Nghiên cứu quy trình sản xuất viên nhiên liệu từ phụ phẩm nhà máy xay xát (vỏ trấu)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ BÍCH THUẬN NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT VIÊN NHIÊN LIỆU TỪ PHỤ PHẨM NHÀ MÁY XAY XÁT (VỎ TRẤU) LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Mã số: NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS Nguyễn Tường Vân PGS.TS Lê Thị Cúc Hà Nội – 26/3/ 2011 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ PHẦN MỞ ĐẦU I – Tính cấp thiết đề tài II – Mục đích, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu luận văn II.1 Mục đích luận văn II.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu II.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn 10 II.4 Nội dung nghiên cứu 10 Chƣơng 1: 11 TỔNG QUAN 11 1.1 Tổng quan trấu 11 1.1.1 Cấu tạo, đặc điểm thành phần vỏ trấu 11 1.1.1.1 Cấu tạo vỏ trấu 11 1.1.1.2 Tính chất vật lý vỏ trấu 11 1.1.1.3 Thành phần hóa học vỏ trấu 12 I.1.1.4 Thành phần nguyên tử nhiệt trị vỏ trấu 12 I.1.2 Tình hình phát sinh sử dụng vỏ trấu 14 I.1.2.1 Tình hình phát sinh vỏ trấu 14 1.1.2.2 Tình hình sử dụng vỏ trấu 20 I.2 Giới thiệu viên nhiên liệu 23 I.2.1 Khái niệm viên nhiên liệu 23 I.2.2 Phân loại viên nhiên liệu 23 1.2.3 Công nghệ sản xuất viên nhiên liệu 25 1.2.4 Tình hình sản xuất sử dụng viên nhiên liệu 27 1.2.4.1 Tình hình sản xuất sử dụng viên nhiên liệu giới 27 1.2.4.2 Tình hình sản xuất sử dụng viên nhiên liệu Việt Nam 30 1.3 Những nghiên cứu công nghệ sản xuất viên nhiên liệu từ trấu – Viên trấu 31 Nguyễn Thị Bích Thuận -1- Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội 1.3.1 Những nghiên cứu công nghệ sản xuất viên trấu giới 31 1.3.2 Những nghiên cứu công nghệ sản xuất viên trấu Việt Nam 31 Chƣơng 2: 34 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 II.1 Nguyên liệu 34 II.1.1 Vỏ trấu 34 II.1.2 Nguyên liệu bổ sung 35 II.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 35 2.2.1 Phương pháp vật lý hóa lý 35 2.2.1.1 Phương pháp xác định độ ẩm 35 2.2.1.2 Phương pháp đo tỷ khối viên 35 2.2.1.3 Phương pháp đo kích thước viên 35 2.2.1.4 Phương pháp đo tỷ lệ thu hồi viên 35 2.2.1.5 Phương pháp xác định độ tro 35 2.2.1.6 Phương pháp xác định nhiệt trị 36 2.2.2 Phương pháp hóa học 36 2.2.2.1 Phương pháp xác định hàm lượng xenluloza 36 2.2.2.2 Phương pháp xác định hàm lượng Lignin 37 2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 38 2.3 Quy trình công nghệ sản xuất viên nhiên liệu từ vỏ trấu – Viên trấu 38 2.3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất viên trấu 38 2.3.2 Chuẩn bị nguyên liệu 39 2.3.3 Nghiên cứu yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến công nghệ sản xuất chất lượng viên trấu 39 2.3.3.1 Độ ẩm nguyên liệu trước ép 39 2.3.3.2 Độ nhỏ nguyên liệu 39 2.3.3.3 Các thành phần bổ sung (phụ gia) 39 2.3.4 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng viên trấu 40 Chƣơng 3: 41 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 Nghiên cứu nguyên liệu 41 3.1.1 Vỏ trấu 41 Nguyễn Thị Bích Thuận -2- Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội 3.1.1.1 Đặc điểm thành phần vỏ trấu 41 3.1.1.2 Nghiền trấu 42 3.1.2 Các nguyên liệu bổ sung 43 3.1.2.1 Rơm 43 3.1.2.2 Mùn cưa 43 3.1.2.3 Bột sắn 44 3.2 Các yếu tố công nghệ ảnh hƣởng đến quy trình sản xuất chất lƣợng viên trấu 44 3.2.1 Ảnh hưởng độ ẩm nguyên liệu đến chất lượng viên trấu 45 3.2.2 Ảnh hưởng độ nhỏ nguyên liệu đến chất lượng viên trấu 49 3.2.3 Ảnh hưởng loại hàm lượng chất bổ sung đến chất lượng viên trấu 53 3.2.3.1 Ảnh hưởng hàm lượng rơm bổ sung đến chất lượng viên trấu 53 3.2.3.2 Ảnh hưởng hàm lượng mùn cưa bổ sung đến chất lượng viên trấu 55 3.2.3.3 Ảnh hưởng hàm lượng bột sắn tới chất lượng viên trấu 59 3.2.3.4 So sánh hiệu sử dụng số loại phụ gia 62 3.3 Chất lƣợng viên trấu 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ LỤC 72 Nguyễn Thị Bích Thuận -3- Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT cm: centimet CO2: khí cacbonic EJ (Exajoule): exajun (1EJ = 1018J) FAO (Food and Agriculture Organization): Tổ chức Lƣơng thực nông lâm Liên Hiệp Quốc GWh: giga oát HC: hidrocacbon IPCC (International Panel on Climate Change): Ủy ban Liên phủ biến đổi khí hậu toàn cầu Kcal: kilô calo (1 kcal = 4184J) Kg: kilô gam 10 KW: kilô oat 11 KWh: kilô oat 12 MW: mêga oát 13 NOx: nitơ oxyt 14 PJ: petajun (1PJ = 1015J) 15 ppm (parts per million): phần triệu 16 SIDA (Swedish International Cooperation Development Agency): Cơ quan Hợp tác phát triển quốc tế Thụy Điển 17 SiO2: oxyt silic 18 SPSS (Statistical Package for the Social Sciences): phần mềm xử lý số liệu thực nghiệm 19 TLTK: tài liệu tham khảo Nguyễn Thị Bích Thuận -4- Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thành phần cấu tạo chủ yếu vỏ trấu số nƣớc 12 Bảng 1.2: Sản lƣợng trấu lƣợng tạo từ trấu giới thập niên đầu kỷ XXI 15 Bảng 1.3 – Sản lƣợng lúa, trấu lƣợng tạo từ trấu khu vực số nƣớc giới [42] 17 Bảng 1.4 – Diện tích, sản lƣợng lúa sản lƣợng trấu Việt Nam qua năm 18 Bảng 1.5 – Diện tích, sản lƣợng lúa sản lƣợng vỏ trấu vùng, miền Việt Nam năm 2008 19 Bảng 1.6 – Diện tích, sản lƣợng lúa sản lƣợng vỏ trấu tỉnh thuộc vùng đồng sông Hồng năm 2008 20 Bảng 1.7 – Sản lƣợng viên nhiên liệu giới số quốc gia 28 Bảng 3.1 – Thành phần vỏ trấu số giống lúa 41 Bảng 3.2 – Tỷ khối trấu nghiền 42 Bảng 3.3 – Đặc điểm thành phần hóa học rơm nghiền 43 Bảng 3.4 – Đặc điểm thành phần hóa học mùn cƣa 43 Bảng 3.5 – Thành phần bột sắn 44 Bảng 3.6 – Ảnh hƣởng độ ẩm nguyên liệu đến chất lƣợng viên trấu 45 Bảng 3.7 – Ảnh hƣởng độ nhỏ nguyên liệu đến chất lƣợng viên trấu 50 Bảng 3.8 – Ảnh hƣởng hàm lƣợng rơm bổ sung đến chất lƣợng viên trấu 53 Bảng 3.9 – Ảnh hƣởng hàm lƣợng mùn cƣa bổ sung đến chất lƣợng viên trấu 56 Bảng 3.10 – Ảnh hƣởng hàm lƣợng bột sắn đến chất lƣợng viên trấu 59 Bảng 3.11 – So sánh loại phụ gia 62 Bảng 3.12 – Các tiêu chất lƣợng viên trấu 63 Nguyễn Thị Bích Thuận -5- Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 – Cấu trúc cắt ngang trấu [36] 11 Hình 1.2 – Thành phần cấu tạo nguyên tử than sinh khối [8] 13 Hình 1.3 – Nhiệt trị số loại sinh khối [8] 13 Hình 1.4 – Nhiệt trị số loại nhiên liệu hóa thạch nhựa tổng hợp [8] 14 Hình 1.5: Sản lƣợng trấu giới thập niên đầu kỷ XXI 15 Hình 1.6 – Viên nhiên liệu làm từ loại nguyên liệu khác [55] 24 Hình 1.7 – Các loại hình dạng viên nhiên liệu [55] 24 Hình 1.8 – Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất viên nhiên liệu 25 Hình 1.9 – Máy ép viên khuôn vành [53] 25 Hình 1.10 – Máy ép viên khuôn phẳng [53] 26 Hình 1.11 – Phân bố tiêu thụ viên nhiên liệu toàn cầu năm 2009 [22] 29 Hình 1.12 – Vỏ trấu lõi ngô ép viên [58] 33 Hình 1.13 – Bã sắn sắn lát ép viên [58] 33 Hình 2.1 – Sơ đồ thu nhận vỏ trấu từ sở xay xát 34 Hình 2.2 – Quy trình công nghệ sản xuất viên trấu 38 Hình 3.1 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng độ ẩm nguyên liệu đến độ ẩm viên trấu 46 Hình 3.2 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng độ ẩm nguyên liệu đến tỷ khối viên