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

- 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 : 1.
- Cấu tạo, đặc điểm và thành phần vỏ trấu.
- Cấu tạo của vỏ trấu.
- Tính chất vật lý của vỏ trấu.
- Thành phần hóa học của vỏ trấu.
- Thành phần nguyên tử và nhiệt trị của vỏ trấu.
- Tình hình phát sinh và sử dụng vỏ trấu.
- Tình hình phát sinh vỏ trấu.
- Tình hình sử dụng vỏ trấu.
- Giới thiệu về viên nhiên liệu.
- Khái niệm về viên nhiên liệu.
- Phân loại viên nhiên liệu.
- Công nghệ sản xuất viên nhiên liệu.
- Tình hình sản xuất và sử dụng viên nhiên liệu.
- Tình hình sản xuất và sử dụng viên nhiên liệu trên thế giới.
- Tình hình sản xuất và sử dụng viên nhiên liệu ở Việt Nam.
- Những nghiên cứu về công nghệ sản xuất viên nhiên liệu từ trấu – Viên trấu.
- 31 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Thị Bích Thuận - 2 - Cao học CNTP .
- Nguyên liệu.
- Vỏ trấu.
- Quy trình công nghệ sản xuất viên nhiên liệu từ vỏ trấu – Viên trấu.
- 41 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Thị Bích Thuận - 3 - Cao học CNTP .
- Đặc điểm và thành phần của vỏ trấu.
- TLTK: tài liệu tham khảo Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Thị Bích Thuận - 5 - Cao học CNTP DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thành phần cấu tạo chủ yếu của vỏ trấu ở một số nƣớc.
- 18 Bảng 1.5 – Diện tích, sản lƣợng lúa và sản lƣợng vỏ trấu các vùng, miền của Việt Nam năm 2008.
- 19 Bảng 1.6 – Diện tích, sản lƣợng lúa và sản lƣợng vỏ trấu của các tỉnh thuộc vùng đồng bằng sông Hồng năm 2008.
- 20 Bảng 1.7 – Sản lƣợng viên nhiên liệu của thế giới và một số quốc gia.
- 28 Bảng 3.1 – Thành phần vỏ trấu của một số giống lúa 41 Bảng 3.2 – Tỷ khối của trấu nghiền.
- 63 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Thị Bích Thuận - 6 - Cao học CNTP DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 – Cấu trúc cắt ngang của vở trấu [36.
- 11 Hình 1.2 – Thành phần cấu tạo nguyên tử của than và sinh khối [8.
- 13 Hình 1.3 – Nhiệt trị của một số loại sinh khối [8.
- 13 Hình 1.4 – Nhiệt trị của một số loại nhiên liệu hóa thạch và nhựa tổng hợp [8.
- 14 Hình 1.5: Sản lƣợng trấu thế giới trong thập niên đầu thế kỷ XXI.
- 15 Hình 1.6 – Viên nhiên liệu làm từ các loại nguyên liệu khác nhau [55.
- 24 Hình 1.7 – Các loại hình dạng của 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 và lõi ngô ép viên [58.
- 33 Hình 1.13 – Bã sắn và sắn lát ép viên [58.
- 33 Hình 2.1 – Sơ đồ thu nhận vỏ trấu từ các cơ 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 của độ ẩm nguyên liệu đến độ ẩm viên trấu 46 Hình 3.2 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của độ ẩm nguyên liệu đến tỷ khối của viên trấu.
- 47 Hình 3.3 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của độ ẩm nguyên liệu đến tỷ lệ thu hồi viên trấu.
- 48 Hình 3.4 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của độ nhỏ nguyên liệu vào đến độ ẩm của viên trấu.
- 50 Hình 3.5 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của độ nhỏ nguyên liệu đến tỷ khối của viên trấu.
- 51 Hình 3.6 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của độ nhỏ nguyên liệu vào đến tỷ lệ thu hồi viên trấu.
- 52 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Thị Bích Thuận - 7 - Cao học CNTP Hình 3.7 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của tỷ lệ rơm bổ sung đến độ ẩm viên trấu.
- 54 Hình 3.8 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của tỷ lệ rơm bổ sung đến tỷ khối viên trấu.
- 54 Hình 3.9 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của tỷ lệ rơm bổ sung đến tỷ lệ thu hồi viên trấu.
- 54 Hình 3.10 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của hàm lƣợng mùn cƣa bổ sung đến độ ẩm của viên trấu.
