Nghiên cứu xác định thành phần, các tính chất cơ lý của vỏ hạt cà phê và nhựa thải để làm nguyên liệu.. Ngoài ra, khối lượng lớn vỏ hạt cà phê thải ra hàng năm lên đến 700.000 tấn, chưa
TỔNG QUAN
Tổng quan về viên nhiên liệu
1.1.1 Quá trình phát triển nhiên liệu từ nguồn sinh khối
Nhu cầu về năng lượng trên thế giới không ngừng tăng cao, bên cạnh đó nguồn dự trữ năng lượng hóa thạch và dầu mỏ ngày càng cạn kiệt bắt buộc nhân loại phải tìm ra nguồn năng lượng mới có tính bền vững để đáp ứng nhu cầu cũng như giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường do nguồn năng lượng truyền thống gây ra
Hình 1.1 Mức độ tiêu thụ năng lượng trên thế giới
Một trong những hướng phát triển năng lượng sạch hiện nay là từ nguồn sinh khối nông nghiệp bao gồm trấu, rơm rạ, bã mía, gỗ vụn, mùn cưa,…
Có nhiều ứng dụng cho việc tận dụng nhiệt năng từ nguồn sinh khối: i) Đốt trực tiếp:
- Dùng để thay thế hoàn toàn than đá trong nhà máy điện
- Nguồn sinh khối được nạp liệu và đốt trực tiếp trong lò hơi, làm quay tuabin hơi nước để phát điện
- Phương pháp đốt trực tiếp đạt hiệu suất đến 40% ii) Đốt cùng với than:
- Sử dụng trong nhà máy điện
- Nguồn sinh khối được đốt cháy cùng với than với tỷ lệ lên đến 20% sinh khối
- Hiệu suất đạt được từ 33 ~ 37% iii) Đồng phát nhiệt điện:
- Nhiên liệu từ sinh khối được đốt cháy để phát điện và sinh nhiệt
- Ngoài việc tận dụng nguồn nhiệt phát sinh để quay tuabin hơi nước, phương pháp này còn tận dụng năng lượng từ chuyển động của dòng khí thoát ra để phát điện
- Hiệu suất đạt được từ 75 ~ 90% iv) Khí hóa:
- Nguồn sinh khối được xử lý trong điều kiện thiếu oxy để sản sinh CO và H2
- Dòng khí này cung cấp năng lượng cho tuabin để phát điện
- Hiệu suất của phương pháp này đạt được 60%
Hình 1.2 Viên nén nhiên liệu và củi đốt
Ngoài ra, phụ phế phẩm từ nông nghiệp sau khi thu gom từ đồng ruộng, cơ sở xay xát, nhà máy chế biến nông sản được nén lại thành viên nén nhiên liệu, củi đốt
Hình 1.3 Ứng dụng viên gỗ tại Châu Âu
1.1.2 Một số tiêu chuẩn về viên nhiên liệu
Bảng 1.1 Tiêu chuẩn viên nhiên liệu [14]
1.1.3 Thị trường viên nhiên liệu trên thế giới
Viên nhiên liệu từ gỗ được sử dụng ở Châu Âu lần đầu tiên cho nồi hơi của một số nhà máy tại Thụy điển vào năm 1970 và được phát triển mạnh kể từ năm 1991 khi chính phủ Thụy điển bắt đầu áp dụng chính sách thuế đặc biệt đối với nhiên liệu hóa thạch Từ khi nghị định thư Kyoto về khí thải được thông qua, các nước như Đan mạch, Đức, Hà lan, Canada, Hoa kỳ đã đẩy mạnh việc thay thể than đá bằng viên nhiên liệu
Nhu cầu tiêu thụ viên nhiên liệu trên thế giới ngày càng tăng do mức độ hiệu quả và tính thân thiện môi trường của nó
Hình 1.4 Nhu cầu viên nhiên liệu trên thế giới năm 2011 [15]
Các nước sản xuất viên nhiên liệu từ gỗ chủ yếu gồm Hoa kỳ, Canada, Đức, Thụy điển Sản lượng viên gỗ toàn thế giới khoảng 14 triệu tấn (2010) Quốc gia tiêu thụ viên gỗ nhiều nhất gồm có Hoa kỳ, Bỉ, Đan mạch, Hà lan
Đan Mạch, Phần Lan và Thụy Điển sử dụng viên nhiên liệu cho cả mục đích phát điện và sưởi ấm, trong khi Áo, Pháp, Đức và Ý sử dụng chủ yếu để sưởi ấm.
Vỏ hạt cà phê
1.2.1 Lịch sử phát triển cây cà phê ở Việt nam
Cây cà phê lần đầu tiên được trồng ở Việt nam vào năm 1857 Vào đầu năm 1900, cà phê được trồng ở một số tỉnh phía Bắc như Tuyên quang, Lạng sơn và Ninh bình
Năm 1961 diện tích cà phê cả nước đạt khoảng 21,2 nghìn ha (sau 50 năm), năm 1981 diện tích khoảng 92 nghìn ha (sau 30 năm), năm 2001 diện tích cà phê cả nước đạt 473,5 nghìn ha (sau 10 năm)
Sản lượng bình quân cả giai đoạn 2006 - 2011 đạt khoảng 1.025 nghìn tấn/năm, tăng 241 nghìn tấn so bình quân giai đoạn 2000 - 2005
Hình 1.6 Sản lượng cà phê Việt nam (1995-2011) [4]
Theo Tổng cục Thống kê, sản lượng cà phê cả nước năm 2011 đạt 1,17 triệu tấn, tăng 5% so với năm 2010
Hiệp hội Cà phê - Ca cao Việt Nam VICOFA dự báo, trong niên vụ 2011/12
(kéo dài từ tháng 10/2011 đến tháng 9/2012), sản lượng cà phê của cả nước có thể đạt khoảng 18,3 triệu bao
STT Địa phương Tổng diện tích (ha)
Kiến thiết cơ bản (ha)
Bảng1.2 Diện tích - năng suất - sản lượng cà phê của các tỉnh niên vụ 2011 - 2012 [3]
1.2.2 Phân loại cây cà phê i) Cây cà phê chè
Cà phê chè là tên gọi theo tiếng Việt của loài cà phê có (tên khoa học là: coffea arabica) do loài cà phê này có lá nhỏ, cây thường để thấp giống cây chè một loài cây công nghiệp phổ biến ở Việt Nam
Hình 1.7 Cây cà phê chè Đây là loài có giá trị kinh tế nhất trong số các loài cây cà phê Cà phê chè chiếm 61% các sản phẩm cà phê toàn thế giới Brasil và Colombia là hai nước xuất khẩu chính loại cà phê này, chất lượng cà phê của họ cũng được đánh giá cao nhất
Cây cà phê arabica ưa sống ở vùng núi cao Người ta thường trồng nó ở độ cao từ 1000-1500 m Quả hình bầu dục, mỗi quả chứa hai hạt cà phê
Việt Nam là nước xuất khẩu cà phê lớn thứ hai thế giới nhưng chủ yếu là cà phê vối Năm
2005 dự kiến diện tích trồng cà phê chè mới đạt khoảng 10% tổng diện tích trồng cà phê cả nước (khoảng 40.000 trên 410.000 ha) ii) Cây cà phê vối
Cà phê vối (tên khoa học: Coffea canephora hoặc Coffea robusta) là cây quan trọng thứ hai trong các loài cà phê Khoảng 39% các sản phẩm cà phê được sản xuất từ loại cà phê này
