NGHIÊN cứu cơ cấu cấp NHIÊN LIỆU vỏ hạt điều CHO THIẾT bị xử lý NHIỆT NHẰM ổn ĐỊNH NHIỆT độ và GIẢM THIỂU ô NHIỄM môi TRƯỜNG

net Se ere, ay ae TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHĨ HỊ CHÍ MINH TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP BAO CAO DE TAI NGHIEN CUU KHOA HOC : Tên đề tài: NGHIEN CUU CO CAU CAP NHIEN LIEU VO HAT DIEU ` CHO THIET BI XU LY NHIET NHAM ON DINH NHIET DO VA GIAM THIEU NHIEM MOI TRUONG NAM 2003 ey ao TRUONG DAI HOC BACH KHOA THANH PHO HO CHi MINH TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP BẢO CÁO ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CUU CO CAU CAP NHIEN LIEU VO HAT DIEU CHO THIẾT BỊ XỬ LÝ NHIỆT NHẰM ÓN ĐỊNH NHIỆT ĐỘ VÀ GIẢM THIẾU Ô NHIỄM MOI TRUONG Cơ quan quản lý đề tài : Sở KH&CN tỉnh Bà rịa-Vũng tàu Cơ quan chủ trì đề tài : Trung tâm nghiên cứu công nghệ thiết bị công nghiệp Chủ nhiệm đề tài : Trương Thành Công - Lê Quý Đức TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP 23 LSPA (OS I MỤC LỤC Phan tng quam ằeẮe 1.1 Tình hình sẵn xuất hạt điều giới Việt nam 1.2 Sự phát sinh ô nhiễm công nghệ chế biến hạt điều Phần Công nghệ chế biến hạt điều vấn đề sử dụng vỏ điều làm nhiên ¡0 2.1 Công nghệ chế biến hạt điều ˆ cà SH Hà HH He 2.2 Phương pháp xử lý nhiệt công nghệ chế biến hạt điều 2.3 Hệ thống thiết bị xử lý nhiệt nhiên liệu vỏ hạt điều 2.4 Tình hình nghiên cứu nước ngồi Việt nam Phần Nghiên cứu động lực học dòng nhiên liệu vỏ điều cấp cho lị đốt 3.1 Cơ cấu cấp q trình chuyển động vỏ điều buồng lò 3.2 Phương trình chuyển động vỏ hạt điều buồng lị 3.3 Khảo sát thơng số thực tế nee eae eee eee ene eee eee Phần Nghiên cứu thực nghiệm 16 16 17 22 29 4.1 Nghiên cứu áp dụng thực tế sản xuất 29 4.2 Thí nghiệm quan hệ nhiệt độ lò đốt bể chao đầu 32 4.3 Khảo sát thông số công nghệ đốt vỏ thông số môi trường 4.4 Đề xuất thiết kế cấu cấp 37 39 Phần Nghiên cứu thiết kế phận xử lý dầu điều phận tự động điều khiển nhiệt bể chao 4I 5.1 Giải pháp công nghệ 4I 3.2 Chọn quạt hút 42 43 45 46 5.3 Tính toán đàn tách dầu 5.4 Kết thực 5.5 Tự động điều khiển nhiệt độ bể chao dầu "ốc 41 Kết luận chung - Kiến nghị Hà nhe Tài liệu tham khảo Là ce cee cee nh HH HH HH Hà HH Hà Một số kết áp dụng để tài 49 51 Phần phụ lục Một số hi nh ảnh nghiên cứu sở sản xuất 52 Nhận xét số sở sản xuất áp dụng kết nghiên cứu để tài 57 MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, điều trở thành công nghiệp quan trọng Việt Nam Với diện tích trồng lên đến 250.000 sản lượng đạt 200.000 hạt 80.000 nhân xuất hàng năm, đưa nước ta đứng hàng thứ giới sản lượng điều khô xuất nhân điều Theo báo cáo hiệp hội điều Việt Nam, có gần §0 nhà máy chế biến điều, khơng kế lị tư nhân số xưởng nhỏ có cơng suất 1000 thơ/năm Tuy nhiên q trình chế biến hạt điều với cơng nghệ chao dầu địi hỏi độ ổn định nhiệt để đảm bảo chất lượng sản phẩm nhân hạt điều đủ tiêu chuẩn xuất giảm đến mức thấp phế phẩm việc phải phấn đấu sở sản xuất