- 56 Hình 3.11 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của hàm lƣợng mùn cƣa bổ sung đến tỷ khối của viên trấu.
- 57 Hình 3.12 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của hàm lƣợng mùn cƣa bổ sung đến tỷ khối của viên trấu.
- 58 Hình 3.13 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột sắn đến độ ẩm của viên trấu.
- 60 Hình 3.14 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột sắn đến tỷ khối của viên trấu.
- 61 Hình 3.16 – Quy trình công nghệ sản xuất viên trấu.
- Củi là nguồn năng lƣợng chính cho tới đầu thế kỉ XX khi con ngƣời tìm ra nhiên liệu hóa thạch: than đá, dầu mỏ… và sử dụng nó thay thế củi.
- Kể từ đó, hầu nhƣ con ngƣời bị lệ thuộc hoàn toàn vào nguồn nhiên liệu hóa thạch: từ động cơ hơi nƣớc đƣợc thay thế bởi động cơ đốt trong chạy bằng nhiên liệu hóa thạch, từ khí đốt giúp sƣởi ấm trong mùa đông giá lạnh cho đến sử dụng dầu mỏ, khí đốt vào nấu ăn, chế biến thực phẩm.
- Tuy nhiên, nhiên liệu hóa thạch không phải là vô hạn và đang đứng trƣớc nguy cơ cạn kiệt do sự gia tăng dân số (Theo dự tính, dầu mỏ sẽ hết trong vòng 40 năm nữa).
- Yêu cầu cấp thiết hiện nay là phải tìm kiếm và phát triển các nguồn nhiên liệu mới thay thế cho nhiên liệu hóa thạch.
- Một trong những giải pháp hiệu quả nhất hiện nay là phát triển nhiên liệu có nguồn gốc sinh học, vừa cung cấp năng lƣợng vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng.
- do đó Việt Nam có tiềm năng rất lớn trong việc biến vỏ trấu thành năng lƣợng.
- Tuy nhiên, việc sử dụng trực tiếp vỏ trấu còn rất hạn chế do nhiều nguyên nhân nhƣ tỷ trọng thấp, độ ẩm cao, vận chuyển khó khăn, chi phí vận chuyển lớn… nên mới chỉ có một phần rất nhỏ trấu làm chất đốt gia đình hay đốt lò gạch.
- [39] Vì thế, tôi 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 một loại phế phẩm rẻ tiền, cho không không ai lấy và là nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trƣờng – bài toán khó giải quyết đối với các cơ sở, nhà máy xay xát cũng nhƣ chính quyền địa phƣơng và xã hội – thành một nguồn nguyên liệu sản xuất ra sản phẩm có giá trị sử dụng cao, an toàn và thân thiện với môi trƣờng: Viên nhiên liệu từ trấu (viên trấu).
- Luận văn đƣợc thực hiện 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 của Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp.
- Mục đích của luận văn Xác định một số chỉ tiêu ảnh hƣởng, từ đó xây dựng quy trình công nghệ sản xuất viên nhiên liệu từ vỏ trấu (viên trấu).
- Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Vỏ trấu thu nhận từ các nhà máy và cơ sở xay xát vùng Đồng bằng sông Hồng.
- Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Thị Bích Thuận - 10 - Cao học CNTP II.3.
- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn Với những kết quả nghiên cứu của mình, tôi mong muốn mọi ngƣời có một cách nhìn khác hơn về vấn đề môi trƣờng, năng lƣợng và đặc biệt là về tác dụng của vỏ trấu – một nguồn năng lƣợng tái tạo tiềm năng nhƣng chƣa đƣợc khai thác và sử dụng một cách hợp lý.
- Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ góp phần giải quyết ―nạn trấu‖ của Việt Nam, đồng thời tạo ra một sản phẩm mới có giá trị: vừa thân thiện với môi trƣờng, vừa tăng thu nhập và nâng cao đời sống cho bà con nông dân.
- là nền tảng để phát triển ngành sản xuất viên nhiên liệu từ các loại phụ, phế phẩm nông nghiệp và trở thành nguồn năng lƣợng tái tạo mới của Việt Nam.
- Nội dung nghiên cứu - Xác định đặc điểm và thành phần vỏ trấu của một số giống lúa trồng tại vùng đồng bằng sông Hồng.
- Nghiên cứu một số chỉ tiêu công nghệ trong quy trình công nghệ sản xuất viên nhiên liệu từ vỏ trấu – Viên trấu.
- Cấu tạo, đặc điểm và thành phần vỏ trấu 1.1.1.1.