Hình 1.8 Cây cà phê vối
Nước xuất khẩu cà phê vối lớn nhất thế giới là Việt Nam Các nước xuất khẩu quan trọng khác gồm Côte d’Ivoire, Uganda, Brasil, Ấn Độ
Cây cà phê vối có dạng cây gỗ hoặc cây bụi, chiều cao của cây trưởng thành có thể lên tới 10 m Quả cà phê có hình tròn, hạt nhỏ hơn hạt cà phê arabica
Hình 1.9 Khác biệt của hai loại hạt cà phê
Hàm lượng caffein trong hạt cà phê robusta khoảng 2-4%, trong khi ở cà phê arabica chỉ khoảng 1-2%
Cây cho hạt trong khoảng từ 20 đến 30 năm Cà phê vối ưa sống ở vùng nhiệt đới, độ cao thích hợp để trồng cây là dưới 1000 m Nhiệt độ ưa thích của cây khoảng 24-29°C, lượng mưa khoảng trên 1000 mm Cây cà phê vối cần nhiều ánh sáng mặt trời hơn so với cây cà phê chè iii) Cà phê mít
Cà phê mít hay cà phê Liberia (tên khoa học: Coffea liberica, đồng nghĩa Coffea excelsa thuộc họ Thiến thảo) là một trong 3 loại chính của họ cà phê
Hình 1.10 Cây cà phê mít
Cây cao 2-5m Thân, lá và quả đều to, khác biệt hẳn các loại cà phê khác là cà phê vối, cà phê chè Do lá to, xanh đậm nhìn xa như cây mít nên gọi là cà phê mít là vì vậy Cây chịu hạn tốt, ít cần nước tưới nên thường trồng quảng canh, tuy nhiên do năng suất kém, chất lượng không cao (Có vị chua) nên không được ưa chuộng và phát triển diện tích
Hiện nay gần 90% diện tích cà phê ở Việt Nam được trồng cà phê vối, 10% trồng cà phê chè, khoảng 1% còn lại được trồng cà phê mít (coffea excelsa)
1.2.3 Cây cà phê ở Đồng nai Đầu thế kỷ XX, một số nhà tư sản Pháp đưa cà phê vào trồng ở Biên Hòa vì nơi đây có đất đỏ bazan và khí hậu nhiệt đới nóng ẩm thích nghi với cây cà phê Từ đó cây cà phê được mở rộng diện tích từng bước, sau cây cao su
Phần lớn giống cà phê được trồng hiện nay ở Đồng Nai là nhóm giống cà phê vối (Robusta) Nhóm cà phê chè (coffeae arabica) không nhiều vì không thích hợp lắm đối với điều kiện sinh thái ở Đồng Nai Nhóm cà phê mít càng ít vì giá trị thương phẩm thấp
Cà phê Đồng Nai được trồng nhiều ở các huyện Cẩm Mỹ, Tân Phú, Thống Nhất, Xuân Lộc là những vùng có đất đỏ bazan, chủ động nước tưới nhờ các công trình hồ chứa, đập dâng hoặc các giếng khoan khai thác nước ngầm
Diện tích đất trồng cà phê hiện có 18.984 ha (số liệu tháng 9/2011): Thuận lợi cho việc hình thành các vùng chuyên canh tập trung, nhất là các huyện Cẩm Mỹ (hơn 6.400 ha), Thống nhất (hơn 3.700 ha), Định Quán (2.800 ha) và Tân Phú (hơn 2.100 ha)
Từ tháng 1 đến tháng 2, cây cà phê ở Đồng Nai bắt đầu ra hoa Đến tháng 10, người dân tiến hành thu hoạch Quả cà phê sau khi thu được đem chà dập vỏ ngoài để dễ phơi khô Sau khi phơi khô, hạt cà phê được chà vỏ lụa và quạt sạch để thu được nhân cà phê thô.
Theo Cục Thống kê Đồng Nai, năm 2012, xuất khẩu cà phê trong tỉnh ước đạt 150,5 nghìn tấn, tăng trên 55 nghìn tấn, tương đương tăng 57,6% so với năm 2011
1.2.4 Vỏ hạt cà phê i) Sơ lược về vỏ hạt cà phê
Mùa vụ thu hoạch cà phê ở nướ
Trái cà phê được thu hái trên cây và tr phẩm chính là hạt cà phê
Vỏ hạt cà phê là phụ phẩm thu đư trái cà phê tươi sẽ thu được 1.0 kg nhân và 0.6 ~ 0.8 kg v
Như vậy với sản lượng 1.17 tri
700.000 tấn ii) Thành phần hóa học
Thành phần hóa học của quả cà phê t thành phần quả cà phê tươi gồm có:
Xơ Chất béo Cafein Tanin Polyphenol Pectin
Hình 1.11 Quả cà phê và vỏ hạt cà phê ớc ta kéo dài từ tháng 12 năm cũ cho c thu hái trên cây và trải qua một số công đoạn xử lý tách h m thu được từ quá trình sơ chế cà phê Thông th c 1.0 kg nhân và 0.6 ~ 0.8 kg vỏ (với độ ng 1.17 triệu tấn (số liệu 2011) thì lượng vỏ cà phê th cà phê tương đối phức tạp, theo một số kế m có:
Thành phần So với trọng lượng khô (%) carbon 44.0 ~ 57.8
12.4 ng 1.3 Thành phần hóa học trái cà phê tươi [5] cho đến tháng 6 năm mới lý tách hạt để thu được sản cà phê Thông thường từ 4 ~ 6 kg ẩm trung bình khoảng cà phê thải ra lên đến ết quả nghiên cứu,
Thành phần chất hữu cơ trong vỏ hạt cà phê:
Bảng 1.4 Thành phần hóa học của vỏ hạt cà phê [16] iii) Tính chất vật lý
Quả cà phê tươi bao gồm các lớp: vỏ quả, vỏ thịt (vỏ nhớt), vỏ trấu và lớp vỏ lụa:
- Lớp vỏ quả là lớp vỏ ngoài, mỏng và mềm, có màu đỏ Vỏ quả cà phê chè mềm hơn vỏ quả cà phê vối và cà phê mít
Nhựa thải
1.4.1 Nhựa thải có trong chất thải rắn:
Nhựa thải chiếm khoảng 3 ~ 14% trong thành phần chất thải rắn ở nước ta, bao gồm các loại:
PE, PP, PVC, PET, PS là các loại nhựa thường được tái chế và một số lượng lớn nhựa thải, không thể tái chế được
Nhựa thải thường được thu gom và tập trung tại các bãi rác lớn, được phân loại và tách riêng những thành phần có thể tái chế, phần lớn lượng nhựa thải không thể tái chế, sẽ được xử lý bằng cách chôn lấp Nhựa thải là loại chất khó phân hủy, khi thải ra môi trường phải mất từ hàng chục năm cho tới một vài thế kỷ mới được phân hủy hoàn toàn trong tự nhiên Sự phân huỷ không hoàn toàn của nhựa thải sẽ để lại trong đất những mảnh vụn, không có điều kiện cho vi sinh vật phát triển sẽ làm cho đất chóng bạc màu, không tơi xốp Sự tồn tại của nó trong môi trường sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới đất bởi các mảnh nhựa lẫn vào đất sẽ ngăn cản ôxy đi qua đất, gây xói mòn đất, làm cho đất không giữ được nước, chất dinh dưỡng
Hình 1.16 Bãi rác thải ở Đồng nai
Nhựa thải thường được thu gom và tập trung tại các bãi rác lớn, được phân loại và tách riêng những thành phần có thể tái chế, phần lớn lượng nhựa thải không thể tái chế, sẽ được xử lý bằng cách chôn lấp Nhựa thải là loại chất khó phân hủy, khi thải ra môi trường phải mất từ hàng chục năm cho tới một vài thế kỷ mới được phân hủy hoàn toàn trong tự nhiên Sự phân huỷ không hoàn toàn của nhựa thải sẽ để lại trong đất những mảnh vụn, không có điều kiện cho vi sinh vật phát triển sẽ làm cho đất chóng bạc màu, không tơi xốp Sự tồn tại của nó trong môi trường sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới đất bởi các mảnh nhựa lẫn vào đất sẽ ngăn cản ôxy đi qua đất, gây xói mòn đất, làm cho đất không giữ được nước, chất dinh dưỡng
Bảng 1.6 Thành phần rác thải ở một số tỉnh thành
Các biện pháp hiện thời dùng để xử lý các loại nhựa thải này chủ yếu là đốt bỏ hoặc chôn lấp, làm phát sinh một số vấn đề về ô nhiễm môi trường do mùi hôi và nước rò rỉ từ bãi rác, lãng phí năng lượng, quá tải quỹ đất dành cho bãi rác Do vậy, việc xử lý nhựa thải là nhu cầu bức thiết, cần phải có giải pháp để cải thiện môi trường đồng thời cũng tận dụng được giá trị của nó
1.4.2 Các phương pháp tái chế i) Phương pháp tái chế cơ học: Đây là phương pháp thường được áp dụng để xử lý các loại nhựa thải để chuyển thành các dạng nguyên liệu thứ cấp, tái sử dụng lại Thường chỉ có bốn loại nhựa có thể được tái chế:
- Polyethylene (PE) bao gồm HDPE, LDPE, LLDPE
Theo phương pháp này, nhựa thải sau khi được thu gom từ bãi rác, được phân loại sơ bộ để thu hồi các loại có thể tái chế như: PET, PP, HDPE, LDPE, PP, PS,…
Nhựa thải tiếp tục trải qua các quá trình làm sạch, gia nhiệt, bổ sung các loại phụ gia để phục hồi và tăng cường một số tính năng của nhựa đã mất đi trong quá trình sử dụng, biến tính do các tác động nhiệt, bức xạ Giai đoạn cuối cùng là đùn ép tạo hạt, sản phẩm gọi là nhựa tái sinh
Phương pháp tái chế cơ học được sử dụng khá phổ biến tại Việt nam
Sau đây là một số sản phẩm có thể được sản xuất từ nhựa tái sinh:
- Túi rác PE và các loại túi xách
- Khung cửa sổ hay sàn nhà
- Các tấm ván dùng cho xây dựng
- Hộp đựng DVD hay CD
- Hàng rào hay đồ đạc bàn ghế ngoài vườn
- Chuồng trại hay các thùng đựng ngoài vườn
- Sợi độn trong gối hay chăn bông
- Các vật dụng dùng trong văn phòng ii) Phương pháp tái chế hóa học
Cơ sở của phương pháp tái chế hóa học là dựa trên sự phân hủy các hợp chất cao phân tử bằng nhiệt, hóa chất hoặc các chất xúc tác, để tạo ra một loạt các sản phẩm đa dạng, có thể ứng dụng làm nguyên liệu cho công nghiệp hóa chất hoặc làm nhiên liệu Tùy theo mục đích mà quá trình tái chế bằng phương pháp hóa học có thể được phân thành ba loại chính sau:
- Tái chế để thu hồi các hợp chất đơn phân tử: quá trình xử lý nhiệt, khử polymer bằng hóa chất
- Tái chế để sản xuất các hóa chất công nghiệp: quá trình khí hóa
- Tái chế để làm nhiên liệu (xăng, diesel, khí hóa lỏng): quá trình hydro hóa, xử lý nhiệt, cracking xúc tác
● Số liệu tham khảo về nhựa tái sinh
- Một tấn nhựa tái sinh tiết kiệm được 5,774 kW/h điện năng, 16.3 thùng (2,604 lít) dầu mỏ,
98 triệu Btu nhiệt năng, và 22 mét khối đất chôn lấp
- Giảm đi 80 ~ 90% năng lượng tiêu thụ khi sản xuất ra nhựa tái sinh so với sản xuất ra nhựa nguyên sinh từ dầu mỏ và gas
- Tái sinh 1 bình bằng nhựa có thể bảo tồn điện năng dùng thắp sáng cho 1 bóng đèn tròn 60 watt trong 6 giờ
- Tái sinh 5 chai nhựa PET thành sợi sẽ đủ làm ra 1 cái áo thun T-shirt
- Tái sinh 100 triệu điện thoại di động sẽ tiết kiệm năng lượng cung cấp cho 194,000 gia đình trong 1 năm
- Kinh doanh toàn cầu về nhựa tái sinh đạt doanh số 5 tỷ USD trên số lượng khoảng 12 triệu tấn
- Châu Âu thực hiện công việc tái sinh nhựa đạt 21.3% phế thải nhựa trong năm 2008, với khoảng 5.3 triệu tấn
- Nghiên cứu gần đây cho thấy nếu tái sinh hết những phế thải nhựa đã chôn lấp hoặc đốt hết thành năng lượng sẽ đạt được 7% chỉ tiêu quota của Cộng Đồng Châu Âu về ‘Giảm Khí
1.4.3 Các hướng xử lý loại nhựa thải không thể tái chế i) Đốt bỏ
- Nhanh, gọn, giải quyết tại chỗ, giảm thiểu chi phí vận chuyển
- Là phương pháp được sử dụng bắt buộc đối với nhựa thải trong ngành y tế
- Sinh ra nhiều khí độc hại: các hợp chất của Clo, SOx ,NOx , CO…
- Thành phần tro có chứa nhiều kim loại nặng, gây ô nhiễm môi trường
- Khả năng thu hồi năng lượng do quá trình đốt bỏ thấp, lãng phí phần lớn năng lượng sinh ra ii) Chôn lấp:
- Đơn giản và chi phí thấp
- Áp dụng phổ biến ở Việt nam do còn nhiều hạn chế về công nghệ thu hồi và xử lý chất thải
Chất thải rắn đô thị nói chung 11.63
Bảng 1.7 Nhiệt trị của một số thành phần có trong chất thải rắn [6]
- Tốn kinh phí dành cho việc giám sát bãi rác trong thời gian dài (20 ~ 50 năm)
- Gây ô nhiễm môi trường không khí và nguồn nước
- Quá tải bãi chứa rác thải và lãng phí quỹ đất
Hình 1.17 Bãi rác Trảng Dài sắp đóng cửa iii) Tái chế thu hồi năng lượng
Thu hồi năng lượng từ nhựa thải là một giải pháp bền vững mang nhiều lợi ích Về mặt kinh tế, nó giúp giảm chi phí quản lý chất thải và tạo ra nguồn năng lượng tái tạo Về mặt môi trường, nó góp phần giảm phát thải khí nhà kính, bảo vệ các hệ sinh thái và giảm ô nhiễm.
Một ưu điểm khác của phương pháp này là việc sử dụng công nghệ đơn giản, dể thực hiện Theo phương án này, nhựa thải được nén, ép thành khối có hình dạng nhất định và được vận chuyển đến nơi sử dụng Chúng có thể được dùng trong các lò đốt công nghiệp, nhà máy nhiệt điện để thay thế cho các loại nhiên liệu rắn truyền thống như than đá, gỗ,…
Hình 1.18 Nhiệt trị của một số loại nhiên liệu và chất thải
Thiết bị tạo viên – Máy đùn ép
1.5.1 Công nghệ đùn Đùn ép là công đoạn cuối cùng để tạo thành các sản phẩm, và là công nghệ phổ biến trong gia công chất dẻo, để sản xuất các loại sản phẩm có chiêu dài lien tục và có mặt cắt ngang như ống, màng, tấm,…
Hình 1.19 Cấu tạo đơn giản của máy đùn ép
● Chức năng của máy đùn:
- Vận chuyển nhựa rời từ máng nhập liệu đến đầu khuôn, đồng thời nén và tách khí ra khỏi khối nhựa
- Trộn và hóa dẽo để tạo khối nóng chảy đồng nhất
- Tạo áp lực đủ vượt qua trở lực đầu khuôn để nhựa được đẩy ra liên tục
● Phân loại máy đùn i) Máy đùn 1 trục vít:
- Được dùng phổ biến trong công nghiệp chế biến polymer
- Có thiết kế đơn giản, chi phí thấp, năng suất cao
Hình 1.20 Máy đùn 1 trục vít ii) Máy đùn nhiều trục vít
Loại hai trục cùng chiều:
- Hai trục đặt cạnh, quay cùng chiều với nhau
- Tốc độ quay: 200 ~ 500 vòng / phút, các loại mới có thể đạt đến 1000 ~ 1600 vòng / phút Loại hai trục ngược chiều:
- Dùng để phối trộn chủ yếu, khả năng vận chuyển tốt hơn so với loại cùng chiều
Hình 1.21 Máy đùn 2 trục vít cùng chiều
Hình 1.22 Máy đùn 2 trục vít ngược chiều
1.5.2 Cấu tạo của máy đùn ép a) Hệ thống dẫn động:
Hệ thống dẫn động cung cấp năng lượng cho trục vít, duy trì tốc độ quay ổn định theo yêu cầu Điều này rất quan trọng vì nó đảm bảo trục vít luôn quay ở mức độ mong muốn Ngoài ra, hệ thống dẫn động cũng cấp mômen xoắn cần thiết để trục vít ép thực hiện nhiệm vụ của mình.
Hệ thống dẫn động bao gồm: động cơ điện xoay chiều, bánh răng và xích truyền động b) Hộp giảm tốc:
Là bộ phận giảm tốc của động cơ, tăng moment xoắn của trục vít Hộp giảm tốc gồm các bánh răng ăn khớp với nhau và hệ thống buli truyền động từ động cơ đến hộp giảm tốc
Thông số quan trọng nhất của hộp giảm tốc là tỷ số truyền, thường trong khoảng 15:1 ~ 20:1, thấp nhất là 5:1, cao nhất là 40:1 c) Bạc đạn đỡ trục vít
Hình 1.23 Cấu tạo máy đùn một trục vít Đây là bộ phận chịu áp lực sinh ra từ trục vít, thường là bạc đạn đỡ, chặn ở đầu trục Trong quá trình vận hành, do chịu tải lớn nên bạc đạn dễ bị mài mòn, điều này dẫn đến trục vít quay không đồng tâm, cọ xát, va đập vào xy lanh gây hư hỏng bề mặt xy lanh và trục vít Do đó, cần phải thường xuyên kiểm tra và có chế độ bảo dưỡng phù hợp d) Xy lanh và cửa nạp liệu
● Xy lanh: là bộ phận bao quanh trục vít có gắn nhiều bộ gia nhiệt bên ngoài
Xy lanh của máy đùn ép thường bao gồm 2 lớp: lớp ngoài chịu lực, lớp trong chịu mài mòn và được thiết kế thuận tiện cho việc thay thế
Tùy theo phương pháp gia nhiệt, l cho cao su, thường có hai vỏ đ nhựa nhiệt dẽo, chỉ có một lớp v
● Cửa nạp liệu: là phần tiếp xúc v
Là nơi cung cấp nguyên liệu liên t f) Bộ phận tạo hình:
- Là khu vực tạo hình dáng cho s
- Bề mặt bên trong có dạng hình tr
- Đầu ra sản phẩm có tiết diện hình l g) Hệ thống gia nhiệt:
Bao gồm hệ thống các điện trở hóa dẽo thành phần nhựa có trong h
Chức năng của trục vít ép là tiếp nh định hình, nhào trộn, hóa dẽo và
- Lõi trục: thanh hình trụ hoặc hình tr
- Bề mặt ngoài của gân
● Các thông số cơ bản của trục vít ép:
- Số gân cánh: là số lượng gân cánh trong m trên trục vít trong một bước vít
- Chiều sâu: khoảng cách thẳng góc t
- Bước vít: khoảng cách giữa hai gân vít liên ti
- Góc nghiêng: tạo bởi gân cánh vít so v
- Mặt thành: bề mặt hông của cánh vít.