Hơn nữa, công nghệ tác động đến mơi trường lớn, khói thải phát sinh đốt vỏ điều lị đốt để cung cấp nhiệt cho-qui trình cơng nghệ chế biến, lượng đầu điều bốc lên từ chảo chao dầu gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Xuất phát từ tình hình thực tế sản xuất công nghệ chế biến hạt điều Việt Nam Bà Rịa — Vũng Tàu, qua đề nghị sở chế biến điều Lâm trường Xuyên Mộc, đề tài: “Nghiên cứu cấu cấp nhiên liệu vỏ hạt điều thiết bị xử lý nhiệt, nhằm ổn định nhiệt độ giảm thiểu ô nhiễm môi trường” thực với mục tiêu hỗ trợ doanh nghiệp đổi thiết bị, nâng cao chất lượng sản phẩm hàng hóa xuất khẩu, giảm thiểu ô nhiễm môi trường Qua gần hai năm thực nội dung để tài hoàn thành đạt kết tốt Chủ nhiệm đề tài nhóm nghiên cứu chân thành cảm ơn Ban giám đốc Lâm trường Xí nghiệp chế biến hạt điều thuộc Lâm trường Xuyên Mộc, cán kỹ thuật anh em công nhân phân xưởng chế biến giúp tiền hành nghiên cứu thực nghiệm sở Chúng xin chân thành cám ơn cán phịng thí nghiệm, Viện kỹ thuật nhiệt đới bảo vệ Môi trường Thành phổ Hỗ Chí Minh, phịng Kỹ thuật Mơi trường phân viện bảo hộ lao động TP.HCM, Trung tâm nghiên cứu công nghệ thiết bị công nghiệp Trường đại học Bách khoa, cán Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Bà Rịa — Vũng Tàu Giáo sư-Tiến sĩ khoa học Bủi Song Cầu tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện để thực đề tài PHAN TONG QUAN 1.1 Tình hình sản xuất hạt điều giới Việt nam : 1.1.1 Cây điều gọi đào lộn hột ( Anacardium occidentale Liu họ đào lện hột) cơng nghiệp có giá trị kinh tế cao Trên giới hạt điều sử dụng nhiều Điều trồng phổ biến khắp châu Á, theo số liệu thống kê nước trồng nhiều sản xuất hạt điều giới có ấn độ, Brazin, Mozambique, Tanzania, Kenya, Srilanca, Malaysia, Philippines, Cồn nước tiêu thụ nhân điều nhiều Mỹ, Anh, Pháp, Đức, trung quốc, ngồi việc sản xuất nhân hạt điều cịn có ngành sản xuất dầu vỏ điều chế biến xuất dầu Thị trường tiêu thụ nhiều đầu vỏ điều : Mỹ, Anh, Nhật ban 1.1.2 Việt nam, trồng điều sử dụng hạt điều có từ lâu, nhiên trước năm 1985 việc sản xuất sử dụng hạt điều nước cịn ít, năm gần sử dụng hạt điều tăng lên nhiều Đặc biệt từ khoảng 1990 lại đây, việc trồng chế biến hạt điều xuất tăng lên nhanh chóng Hầu hết tỉnh Trung nam Trung tỉnh Đông Nam trồng nhiều điều có sở, xí nghiệp chế biến hạt điều phục vụ cho xuất Những năm đầu thập niên 90 lượng nhân điều xuất nước khoảng 500-700 tấn/năm, đến năm 2003 _ lượng nhân điều xuất đạt 83.000 ngoại tệ thu 285,5 tr USD(thông tin tổng cục TCĐL,CL tháng 1/2004) Chính tiểm to lớn điều nên Chính phủ định tháng năm 1999 phê duyệt đề án phát triển điều đến năm 2010 Việt Nam với mục tiêu: ” Phát triển khai thác lợi có giá trị thực phẩm lấy gỗ, dễ trồng, vốn đầu tư thấp chịu đất xấu phù hợp với người nghèo, phục vụ cho nhu cầu nước xuất ” Những năm qua, ngành công nghiệp chế biến hạt điều (CBHĐ) Việt nam có bước phát triển vượt bậc với khoảng 80 nhà máy chế biến xuất đem lại lợi ích kinh tế cao Sản phẩm hạt điều xuất dạng hạt thô chế biến thành nhân hạt điều giá trị xuất tăng lên nhiều Ngành công nghiệp CBHĐ giải vấn đề: tạo công ăn việc làm cho hàng vạn lao động địa phương; thúc đẩy, phát triển vùng nguyên liệu, tạo sản phẩm xuất có giá trị cao Vì vậy, điều có vị trí quan trọng kinh tế Việt Nam Cây điểu tạo giá trị kim ngạch xuất lớn đứng thứ sau lúa gạo, cà phê Có thể nói điều ngành cơng nghiệp chế biến hạt điều góp phần tích cực vào nghiệp cơng nghiệp hóa - đại hóa với giá trị kinh tế - xã hội to lớn, đồng thời trở thành ngành sản xuất - xuất có ý nghĩa chiến lược đất nước 1.1.3 Tỉnh Bà rịa — Vũng tàu nằm phía Đơng vùng kinh tế trọng điểm Nam vùng có tốc độ phát triển kinh tế cao nước Bên cạnh khu công nghiệp lớn vùng Đơng Nam vùng có diện tích trồng điều số sở chế biến nhiều Việt nam, khoảng 65.000 40 nhà máy chế biến hạt điều Riêng Bà rịa — Vũng tàu có khoảng 7.000 đất trồng điều nhà máy chế biến điều xuất Hiện tiếp tục xây dựng thêm Các nhà máy chế biến hạt điều Ba ria — Viing tàu có cơng suất trung bình khoảng 6-8 /ca Về cơng nghệ chế biến trước hầu hết làm thủ công, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng chất lượng sản phẩm Khoảng 10 năm lại có nhiều tiến bộ, máy móc thiết bị liên tục cải tiến, phần lớn sở chế biến hạt điều nước ta sử dụng thiết bị máy móc nước chế tạo dùng kỹ thuật chao dầu để tách vỏ lấy nhân 1.2 Sự phát sinh ô nhiễm chế biến hạt điều 1.2.1 Bên cạnh lợi ích to lớn Kinh tế-Xã hội từ ngành sản xuất, xuất nhân điều đem lại, chế biến hạt điều tác động tiêu cực đến môi trường mà nguồn nhiễm khói đốt vỏ điều dầu điều bay từ bể chao đầu làm nhiễm khơng khí Trong cơng nghệ chế biến hạt điều nước ta, người ta dùng vỏ điều làm nhiên liệu cho lị đốt để cấp nhiệt cho bể chao dầu hạt điều, q trình cấp vỏ điều cho lị thường khơng ổn định nên cháy khơng đều, chất gây nhiễm Axit Anacardic dẫn suất sản phẩm cháy khơng hồn tồn Ngồi lượng đáng kể dầu điều toả từ bể chao làm cho khơng khí bị nhiễm nặng khu vực sản xuất 1.2.2 Nguồn gây ô nhiễm từ chế biến hạt điều : - Khói thải phát sinh từ lò đốt vỏ điều : Khi đốt vỏ điều thành phần khói thải hỗn hợp khí thải gồm Co, C,H, (cdc hydrocarbon) hoi dau cé hạt điều chưa cháy hết, hỗn hợp khí thải kết hợp với tro tạo nên mồ hóng đạng khói đen - Hơi đầu bốc lên từ bể chao : Quá trình chao đầu sở sản xuất phần lớn thực mẻ gián đoạn cách nhúng hạt điều thô vào bể chao dầu vỏ điều có nhiệt độ sơi khoảng 185-200°C Ở Nhiệt độ dầu bay hơi nước thoát từ lớp vỏ điều Đây nguồn ô nhiễm lớn phát tán môi trường xung quanh không thu gom, xử lý - Bụi từ lò đốt vỏ điều : Khi đốt lượng lớn vỏ hạt điều tạo lượng tro đáng kể Nếu đốt phương pháp thủ công VHĐ thường cháy khơng hồn tồn nên tạo lượng bụi lớn Tro sinh từ trình cháy phần bốc lên địng khí nóng theo khói lị ngồi làm cho nồng độ bụi dịng khí thải ống khói nhiều dao động theo chu kỳ cấp nhiên liệu VHĐ Việc cấp VHD vào lị