NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG THIẾT BỊ ĐỂ CƠ GIỚI HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT MUỐI PHƠI NƯỚC TẬP TRUNG

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP & CNSTH 54/102 Trường Chinh - Đống Đa - Hà Nội Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÔNG N

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP & CNSTH

54/102 Trường Chinh - Đống Đa - Hà Nội

Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG THIẾT BỊ ĐỂ CƠ GIỚI HÓA QUÁ TRÌNH SẢN

XUẤT MUỐI PHƠI NƯỚC TẬP TRUNG

Bản quyền 2005 thuộc Viện Cơ điện Nông nghiệp & công nghệ sau thu hoạch

Đơn xin sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Viện trưởng Viện Cơ điện nông nghiêp & công nghệ sau thu hoạch trừ trường hợp sử dụng với mục đích nghiên cứu

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

Viện Cơ điện NN& công nghệ sau thu hoạch

Số 54/102 Trường Chinh - Đống Đa - Hà Nội

Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài:

NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG THIẾT BỊ ĐỂ CƠ GIỚI HÓA QUÁ TRÌNH SẢN

XUẤT MUỐI PHƠI NƯỚC TẬP TRUNG

Mã số: KC 07 - 21

KS Nguyễn Tấn Anh Dũng

Thuộc chương trình khoa học và công nghệ trọng điểm cấp nhà nước:

Khoa học và công nghệ phục vụ công nghiệp hóa hiện đại hóa

nông nghiệp và nông thôn

Mã số KC 07

Hà nội - 2005 Bản thảo viết xong tháng 10/2005 Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài

cấp nhà nước, mã số: KC 07 - 21

DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN CHÍNH

vị, chức danh

Nhiệm vụ thực hiện

Đơn vị công tác

1 Nguyễn Tấn Anh

Dũng

Kỹ sư - Trưởng phòng Tự động hóa; Chủ nhiệm

đề tài KC.07-21

Chịu trách nhiệm về tiến

độ, nội dung thực hiện đề tài Tham gia thực hiện các

đề tài 21-1; KC.07- 21-2; KC.07- 21-3 và xây dựng mô hình

KC.07-Viện Cơ điện nông nghiệp

và công nghệ sau thu hoạch

2 Nguyễn Mạnh Sơn

Tiến sĩ, Trưởng phòng muối chủ nhiệm đề tài nhánh

KC 07-21-1

Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất muối phơi nước tập trung theo hướng cơ giới hóa và tự động hóa

Cục chế biến Nông lâm sản và nghề muối – Bộ Nông nghiệp

và phát triển nông thôn

3 Trần Hồng Thao

Thạc sĩ, nghiên cứu viên chính, chủ nhiệm đề tài nhánh KC

Nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động cấp nước biển

Viện Cơ điện nông nghiệp

và công nghệ sau thu

07-21-2 và chế chạt hoạch

4 Lê Sỹ Hùng

Tiến sĩ, nghiên cứu viên chính, chủ nhiệm đề tài nhánh KC 07-21-3

Nghiên cứu thiết

kế chế tạo hệ thống máy thu hoạch muối quy

mô thích hợp với công nghệ sản xuất muối phơi nước tập trung tại Việt Nam

Viện Cơ điện nông nghiệp

và công nghệ sau thu hoạch

5 NguyễnNăngNhượng

Tiến sĩ, nghiên cứu viên chính, chủ nhiệm đề tài nhánh KC 07-21-4

Nghiên cứu thiết

kế chế tạo hệ thống làm sạch muối sau thu hoạch

Viện Cơ điện nông nghiệp

và công nghệ sau thu hoạch

Cử nhân, Giám đốc Xí nghiệp muối Tri Hải – Ninh Thuận, chủ trì ứng dụng kết qủa nghiên cứu vào sản xuất

Chỉ đạo thí nghiệm, thực nghiệm xây dựng mô hình ứng dụng hệ thống thiết bị vào sản xuất tại

xí nghiệp

Công Ty muối Ninh Thuận – Tỉnh Ninh Thuận

7 Phan Văn Hoàng

Cử nhân, phó giám đốc Xí nghiệp muối Cà

Ná – Ninh Thuận, chủ trì thực nghiệm công nghệ bừa đảo muối

Chỉ đạo thực hiện công nghệ bừa đảo muối trong sản xuất muối chất lượng cao tại

Cà Ná

Công Ty muối Ninh Thuận – Tỉnh Ninh Thuận

8 Trần Văn Triệu

Kỹ sư, phó giám đốc Trung tâm tư vấn, đầu

tư Cơ điện nông nghiệp

Chỉ đạo thực hiện thiết kế chế tạo hệ thống làm sạch muối sau thu hoạch

Viện Cơ điện nông nghiệp

và công nghệ sau thu hoạch

Các cơ quan phối hợp thực hiện:

1 Cục chế biến Nông lâm sản và nghề muối - Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn

2 Công Ty muối Ninh Thuận - Sở nông nghiệp và phát triển nông thôn - Ninh Thuận

BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT

A - Chiều rộng biến dạng của lớp muối trên bề mặt

ASEAN - Hiệp hội các nước Đông Nam Á

a - Chiều dày lớp muối

atc - Khoảng cách giữa các tấm cào của máy thu muối

ax - Bước xích chuyển tải

B - Chiều rộng tấm cào máy thu muối

Bmg - Chiều rộng của máng cào muối lên máy thu muối

0Be’ - Nồng độ mặn của nước biển đo theo độ Baume (Bô me)

Cx - Hệ số cô đặc nước biển

CXM.2,0 - Cày xới muối rộng 2 mét

Da -130N KYOTO - Thiết bị đo nồng độ mặn xách tay - Nhật Bản

D - Đường kính tang trống dẫn động băng tải vận chuyển muối

d - Đường kính trong cánh vít máy rửa muối sau thu hoạch

Delphi 7 - Chương trình máy tính dùng trong viết giao diện điều khiển

Dxích - Đường kính đĩa xích bị động

E - Lượng bốc hơi nước có hiệu

f - Hệ số ma sát giữa thép với thép

Fbh - Diện tích khu bốc hơi trong phơi nước biển chế chạt

Fm - Diện tích khu kết tinh muối

Ftc - Diện tích khu kết tinh thạch cao

gm - Khối lượng muối thu được /1m3 nước biển nồng độ X0Be’

gtc - Khối lượng thạch cao thu được/1m3 nước biển nồng độ X0Be’

h - Chiều cao tấm cào thu muối

hmg - Chiều cao máng thu muối của máy thu gom muối THM -2,0

I - Dòng điện định mức

K - Tổng chi phí cho máy thu gom muối

Kkh - Chi phí khấu hao máy thu gom muối

Knc - Chi phí nhân công phục vụ máy thu gom muối

Knl - Chi phí nhiên liệu máy thu gom muối

Ksc - Chi phí sửa chữa máy thu gom muối

L - Chiều dài vít tải gom muối

M - Mô men xoắn

MC51 - Chương trình máy tính dùng trong viết chương trình hoạt động của

PNTT - Phơi nước tập trung

PNPT - Phơi nước phân tán

Ptc - Sản lượng thạch cao

Q - Năng suất máy rửa muối sau thu hoạch

QuatestI; QuatestIII - Trung tâm đo lường kiểm địng Quốc gia, Trung tâm

kiểm định chất lượng sản phẩm I; III

RTM.30 - Hệ thống rửa muối 30 tấn/h

RxD - Bộ thu dữ liệu trên vi điều khiển

s - Bước vít máy rửa muôi

S1;2 - Lực căng xích bị động máy thu gom muối

t - Bước vít máy thu gom muối

THM.2,0 - Liên hợp thu gom muối bề rộng 2mét

TxD - Bộ phát dữ liệu trên vi điều khiển

Un- Điện áp định mức

∝ - Góc nghiêng mũi nêm cày xới muối CXM -2,0

ρ - Góc nội ma sát của muối (muối - muối)

Φ - Góc ma sát giữa muối và thép

ψ - Hệ số điền đầy băng cào muối

β - Góc nghiêng làm việc của xích tải muối

γ - Khối lượng riêng của muối

Mục Lục Trang

Phần một

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương I Tống quan tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước

I TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI

NƯỚC

10

1.1 Sản xuất muối từ các mỏ muối 10 1.2 Sản xuất muối từ nguồn nước mặn 10

1.3 Sản xuất muối từ nước biển 11

1.5 So sánh sản xuất muối trên thế giới ASEAN Và

2.2 Sản xuất muối từ nước biển theo phương pháp

phơi nước phân tán

18

2.3 Sản xuất muối từ nước biển theo phương pháp

phơi nước tập trung

20

Chương II Nội dung và phương pháp nghiên cứu

2.1 Lựa chọn đối tượng và nội dung nghiên cứu 25

2.2 Tính mới của các kết quả nghiên cứu 26

2.3 Phương pháp nghiên cứu và các kỹ thuật đã sử

dụng

27

Phần hai NHỮNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ĐÃ THỰC

HIỆN

Chương I

Điều tra nghiên cứu điều kiện tự nhiên, hiện trạng và dự báo

tiềm năng của sản xuất muối phơi nước tập trung Việt

Nam

33

1.1 Nghiên cứu thống kê, tập hợp phân tích các số liệu

khí tượng thủy văn

33

1.2 Điều tra sản xuất muối phơi nước tập trung của các

tỉnh Khánh Hòa, Ninh Thuận và Bình Thuận; xây

dựng dự báo tiềm năng xu thế phát triển sản xuất

muối phơi nước tập trung trong gia đoạn 2003 ÷ 2010

(2020)

37

1.3 Nhận xét và kiến nghị 59

Chương II Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất muối phơi nước tập

trung theo hướng cơ giới hóa và tự động hóa

2.1 Hoàn thiện công nghệ sản xuất muối phơi nước tập

trung theo hướng cơ giới hóa và tự động hóa

60

2.2 Một số kết quả bước đầu trong thực nghiệm công

nghệ bừa muối trong quá trình kết tinh

71

2.3 Nghiên cứu đề suất một số giải pháp loại bỏ tạp chất

tan và không tan trong quá trình chế chạt

75

2.4 Nhận xét và kiến nghị 76

Chương III Nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động cấp nước biển và chế

khiển cấp nước biển và chế chạt

3.5 Lập trình phần mềm điều khiển cơ cấu thừa hành quá

trình cấp nước biển và kiểm tra khu vực kết tinh

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống máy thu hoạch quy mô

thích hợp với công nghệ sản xuất muối phơi nước tập

trung tại Việt Nam

4.1 Công nghệ và hệ thống thiết bị thu hoạch muối phơi

nước biển trên thế giới và Việt Nam

134

4.2 Lựa chọn mẫu máy liên hợp thu hoạch muối và khảo

nghiệm trong điều kiện sản xuất Việt Nam

139

4.3 Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm hệ

thống thu hoạch muối nhiều công đoạn

5.1 Phương pháp làm sạch muối sau thu hoạch 178

5.2 Lựa chọn thiết bị rửa muối sau thu hoạch 183

5.3 Tính toán thiết kế vít tải rửa muối sau thu hoạch 190

5.4 Khảo nghiệm hệ thống làm sạch muối sau thu hoạch 201

5.5 Nhận xét và kiến nghị 224

Chương VI Kết quả xây dựng mô hình sản xuất muối phơi nước tập trung

với hệ thống thiết bị cơ giới hóa và tự động hóa

6.1 Điều tra khảo sát lựa chọn địa điểm xây dựng mô

hình

226

1.2 Điều tra sản xuất muối phơi nước tập trung của các tỉnh Khánh

Hòa, Ninh Thuận và Bình Thuận; xây dựng dự báo tiềm năng

xu thế phát triển sản xuất muối phơi nước tập trung trong gia

đoạn 2003 ÷ 2010 (2020)

37

1.3 Nhận xét và kiến nghị 59

Chương II

Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất muối phơi nước tập trung theo

hướng cơ giới hóa và tự động hóa

2.1 Hoàn thiện công nghệ sản xuất muối phơi nước tập trung theo

hướng cơ giới hóa và tự động hóa

60

2.2 Một số kết quả bước đầu trong thực nghiệm công nghệ bừa

muối trong quá trình kết tinh

71

2.3 Nghiên cứu đề suất một số giải pháp loại bỏ tạp chất tan và 75

6.2 Hệ thống thiết bị cơ giới hóa và tự động hóa sản xuất

muối phơi nước tập trung

231

6.3 Lắp đạt vận hành mô hình ứng dụng hệ thống thiết bị

cơ giới hóa sản xuất muối phơi nước tập trung tại Xí

nghiệp muối Tri Hải - Công ty muối Ninh Thuận -

tỉnh Ninh Thuận

239

6.4 Hiệu quả kinh tế xã hội của mô hình ứng dụng hệ

thống thiết bị cơ giới hóa trong sản xuất muối phơi

nước tập trung tại xí nghiệp muối Tri Hải - Ninh

2.4 Nhận xét và kiến nghị 76

Chương III Nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động cấp nước biển và chế chạt

3.1 Cấp nước biển cho sản xuất muối phơi nước tập trung 80

3.2 Hệ thống kiểm tra và điều khiển quá trình phơi nước (chế chạt)

và kết tinh muối

84

3.3 Tính toán thiết kế hệ điều khiển tự động cấp nước biển 86

3.4 Thiết kế chế tạo thiết bị phần cứng hệ thống điều khiển cấp

nước biển và chế chạt

94

3.5 Lập trình phần mềm điều khiển cơ cấu thừa hành quá trình cấp

nước biển và kiểm tra khu vực kết tinh muối

115

3.6 Lắp đặt, vận hành hệ thống tự động cấp nước biển, kiểm tra

điều khiển quá trình chế chạt

128

Chương IV

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống máy thu hoạch quy mô thích hợp

với công nghệ sản xuất muối phơi nước tập trung tại Việt Nam

4.1 Công nghệ và hệ thống thiết bị thu hoạch muối phơi nước biển

trên thế giới và Việt Nam

134

4.2 Lựa chọn mẫu máy liên hợp thu hoạch muối và khảo nghiệm

trong điều kiện sản xuất Việt Nam

139

4.3 Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm hệ thống thu

hoạch muối nhiều công đoạn

150

4.4 Nhận xét và đề nghị 176

Chương V Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống làm sạch muối sau thu hoạch

5.1 Phương pháp làm sạch muối sau thu hoạch 178

5.2 Lựa chọn thiết bị rửa muối sau thu hoạch 183

5.3 Tính toán thiết kế vít tải rửa muối sau thu hoạch 190

5.4 Khảo nghiệm hệ thống làm sạch muối sau thu hoạch 201

5.5 Nhận xét và kiến nghị 224

Chương VI Kết quả xây dựng mô hình sản xuất muối phơi nước tập trung với hệ

thống thiết bị cơ giới hóa và tự động hóa

6.1 Điều tra khảo sát lựa chọn địa điểm xây dựng mô hình 226

6.2 Hệ thống thiết bị cơ giới hóa và tự động hóa sản xuất muối phơi

nước tập trung

231

6.3 Lắp đạt vận hành mô hình ứng dụng hệ thống thiết bị cơ giới

hóa sản xuất muối phơi nước tập trung tại Xí nghiệp muối Tri

Hải - Công ty muối Ninh Thuận - tỉnh Ninh Thuận

239

6.4 Hiệu quả kinh tế xã hội của mô hình ứng dụng hệ thống thiết bị

cơ giới hóa trong sản xuất muối phơi nước tập trung tại xí

nghiệp muối Tri Hải - Ninh Thuận

BÀI TÓM TẮT

Đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị để

cơ giới hóa quá trình sản xuất muối phơi nước tập trung” Mã số KC 07 –21 thuộc chương trình khoa học và công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước “Khoa học và công nghệ phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp và nông thôn” Mã số KC 07

Mục tiêu của đề tài:

Xác định được quy trình công nghệ và thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị sản xuất muối phơi nước tập trung, nhằm nâng cao năng suất, chất lượng, giảm cường độ lao động cho người sản xuất, giá thành thiết bị được người sản xuất chấp nhận

Để đạt được mục tiêu trên đề tài có nhiệm vụ thực hiện các phần việc cụ thể sau:

- Nghiên cứu xây dựng và thực nghiệm quy trình công nghệ sản xuất muối phơi nước tập trung theo hướng cơ giới hóa và tự động hóa nâng cao năng suất và chất lượng muối

- Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống tự động quá trình cấp nước biển, kiểm tra mức nước và nồng độ muối trong khu vực chế chạt, kết tinh nhằm nâng cao năng suất lao động, chất lượng muối, giảm thiểu ảnh hưởng của thời tiết trong sản xuất muối phơi nước tập trung

- Nghiên cứu lựa chọn mẫu, thiết kế chế tạo trong nước hệ thống thiết bị thu hoạch và làm sạch muối sau thu hoạch

- Xây dựng mô hình sản xuất muối phơi nước tập trung có ứng dụng hệ thống thiết bị

cơ giới hóa và tự động hóa

Các kết quả đạt được

1 Điều tra khảo sát phân tích các số liệu khí tượng thủy văn và hiện trạng tình hình sản xuất muối phơi nước tập trung trong nước để xây dựng định hướng xu thế phát triển sản xuất muối phơi nước tập trung của Việt Nam giai đoạn 2005 ÷ 2010 (2020) Xây dựng và thực nghiệm quy trình sản xuất muối phơi nước tập trung gắn với hệ thống thiết bị cơ giới hóa và tự động hóa

2 Đã nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống tự động cấp nước biển với các thông số nồng độ mặn và mực nước thủy triều nhằm nâng cao chất lượng cung cấp nước biển, giảm chi phí điện năng Hệ thống kiểm tra nồng độ mặn quá trình chế chạt và kết tinh muối bán tự động Kyoto với phần mềm chuyên dụng cho phép kiểm tra lưu giữ và các lệnh

điều khiển chính xác nhanh chóng nồng độ mặn của các ô bay hơi và kết tinh nâng cao chất lượng muối sản xuất

3 Đã nghiên cứu lựa chọn mẫu, thiết kế chế tạo trong nước hệ thống thu hoạch muối nhiều công đoạn bao gồm: Cày xới muối CXM –2,0 và liên hợp thu hoạch muối THM 2,0 Hệ thống thiết bị đã được thử nghiệm trong sản xuất nâng cao năng suất và chất lượng, giảm nhẹ cường độ lao động trong khâu thu hoạch muối

4 Đã nghiên cứu thiết kế và chế tạo trong nước hệ thống rửa muối sau thu hoạch Hệ thống thiết bị đã được lắp đặt, vận hành trong mô hình để nâng cao chất lượng, phẩm cấp muối thô sau thu hoạch, loại bỏ phần lớn các tạp chất tan và không tan không mong muốn trong muối thô sau thu hoạch

5 Đã xây dựng mô hình sản xuất muối phơi nước tập trung với hệ thống thiết

bị cơ giới hóa các khâu: Cấp nước biển, Kiểm tra điều khiển chế chạt; Chăm sóc, thu hoạch và làm sạch muối sau thu hoạch tại Xí nghiệp sản xuất muối Tri Hải – Công Ty muối Ninh Thuận Mô hình đã đạt được mục tiêu: Nâng cao năng suất, chất lượng, giảm cường độ lao động cho người sản xuất và có hiệu quả kinh tế

Việt Nam có hơn 3000km bờ biển, nằm trên vùng nhiệt đới gió mùa với lượng bức

xạ mặt trời phong phú, nhất là các tỉnh miền Trung và Nam bộ Ở Trung trung bộ Số ngày nắng trong năm lên đến 300 ngày, tổng lượng bức xạ mặt trời có thời điểm đo được gần 30w/m2, ở những tháng cao điểm tổng số giờ nắng đạt trên 270h/tháng Với khí hậu thời tiết ít mưa nhiều nắng lượng mưa bình quân có nơi dưới 700mm/năm/ Lượng bốc hơi nước cao hơn 1800mm/năm Chỉ số khô hạn 2,6 nên rất thuận lợi cho sản xuất muối từ nước biển

Nước ta có 20 tỉnh sản xuất muối từ nước biển trải dài theo ven biển từ Bắc đến Nam

ở 127 xã thuộc 44 huyện Số lao động làm muối khoảng 90.000 lao động Tổng diện tích sản xuất muối cho đến năm 2004 là 12.094ha sản lượng muối bình quân toàn quốc trong 4 năm từ 2001 đến 2004 đạt 859.578tấn Năm 2001 có sản lượng thấp nhất: 583.271tấn và cao nhất là năm 2002: 1.043.187Tấn

Mặc dù nằm trong khu vực có điều kiện khí hậu địa lý, khí hậu thuận lợi cho việc sản xuất muối từ nước biển, nhưng sản lượng sản xuất trung bình của nước ta trên đầu người còn thấp xa so với lượng muối sản xuất trung bình trên đầu người của thế giới Hàm lượng NaCl thường thấp, tạp chất tan và không tan trong muối lớn Do đó, chưa đáp ứng được yêu cầu chất lượng muối của ngành hóa chất và công nghiệp thực phẩm

Ở Việt Nam sản xuất muối phần lớn theo phương pháp thủ công, lao động nặng nhọc, năng suất và chất lượng thấp

Diêm dân sản xuất muối theo kiểu phân tán, các xí nghiệp sản xuất muối công nghiệp qui mô còn nhỏ và mức độ cơ giới hóa rất thấp

Hiện ở nước ta có công nghệ PHABA [Sử dụng công nghệ PHABA cho sản xuất muối công nghiệp chất lượng cao - PGS.TS Phan Tam Đồng] sản xuất muối biển được sử

dụng để sản xuất muối, thạch cao và nước ót

Trên cơ sở phương pháp công nghệ đó, có thể căn cứ vào các điều kiện thời tiết, thủy văn, địa chất và các điều kiện kinh tế xã hội, lựa chọn các khu vực thích hợp để cơ giới hóa

và tự động hóa dây chuyền sản xuất muối

Điều đó sẽ giải quyết được chất lượng muối đạt tiêu chuẩn cho sản xuất công nghiệp, nâng cao năng suất và giảm nhẹ sức lao động, tăng thu nhập cho người lao động Đề tài

“nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị để cơ giới hóa quá trình sản xuất muối phơi nước tập trung” là cần thiết để giải quyết những vấn đề tồn tại trên

Trên cơ sở mục tiêu đặt ra, đề tài đã triển khai thành bốn đề tài nhánh và một nhiệm

vụ xây dựng mô hình, thực hiện trong thời gian 30 tháng

Đề tài nhánh KC 07 -21-1: Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất muối phơi nước

tập trung theo hướng cơ giới hóa và tự động hóa

Thời gian thực hiện từ tháng 1/2003 đến tháng 12/2004

Đề tài nhánh KC 07 -21-2: Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống tự động cấp nước biển

và chế chạt

Thời gian thực hiện: Từ tháng 1/2003 đến tháng 12/2004

Đề tài nhánh KC 07 -21- 3: Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống máy thu hoạch muối

quy mô thích hợp với công nghệ sản xuất muối phơi nước tập trung tại Việt Nam Thời gian thực hiện: Từ tháng 1/2003 đến tháng 12/2004

Đề tài nhánh KC 07 -21- 4: Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống làm sạch muối sau thu

hoạch

Thời gian thực hiện: Từ tháng 1/2003 đến tháng 12/2004

Xây dựng mô hình: Xây dựng mô hình ứng dụng hệ thống thiết bị cơ giới hóa và tự

động hóa sản xuất muối phơi nước tập trung

Thời gian thực hiện : Từ tháng 1/2005 đến tháng 6/2005

Đề tài thực hiện với tổng kinh phí: 3.869 triệu đồng, trong đó:

Nguồn ngân sách nhà nước: 2.300 triệu đồng

Nguồn vốn tự có: 60 triệu đồng

Nguồn vốn khác: 1.509 triệu đồng

Bao gồm:

* Thuê khoán chuyên môn: 801 triệu đồng, tỷ lệ: 20,7%

* Nguyên vật liệu năng lượng: 862,15 triệu đồng, tỷ lệ: 22,3%

* Thiết bị máy móc chuyên dùng: 806,85 triệu đông, tỷ lệ: 20,85%

* Xây dựng sửa chữa nhỏ: 1.070 triệu đồng, tỷ lệ: 27,65%

* Chi khác: 329 triệu đồng, tỷ lệ: 8,5%

PHẦN MỘT

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH, NỘI DUNG VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương I Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước

I TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC

Muối Natri clorua (NaCl) trên thế giới được sản xuất từ mỏ muối, các nguồn nước mặn, nước biển

1.1 sản xuất muối từ các mỏ muối : sản lượng muối mỏ trên thế giới đạt trên 100 triệu tấn/năm, chiếm 50% tổng sản lượng muối/năm [Đề án công nghiệp hóa ngành muối - Tổng công ty muối]

Muối mỏ có hàm lượng NaCl cao và các tạp chất tan và không tan như thạch cao CaS04.2H20 ; Manhê (Mg) và hàm ẩm (H20) biến đổi theo từng mỏ

Việc khai thác muối mỏ lộ thiên được thực hiện bằng các thiết bị khai thác khoáng sản đồng bộ như các máy xúc, ủi, khoan phá, guồng cắt vận chuyển muối Các mỏ sâu dưới đất được khai thác theo phương pháp ngâm chiết

1.2 Sản xuất muối từ nguồn nước mặn [ Dự án công nghiệp ngành muối - Tổng công

ty muối]

Ở các giếng sâu, hồ nước mặn trên thế giới chiếm 25% tổng sản lượng muối hàng năm: khoảng 50 triệu tấn Phương pháp và công nghệ sản xuất rất đa dạng: chưng cất tách nước; Thẩm thấu hồi lưu; Kết tinh muối dưới áp suất thấp nhiệt độ cao; Phương pháp hóa lý và phương pháp phơi nước sử dụng bức xạ mặt trời

Hình 1.1 Dây chuyền sản xuất muối theo phương pháp màng lọc thẩm thấu

Sơ đồ vận hành hệ thống thiết bị sản xuất muối và nước khoáng từ nguồn nước mặn sâu trên 1000m ven biển với phương pháp lọc thẩm thấu hồi lưu tách nước không sử dụng hóa chất Dây chuyền được tự động hóa hoàn toàn với sự kiểm tra của hệ thống vi tính: năng suất 0,5 ÷ 5tấn muối sản phẩm/ca

Một phương pháp sản xuất muối chất lượng cao từ nguồn nước mặn có nồng độ mặn cao được ứng dụng: sau khi phơi nước dưới bức xạ mặt trời, nước chạt được phun vào buồng kết tinh muối với áp suất lớn Buồng kết tinh muối được điều chỉnh chế độ nhiệt độ

và áp suất không khí thích hợp với nồng độ mặn của nước chạt Hệ thống dẫn sản phẩm muối ra và thoát không khí ẩm cũng được tự động hóa hoàn toàn

1.3 Sản xuất muối từ nước biển

Quy trình sản xuất muối phơi nước có thể được trình bày theo sơ đồ nguyên lý sau đây:

sản phẩm

nước

khoáng

Thiết bị lọc thẩm thấu hồi lưu II

Thiết bị lọc thẩm thấu hồi lưu I

Loại bỏ tạp chất

Bơm cấp nước mặn

Nước muối đậm đặc (nước chạt)

Loại bỏ tạp chất tan

Ly tâm tách nướcSản phẩm muối

chất lỏng cao

Giếng khoan sâu

>1000m

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ chính sản xuất muối từ nước biển theo phương pháp phơi nước

Trên thế giới phần lớn thạch cao và các tạp chất trong muối được loại bỏ trong quá trình phơi nước chế chạt, để loại bỏ thạch cao và các tạp chất khác trong muối các ô phơi nước được phân chia thành các khu vực kết tinh thạch cao, loại bỏ tạp chất và khu vực kết tinh muối riêng biệt với việc phân chia các khu riêng biệt như vậy, sản xuất muối theo công nghệ phơi nước biển còn có sản phẩm phụ là thạch cao, các hóa chất trong nước ót và chất lượng muối NaCl cũng được tăng cao

Hình 1.3 Sơ đồ công nghệ sản xuất muối từ nước biển theo phương pháp phơi

nước có kết tinh thạch cao

Các cánh đồng sản xuất muối phơi nước được thiết kế thuận lợi cho luân chuyển nước biển trong quá trình chế chạt Nền ô kết tinh muối và sản xuất thạch cao được san phẳng, Nước

biển Hệ thống cấp nước

Phơi nước chế chạt thạch cao Kết tinh

Loại bỏ tạp chất

Kết tinh muối

Thu hoạch thạch cao Nguyên liệu

công nghiệp

Thu hoạch muối sản phẩm

Sơ chế Nhập kho

bảo quản Nguyên liệu cho công nghiệp hóa chất Nước ót sau kết tinh Nguyên liệu cho công

nghiệp hóa chất Nước ót sau kết tinh

Loại bỏ tạp chất

Kết tinh muối

Thu hoạch muối sản phẩm

Sơ chế Nhập kho

bảo quản Nước

biển Hệ thống cấp nước

Phơi nước chế chạt

đầm nén chặt để chống thấm và bảo đảm chịu tải khi máy móc thiết bị vào chăm sóc lúc kết tinh, thu hoạch sản phẩm

Mỗi một công nghệ sản xuất muối từ nước biển của từng nước, từng khu vực không những đều có đặc điểm phù hợp với vị trí địa lý, điều kiện khí hậu thủy văn, mức độ trang thiết bị để cơ giới hóa, tự động hóa trong sản xuất, mà còn chú trọng đến tập quán trình độ của công nhân sản xuất cũng như điều kiện kinh tế xã hội đặc trưng của địa phương

Các trạm bơm cấp nước biển được thiết kế với lưu lượng thích hợp với yêu cầu của sản xuất, chiều sâu lấy nước được tính toán đảm bảo cung cấp nước biển với chất lượng tốt: nồng độ mặn cao, ổn định, ít hoặc không có tạp chất làm giảm chất lượng sản phẩm sau này Một số nước đã tự động hóa khâu lấy nước biển Có thể dùng phương pháp tự lưu

để lấy nước biển vào sản xuất muối

Nước biển được lấy trực tiếp vào hồ chứa hay dẫn qua kênh mương, đường ống vào đồng muối xa bờ

Việc kiểm tra nồng độ nước chạt trong quá trình phơi nước được tự động hóa hoặc bán

tự động hóa với sự trợ giúp của thiết bị đo sử dụng quang phổ và hệ thống thu nhập, xử lý

số liệu qua PC và PLC

Phương pháp phơi nước thích hợp đối với vùng mà lượng bốc hơi cao hiện chiếm đến

70 ÷ 80% lượng bốc hơi trong vụ mùa sản xuất Trong trường hợp đó không cần bảo vệ nước chạt nồng độ cao vì tốn kém Có nhiều cách bảo vệ nước chạt như chạy chạt hay che mưa bằng phủ bạt [ Viện nghiên cứu muối Thiên Tân Trung Quốc ]

Cơ chế làm việc của hệ thống phủ bạt che mưa: Bạt nylon che mưa được cuốn vào rulô lớn nằm suốt chiều rộng ruộng muối kết tinh Khi trời trở mưa rulô cuốn bạt sẽ được truyền động bằng động cơ điện qua hệ thống hộp số giảm tốc, bạt che mưa được trải ra che toàn

bộ khu vực ruộng kết tinh (08,÷1,2ha) nhờ hệ thống rulô và dây nylon kéo nước mưa nằm phía trên bạt che sẽ thoát ra các kênh dẫn thoát nước mưa hạn chế tối thiểu ảnh hưởng xấu của những cơn mưa đột xuất đến quá trình kết tinh và lưu giữ chất lượng của nước chạt đậm đặc cho các giai đoạn kết tinh muối tiếp theo Hiện đề tài đã được ứng dụng trên nhiều

ha ruộng muối kết tinh của tỉnh Thiên Tân Trung Quốc

Thời gian kết tinh muối được để kéo dài thời gian 6 tháng; 9 tháng thậm chí 1 năm (nếu thời tiết thuận lợi) mới thu hoạch nên chất lượng muối sản xuất ra được nâng cao rõ

rệt Chiều dày lớp muối kết tinh đạt trên 200mm Với chiều dày và sản lượng cao như vậy nên thu hoạch muối cần phải cơ giới hóa Các máy thu hoạch muối thường được chế tạo theo dạng liên hoàn (combine) Từ thiết bị cắt phá lớp muối dày, thu gom muối, các gầu múc vận chuyển muối và hệ thống băng tải chuyển tải muối sang các phương tiện vận chuyển trên đồng đều được thiết kế lắp đặt trên những máy kéo bánh xích (hoặc bánh lốp)

có công suất từ 100hp đến 200hp (mã lực) Năng suất các liên hợp này thường từ 120 đến 400tấn/h Do công đoạn tháo thu nước ót trước thu hoạch được thực hiện triệt để, lớp muối thu hoạch được tính toán hợp lý (để lại lớp muối mỏng 5 đến 10mm trên ruộng), nên hệ thống mặt nền của khu ruộng kết tinh được bảo vệ tốt cho những lần kết tinh, thu hoạch mùa vụ sau Vì vậy việc rửa sơ bộ sản phẩm muối để loại bỏ các tạp chất tan và không tan trước bảo quản hầu như không được đặt ra

Tại một số nước sản xuất muối từ nước biển khu vực Châu Á như Trung Quốc, Ấn Độ do điều kiện thời tiết khí hậu không cho phép kéo dài thời gian kết tinh muối nên lớp muối được kết tinh thường mỏng: 30÷100mm Ngoài ra do nền các ruộng kết tinh muối và diện tích các ruộng này chưa được quy hoạch, xây dựng thích hợp cho các liên hợp thu hoạch muối làm việc Nên việc thu hoạch muối thường được sử dụng hệ thống thiết bị với nhiều công đoạn:

Cày xới, phay phá vỡ lớp muối kết tinh

Gom và rửa muối trong nước ót thành đống hoặc thành luống, lưu giữ muối trên đồng 24h để sản phẩm tự róc nước làm muối khô (hàm lượng nước trong muối dưới 8÷10%

Dùng máy thu gom, máy xúc hoặc băng tải chuyển tải muối lên phương tiện vận tải Dùng bơm hỗn hợp lỏng rắn để bơm đẩy muối thô lên kho bảo quản

Muối sản xuất ở khu vực này thường chất lượng không cao do lớp muối kết tinh mỏng, ngắn ngày trong thu hoạch còn lưu giữ nước ót nên hàm lượng chất tan (hóa chất) trong sản phẩm cao, nên việc rửa sơ bộ trước bảo quản là cần thiết Đã có những máy rửa

sơ bộ không ly tâm tách nước được sử dụng để nâng cao chất lượng sản phẩm

1.4 Sản xuất muối khu vực Đông Nam Á (ASEAN)

Đơn vị: Nghìn tấn & triệu người

Bảng 1.1 Sản xuất muối khu vực Đông nam Á từ năm 1994 đến năm 1998

1.5 So sánh sản xuất muối trên thế giới, Asean và Việt Nam

Thế giới: Sản lượng muối toàn thế giới 2000: 210 triệu tấn, dân số: 6 tỷ, lượng muối

tính theo đầu người một năm gần 35kg/người, năm

Asean: Nếu tính ở mức trung bình của thế giới 35kg/người, năm thì lượng cung ứng

cho khối Asean phải là 16,233 triệu tấn/năm, tức là thiếu 13,713 triệu tấn/năm, tóm lại, toàn bộ Asean phải nhập muối hoặc đẩy mạnh sản xuất muối trong nước

Việt Nam: Cũng tính như trên, nước ta hàng năm phải sản xuất 2,6 triệu tấn muối mới đạt được mức trung bình của thế giới, nghĩa là phải phát triển sản xuất muối công nghiệp chất lượng cao hoặc nhập khẩu

II TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC

Ở nước ta hiện nay ngoài nguyên liệu là nước biển, chưa có nguồn khai thác nào để sản xuất ra muối NaCl Ngành sản xuất muối Việt nam là ngành sản xuất có truyền thống lâu đời, song quy mô đồng muối, công nghệ và thiết bị hỗ trợ sản xuất hầu hết vẫn thuộc dạng sản xuất thủ công, manh mún lạc hậu, sản lượng và chất lượng thấp không ổn định và

bị động phụ thuộc nhiều vào điều kiện khí hậu thời tiết

Do điều kiện tự nhiên về khí tượng thủy văn, đất đai, truyền thống tập quán và quy mô sản xuất muối thô trong cả nước được chia làm ba phương pháp chính với các công nghệ sản xuất khác nhau

2.1 Sản xuất muối từ nước biển theo phương pháp phơi cát

Phương pháp sản xuất này được ứng dụng ở các tỉnh phía Bắc Loại hình công nghệ này lạc hậu, năng suất thấp, chi phí lao động cao dẫn đến chi phí sản xuất cao, giá thành cao Do đặc thù phức tạp của sản xuất phơi cát nên vấn đề cơ giới hóa sản xuất chưa và không có hướng giải quyết

Sản xuất muối phơi cát có lưu đồ công nghệ như sau: (xem sơ đồ: hình 1.4 công nghệ

sản xuất muối theo phương pháp phơi cát): Dẫn nước biển vào các kênh nội đồng; Sân phơi cát; Dùng cát làm môi giới để bay hơi nước biển nâng cao nồng độ và kết tinh muối; Cát mặn chứa muối kết tinh được thu lại qua chạt lọc để lọc lấy nước cái nồng độ khoảng

18 ÷200Be’ Nước chạt nồng độ dưới 100Be’ được gọi là nước chạt con được dùng với nước biển cho lần lọc chạt sau Nước chạt cái được tãi mỏng trên sân kết tinh (vẩy bằng công cụ múc nước chuyên dùng) để kết tinh muối Muối kết tinh trên sân ô cứng được gom lại bằng trang thu muối Muối thô sản xuất theo phương pháp phơi cát chứa 80-85%NaCl Các tạp chất tan và không tan cao

Phương pháp phơi cát phù hợp với thời tiết mưa nắng xen kẽ của các tỉnh phía Bắc

Hình 1.4 Sơ đồ công nghệ sản xuất muối theo phương pháp phơi cát

Cát đen Văng cát

Thu cát

Nước chạt con Chạt lọc

Nước biển

Bảo quản Thu hoạch muối Chạt cái

Các loại kênh nội đồng (cấp I; II; III)

Sân kết tinh

Có 61 xã thuộc 16 huyện ở 6 tỉnh phía Bắc gồm: Hải Phòng, Nam Định, Thái Bình, Thanh Hóa, Nghệ An và Hà Tĩnh sản xuất muối theo công nghệ này Muối thô sản xuất theo công nghệ này có các hạn chế sau: sản lượng thấp trung bình đạt 235.167 tấn năm chiểm khoảng 27% sản lượng toàn quốc Năng xuất lao động thấp: trung bình 5-7 tấn/người vụ sản xuất chỉ bằng 1/3 đến 1/4 năng suất lao động của phương pháp sản xuất phơi nước phân tán Sản xuất muối bằng phương pháp phơi cát chủ yếu sử dụng lao động thủ công Trang thiết bị chính phục vụ công nghệ này là những công cụ: sêu, bàn trang,

bừa, xe đẩy tay Hình.1.5 cho thấy bố trí mặt bằng của đơn vị sản xuất muối phơi cát

Hình 1.5 Bố trí mặt bằng đơn vị sản xuất muối phơi cát

1- Kênh dẫn nước nội đồng 3- Sân phơi cát 5 - Thống con

2- Kênh xương cá 4- chạt lọc 6- Thống chứa nước chạt

7- Ô kết tinh

2.2 Sản xuất muối từ nước biển theo phương pháp phơi nước phân tán

Sản xuất muối từ nước biển theo phương pháp phơi nước phân tán được thực hiện theo công nghệ sản xuất muối phơi nước chung Sản xuất muối thô theo phương pháp phơi nước là đưa nước biển lên phơi ở các ô phơi nước ngoài trời nhờ nắng, gió làm bay hơi nước biển để nâng dần nồng độ muối trong nước biển và muối sẽ kết tinh ở đáy ô Việc sản xuất muối thô theo phương pháp phơi nước có được hay không tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên của vùng sản xuất quyết định

Các điều kiện để sản xuất muối phơi nước là:

3

Có nắng liên tục nhiều ngày; Độ ẩm không khí thấp; Sức gió trung bình tương đối lớn

Về nước biển có độ mặn cao, không bị nước sông rạch pha loãng (khu vực lấy nước không gần cửa sông, rạch)

Địa hình thoáng, đất nền khu vực phơi nước có thành phần sét vừa phải thuận tiện cho việc thi công sân phơi và ít bị thẩm lậu nguyên liệu

Hình 1.6 Sơ đồ công nghệ cổ truyền sản xuất muối thô theo phương pháp phơi nước

Nước biển

Cống (bơm) cấp nước biển

Hồ chứa

Mương dẫn

Ô bay hơi sơ cấp

Ô bay hơi trung cấp

Ô bay hơi cao cấp

Các ô điều tiết Công đoạn cung cấp

Phương pháp này được các hộ sản xuất muối có quy mô diện tích nhỏ ứng dụng, việc đưa thiết bị cơ giới hóa vào phục vụ sản xuất rất khó do quy mô đồng ruộng cũng như thời gian kết tinh muối ngắn, lớp muối kết tinh mỏng Năng suất sản xuất theo phương pháp này thấp và chất lượng sản phẩm không cao Nhiều nước trên thế giới đã lọai bỏ loại hình sản xuất này để chuyển sang sản xuất theo phương thức phơi nước tập trung Ở nước ta có

66 xã thuộc 28 huyện tại 14 tỉnh duyên hải miền Trung và đông Nam bộ: Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận, Bà Rịa - Vũng Tàu, thành phố Hồ Chí Minh, Bạc Liêu, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bến Tre và Tiền Giang sản xuất muối theo phương pháp phơi nước phân tán Diện tích sản xuất chiếm 64% tổng diện tích sản xuất trên toàn quốc (lớn gấp 3 lần diện tích phơi cát, gấp 20 lần phơi nước tập trung) Sản lượng trung bình đạt trên 400.000 tấn/năm, chiếm gần 50% tổng sản lượng Lao động khu vực này trên 34.000 người chiếm 36,83% tổng số lao động làm muối toàn quốc Năng suất lao động bình quân 15÷25 tấn /người năm Chất lượng muối sản xuất theo công nghệ phơi nước phân tán thấp bởi hàm lượng NaCl chỉ ở mức 92÷94%, các tạp chất tan và không tan trong sản phẩm cao Khác với diện tích muối phơi cát, đồng muối phơi nước phân tán nằm ở những vùng có điều kiện địa lý, thiên nhiên thuận lợi hơn nhiều Cơ

sở hạ tầng, phần nội đồng của diện tích phơi nước phân tán không phức tạp và không cần đầu tư tốn kém như diện tích muối phơi cát, dễ thi công, kỹ thuật sản xuất đơn giản và sử dụng ít lao động Dụng cụ, thiết bị phục vụ sản xuất muối phơi nước phân tán không yêu cầu nhiều, chủ yếu bơm cấp nước và các công cụ phục vụ khâu thu hoạch, vận chuyển muối thô Do sản xuất ở quy mô nhỏ Quy trình sản xuất cũng có nhiều điều khác biệt so với phơi nước tập trung, thời gian kết tinh và thu hoạch muối ngắn: chiều dày lớp muối kết tinh thường nhỏ hơn 10mm nên trong khu vực sản xuất theo phương pháp này khó có thể tiến hành cơ giới hóa và tổ chức sản xuất theo hướng công nghiệp hóa

2.3 Sản xuất muối từ nước biển theo phương pháp phơi nước tập trung

Sản xuất muối từ nước biển theo phương pháp phơi nước tập trung được thực hiện

theo công nghệ phơi nước chung (xem Hình 1.6), đây là phương pháp tiên tiến có quy mô

sản xuất lớn, năng suất và chất lượng muối cao Do quy mô sản xuất tập trung lớn, việc quy hoạch các diện tích sản xuất như các trạm bơm nước biển; Hệ thống kênh dẫn nước;

Hồ điều tiết; Các diện tích phơi nước; Kết tinh thạch cao; Kết tinh muối Được tính toán thiết kế tuân thủ các quy trình công nghệ, nên việc đưa cơ giới hóa, tự động hóa để tăng năng suất, chất lượng sản phẩm, giảm nhẹ cường độ lao động là khả thi và nhận được sự

muối phơi nước tập trung tập trung ở 7 đơn vị thuộc ba tỉnh nam Trung bộ gồm: Khánh Hòa, Ninh Thuận và Bình Thuận Diện tích sản xuất muối phơi nước tập trung 1705ha, chiếm 13% tổng diện tích sản xuất muối trên toàn quốc

Sản lượng trung bình hàng năm của phơi nước tập trung đạt khoảng 200.000tấn/năm chiếm 24% sản lượng toàn quốc (xấp xỉ sản lượng muối phơi cát) Tổng số lao động trên

1700 người chiếm 2% lao động muối toàn quốc Năng suất lao động đạt khoảng 124 tấn/người năm Chất lượng muối đạt cao hơn hai phương pháp sản xuất trên, nhưng hàm lượng NaCl hiện nay cũng chỉ đạt 95÷97%, hàm lượng tạp chất tan và không tan lớn gấp 2÷3 lần so với tiêu chuẩn muối công nghiệp quốc tế Tuy nhiên, nếu các cánh đồng muối này sản xuất tuân thủ theo các quy trình hoàn thiện hơn và được trang bị cơ giới hóa cao hơn cùng với hệ thống rửa muối sơ bộ sau thu hoạch sẽ cho năng suất, chất lượng muối cao hơn

Mặt khác, do chưa đa dạng hóa sản phẩm và tổng hợp sử dụng nước ót để sản xuất: Brom, Manhe và các hóa chất khác từ nước ót nên hiệu quả kinh tế của các cơ sở sản xuất muối chưa cao

Sản xuất muối theo phương pháp phơi nước tập trung có hạ tầng cơ sở được thiết kế hoàn thiện và khoa học hơn hẳn so với các phương pháp sản xuất khác

Về quy trình công nghệ sản xuất muối phơi nước tập trung

Phần lớn các đơn vị sản xuất muối đều ứng dụng công nghệ tiên tiến dựa trên nền công nghệ sản xuất muối phơi nước cổ truyền đã hoàn thiện Có thể kể đến công nghệ PHABA tinh chế muối từ nước biển và các nguồn nước mặn Công nghệ PHABA quan tâm chất lượng sản phẩm từ khâu đầu vào liên tục cho đến thành phẩm, tức là từ khâu lấy nước biển vào sản xuất đến khâu ra thành phẩm là muối ăn tinh chế Phương pháp PHABA được hiểu là đồng muối phơi nước được phân ra làm ba khu vực với sự khống chế nghiêm ngặt nồng độ nước chạt đầu ra các khu vực sản xuất nhằm tạo ra các vùng kết tinh riêng rẽ của thạch cao, muối thô và loại bỏ triệt để nước ót ra khu vực bốc hơi mặt bằng Tỷ lệ diện tích của ba khu vực bốc hơi, khu vực kết tinh thạch cao và khu vực kết tinh muối thô phụ thuộc vào độ mặn của nước biển đưa vào sản xuất, các yếu tố khí tượng và địa chất của từng khu vực sản xuất muối

Về trang thiết bị của hệ thống cung cấp nước biển:

Lấy nước biển và chuyển nước chạt thường dùng bơm ly tâm lắp đặt tại các trạm bơm Chất lượng và khối lượng nước biển cấp cho sản xuất đặt tại các đồng muối nước ta chưa được kiểm tra bằng thiết bị chuyên dùng, tự động nên chi phí năng lượng cho đơn vị nguyên liệu còn cao Dụng cụ đo đạc kiểm tra chất lượng nguyên liệu sản xuất và chất lượng nước chạt ngoài Bômê kế thô sơ chủ yếu còn lại vận dụng kinh nghiệm của cán bộ

kỹ thuật xem màu sắc, độ nhớt của nước chạt đây cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến năng suất và chất lượng muối thô sản xuất tại khu vực này chưa cao