trấu 47 Hình 3.3 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng độ ẩm nguyên liệu đến tỷ lệ thu hồi viên trấu 48 Hình 3.4 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng độ nhỏ nguyên liệu vào đến độ ẩm viên trấu 50 Hình 3.5 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng độ nhỏ nguyên liệu đến tỷ khối viên trấu 51 Hình 3.6 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng độ nhỏ nguyên liệu vào đến tỷ lệ thu hồi viên trấu 52 Nguyễn Thị Bích Thuận -6- Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Hình 3.7 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng tỷ lệ rơm bổ sung đến độ ẩm viên trấu 54 Hình 3.8 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng tỷ lệ rơm bổ sung đến tỷ khối viên trấu 54 Hình 3.9 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng tỷ lệ rơm bổ sung đến tỷ lệ thu hồi viên trấu 54 Hình 3.10 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng hàm lƣợng mùn cƣa bổ sung đến độ ẩm viên trấu 56 Hình 3.11 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng hàm lƣợng mùn cƣa bổ sung đến tỷ khối viên trấu 57 Hình 3.12 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng hàm lƣợng mùn cƣa bổ sung đến tỷ khối viên trấu 58 Hình 3.13 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng hàm lƣợng bột sắn đến độ ẩm viên trấu 60 Hình 3.14 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng hàm lƣợng bột sắn đến tỷ khối viên trấu 60 Hình 15 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng hàm lƣợng bột sắn đến tỷ lệ thu hồi viên trấu 61 Hình 3.16 – Quy trình công nghệ sản xuất viên trấu 66 Nguyễn Thị Bích Thuận -7- Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội PHẦN MỞ ĐẦU I – Tính cấp thiết đề tài Năng lƣợng ô nhiễm môi trƣờng hai vấn đề quan tâm hàng đầu nhân loại Một nghịch lý diễn giới chúng ta, là: khoa học công nghệ ngày phát triển, đời sống ngƣời ngày nâng cao nhu cầu sử dụng lƣợng ngày nhiều ô nhiễm môi trƣờng gia tăng Nguyên nhân không khí bị ô nhiễm loại khí độc hại nhƣ NOx, CO2, HC … - hợp chất có thành phần khí thải công nghiệp khí xả loại động thải Bên cạnh đó, trình đô thị hóa gia tăng rừng bị chặt phá dẫn đến nồng độ khí thải không khí ngày cao, gây hiệu ứng nhà kính tăng nhiệt độ trái đất Kết băng tan Bắc cực Nam cực, mực nƣớc biển dâng cao, nhiều vùng đất ven biển quốc gia hay vùng lãnh thổ thấp mực nƣớc biển có nguy biến [46] Từ xa xƣa ngƣời biết sử dụng củi để nấu chín thức ăn sƣởi ấm Củi nguồn lƣợng đầu kỉ XX ngƣời tìm nhiên liệu hóa thạch: than đá, dầu mỏ… sử dụng thay củi Kể từ đó, hầu nhƣ ngƣời bị lệ thuộc hoàn toàn vào nguồn nhiên liệu hóa thạch: từ động nƣớc đƣợc thay động đốt chạy nhiên liệu hóa thạch, từ khí đốt giúp sƣởi ấm mùa đông giá lạnh sử dụng dầu mỏ, khí đốt vào nấu ăn, chế biến thực phẩm … Tuy nhiên, nhiên liệu hóa thạch vô hạn đứng trƣớc nguy cạn kiệt gia tăng dân số (Theo dự tính, dầu mỏ hết vòng 40 năm nữa) Yêu cầu cấp thiết phải tìm kiếm phát triển nguồn nhiên liệu thay cho nhiên liệu hóa thạch Một giải pháp hiệu phát triển nhiên liệu có nguồn gốc sinh học, vừa cung cấp lƣợng vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng [46] Việt Nam nƣớc xuất gạo thứ hai giới sau Thái Lan (bình quân năm Việt Nam xuất khoảng 3,5 ÷ triệu gạo) Với đà phát triển Nguyễn Thị Bích Thuận -8- Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội này, năm ngành công nghiệp xay xát thóc thải lƣợng trấu lớn (khoảng ÷ triệu tấn); Việt Nam có tiềm lớn việc biến vỏ trấu thành lƣợng Tuy nhiên, việc sử dụng