khơng đều, không liên tục ( dùng xẻng xúc hất vào) nguyên nhân đáng kể gây cháy không hoàn toàn VHD dén đống dẫn đến tăng chất nhiễm Phân CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN HAT DIEU VÀ VAN DE O NHIEM MOI TRƯỜNG 2.1 Cơng nghệ chế biến hạt điều Mục đích, u cầu : Mục đích chế biến hạt điều tách nhân khỏi vỏ, tạo nhân điều lượng, nhân giữ nguyên thành phần dinh dưỡng va mau trắng, khơng có chất bị vàng, khơng bị nhiễm dầu thơm ngon Do vậy, công nghệ chế biến phải thỏa mãn yêu cầu sau : + Việc cắt tách vỏ lấy nhân phải dễ dàng + Chất lượng nhân phải tốt, đặc biệt phải trắng Yêu cầu quan trọng định hiệu công nghệ, nhân trắng bán giá cao từ 500 — 1000 USD/tấn So với nhân có màu vàng +_ Qui trình cơng nghệ phải đơn giản, dễ thực hiện, phí thấp phù hợp điều kiện sản suất nước nghèo nước chế biến điều chủ yếu Tuy nhiên, việc tách nhân khỏi vỏ cơng việc khó khăn vỏ điều có lớp: Ngoài nhấn, dai cứng, lớp xốp có nhiều nang chứa đầu điều acid anacardic (90%) 10% cardol, chất chất độc làm hỏng hạt gây tổn thương da Theo phương pháp cổ truyền người ta đem hạt điều nướng lửa để hạt cháy phồng lên ứa dầu ra, sau dùng mạt cưa hút dầu dùng dao tách vỏ tay Lầm theo cách chất lượng nhân thấp tiêu thụ địa phương (châu Phi, Nam Mỹ) Hiện nay, để đảm bảo tiêu chuẩn xuất khẩu, phải đầu tư máy móc thiết bị, nhà xưởng cơng nhân Những nhà máy chế biến hạt điều thường dùng phương pháp chao dầu để chiết đầu từ vỏ hạt, tách vỏ lấy nhân, sấy khô, phân loại Công nghệ tiên tiến áp dụng số nước (Brazil) hầu hết công đoạn dùng máy 2.1.2 Cong nghé ché bién hat diéu Viét Nam Về bản, quy trình cơng nghệ chế biến hạt điều Việt Nam tương tự nước khác giới Trước cơng nghệ cịn lạc hậu Khoảng 5-7 năm lại có nhiều cải tiến, đổi mới, đa số nhà máy có quy mơ trung bình từ 7-8 tấn/ca trở lên trang bị thiết bị máy móc nhiều khâu Trên sở khảo sát thực tế số nhà máy chế biến hạt điều Việt Nam theo GS.TSKH Bùi Song Cầu : Quy trình cơng nghệ chế biến hạt điều theo sơ đồ sau: Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ chế biến hạt điều Việt Nam Hat diéu thô Phan loai lan 1,lam sach - Lo tan enat_| Nước thải La đốt » Chao dầu xử lý nhiệt Ỷ Làm nguội Đầu thải * Phân loại lần aA Ỷ Võ điều Tách vỏ Ỷ Sấy nhân Phân loại thành phẩm + Hồi ẩm Thanh tring Ỷ Đóng gói thành phẩm Vỏ điều ... TÂM NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP BẢO CÁO ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CUU CO CAU CAP NHIEN LIEU VO HAT DIEU CHO THIẾT BỊ XỬ LÝ NHIỆT NHẰM ÓN ĐỊNH NHIỆT ĐỘ VÀ GIẢM THIẾU Ô NHIỄM... Hệ thống thiết bị xử lý nhiệt nhiên liệu vỏ hạt điều 2.4 Tình hình nghiên cứu nước ngồi Việt nam Phần Nghiên cứu động lực học dòng nhiên liệu vỏ điều cấp cho lị đốt 3.1 Cơ cấu cấp q trình... trắng hạt không bị vàng, không bị nhiễm dâu Do qui trình chế biến hạt điều, công đoạn xử lý nhiệt khâu định đến chất lượng sản phẩm nhân điều, q trình xử lý nhiệt làm cho nhân có độ dẻo định, vỏ hạt