Về trang thiết bị của hệ thống thu hoạch muối :

Như đã nêu ở phần trên với điều kiện sản xuất muối phơi nước tập trung ở nước ta hiện nay, do điều kiện khí hậu không cho phép kéo dài thời gian kết tinh muối nên lớp muối khi thu hoạch thường mỏng chỉ 30÷100mm Ngoài ra do nền các ruộng kết tinh muối

và diện tích các ruộng này chưa xây dựng thích hợp cho các máy thu hoạch muối làm việc Việc thu hoạch muối ở đồng muối phơi nước tập trung được đề xuất trong đề tài là phương pháp thu hoạch nhiều công đoạn kết hợp cơ giới và bán cơ giới

Khi thu hoạch nước ót được rút bỏ bớt để lại chiều cao 10 ÷40mm trên bề mặt lớp muối kết tinh Dùng phay lưỡi thẳng với bề rộng làm việc từ 1÷2m lắp trên MTZ 50 hoặc Kubota 24÷30hp phay vỡ lớp muối kết tinh trước khi thu hoạch muối bằng các máy thu hoạch

Ưu điểm của hệ thống thiết bị này: công suất thiết bị nhỏ dưới 50hp; năng suất phay cao; do phay sử dụng trục thu công suất nên tận dụng được công suất máy kéo; không cần các bánh phụ để tăng độ bám của máy kéo

Nhược điểm chính: do lớp muối mỏng 30÷40mm độ sâu phay không ốn định do máy dao động theo phương thẳng đứng trong quá trình phay làm tổn thương mặt nền ruộng, khoắng bùn đất nền bám lên lớp muối thu hoạch (đây cũng là nguyên nhân làm giảm chất lượng muối do chứa nhiều tạp chất không tan) Trường hợp khi lớp muối kết tinh dày trên 40÷50mm, phay không làm việc được

Sau khi phay lớp muối kết tinh, muối được cào vun thành đống hay thành luống chủ yếu bằng lao động thủ công (một số cơ sở sản xuất dùng bàn trang, ben san MTZ50 để cào đánh đống muối) với công khoán bình quân 0,257 công /tấn

Để chuyển muối lên xe ben, các cơ sở sản xuất muối phơi nước tập trung thường dùng băng tải di động gắn trên máy kéo nhỏ 4 bánh lốp kubota L2022 Việc xúc muối lên băng tải hoàn toàn thủ công với định mức 0,151công/tấn

Về ổn định năng suất và nâng cao chất lượng muối sản xuất theo phương pháp phơi nước tập trung

Đầu năm 2001, Công ty muối Ninh Thuận được sự chỉ đạo của sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn, sở Khoa học công nghệ và môi trường đã thử nghiệm xây dựng mô hình sản xuất muối theo phương pháp kết tinh dài ngày, nước chạt sâu, có bạt che mưa ô kết tinh nhằm hạn chế tới mức thấp nhất những thiệt hại do mưa gây ra Mô hình được thử nghiệm đầu tiên tại Việt Nam Qua thời gian thực nghiệm Hội đồng khoa học tỉnh Ninh Thuận đánh giá kết quả đạt được:

- Năng suất muối tăng cao, độ dày lớp muối kết tinh trên 100mm, thời gian cho kết tinh được kéo dài đáng kể (từ tháng 7/2001 đến 1/2002) sản lượng đạt trên 1000tấn/ha phủ bạt (ô kết tinh đối chứng sản lượng thu hoạch 352 tấn/ha thời gian kết tinh tính từ 01/7/2001 đến 30/9/2001 Từ tháng 10/2002 ô đối chứng nghỉ sản xuất vì lượng muối kết tinh đợt cuối chưa kịp thu hoạch cùng lượng nước chạt bão hòa bị nước mưa làm tan, pha loãng

Chất lượng muối qua kiểm tra đạt kết quả cao Đạt tiêu chuẩn muối công nghiệp loại I Việt nam (TCVN)

Với việc ứng dụng công nghệ kết tinh dài ngày nói trên, khi lớp muối kết tinh dày trên 100m với các trang thiết bị hiện có việc thu hoạch muối gặp rất nhiều khó khăn

Về nâng cao chất lượng muối sau thu hoạch: Việc nâng cao chất lượng muối sau thu

hoạch cụ thể là loại bỏ một phần các tạp chất tan và không tan trong muối sau thu hoạch hầu như chưa được quan tâm đúng mức

Với các điều kiện thu hoạch muối trên nền nước ót với quan niệm ngâm và rửa muối trước khi lên xe về kho bằng nước ót và thu hoạch bằng phay phá vỡ lớp muối đang kết tinh thành mảng làm khuấy động mặt nền của ruộng kết tinh thì chất lượng muối sẽ khó có thể đảm bảo đạt yêu cầu muối công nghiệp (TCVN) với các dư lượng tạp chất tan và không tan Để cải thiện chất lượng sản phẩm muối sau thu hoạch việc nghiên cứu thiết kế

và chế tạo hệ thống rửa sơ bộ là rất cấp thiết

Từ nay đến năm 2010 Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn chủ trương đầu tư chiều sâu cho sản xuất muối theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa Bước đầu thực hiện dự

án xây dựng khu kinh tế muối công nghiệp và xuất khẩu Quán Thẻ sẽ sản xuất 300.000 tấn muối/năm Đồng thời ngoài Quán Thẻ, Bộ sẽ chỉ đạo việc khai hoang mở rộng thêm diện tích sản xuất muối toàn quốc đạt 18.500ha vào năm 2010 trong đó diện tích phơi nước tập trung là 9.000ha Việc mở rộng diện tích sản xuất muối phơi nước tập trung tại các địa phương có điều kiện địa lý, tự nhiên thích hợp là bước đi tất yếu của ngành sản xuất muối nước ta Phát triển sản xuất muối phơi nước tập trung ở những vùng thích hợp không những sẽ đáp ứng được nhu cầu muối công nghiệp cho công nghiệp hóa thực phẩm và công nghiệp hóa chất của nước ta mà nó còn đảm bảo việc tận dụng những diện tích hoang hóa khô cằn ven biển Nam Trung bộ tại những vùng dân cư thưa thớt, vùng đồng bằng ven biển Bắc bộ cho các mục đích sản xuất nông nghiệp khác Mặt khác việc phát triển các diện tích sản xuất muối phơi nước tập trung cũng đòi hỏi việc đầu tư nghiên cứu hệ thống thiết bị máy móc phục vụ cơ giới hóa sản xuất, nâng cao sản lượng, năng suất và chất lượng muối thô càng trở nên cấp bách Trong bối cảnh đó với sự đầu tư kinh phí của Bộ khoa học và Công nghệ, đề tài : “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị để cơ giới hóa quá trình sản xuất muối phơi nước tập trung” đã được xây dựn

và nghiên cứu trong thời gian từ 1/2003 đến 6/2005 và đã đạt được những kết quả khả quan

CHƯƠNG II NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Lựa chọn đối tượng và nội dung nghiên cứu

Để đáp ứng mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu đề tài đã triển khai lựa chọn và thực hiện các nội dung nghiên cứu chính sau:

- Điều tra điều kiện tự nhiên, hiện trạng và dự báo tiềm năng của vùng sản xuất muối phơi nước tập trung của Việt Nam

- Hoàn thiện quy trình công nghệ cơ giới hóa sản xuất muối phơi nước tập trung Việt Nam

- Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy thu hoạch muối tự hành với các thông số kỹ thuật chính:

+ Động cơ phối lắp công suất: 50hp

+ Năng suất thu gom tối đa: 100tấn/h

+ Chiều rộng thu gom muối: 2000mmm

+ Chiều dày thu gom muối: 70 ÷ 100mm

- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo cày không lật xới muối trước thu hoạch với các thông số

kỹ thuật:

+ Bề rộng làm việc: 2000mm

+ Năng suất: 0,5ha/h

+ Theo động lực: MTZ 50hp bánh lốp

- Thiết kế chế tạo xe vận chuyển muối trên các ô kết tinh với các thông số kỹ thuật:

+ Động cơ phối lắp công suất: 24hp

+ Hai cầu chủ động: 6 bánh lốp

+ Hệ thống thùng ben tự đổ thủy lực

+ Tải trọng: max 1,5 tấn muối

- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống làm sạch muối sau thu hoạch bao gồm:

+ Máy rửa liên tục năng suất: 30tấn/h

+ Băng tải nạp liệu năng suất: 30tấn/h - dài 6m

+ Băng tải sản phẩm năng suất: 30tấn/h - dài 10m

+ Sàng rung tách nước năng suất: 30tấn/h

+ Hệ thống cấp thoát nước muối 60 ÷ 80m3/h

- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển tự động cấp nước biển và quá trình chế chạt gồm:

+ Phần mềm chuyên dùng: ngôn ngữ Visual C ++

+ Bộ thu thập và xử lý số liệu

+ Hệ thống điều khiển trạm bơm cấp I cấp nước biển (3 x 30kw)

+ Hệ thống hiển thị theo dõi và điều khiển quá trình chế chạt và kết tinh muối -

Độ chính xác ± 0,10Be’

- Xây dựng mô hình sản xuất muối phơi nước tập trung theo hướng cơ giới hóa và tự động hóa quy mô 200ha tại Công ty muối Ninh Thuận, gồm hệ thống thiết bị:

+ Cơ giới hóa thu hoạch và rửa sơ bộ

+ Tự động hóa cấp nước biển và kiểm tra nồng độ muối trong chế chạt, kết tinh

2.2 Tính mới của các kết quả nghiên cứu

Với những nội dung và kết quả nghiên cứu đạt được, đề tài đã thành công trong việc đưa các quy trình sản xuất cũng như các hệ thống thiết bị máy móc lần đầu được thiết kế chế tạo trong nước phục vụ cơ giới hóa sản xuất muối phơi nước tập trung

* Lưu trình công nghệ sản xuất muối phơi nước tập trung theo hướng cơ giới hóa tự động hóa cũng như các lưu trình cơ giới hóa chăm sóc, thu hoạch muối, rửa muối sau thu hoạch trên khu vực các ô kết tinh là những quy trình lần đầu được xây dựng và thử nghiệm trong sản xuất muối phơi nước tập trung tại Việt Nam

* Hệ thống tủ điện và phần mềm chuyên dụng tự động cấp nước biển cho sản xuất và kiểm tra bán tự động nồng độ mặn trong quá trình chế chạt lần đầu tiên được thiết kế, chế tạo và ứng dụng trong sản xuất muối ở Việt Nam góp phần nâng cao chất lượng nguyên liệu đầu vào cho sản xuất, giảm chi phí năng lượng điện và nâng cao chất lượng muối ản phẩm Kiểm tra thống kê lưu giữ và cảnh báo kịp thời nồng độ mặn của các ô phơi nước, kết tinh để loại bỏ các tạp chất tan trong muối

* Hệ thống cày xới CXM -2,0 liên hợp thu gom muối THM -2,0 lần đầu tiên được thiết kế chế tạo tại Việt Nam với giá thành hợp lý góp phần nâng cao năng suất thu hoạch muối, giảm cường độ lao động trong khâu thu hoạch Cày CXM -2,0 cho phép chăm sóc

và thu hoạch các ô kết tinh dài ngày có độ dày muối kết tinh trên 100mm

* Hệ thống làm sạch muối sau thu hoạch trên đồng với vít tải rửa liên tục và các hệ thống băng tải cấp liệu, sàng rung tách nước, băng tải xuất sản phẩm được thiết kế chế tạo

và ứng dụng lần đầu trong nước đã nâng cao chất lượng muối thô sau thu hoạch đáp ứng được yêu cầu của sản xuất Qua kiểm tra chất lượng muối sau rửa, các yêu cầu kỹ thuật đặt

ra đều thỏa mãn

2.3 Phương pháp nghiên cứu và các kỹ thuật đã sử dụng

2.3.1 Các phương pháp nghiên cứu ứng dụng trong đề tài

* Phương pháp thu thập số liệu và xử lý số liệu điều tra khảo sát Các thông tin trên cơ

sở điều tra thực tế địa phương đóng vai trò chính kết hợp với lượng thông tin truy cập từ các nguồn trong và ngoài nước

* Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia để lựa chọn đánh giá các công nghệ Chú trọng phương pháp sử dụng chuyên gia trực tiếp sản xuất với những ý kiến đề suất từ cơ sở Theo phương pháp lấy ý kiến trực tiếp, phát phiếu thăm dò và tổ chức các buổi sinh hoạt học thuật đầu bờ, tại các cơ sở sản xuất

* Phương pháp tính hiệu quả kinh tế xã hội trong ứng dụng công nghệ mới kết hợp với

hệ thống thiết bị máy móc để cơ giới hóa và tự động hóa toàn phần hoặc từng khâu trong sản xuất muối phơi nước tập trung Chú trọng đến hiệu quả kinh tế, nâng cao năng suất lao động, chất lượng muối và giảm nhẹ cường độ lao động thủ công

* Phương pháp khảo nghiệm máy nông nghiệp đánh giá các thông số kỹ thuật và chất lượng mẫu máy nhập ngoại, hệ thống thiết bị chế tạo trong nước hoạt động trên ruộng muối phơi nước tập trung ở nước ta Thông qua Trung tâm đo lường khảo nghiệm máy nông nghiệp

* Phương pháp tính toán, phân tích, đánh giá các thông số và lựa chọn các thông số thiết kế các mẫu máy Phương pháp thiết kế chép mẫu, ứng dụng các chương trình tính toán chép mẫu kết hợp với thiết kế chế tạo máy

* Phương pháp nghiên cứu ứng dụng bằng thực nghiệm, thí nghiệm trong các điều kiện sản xuất là chính, thông qua có mức độ hợp lý nghiên cứu lý thuyết để định hướng và kiểm tra

* Phương pháp xây dựng mô hình thử nghiệm trong phòng thí nghiệm để kiểm tra các thông số kỹ thuật, thời gian nồng độ kết lắng các thành phần trong nước biển

2.3.2 Các chỉ tiêu đánh giá và phương pháp xác định

a Cày xới muối CXM - 2,0 - Liên hợp thu gom THM -2,0

1 Điều kiện ô kết tinh

Q

a s m

- Độ sâu xới muối

- Độ sâu thu gom muối

b Hệ thống máy rửa muối

1 Điều kiện nguyên liệu muối rửa

- Độ ẩm %

- Hàm lượng tạp chất không tan

- Hàm lượng chất tan

TCN-168-92

- Khối lượng thể tích

2 Điều kiện máy móc

- Chi phí năng lượng điện

- Chi phí nước rửa (250Be’)

- Năng suất liên hợp lý thuyết

- Năng suất liên hợp thực tế

- Chất lượng muối sau rửa

2.3.3 Kỹ thuật đã sử dụng trong báo cáo

- Hệ thống máy tính và các chương trình để phân tích thống kê các số liệu điều tra truy cập thông tin liên quan đến báo cáo trong và ngoài nước:

+ Autocad 2002 Dùng trong thiết kế, mô phỏng hoạt động của hệ thống máy móc

+ Excel 10 (database) dùng trong tính toán, xử lý số liệu điều tra, thử nghiệm, thực nghiệm

+ ORCAD 9.2 Dùng trong thiết kế mạch khuyếch đại điện tử, mạch giao tiếp + Delphi 7 Dùng trong viết giao diện điều khiển

+ MC51 Dùng trong viết chương trình hoạt động cho vi điều khiển

- Hệ thống thiết bị của các phòng thí nghiệm của các đơn vị tham gia thực hiện điều tra khảo sát, thí nghiệm, thực nghiệm, gồm:

+ Bộ nạp chương trình cho vi điều khiển

+ Osilograph YOKOGAW AL210 - 2 tia

+ Sensor đo nồng độ mặn:

- SM -802 (50-50g/lít)

- DA-130N KYOTO - Nhật Bản

+ Hệ thống thiết bị phân tích thành phần sản phẩm NaCl của Công ty muối Ninh Thuận; Quatest I; Quatest III

+ Các loại đồng hồ đo hiển thị:

- Đồng hồ đo số vòng quay TESTO - 475

- Tiêu thụ nhiên liệu

- Năng suất làm việc

- Công suất điện tiêu thụ…