- Tỷ số L/D: chiều dài trục vít / đư
● Các vùng trên trục vít ép: i) Vùng nạp liệu: là vùng có sự hỗn hợp mang tính chất chuyển đ ii) Vùng nóng chảy: vật liệu ở tr sự đảo trộn rõ nét hơn Mật độ h trước iii) Vùng định lượng: vật liệu ở t, lớp ngoài có thể có một hay hai vỏ V để cung cấp tác nhân gia nhiệt Với lo p vỏ và gia nhiệt bằng điện trở p xúc với xy lanh, có tiết diện hình chữ nhậ u liên tục cho máy đùn o hình dáng cho sản phẩm ng hình trụ côn n hình lục giác đều, cạnh 12 mm gắn phía bên ngoài xy lanh, làm gia tă a có trong hỗn hợp.Trục vít ép: p nhận nguyên liệu tại cửa nhập liệu, t o và tách khí trong quá trình tải vật liệu Tr c hình trụ côn c vít ép: ng gân cánh trong một vòng trục vít hay số kho ng góc từ đáy lõi trục đến đầu cánh vít a hai gân vít liên tiếp i gân cánh vít so với mặt ngang của trục vít Góc nghiêng thi a cánh vít c vít / đường kính xylanh, thường trong khoả
Hình 1.24 Cấu tạo của trục vít đảo trộn vật liệu (đang ở trạng thái rắn) S n động khối với ma sát khô trạng thái hỗn hợp rắn và lỏng, chuyển hỗn hợp lỏng rắn tăng dần khi khối vật li trạng thái chảy nhớt
Với loại máy đùn dành i loại máy đùn dành cho ật, kích thước là 5 cm x n phía bên ngoài xy lanh, làm gia tăng nhiệt độ hỗn hợp, u, tải vật liệu đến bộ phận u Trục vít bao gồm: khoảng cách các ô trống c vít Góc nghiêng thiết kế là ảng 15 ~ 30 n) Sự chuyển động của n động của hỗn hợp có t liệu di chuyển về phía
THỰC NGHIỆM
Lựa chọn công nghệ
Mỗi năm, ngành nông nghiệp đã th nhỏ được sử dụng làm phân bón ho dụng Cùng với lượng phế phẩm nông nghi ngày càng nhiều, thành phần nh quá trình chế biến, tái sinh nhựa th hiệu quả kinh tế không cao
CHƯƠNG II THỰC NGHIỆM ã thải loại ra trên 700.000 tấn vỏ hạt cà phê, ch ng làm phân bón hoặc được tận dụng làm nhiên liệu trong các m m nông nghiệp ngày càng gia tăng, lượ n nhựa thải có trong rác thải lại chiếm tỷ a thải được thưc hiện thô sơ, thủ công, công ngh
Sơ đồ quy trình đùn ép viên nhiên liệu từ cà phê là một trong những giải pháp nhằm tái chế một lượng lớn chất thải rắn đô thị, hạn chế ô nhiễm môi trường Tuy nhiên, hiện nay, công nghệ đùn ép viên nhiên liệu từ cà phê tại Việt Nam còn lạc hậu, dẫn đến hiệu suất thấp và chất lượng thành phẩm không cao.
Trên cơ sở các đặc tính của nhựa thải và vỏ hạt cà phê, cũng như điều kiện công nghệ có sẳn, có thể thấy rằng việc sản xuất viên nhiên liệu dân từ vỏ hạt cà phê và nhựa thải bằng quá trình đùn ép là giải pháp khả thi, nhờ sử dụng công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư thấp, nguồn nguyên liệu rẻ tiền và dồi dào, sẳn có ở Việt nam, đồng thời cũng giải quyết các vấn đề môi trường phát sinh từ vỏ hạt cà phê và nhựa thải
Sản phẩm viên nhiên liệu thu được có những đặc tính như sau:
- So với vỏ hạt cà phê: sản phẩm có nhiệt trị cao hơn, khối lượng riêng lớn hơn nhiều lần nên giảm thiểu chi phí tồn trữ và vận chuyển
- So với nhựa thải: sản phẩm cháy hoàn toàn, khí thải sinh ra ít gây ô nhiễm hơn.
Quy trình tạo viên
Nguyên liệu sau khi vận chuyển đến nơi tiến hành thí nghiệm đều được trải qua giai đoan xử lý:
- Vỏ hạt cà phê: phơi nắng, kiểm tra độ ẩm ban đầu, các tính chất cơ lý cần thiết cho thực nghiệm
- Nhựa thải: tách tạp chất, phơi nắng, kiểm tra các tính chất cơ lý
Nguyên liệu được phối trộn theo các tỷ lệ xác định trước khi nạp liệu vào máy đùn, sản phẩm được cắt ngắn, làm nguội và được kiểm tra các tính chất cơ lý.
Nguyên liệu
Vỏ hạt cà phê được mua từ một cơ sở sơ chế cà phê ở huyện Cẩm mỹ, tỉnh Đồng nai
Kích thước trung bình của vỏ hạt cà phê:
+ Khối lượng từng mảnh: 4 mg (2 ~ 6 mg)
Quá trình xử lý tiếp theo là phơi nắng:
Thời gian phơi nắng Độ ẩm đạt được (%)
Bảng 2.1 Độ ẩm của các mẫu cà phê
Vỏ hạt cà phê được chứa trong bao bì kín, để ở nơi khô ráo để duy trì độ ẩm cần thiết cho các thí nghiệm kế tiếp
Hình 2.2 Mẫu lưu ở các độ ẩm khác nhau
● Nguyên liệu ban đầu chưa xử lý: Đặc tính Đơn vị đo Kết quả
Bảng 2.2 Tính chất của nguyên liệu chưa qua xử lý
● Nguyên liệu sau khi xử lý:
Kết quả đo khối lượng riêng của mẫu:
Lần đo Đơn vị đo Kết quả Lần 1 kg/m 3
Bảng 2.3 Kết quả đo khối lượng riêng của vỏ hạt cà phê
Các chỉ tiêu khác: Đặc tính Đơn vị đo Kết quả
Bảng 2.4 Tính chất của vỏ hạt cà phê
Nguồn nhựa thải được mua từ cơ sở thu gom và tái chế nhựa ở Đồng nai
Trong quy trình tái chế, nhựa thải được nghiền nhỏ tại cơ sở tái chế, bao gồm các loại bao bì, túi ni lông, cốc nhựa, ống hút và các loại rác thải nhựa sinh hoạt khác Những vật liệu này được phân loại, loại bỏ tạp chất, phơi khô trước khi trộn với vỏ hạt cà phê để tạo ra hỗn hợp mới.
