Chƣơng 3 : PHƢƠNG TIỆN & PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.6. HỆ THỐNG ĐO TỔNG LƢỢNG KHÍ SINH RA
3.6.1. Ý tƣởng về hệ thống
Các đề tài nghiên cứu trƣớc đây xác định tổng lƣợng khí sinh ra bằng ống tiêm dung tích 100 ml/cc, thể tích khí sinh ra sau khi ủ đƣợc đo bằng dây đo, sau đó lƣợng khí đƣợc thu vào túi nhơm chun dụng và mang đi xác định nồng độ CH4. Thơng qua nhiều khâu nhƣ vậy thì ít nhiều số liệu thu đƣợc sẽ khơng cịn độ tinh cậy, ngƣời làm thí nghiệm khơng kiểm sốt đƣợc tất cả các qui trình thí nghiệm.
Vấn đề đặt ra là thiết kế một hệ thống hoàn toàn mới bỏ qua tất cả các khâu trƣớc đây và khi muốn xác định nồng độ CH4 chỉ cần dùng máy Triple Plus + IR của Bộ môn Chăn nuôi, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng,
Trƣờng Đại học Cần Thơ, trực tiếp nối vào hệ thống để xác định giá trị.
Đáp ứng vấn đề trên bắt đầu từ ngày 03/01/2011 đến hết ngày 21/02/2011 Nhóm nghiên cứu gồm Võ Phƣơng Ghil, Lê Văn Tùng, Trịnh Phúc Hào, Trần Thị Thúy, Trần Duy Khoa và Hồ Quảng Đồ sau hơn 7 tuần làm việc đã hoàn thành xong hệ thống đo khí có tên là E103.1, hệ thống đã hoàn toàn đáp ứng
đƣợc những vấn đề mà các đề tài nghiên cứu trƣớc đây chƣa đáp ứng đƣợc về sự xác định tổng lƣợng khí sinh ra và nồng độ CH4.
3.6.2. Cấu tạo về E103.1
E103.1 (hình 3-12) bao gồm keo ủ thực liệu tối màu, dùng để ủ 2 gDM thực liệu trong bồn ủ, ống PV nối thơng giữa keo ủ thực liệu và bình đo khí thơng qua 2 ru ngồi PV, trên ống có van 3 ngã dùng để đo nồng độ khí bằng máy Triple
Plus + IR. Trong bình đo khí có bình tia đƣợc nối sao cho khí sinh ra chỉ đi vào bình tia, trong bình đo khí có chứa chất lỏng là nƣớc.
3.6.3. Chi tiết về E103.1
3.6.3.1. Keo ủ
Keo ủ có thể tích 530 ml là một keo nhựa trong suốt có nắp đậy đƣợc mua ở cửa hàng đồ nhựa.
Để tạo ra đƣợc keo ủ tối màu chúng ta dùng sơn phun A210 phun lên thân keo, phun đến khi ánh sáng từ bên ngồi thân keo khơng lọt vào trong là đƣợc (hình 3-13). Đọc kỹ hƣớng dẫn trên bình sơn phun để phun đƣợc một lớp sơn nhƣ ý muốn, sau khi phun xong để khơ hồn tồn tránh tiếp xúc có thể bị hỏng lớp sơn. Bộ hệ thống E103.1 gồm 30 keo ủ đƣợc phun sơn tối màu hoàn toàn.
Nắp keo ủ đƣợc gia cơng tạo một lỗ nhỏ để gắn ru ngồi PV vào tạo sự thơng khí qua bình đo khí khi ta đậy kín hồn tồn keo ủ.
3.6.3.2. Ru ngồi PV
Cấu tạo bằng đồng thau hoặc inox kích thƣớc lỗ 4 mm có đệm khi tra ống PV vào, đệm có tác dụng làm kín, có chân ren để vặn đai ốc (hình 3-14).
Ngay khi gia cơng nắp keo ủ tạo một lỗ nhỏ vừa chân ren của ru ngoài ta tra chân gen vào lỗ của nắp dùng đai ốc siết chặt ru ngoài với nắp keo, đảm bảo tiếp xúc phải kín hoàn toàn bằng cách thoa một lớp keo xung quanh chổ tiếp giáp. Hệ thống E103.1 có 2 ru ngồi đƣợc gia cơng hồn toàn tƣơng tự.