trực tiếp vỏ trấu hạn chế nhiều nguyên nhân nhƣ tỷ trọng thấp, độ ẩm cao, vận chuyển khó khăn, chi phí vận chuyển lớn… nên có phần nhỏ trấu làm chất đốt gia đình hay đốt lò gạch; phần lớn trấu chƣa sử dụng đổ thành đống sân, đƣờng, xuống sông hồ hay đồng ruộng Đặc biệt vào thời điểm thu hoạch đồng sông Cửu Long – vựa lúa lớn nƣớc – lƣợng trấu sinh nhiều, chỗ để nên bà nông dân đem đổ thẳng xuống sông, biến dòng sông thành màu vàng gây tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng [39] Vì thế, chọn đề tài “Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất viên nhiên liệu từ phụ phẩm nhà máy xay xát (vỏ trấu)” nhằm biến vỏ trấu từ loại phế phẩm rẻ tiền, cho không không lấy nguyên nhân gây ô nhiễm môi trƣờng – toán khó giải sở, nhà máy xay xát nhƣ quyền địa phƣơng xã hội – thành nguồn nguyên liệu sản xuất sản phẩm có giá trị sử dụng cao, an toàn thân thiện với môi trƣờng: Viên nhiên liệu từ trấu (viên trấu) Luận văn đƣợc thực gắn liền với Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nƣớc: ―Nghiên cứu công nghệ, thiết kế chế tạo dây chuyền thiết bị sản xuất viên nhiên liệu (Pellet) từ trấu‖, mã số ĐTĐL.2010T/06 Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp II – Mục đích, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu luận văn II.1 Mục đích luận văn Xác định số tiêu ảnh hƣởng, từ xây dựng quy trình công nghệ sản xuất viên nhiên liệu từ vỏ trấu (viên trấu) II.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Vỏ trấu thu nhận từ nhà máy sở xay xát vùng Đồng sông Hồng Nguyễn Thị Bích Thuận -9- Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Bảng PL3.12 – Kết phân tích thông kê miêu tả Số lần lặp N Độ ẩm viên (%) Tỷ khối viên (kg/m3) Tỷ lệ thu hồi viên (%) 00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 Tổng 00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 Tổng 00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 Tổng Nguyễn Thị Bích Thuận Trung bình cộng 8.5600 9.3200 9.5300 9.4700 9.0900 9.2800 18 9.2083 1071.3500 1009.6900 994.6100 973.7933 939.6500 916.4200 18 989.2522 49.9600 56.5700 63.6200 68.8700 74.4700 83.0100 18 66.0833 - 84 - Sai số trung bình mẫu Độ lệch chuẩn 06245 03000 05292 16093 12767 07937 34161 33407 69764 54111 2.24538 86747 47318 55.28730 74081 96146 32078 56152 14731 50388 11.29231 03606 01732 03055 09292 07371 04583 08052 19287 40278 31241 1.29637 50083 27319 13.03134 42771 55510 18520 32419 08505 29092 2.66162 Khoảng ƣớc lƣợng với độ tin cậy 95% Giới hạn dƣới 8.4049 9.2455 9.3986 9.0702 8.7728 9.0828 9.0385 1070.5201 1007.9570 993.2658 968.2155 937.4951 915.2446 961.7585 48.1197 54.1816 62.8231 67.4751 74.1041 81.7583 60.4678 Cao học CNTP 2008 - 2010 Giới hạn 8.7151 9.3945 9.6614 9.8698 9.4072 9.4772 9.3782 1072.1799 1011.4230 995.9542 979.3712 941.8049 917.5954 1016.7459 51.8003 58.9584 64.4169 70.2649 74.8359 84.2617 71.6989 Giá trị nhỏ 8.49 9.29 9.49 9.34 8.95 9.22 8.49 1070.99 1008.92 994.05 971.24 939.10 915.89 915.89 49.12 55.89 63.34 68.23 74.31 82.68 49.12 Giá trị lớn 8.61 9.35 9.59 9.65 9.20 9.37 9.65 1071.65 1010.28 995.13 975.46 940.65 916.80 1071.65 50.52 57.67 63.97 69.28 74.60 83.59 83.59 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Bảng PL3.13 – Kết kiểm nghiệm tính đồng phƣơng sai Thống kê Levene Độ ẩm viên (%) df1 Mức ý nghĩa df2 2.515 12 089 Tỷ khối viên (kg/m ) 5.156 12 009 Tỷ lệ thu hồi viên (%) 3.076 12 051 Giá trị mức ý nghĩa độ ẩm viên 0,089; tỷ khối viên 0,09; tỷ lệ thu hồi viên 0,51 giá trị lớn 0,05 Do chấp nhận giả thuyết cho phƣơng sai mẫu Bảng PL3.14 – Kết kiểm tra phƣơng sai Tổng bình phƣơng Giữa nhóm Độ ẩm viên Trong (%) nhóm Tổng Tỷ khối viên (kg/m3) Giữa nhóm Trong nhóm Tổng Tỷ lệ thu hồi viên (%) Giữa nhóm Trong nhóm Tổng Bình phƣơng trung bình df 1.872 374 112 12 009 1.984 17 45121.032 9024.206 13.818 12 1.152 45134.850 17 2163.441 432.688 4.334 12 361 2167.775 17 Chuẩn F Mức ý nghĩa 40.035 000 7836.649 000 1198.029 000 Giá trị chuẩn F độ ẩm viên 40,035; tỷ khối viên 7836.649 tỷ lệ thu hồi viên 1198,029 với mức ý nghĩa quan sát đƣợc nhỏ 0,05 Nguyễn Thị Bích Thuận - 85 - Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội nhiều Do đó, bác bỏ giả thuyết HO (các biến hàng cột độc lập với nhau) Bảng PL3.15 – Kết kiểm tra hậu Anova với kiểm định Duncan Độ ẩm viên (%) Hàm lƣợng rơm (%) 0.00 40.00 50.00 10.00 30.00 20.00 Mức ý nghĩa N 3 3 3 8.5600 Phân nhóm mức ý nghĩa α = 0,05 9.0900 9.2800 9.3200 1.000 1.000 622 9.3200 9.4700 082 9.4700 9.5300 462 Tỷ khối viên (kg/m3) Hàm lƣợng rơm (%) 0.00 40.00 50.00 10.00 30.00 20.00 Mức ý nghĩa N Phân nhóm mức ý nghĩa α = 0,05 916.420 939.650 3 3 1.000 1.000 973.7933 994.610 1009.69 1.000 1.000 1071.35 1.000 1.000 Tỷ lệ thu hồi viên (%) Hàm lƣợng rơm (%) 0.00 40.00 50.00 10.00 30.00 20.00 Mức ý nghĩa N Nguyễn Thị Bích Thuận Phân nhóm mức ý nghĩa α = 0,05 49.9600 56.5700 63.6200 68.8700 74.4700 83.0100 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 - 86 - Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội PL3.3.2 Ảnh hưởng hàm lượng mùn cưa bổ sung đến chất lượng viên trấu Kết thực nghiệm đo ảnh hƣởng hàm lƣợng mùn cƣa bổ sung đến độ ẩm viên, tỷ khối viên tỷ lệ thu hồi viên trấu đƣợc thể bảng 3.16: Bảng PL3.16 – kết đo thực nghiệm ảnh hƣởng mùn cƣa đến chất lƣợng viên trấu Stt 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tên mẫu 100% trấu 100% trấu 100% trấu 90% trấu 10% mùn cƣa 90% trấu 10% mùn cƣa 90% trấu 10% mùn cƣa 80% trấu 20% mùn cƣa 80% trấu 20% mùn cƣa 80% trấu 20% mùn cƣa 70% trấu 30% mùn cƣa 70% trấu 30% mùn cƣa 70% trấu 30% mùn cƣa 60% trấu 40% mùn cƣa 60% trấu 40% mùn cƣa 60% trấu 40% mùn cƣa 50% trấu 50% mùn cƣa 50% trấu 50% mùn cƣa 50% trấu 50% mùn cƣa 40% trấu 60% mùn cƣa 40% trấu 60% mùn cƣa 40% trấu 60% mùn cƣa 30% trấu 70% mùn cƣa 30% trấu 70% mùn cƣa 30% trấu 70% mùn cƣa Độ ẩm viên (%) 9,03 8,95 8,78 8,97 9,31 8,90 9,15 9,40 9,41 9,36 9,37 9,32 9,56 9,51 9,43 9,57 9,51 9,36 9,96 10,15 10,04 10,08 10,11 10,20 Tỷ khối viên (kg/m3) 1011,67 1011,45 1010,90 1027,93 1028,54 1028,88 1056,07 1056,86 1056,66 1086,69 1086,98 1086,67 1117,21 1116,93 1117,01 1170,24 1169,46 1169,88 1175,57 1175,46 1174,99 1180,26 1180,92 1180,47 Tỷ lệ thu hồi (%) 49,57 50,86 50,26 52,76 53,38 52,89 61,10 60,75 60,91 71,72 71,59 71,97 79,89 80,06 79,57 88,29 88,56 88,20 89,35 88,97 89,88 91,89 91,15 90,65 Sử dụng phần mềm SPSS để xử lý số liệu thực nghiệm kết thu đƣợc biểu diễn bảng PL 3.17, PL 3.18, PL 3.19 PL 3.20 Nguyễn Thị Bích Thuận - 87 - Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Bảng PL3.17 – Kết phân tích thông kê miêu tả Số lần lặp 00 10.00 20.00 30.00 Độ ẩm viên 40.00 (%) 50.00 60.00 70.00 Tổng 00 10.00 20.00 30.00 Tỷ khối viên 40.00 (kg/m3) 50.00 60.00 70.00 Tổng 00 10.00 20.00 Tỷ lệ thu hồi 30.00 viên 40.00 (%) 50.00 60.00 70.00 Tổng Nguyễn Thị Bích Thuận 3 3 3 3 24 3 3 3 3 24 3 3 3 3 24 Trung bình cộng 8.9200 9.0600 9.3200 9.3500 9.5000 9.4800 10.0500 10.1300 9.4762 1011.3400 1028.4500 1056.5300 1086.7800 1117.0500 1169.8600 1175.3400 