Nhựa thải sau khi thu gom có kích thước đa dạng và chứa nhiều tạp chất như vải, kim loại, đất đá 25
Tiếp tục được tách một số tạp ch
Hình 2.3 Nhựa thải từ các cơ sở tái chế p chất như bằng cách thổi gió và nhặt thủ
Hình 2.4 Tạp chất có trong nhựa thải công
26 Đo kiểm một số tính chất của nhựa thải: Đặc tính Đơn vị đo Kết quả
Bảng 2.5 Các tính chất của nhựa thải
Qua phân tích DTA, xác định được một số điểm nóng chảy của nhựa thải ở mức ~ 130 o C (tương đương với nhiệt độ nóng chảy của PE) và ~ 160 o C (tương đương với nhiệt độ nóng chảy của PP) Như vậy thành phần chính của nhựa thải gồm có PE, PP và một số thành phần khác không xác định
Hình 2.5 Nhựa thải sau khi tách tạp chất
Thiết bị dành cho thực nghiệm
Máy đùn một trục vít được đặt tại Phòng thí nghiệm Bộ môn chế biến dầu khí, Khoa Kỹ thuật Hóa học, trường ĐHBK TP.HCM
Hình 2.6 Máy đùn ép sử dụng trong thực nghiệm
● Các thông số chính của máy đùn ép 1 trục vít:
+ Tốc độ quay trục vít: 85 ~ 90 vòng / phút
+ Đường kính vít ép: 50 mm 27
+ Đường kính trong của xy lanh:
+ Công suất của động cơ:
Máy đùn được trang bị hệ thống gia nhi định lượng, công suất 5 kW, nhi
Quy trình đùn ép
● Tiến hành cài đặt nhiệt độ ở các vùng:
T1: nhiệt độ vùng nạp liệu
T2: nhiệt độ vùng nóng chảy
T3: nhiệt độ vùng định lượng
Hỗn hợp vỏ hạt cà phê và nhự nhất
Khối lượng mỗi mẫu là 0.5 kg
Các tỷ lệ phối trộn như bảng sau
Vỏ hạt cà phê (% kl) Nhựa thải (% kl)
Bảng 2.7 Thành ph Để xem xét khả năng ảnh hưởng c khác cũng được tiến hành với các m nhiệt độ đùn khác nhau
Phối trộn các hỗn hợp với độ ẩm riêng bi
5 Hp ng gia nhiệt ngoài, riêng cho cả ba vùng n t 5 kW, nhiệt độ tối đa là 400 o C các vùng:
2.6 Nhiệt độ cài đặt cho máy đùn ép ựa thải được phối trộn bằng tay cho đế ng sau: t cà phê (% kl) 60 70 80 i (% kl) 40 30 20
Thành phần nguyên liệu có trong hỗn hợ ng của độ ẩm nguyên liệu đối với sản ph i các mức độ ẩm khác nhau của vỏ hạt cà phê và m riêng biệt của nguyên liệu vỏ hạt cà phê:
Hình 2.7 Phối trộn nguyên liệu ba vùng nạp liệu, nóng chảy và ến khi tương đối đồng
10 ợp n phẩm, một số thí nghiệm t cà phê và ở các mức t cà phê:
Kiểm tra độ ẩm các mẫu trước khi phối trộn:
Tên mẫu Khoảng kiểm soát
Bảng 2.8 Các mức độ ẩm khác nhau của vỏ hạt cà phê
Các mẫu được phối trộn để thử nghiệm:
Ký hiệu mẫu Thành phần vỏ cà phê (% kl) Nhiệt độ đùn
( o C) Độ ẩm vỏ cà phê (% kl)
Bảng 2.9 Mẫu phối trộn để khảo sát ảnh hưởng của độ ẩm
● Các bước thực hiện quy trình đùn:
- Kiểm tra tất cả các chi tiết của hệ thống trước khi bật nguồn chính, các công tắc điện của máy đùn
- Cài đặt các nhiệt độ của các vùng: nạp liệu, nóng chảy và định lượng
- Khi đã đạt nhiệt độ cài đặt và ổn định, bật công tắc, kiểm tra tình trạng hoạt động của động cơ
- Làm sạch máy đùn trước mỗi thí nghiệm bằng một lượng nhỏ (50 g) nhựa PS, để đẩy hết nguyên liệu còn sót lại trong thí nghiệm trước ra khỏi máy đùn
Hình 2.8 Nhựa PS tái sinh được dùng để làm sạch máy đùn
- Nhập liệu hỗn hợp vỏ hạt cà phê và nhựa thải đã được trộn đều để đùn ép tạo viên
Hình 2.9 Nạp liệu thủ công
- Tiến hành cắt sản phẩm trong khoảng chiều dài 5 ~ 10 cm khi bắt đầu xuất hiện tại khu vực định hình
- Vệ sinh máy đùn bằng một lượng nhỏ (50g) nhựa tái sinh PS, chờ 5 phút, tắt động cơ, ngắt các nguồn điện tại máy và nguồn chính
Các mẫu sản phẩm được ký hiệu theo bảng sau:
Ký hiệu mẫu Thành phần vỏ cà phê (% kl) Nhiệt độ đùn ( o C) Độ ẩm vỏ cà phê (% kl)
Bảng 2.10 Ký hiệu mẫu và điều kiện đùn ép
Ghi chú: T 1 : nhiệt độ vùng nạp liệu ( o C)
T 2 : nhiệt độ vùng nóng chảy ( o C)
T 3 : nhiệt độ vùng định lượng ( o C)
Phương pháp đo kiểm các tính chất của sản phẩm
Hình 2.10 Máy đo độ ẩm
Hình 2.11 Máy đo nhiệt trị Parr 6300 Calorimeter
Hình 2.12 Máy đo độ bền nén
Kết quả phân tích
Hình 3.1 Sản phẩm được đùn ép ở 200 o C
Các đặc điểm cảm quan của sản phẩm khác nhau do tỷ lệ phối trộn, nhiệt độ đùn và độ ẩm nguyên liệu không giống nhau Những yếu tố này ảnh hưởng đến kết cấu, màu sắc, mùi vị và đặc tính chung của sản phẩm.
- Các sản phẩm đều có màu nâu đen ở bề mặt, nhìn kỹ có thể thấy rõ sự phân bố nhự thải với vỏ hạt cà phê tương đối đều Quan sát màu sắc của tiết diện ngang của viên nhiên liệu, có thể thấy mẫu M60 vẫn còn giữ lại màu nâu đỏ của vỏ hạt cà phê, M70 thì có màu nâu đen, còn M80 thì sẩm màu hơn
- Bề mặt của M60 thô và nhám, góc cạnh ít sắc nét so với M70, M80 Mẫu M80 có nhiều vết nứt hơn, thể hiện khả năng liên kết giữa vỏ hạt cà phê và nhựa thải đã giảm, dễ bị vỡ thành mãnh nhỏ
- Khi nhiệt độ đùn tăng, màu sắc của sản phẩm trở nên tối hơn Ở nhiệt độ 250 o C, viên nhiên liệu có màu đen đồng nhất, không phân biệt được vỏ hạt cà phê và nhựa thải Bề mặt sản phẩm có nhiều vết nứt hơn khi ở nhiệt độ cao Điều này là do quá trình nhiệt phân xảy ra càng mạnh khi ở nhiệt độ cao, làm sản phẩm có màu sậm đen
Hình 3.2 Sản phẩm được đùn ép ở 220 o C
- Khi thay đổi độ ẩm nguyên liệu, có thể thấy trên bề mặt sản phẩm thô nhám hơn, tuy màu sắc ít thay đổi Độ xốp của sản phẩm thay đổi nhiều, do sự thoát ẩm trong quá trình đùn, kết quả làm tăng độ xốp của sản phẩm, giúp dễ cháy hơn
Hình 3.3 Sản phẩm được đùn từ nguyên liệu ở những độ ẩm khác nhau
Hình 3.4 Độ xốp của sản phẩm với các độ ẩm khác nhau
3.1.2 Xác định hiệu suất thu hồi của sản phẩm
Hiệu suất thu hồi của sản phẩm là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình đùn ép Chỉ số này được xác định trên cơ sở tỷ lệ khối lượng mẫu thu được trên khối lượng nguyên liệu
Trên thực tế, hiệu suất thu hồi phụ thuộc vào thành phần nhập liệu, nhiệt độ đùn ép và độ ẩm nguyên liệu
- Ở nhiệt độ cao, quá trình nhiệt phân xảy ra mạnh, khả năng gắn kết giữa hai thành phần nguyên liệu giảm Điều này cũng xảy ra khi thành phần nhập liệu với tỷ lệ vỏ hạt cà phê cao, làm cho sản phẩm dễ bị nứt gãy, tạo nhiều mãnh vỡ, giảm hiệu suất thu hồi
- Kết quả thực nghiệm cho thấy, ở nhiệt độ đùn cao (250 o C), hiệu suất thu hồi giảm đáng kể, thấp hơn khoảng 10% so với ở nhiệt độ thấp hơn (200-220 o C) Hỗn hợp nguyên liệu có tỷ lệ vỏ cà phê cao cũng xuất hiện tình trạng tương tự, hỗn hợp nguyên liệu với 80% vỏ hạt cà phê vẫn còn cho hiệu suất khoảng 80% Tăng thành phần lên 90% thì hiệu suất thu hồi giảm rất mạnh, chỉ còn ở mức 40% Số liệu thưc nghiệm được ghi nhận trong bảng sau:
Ký hiệu mẫu Hiệu suất thu hồi (% kl)
Bảng 3.1 Hiệu suất quá trình đùn
- Khi thay đổi nhiệt độ đùn ép theo chiều hướng tăng dần thì hiệu suất thu hồi sản phẩm chỉ ổn định ở thành phần vỏ cà phê từ 60 ~ 80% và giảm mạnh khi tăng thành phần vỏ cà phê đến mức 90%
Hình 3.5 Hiệu suất quá trình đùn
Hình 3.6 Hỗn hợp 90% vỏ cà phê có hiệu suất thu hồi thấp
Khi thay đổi độ ẩm nguyên liệu, hiệu suất thu hồi cũng ảnh hưởng theo hướng tích cực Độ ẩm nguyên liệu tăng, hiệu suất thu hồi sẽ tăng và duy trì khá ổn định ở khoảng độ ẩm từ 15% trở lên
Ký hiệu mẫu Hiệu suất thu hồi
Bảng 3.2 Hiệu suất thu hồi ở các mức độ ẩm khác nhau
Trên thực tế, thành phần chính của vỏ hạt cà phê chiếm tới 80% Khi tăng độ ẩm của vỏ hạt cà phê từ 10% lên 15%, hiệu suất thu hồi sẽ tăng đáng kể Hiệu suất này tiếp tục duy trì ở mức cao hơn khi độ ẩm của vỏ hạt cà phê tăng tiếp.
Hình 3.7 Hiệu suất thu hồi ở các mức độ ẩm
Nhiệt trị của viên nhiên liệu xác định khả năng ẩn chứa năng lượng trên một đơn vị khối lượng Nhiệt trị càng lớn thì giá thành của nhiên liệu càng cao, giảm thiểu nhu cầu tồn chứa
Nhiệt trị của sản phẩm viên nén được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 200:1995, qua quá trình đốt cháy trong bom nhiệt lượng kế
Theo các kết quả đo, nhiệt trị của nhựa thải cao gần gấp đôi vỏ hạt cà phê, nên thành phần sản phẩm có chứa nhiều nhựa thải thì sẽ có nhiệt trị cao
Ký hiệu mẫu Nhiệt trị (cal/g) Nhiệt trị
Nhiệt trị tính toán (Mj/kg)
Bảng 3.3 Nhiệt trị của sản phẩm
Nhiệt trị ước tính của sản phẩm được xác định theo công thức:
Nhiệt trị = % vỏ cà phê x 16.2 [Mj/kg] + % nhựa thải x 29.11 [Mj/kg]
Một yếu tố khác cũng ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả nhiệt trị của sản phẩm, đó là mức độ nhiệt phân của hỗn hợp nguyên liệu Trong điều kiện đùn ép với nhiệt độ, áp suất cao, ma sát lớn giữa hỗn hợp nguyên liệu với các chi tiết bê trong máy đùn Hỗn hợp vỏ hạt cà phê và nhựa thải sẽ dễ dàng bị nhiệt phân để tạo thành than (có nhiệt trị cao hơn so với hỗn hợp nguyên liệu) Kết quả thực nghiệm đều cho giá trị cao hơn so với tính toán
Mức độ nguyên liệu bị nhiệt phân phụ thuộc vào hai yếu tố: nhiệt độ đùn ép và thời gian lưu của hỗn hợp nguyên liệu trong máy Mức độ nhiệt phân của hỗn hợp nguyên liệu có thể thấy rõ qua màu sắc cảm quan của sản phẩm Kết quả thực nghiệm cho thấy, với hỗn hợp có tỷ lệ vỏ hạt cà phê cao, màu sắc sản phẩm sậm, đen hơn, do mức độ nhiệt phân cao hơn so với sản phẩm có tỷ lệ vỏ hạt cà phê thấp