- Cấu tạo của vỏ trấu Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt thóc, chiếm khoảng 16 ÷ 27% khối lƣợng hạt [4] và đƣợc tách ra trong quá trình xay thóc.
- Vỏ trấu cấu tạo bởi 3 lớp chính, gồm có: Lớp ngoài cùng, lớp giữa và lớp biểu bì bên trong (hình 1.1).
- Hình 1.1 – Cấu trúc cắt ngang của vở trấu [36.
- Tính chất vật lý của vỏ trấu - Tỷ khối vỏ trấu: 90 ÷ 160 kg/m3.
- Tỷ khối vỏ trấu nghiền kg/m3.
- Chiều dài vỏ trấu: 2,5 ÷ 5 mm.
- Diện tích bề mặt của vỏ trấu là 4000 m2/m3 và giảm xuống còn 300 m2/m3 Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Thị Bích Thuận - 12 - Cao học CNTP sau khi ép.
- Tính dẫn nhiệt của vỏ trấu W/moC.
- Góc nghiêng tự nhiên của vỏ trấu: 35 ÷ 50o phụ thuộc vào độ ẩm (ARGC, 1968.
- Thành phần hóa học của vỏ trấu Vỏ trấu không có chất dinh dƣỡng.
- Thành phần cơ bản cấu tạo nên vỏ trấu gồm có: xenluloza, hemixenluloza, lignin và tro (bảng 1.1).
- [30] [23] Bảng 1.1: Thành phần cấu tạo chủ yếu của vỏ trấu ở một số nƣớc Vỏ trấu Độ tro.
- Nhật Bản Ấn Độ Iran Nhìn vào bảng 1.1 thấy rằng: hơn 50% thành phần vỏ trấu là xenluloza và các hợp chất của xenluloza.
- Hơn nữa vỏ trấu thƣờng khô, tơi nên rất dễ cháy và dùng làm chất đốt rất tốt.
- Thành phần nguyên tử và nhiệt trị của vỏ trấu Vỏ trấu đƣợc cấu tạo từ các nguyên tử: cacbon (C), hydro (H), oxy (O), nitơ (N), lƣu huỳnh (S.
- nên trấu có chứa các thành phần cháy giống thành phần cháy của các loại nhiên liệu truyền thống nhƣ than, dầu mỏ, khí đốt.
- Do đó sử dụng vỏ trấu làm chất đốt có lợi hơn về môi trƣờng.
- Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Thị Bích Thuận - 13 - Cao học CNTP Hình 1.2 – Thành phần cấu tạo nguyên tử của than và sinh khối [8] Thành phần cấu tạo nguyên tử quyết định nhiệt trị của sinh khối và nhiên liệu.
- Nhiệt trị của một số loại sinh khối đƣợc biểu diễn ở hình 1.3 và của nhiên liệu ở hình 1.4.
- Hình 1.3 – Nhiệt trị của một số loại sinh khối [8] Luận văn thạc sĩ Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Thị Bích Thuận - 14 - Cao học CNTP Hình 1.4 – Nhiệt trị của một số loại nhiên liệu hóa thạch và nhựa tổng hợp [8] Hình 1.3 và hình 1.4 cho thấy: nhiệt trị của vỏ trấu cao nhất trong số các loại sinh khối nhƣ rơm, bã mía, chất thải từ gỗ.
- và bằng khoảng 1/3 ÷ 1/4 nhiệt trị của nhiên liệu hóa thạch nhƣ than, dầu mỏ nhƣng giá thành thì rẻ hơn rất nhiều.
- Tình hình phát sinh và sử dụng vỏ trấu I.1.2.1.
- Tình hình phát sinh vỏ trấu  Tình hình phát sinh vỏ trấu trên thế giới Trấu là lớp vỏ cứng của hạt thóc, chiếm khoảng 20% khối lƣợng hạt nên chỉ có ở những nƣớc trồng lúa.
- Vỏ trấu tập trung chủ yếu ở các nƣớc Châu Á – nơi sản xuất và tiêu thụ khoảng 90% sản lƣợng lúa gạo của toàn thế giới.
- Sản lượng vỏ trấu tính bằng 20% sản lượng lúa.
- Nhiệt trị của vỏ trấu là 3500 kcal/kg J/kg [11] Nguồn: [42] Sản lượng trấu thế giới NămTriệu tấn Hình 1.5: Sản lƣợng trấu thế giới trong thập niên đầu thế kỷ XXI

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt