 2018 [Online] Available: https://phys.org/news/2018-09-france-reverses-car-tyre-sea.html [Accessed 13 03 2021].

[8] "plasticsoupfoundation," [Online] Available: https://www.plasticsoupfoundation.org/en/2019/10/fewer-microplastics-by-reducing- maximum-speed/ [Accessed 14 03 2021].

[9] "emissionanalytics," [Online] Available: https://www.emissionsanalytics.com/ news/pollution-tyre-wear-worse-exhaust-emissions [Accessed 15 03 2021].

[10] "prosquare," Công ty TNHH Prosquare Việt Nam, [Online] Available: http://www.prosquare.com.vn/khu-cong-nghiep-hiep-phuoc [Accessed 15 03 2021]. [11] "google," [Online] Available: https://www.google.com/maps/search/khu+c

%C3%B4ng+nghi%E1%BB%87 p+Hi%E1%BB%87p+Ph%C6%B0%E1%BB%9Bc/@10.6341344,106.73927

[12] "odt," [Online] Available: https://odt.vn/du-an/khu-cong-nghiep-hiep- phuoc.html [Accessed 15 03 2021].

[13] "hepza," [Online] Available: http://www.hepza.hochiminhcity.gov.vn/web/guest/khu-cong-nghiep-hiep-phuoc

[14] J K K e al, Rubber recycling, United Kingdom: CPI Group (UK) Ltd, 2018.

[15] A J a B George, "The current status of sulphur vulcanization and devulcanization chemistry: Devulcanization," Rubber Science, vol 29, no 1, pp 62-100, 2016.

[16] J D M e al, "Pyrolysis," in Tire waste and recycling, London, Matthew Deans, 2021, pp 165-224.

[17] "scraptirenews," [Online] Available: https://scraptirenews.com/information- center/crumb-rubber/ [Accessed 17 03 2021].

[18] Y Ikeda, "Recycling of sulfur cross-linked natural rubber (NR) using supercritical carbon dioxide," in Chemistry, Manufacture and Applications of Natural

[19] T T X Trúc, "Thiết kế nhà máy tái chế lốp xe cao su đã qua sử dụng năng suất khoảng 200.000 lốp/năm," 2021.

[20] H Stehling, "globalresearch," 8 2 2019 [Online] Available: https://www.globalresearch.ca/where-is-the-one-million-tonnes-of-toxic-tyre-dust-and- particulates-discharged-into-the-environment-each-year-in-the-us-and-europe/5667922 [Accessed 17 03 2021].

[21] L B e al, "Devulcanisation and reclaiming of tires and rubber by physical and chemiscal processes: A review," Journal of Cleaner Production, vol 236, 2019.

[22] A M J e al, "The current status of sulphur vulcanization and devulcanization chemistry: devulcanization," Rubber Science, vol 1, no 29, pp 62-100, 2016.

[23] S S e al, "Thermo-mechanical devulcanization and recycling of rubber industry waste," Resources, Conservation & Recycling, no 144, pp 180-186, 2019. [24] "bridgestone," Bridgestone Americas Tire Operations, 2020 [Online] Available: https://commercial.bridgestone.com/content/dam/commercial/bridgestone/pdfs /data-books/ Bridgestone-Truck-Tire-DataBook.pdf [Accessed 18 03 2021].

[25] "may3a," Công ty CPĐT Tuấn Tú, [Online] Available: https://may3a.com/may- cat-lop-cao-su-3a/ [Accessed 07 04 2021].

[26] "alibaba," [Online] Available: https://www.alibaba.com/product-detail/high- quality-tire-scrap-wire-drawing_62059918028.html [Accessed 11 04 2021].

[27] "guoyumachinery," [Online] Available: https://www.guoyumachinery.com/products/tire-recycling/tire-shredder-machine.html [Accessed 11 04 2021].

[28] "hvstgroup," [Online] Available: https://hvstgroup.en.made-in-china.com/product/hSYJABRUsMrH/China-Textile-

Fabrics-Separator-Used-Rubber-Tire-Processing-Machine.html [Accessed 11 04 2021].

[29] "alibaba," [Online] Available: https://www.alibaba.com/product-detail/tire- recycling-plant-nylon-fiber-separator_60440568582.html? spm700.galleryofferlist.normal_offer.d_title

[30] "alibaba," [Online] Available: https://www.alibaba.com/product-detail/Ultra- fine-powder-grinding-mill_60009590276.html? spm700.galleryofferlist.normal_offer.d_title.7e1f 245e1oSd9Q [Accessed 17 04 2021].

[31] "maysangrung," [Online] Available: http://maysangrung.com/tin-tuc/nguyen- ly-hoat-dong-cua-may-sang-hinh-chu-nhat/ [Accessed 19 04 2021].

[32] "jsmctrade," [Online] Available: http://www.jsmctrade.com/content/?1949.html [Accessed 19 04 2021].

[33] "jsmctrade," [Online] Available: http://www.jsmctrade.com/content/?1963.html [Accessed 19 04 2021].

[34] "eaglepackmachine," [Online] Available: https://eaglepackmachine.en.made-in- china.com/product/uSGQgbTcaBVL/China-Rubber-Powder-Bagging-Machine-with-

[35] "skhcn.thuathienhue," 11 10 2010 [Online] Available: https://skhcn.thuathienhue.gov.vn/?gd=6&cn05&tcC3 [Accessed 21 04 2021].

[36] "ntytech," [Online] Available: https://ntytech.en.made-in-china.com/product/IyomLnJvYtcN/China-1-9-8MPa-Gas- Pressure-Boosting-Piston-Type-Gas-Compressor.html [Accessed 22 04 2021].

[37] "cncdgas," Công ty TNHH Thiết bị Khí công nghiệp CNCD Việt Nam,

[Online] Available: http://cncdgas.vn/bon-chua-co2-long/ [Accessed 01 05 2021].

[38] "alibaba," [Online] Available: https://www.alibaba.com/product-detail/1000kg- digital-platform-weighing-scale-with_62460147007.html [Accessed 01 05 2021].

[39] "alibaba," [Online] Available: https://www.alibaba.com/product-detail/Conveyor-belting-for-rubber-belt- conveyor_60458716762.html [Accessed 01 05 2021].

[40] "alibaba," [Online] Available: https://www.alibaba.com/product-detail/Jingxin- 2T-3m-Remote-Control-Lifter_60832560995.html? spm700.details.0.0.543b5b17vuTk6U [Accessed 01 05 2021].

[41] "alibaba," [Online] Available: https://www.alibaba.com/product-detail/2500kg-6- ton-Articular-Cab-

Forklift_1600082889851.html?spm700.galleryofferlist.normal_offer.d_titl e.7bab74dcp4vTHh [Accessed 01 05 2021].

[42] M J Forrest, Recycling and Re-use of Waste Rubber, Smithers Rapra, 2014. [43] "wikipedia," [Online] Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_carbon_dioxide [Accessed 01 05 2021].