Xem xét quá trình cháy của sản phẩm và thành phần khí thải
3.2.1 Quá trình cháy của sản phẩm Để đánh giá quá trình cháy và khả năng tác động đến môi trường, mẫu sản phẩm M80 được đem đốt và lượng khí thải sinh ra trong quá trình cháy CO, NOx ,SOx được kiểm tra Quá trình đốt thử viên nhiên liệu được thực hiện trong lò đốt tự chế, đặt tại Phòng thí nghiệm Bộ môn chế biến dầu khí, Khoa Kỹ thuật Hóa học, trường ĐHBK TP.HCM
Hình 3.16 Lò đốt tự tạo
- Đường kính bên ngoài: 22 cm
- Đường kính bên trong: 18 cm
- Chiều cao lò đốt: 16 cm
- Chiều cao ống khói: 80 cm
- Nhiên liệu đốt lò được giữ trên ghi lò bằng lưới thép Bên dưới có cửa cấp khí
Hình 3.17 Thử nghiệm đốt sản phẩm
Nhìn chung sản phẩm dễ mồi lửa, khi cháy ngọn lửa có màu sáng Quá trình cháy hoàn toàn, khói sinh ra có màu trắng nhạt, tro sinh ra với khối lượng không đáng kể Đây cũng là ưu điểm so với đốt trực tiếp nhựa thải
Hàm lượng các chất khí có trong thành phần khí thải được kiểm tra bởi Viện Môi trường – Tài nguyên, ĐHQG Tp.HCM
Phương pháp đo: Testo 350-XL
Hình 3.18 Máy đo khí thải
Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả đo
Bảng 3.7 Kết quả đo hàm lượng khí thải
So sánh với Quy chuẩn khí thải trong công nghiệp
Theo Quy chuẩn khí thải QCVN 19: 2009/BTNMT, các doanh nghiệp cần kiểm soát nồng độ bụi và các chất vô cơ phát thải từ hoạt động công nghiệp trong giới hạn cho phép để bảo vệ chất lượng không khí, đảm bảo sức khỏe cộng đồng và môi trường.
● Xem xét tính ứng dụng viên nhiên liệu sản xuất từ vỏ hạt cà phê và nhựa thải để làm nhiên liệu cho lò đốt của một số nhà máy chế biến nông sản quy mô vừa và nhỏ tại tỉnh Đồng nai
Nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp được tính theo công thức sau:
- C là nồng độ của bụi và các chất vô cơ được xác định theo bảng sau:
Nitơ oxit, NOx (tính theo NO2) 850
Bảng 3.8 Nồng độ bụi và các chất vô cơ theo QCVN 19: 2009
- Kp là hệ số lưu lượng nguồn thải, tùy thuộc vào lưu lượng nguồn thải P Đối với các nhà máy chế biến vừa và nhỏ trên địa bàn tỉnh Đồng nai: lưu lượng nguồn thải P
- Kv là hệ số vùng, khu vực áp dụng cho địa phương có nhà máy chế biến: loại 2 (Nội thành, nội thị đô thị loại II, III, IV (1) ; vùng ngoại thành đô thị loại đặc biệt, đô thị loại I có khoảng cách đến ranh giới nội thành lớn hơn hoặc bằng 02 km; cơ sở sản xuất công nghiệp, chế biến, kinh doanh, dịch vụ và các hoạt động công nghiệp khác có khoảng cách đến ranh giới các khu vực này dưới 02 km)
Nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp Cmax được xác định theo bảng sau:
Thông số Nồng độ tối đa C max
Nitơ oxit, NOx (tính theo NO2) 680
Bảng 3.9 Nồng độ tối đa cho phép
Kết quả về thành phần khí thải cho thấy, hàm lượng NOx đạt tiêu chuẩn cho phép, SO2 hầu như không có, duy chỉ có CO khá cao, vượt mức cho phép Đây cũng là mặt hạn chế sản phẩm, một phần nguyên nhân từ lò đốt được làm thủ công, chưa thể đạt các yêu cầu dành cho thử nghiệm khí thải công nghiệp
Tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm
Giá nguyên liệu biến động đáng kể, đặc biệt là phụ phẩm nông nghiệp Khảo sát các cơ sở chế biến cà phê ở Đồng Nai (Cẩm Mỹ, Thống Nhất, Xuân Lộc), Bình Phước (Lộc Ninh), Lâm Đồng (Bảo Lộc) cho thấy giá vỏ cà phê rất rẻ trong thời gian thu hoạch (12 đến 5), chỉ khoảng 150 đồng/kg, thậm chí nhiều nhà vườn cho không Ngoài thời gian này, giá vỏ cà phê dao động trong khoảng 400 ~ 700 đồng/kg, kéo dài khoảng 2-3 tháng sau khi thu hoạch Để tính toán, giá thành vỏ hạt cà phê là 350 đồng/kg.
Nhựa thải thu mua từ các cơ sở phân loại nhựa để tái chế, từ phần cuối cùng của công đoạn phân loại Giá thành nhựa thải là 1200 đồng/kg iii) Hệ thống thiết bị [6]
● Thiết bị chính là máy đùn ép, năng suất 500 kg/h, công suất động cơ và thiết bị gia nhiệt (khoảng 50HP) Giá thành khoảng 650 triệu đồng
● Các thiết bị phụ trợ:
+ Thiết bị nghiền xay nhựa thải
+ Hệ thống thiết bị sấy
+ Thiết bị trộn nguyên liệu
+ Thiết bị cắt sản phẩm
+ Hệ thống thiết bị cấp nhiệt cho quy trình
Tổng giá thành thiết bị phụ trợ khoảng 700 triệu đồng
● Hệ thống nhà xưởng, kho bãi: ước tính 1000 m 2 , trong đó có 300 m 2 nhà xưởng (trị giá 300 triệu đồng)
● Ước tính chi phí sản xuất 500 kg/h (tính cho 1 giờ sản xuất):
STT Hạng mục Đơn giá Chi phí cho 1 giờ SX (đồng) Ghi chú
3 Điện, nước 2074 72590 Giá điện cho SX
4 Nhân công 20833 62500 Lương 5 tr/tháng
5 Khấu hao nhà xưởng 10000 Khấu hao trong 10 năm
7 Vận chuyển 100000 200 ngàn đồng / tấn
8 Thuê đất 10000 Giá thuê 5 tr/tháng
Bảng 3.10 Ước tính chi phí sản xuất
● Với hiệu suất thu hồi 80%, xác định chi phí sản xuất đơn vị là: 1773 đồng / kg
● Với giá than cám (11/2012) là 2600 ~ 3200 đồng/kg tại địa bàn Đồng nai, giá thành của viên nhiên liệu sản xuất từ vỏ hạt cà phê khá cạnh tranh.