3.6.3.3. Ống nhựa PV
Loại ống nhựa PV 2.54mm, chiều dài cần sử dụng 1m đƣợc chia làm 2 nối vào chán 3 (hình 3-15). Ống phải cứng đảm bảo khi tra vào ru ngoài một cách dễ dàng.
3.6.3.4. Van 3 ngã
Cấu tạo gồm van có 3 ngã thơng khí và 1 ngã ngăn chặn dịng khí, đƣợc nối vào 2 đoạn của ống nhựa (hình 3-16).
Khi thực liệu đem ủ và hệ thống kín hồn tồn, muốn lấy khí ra ta chỉ có thể thao tác ngay tại van 3 ngã này và sau khi có đƣợc tổng lƣợng khí sinh ra muốn đo đƣợc nồng độ CH4 ta cũng chỉ thao tác ngay tại van 3 ngã này mà thơi.
3.6.3.5. Bình đo khí
Là keo nhựa trong suốt đảm bảo có thể nhìn thấy hồn tồn bên trong để theo dõi lƣợng khí sinh ra tƣơng ứng với mực nƣớc hạ xuống trong bình tia. Keo có dung tích 2 lít, nƣớc trong bình khoảng 600 ml (hình 3-17).
Nắp đƣợc gia cơng giống nhƣ nắp keo ủ nhƣng có gắn thêm bình tia vào, khi khí sinh ra chỉ cho đi vào bình tia. Đáy bình đƣợc giữ cố định với nắp vì khi siết đai ốc, liên kết tạo ra nhỏ dễ bị hở. Cố định đáy bình tia với nắp keo bằng keo dính, phun lớp keo dính chắc chắn và kín hồn tồn.
3.6.3.6. Bình tia
Ngay sau khi đƣợc mua từ cửa hàng dụng cụ Y khoa (hình 3-19), bình tia sẽ đƣợc loại bỏ nắp đi và cắt ln cổ bình, sau đó đƣợc gia cơng tạo lỗ nhỏ ngay sẽ đƣợc loại bỏ nắp đi và cắt ln cổ bình, sau đó đƣợc gia cơng tạo lỗ nhỏ ngay chính giữa đáy bình để tra chân ren của ru ngồi vào.
Bình đƣợc chia vạch 10 ml và gắn chặt vào nắp của bình đo khí thơng qua ren của ru ngoài và nhờ đai ốc siết chặt vào chân ren tạo liên kết với ống nhựa đảm bảo hồn tồn kín và khi khí sinh ra chỉ đi vào bình tia, ngăn khơng cho thất thốt ra bên ngồi cũng nhƣ khơng cho khơng khí đi vào khi tạo áp suất cột nƣớc.
3.6.4. Nguyên lý hoạt động của E103.1
Ban đầu ta tạo áp suất cột nƣớc cho hệ thống E103.1 bằng cách lấy khí ra khỏi hệ thống thơng qua van 3 ngã. Khi đó, mực nƣớc đƣợc dâng lên trong bình tia kéo mực nƣớc ở ngồi bình tia xuống hình thành áp suất do cột nƣớc trong bình tia tạo ra cho hệ thống E103.1. Khi đã hình thành áp suất cột nƣớc nếu nhƣ hệ thống bị hở thì ngay lập tức mực nƣớc trong bình tia sẽ chạy xuống cân bằng với mực nƣớc ngồi bình tia, đây chính là điểm mạnh của hệ thống. Sau khi tạo đƣợc áp suất cột nƣớc thành cơng thì trong quá trình ủ, thực liệu ủ bắt đầu lên men và sinh khí, khi đó mực nƣớc sẽ chạy xuống tƣơng ứng với lƣợng khí sinh ra, đây là kết quả mong muốn đạt đƣợc của hệ thống đo tổng lƣợng khí E103.1.
Hình 3-12: Hệ thống E103.1 Hình 3-13: Keo ủ
Hình 3-14: Ru ngồi Hình 3-15: Ống nhựa
Hình 3-16: Van 3 ngã Hình 3-17: Cấu tạo bình đo khí