1180.5500 1103.2375 50.2300 53.0100 60.9200 71.7600 79.8400 88.3500 89.4000 91.2000 73.0888 - 88 - Độ lệch chuẩn Sai số trung bình mẫu 12767 21932 14731 02646 06557 10817 09539 06245 42077 39661 48135 41073 17349 14422 39038 30806 33719 64.90469 64552 32696 17521 19313 24880 18735 45706 66641 15.94410 07371 12662 08505 01528 03786 06245 05508 03606 08589 22898 27791 23714 10017 08327 22539 17786 19468 13.24861 37269 18877 10116 11150 14364 10817 26388 38475 3.25458 Khoảng ƣớc lƣợng với độ tin cậy 95% Giới hạn dƣới 8.6028 8.5152 8.9541 9.2843 9.3371 9.2113 9.8130 9.9749 9.2986 1010.3548 1027.2543 1055.5097 1086.3490 1116.6917 1168.8902 1174.5747 1179.7124 1075.8307 48.6264 52.1978 60.4847 71.2802 79.2220 87.8846 88.2646 89.5446 66.3561 Cao học CNTP 2008 - 2010 Giới hạn 9.2372 9.6048 9.6859 9.4157 9.6629 9.7487 10.2870 10.2851 9.6539 1012.3252 1029.6457 1057.5503 1087.2110 1117.4083 1170.8298 1176.1053 1181.3876 1130.6443 51.8336 53.8222 61.3553 72.2398 80.4580 88.8154 90.5354 92.8554 79.8214 Giá trị nhỏ Giá trị lớn 8.78 8.90 9.15 9.32 9.43 9.36 9.96 10.08 8.78 1010.90 1027.93 1056.07 1086.67 1116.93 1169.46 1174.99 1180.26 1010.90 49.57 52.76 60.75 71.59 79.57 88.20 88.97 90.56 49.57 9.03 9.31 9.41 9.37 9.56 9.57 10.15 10.20 10.20 1011.67 1028.88 1056.86 1086.98 1117.21 1170.24 1175.57 1180.92 1180.92 50.86 53.38 61.10 71.97 80.06 88.56 89.88 91.89 91.89 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Bảng PL3.18 – Kết kiểm nghiệm tính đồng phƣơng sai Thống kê Levene Độ ẩm viên (%) df1 Mức ý nghĩa df2 2.757 16 094 Tỷ khối viên (kg/m ) 851 16 563 Tỷ lệ thu hồi viên (%) 1.246 16 335 Giá trị mức ý nghĩa độ ẩm viên 0,094; tỷ khối viên 0,563; tỷ lệ thu hồi viên 0,335 giá trị lớn 0,05 Do chấp nhận giả thuyết cho phƣơng sai mẫu Bảng PL3.19 – Kết kiểm tra phƣơng sai Tổng bình phƣơng Giữa nhóm Độ ẩm viên Trong (%) nhóm Tổng Tỷ khối viên (kg/m3) Giữa nhóm Trong nhóm Tổng Tỷ lệ thu hồi viên (%) Giữa nhóm Trong nhóm Tổng Bình phƣơng trung bình df 3.841 549 232 16 014 4.072 23 96888.289 13841.184 1.939 16 121 96890.228 23 5844.246 834.892 2.683 16 168 5846.929 23 Chuẩn F Mức ý nghĩa 37.903 000 114201.189 000 4978.487 000 Giá trị chuẩn F độ ẩm viên 37,903; tỷ khối viên 114201,189 tỷ lệ thu hồi viên 4978,487 với mức ý nghĩa quan sát đƣợc nhỏ 0,05 nhiều Do đó, bác bỏ giả thuyết HO (các biến hàng cột độc lập với nhau) Nguyễn Thị Bích Thuận - 89 - Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Bảng PL3.20 – Kết kiểm tra hậu Anova với kiểm định Duncan Độ ẩm viên (%) Hàm lƣợng mùn cƣa (%) Phân nhóm mức ý nghĩa α = 0,05 8.9200 9.0600 9.3200 9.3500 9.4800 9.5000 10.0500 10.1300 173 110 427 N 00 10.00 20.00 30.00 50.00 40.00 60.00 70.00 Mức ý nghĩa 3 3 3 3 Tỷ khối viên (kg/m3) Hàm lƣợng mùn cƣa (%) 00 10.00 20.00 30.00 50.00 40.00 60.00 70.00 Mức ý nghĩa Nguyễn Thị Bích Thuận N 3 3 3 3 1011.34 Phân nhóm mức ý nghĩa α = 0,05 1028.45 1056.53 1086.78 1117.05 1169.86 1175.34 1.000 - 90 - 1.000 1.000 1.000 1.000 Cao học CNTP 2008 - 2010 1.000 1180.55 1.000 1.000 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Tỷ lệ thu hồi viên trấu (%) Hàm lƣợng mùn cƣa (%) Phân nhóm mức ý nghĩa α = 0,05 N 00 10.00 20.00 30.00 50.00 40.00 60.00 70.00 Mức ý nghĩa Nguyễn Thị Bích Thuận 50.2300 53.0100 60.9200 71.7600 79.8400 88.3500 89.4000 91.2000 1.000 - 91 - 1.000 1.000 1.000 1.000 Cao học CNTP 2008 - 2010 1.000 1.000 1.000 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội PL3.3.3 Ảnh hưởng hàm lượng bột sắn Kết đo thực nghiệm ảnh hƣởng hàm lƣợng bột sắn đến độ ẩm viên, tỷ khối viên tỷ lệ thu hồi viên trấu đƣợc thể bảng PL3.21: Bảng PL3.21 – kết đo thực nghiệm ảnh hƣởng mùn cƣa đến chất lƣợng viên trấu Stt Hàm lƣợng tinh bột sắn (%) Độ ẩm viên (%) Tỷ khối viên (kg/m3) Tỷ lệ thu hồi (%) 9,01 1012,37 50,54 9,30 1011,99 50,07 8,90 1013,14 49,69 9,40 1076,05 75,17 9,20 1076,90 75,51 9,09 1077,24 75,40 9,40 1177,86 89,35 9,55 1178,35 89,28 9,22 1178,39 89,87 10 9,27 1181,07 94,13 11 9,61 1181,36 93,58 12 9,77 1181,89 93,45 13 9.97 1181.89 93.88 14 9.56 1165.67 93.95 15 10.11 1166.08 93.75 16 10.01 1148.50 94.11 17 10.12 1148.35 93.87 18 10.02 1148.47 94.05 Sử dụng phần mềm SPSS để xử lý số liệu thực nghiệm kết biểu diễn bảng PL 3.22, PL 3.23, PL 3.24 PL 3.25 Nguyễn Thị Bích Thuận - 92 - Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Bảng PL3.22 – Kết phân tích thông kê miêu tả Số lần lặp N Độ ẩm viên (%) Tỷ khối viên (kg/m3) Tỷ lệ thu hồi viên (%) 00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 Tổng 00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 Tổng 00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 Tổng Nguyễn Thị Bích Thuận 3 3 3 18 3 3 3 18 3 3 3 18 Sai số trung bình mẫu Trung bình cộng Độ lệch chuẩn 9.0700 9.2300 9.3900 9.5500 9.8800 10.0500 9.5283 1012.5000 1076.7300 1178.2000 1181.4400 1165.8900 1148.4400 1127.2000 50.1000 75.3600 89.5000 93.7200 93.8600 94.0100 82.7583 20664 15716 16523 25534 28583 06083 39363 58592 61294 29513 41581 20664 07937 63.97844 42579 17349 32234 36097 10149 12490 16.46961 - 93 - 11930 09074 09539 14742 16503 03512 09278 33828 35388 17039 24007 11930 04583 15.07986 24583 10017 18610 20841 05859 07211 3.88192 Khoảng ƣớc lƣợng với độ tin cậy 95% Giới hạn dƣới 8.5567 8.8396 8.9796 8.9157 9.1700 9.8989 9.3326 1011.0445 1075.2074 1177.4669 1180.4071 1165.3767 1148.2428 1095.3843 49.0423 74.9290 88.6993 92.8233 93.6079 93.6997 74.5682 Cao học CNTP 2008 - 2010 Giới hạn 9.5833 9.6204 9.8004 10.1843 10.5900 10.2011 9.7241 1013.9555 1078.2526 1178.9331 1182.4729 1166.4033 1148.6372 1159.0157 51.1577 75.7910 90.3007 94.6167 94.1121 94.3203 90.9485 Giá trị nhỏ 8.90 9.09 9.22 9.27 9.56 10.01 8.90 1011.99 1076.05 1177.86 1181.07 1165.67 1148.35 1011.99 49.69 75.17 89.28 93.45 93.75 93.87 49.69 Giá trị lớn 9.30 9.40 9.55 9.77 10.11 10.12 10.12 1013.14 1077.24 1178.39 1181.89 1166.08 1148.50 1181.89 50.54 75.51 89.87 94.13 93.95 94.11 94.13 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Bảng PL3.23 – Kết kiểm nghiệm tính đồng phƣơng sai Thống kê Levene Độ ẩm viên (%) df1 Mức ý nghĩa df2 1.346 12 310 Tỷ khối viên (kg/m ) 2.198 12 122 Tỷ lệ thu hồi viên (%) 1.825 12 182 Giá trị mức ý nghĩa độ ẩm viên 0,310; tỷ khối viên 0,122; tỷ lệ thu hồi viên 0,182 giá trị lớn 0,05 Do chấp nhận giả thuyết cho phƣơng sai mẫu Bảng PL3.24 – Kết kiểm tra phƣơng sai Tổng bình phƣơng Giữa nhóm Độ ẩm viên Trong (%) nhóm Tổng Tỷ khối viên (kg/m3) Giữa nhóm Trong nhóm Tổng Tỷ lệ thu hồi viên (%) Giữa nhóm Trong nhóm Tổng Bình phƣơng trung bình df 2.143 429 491 12 041 2.634 17 69583.027 13916.605 2.056 12 171 69585.083 17 4610.272 922.054 943 12 079 4611.215 17 Chuẩn F Mức ý nghĩa 10.486 000 81225.323 000 11733.460 000 Giá trị chuẩn F độ ẩm viên 10,486; tỷ khối viên 81225.323 tỷ lệ thu hồi viên 1173346,460 với mức ý nghĩa quan sát đƣợc nhỏ 0,05 nhiều Do đó, bác bỏ giả thuyết HO (các biến hàng cột độc lập với nhau) Nguyễn Thị Bích Thuận - 94 - Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Bảng PL3.25 – Kết kiểm tra hậu Anova với kiểm định Duncan Độ ẩm viên (%) Hàm lƣợng TBS (%) 00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 Mức ý nghĩa N 3 3 3 Phân nhóm mức ý nghĩa α = 0,05 9.0700 9.2300 9.2300 9.3900 9.3900 9.5500 9.5500 9.8800 9.8800 10.0500 089 089 069 323 Tỷ khối viên (kg/m3) Hàm lƣợng TBS (%) 00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 Mức ý nghĩa Subset for alpha = 05 N 1012.50 1076.73 1148.44 1165.89 1178.20 1181.44 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 Tỷ lệ thu hồi viên (%) Hàm lƣợng TBS (%) 00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 Mức ý nghĩa N Nguyễn Thị Bích Thuận 3 3 3 Phân nhóm mức ý nghĩa α = 0,05 50.1000 75.3600 89.5000 93.7200 93.8600 94.0100 1.000 1.000 1.000 251 - 95 - Cao học CNTP 2008 - 2010 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Phụ lục 4: Ảnh viên nhiên liệu từ trấu sản xuất Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp – RIAM Nguyễn Thị Bích Thuận - 96 - Cao học CNTP 2008 - 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tất số liệu thực nghiệm kết trình bày luận văn trung thực khách quan Số liệu phần kết nghiên cứu đề tài Khoa học & Công nghệ cấp Nhà nước “Nghiên cứu công nghệ, thiết kế chế tạo dây chuyền thiết bị sản xuất viên nhiên liệu (pellet) từ trấu” Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp làm chủ trì Số liệu kết thực nhóm cán thuộc Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo Máy nông nghiệp, gồm có: TS Nguyễn Tường Vân – Viện trưởng KS Nguyễn Thị Bích Thuận KS Phạm Thu Hằng ThS Nguyễn Văn Mạnh ThS Đoàn Văn Cao Hà nội, ngày 26 tháng 03 năm 2011 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Bích Thuận LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Tường Vân – Viện trưởng Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp, PGS.TS Lê Thị Cúc – Nguyên Giảng viên trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, người nhiều thời gian công sức tận tình hướng dẫn, theo dõi sát đóng góp ý kiến quý báu cho hoàn thành luận văn Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới nhóm cán thực đề tài “Nghiên cứu công nghệ, thiết kế chế tạo dây chuyền thiết bị sản xuất viên nhiên liệu (pellet) từ trấu” giúp đỡ việc nghiên cứu, đo đạc, thu thập xử lý số liệu; tạo điều kiện cho hoàn thành luận văn hạn Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám đốc tập thể cán Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo Máy nông nghiệp; Ban giám hiệu trường Đại học Bách khoa Hà Nội; tập thể cán Viện Sau Đại học, Viện Công nghệ Sinh học & Công nghệ Thực phẩm Bộ môn Công nghệ thực phẩm & Sau thu hoạch – trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho thời gian học tập làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè cổ vũ, động viên giúp đỡ suốt thời gian học tập thực luận văn Hà nội, ngày 26 tháng 03 năm 2011 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Bích Thuận ... sản xuất sử dụng viên nhiên liệu Việt Nam 1.2.4.2.1 Tình hình sản xuất viên nhiên liệu Việt Nam Ngành sản xuất viên nhiên liệu Việt Nam năm 1990 nhà sản xuất tƣ nhân nhập máy sản xuất viên nhiên. .. Tình hình sản xuất sử dụng viên nhiên liệu 1.2.4.1 Tình hình sản xuất sử dụng viên nhiên liệu giới 1.2.4.1.1 Tình hình sản xuất viên nhiên liệu giới Ngành công nghiệp sản xuất viên nhiên liệu đời... trọng [39] Vì thế, chọn đề tài Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất viên nhiên liệu từ phụ phẩm nhà máy xay xát (vỏ trấu) nhằm biến vỏ trấu từ loại phế phẩm rẻ tiền, cho không không lấy