Luận văn thạc sĩ hay nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng của thiết bị vận chuyển trấu từ thuyền lên kho chứa tại long mỹ hậu giang

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hay nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng của thiết bị vận, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Đoàn Ngọc Tuấn
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Quân
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa nông - lâm nghiệp
• Đề tài: Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng của thiết bị vận chuyển trấu từ thuyền lên kho chứa tại Long Mỹ - Hậu Giang
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tình hình sản xuất lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long
• 1.2. Tình hình nghiên cứu thiết bị vận chuyển bằng khí động
• 1.2.1. Phân loại
• 1.2.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống vận chuyển bằng khí động
• 1.2.3. Tình hình sử dụng các thiết bị vận chuyển bằng khí động
• 1.2.3.1. Trên thế giới
• 1.2.3.2. Ở nước ta

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng đến năng suất vận chuyển trấu

Nghiên cứu về năng suất vận chuyển trấu là một lĩnh vực quan trọng trong nông nghiệp hiện đại. Trấu, một sản phẩm phụ từ sản xuất lúa, có khối lượng lớn và thường bị lãng phí. Việc tối ưu hóa quy trình vận chuyển trấu không chỉ giúp giảm thiểu chi phí mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng. Nghiên cứu này sẽ phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng trong vận chuyển và đề xuất các giải pháp cải tiến.

1.1. Tình hình sản xuất và sử dụng trấu tại Việt Nam

Việt Nam là một trong những nước sản xuất lúa lớn nhất thế giới, với sản lượng trấu hàng năm lên tới hàng triệu tấn. Tuy nhiên, phần lớn trấu vẫn chưa được sử dụng hiệu quả. Việc nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến năng suất trong vận chuyển trấu là cần thiết để tối ưu hóa quy trình này.

1.2. Lợi ích của việc nghiên cứu năng suất vận chuyển trấu

Nghiên cứu này không chỉ giúp cải thiện năng suất vận chuyển trấu mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Việc sử dụng trấu làm nguyên liệu cho sản xuất năng lượng tái tạo sẽ giảm thiểu lượng chất thải và cải thiện an ninh năng lượng.

II. Các thách thức trong vận chuyển trấu và chi phí năng lượng

Vận chuyển trấu gặp nhiều thách thức, đặc biệt là về chi phí năng lượng. Các yếu tố như độ ẩm, kích thước và tính chất vật liệu đều ảnh hưởng đến hiệu quả vận chuyển. Việc hiểu rõ các thách thức này sẽ giúp tìm ra giải pháp tối ưu hơn cho quy trình vận chuyển.

2.1. Đặc điểm vật lý của trấu ảnh hưởng đến năng suất

Trấu có tính chất vật lý đặc biệt như độ ẩm và kích thước không đồng đều, điều này ảnh hưởng lớn đến năng suất vận chuyển trấu. Việc nghiên cứu các đặc điểm này sẽ giúp cải thiện quy trình vận chuyển.

2.2. Chi phí năng lượng trong vận chuyển trấu

Chi phí năng lượng là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong vận chuyển trấu. Việc tối ưu hóa quy trình vận chuyển có thể giúp giảm thiểu chi phí này, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế cho các cơ sở sản xuất.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng đến năng suất vận chuyển trấu

Để nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến năng suất vận chuyển trấu, cần áp dụng các phương pháp khoa học và thực tiễn. Các thí nghiệm thực địa và mô hình hóa sẽ được sử dụng để thu thập dữ liệu và phân tích kết quả.

3.1. Thiết kế thí nghiệm và thu thập dữ liệu

Thiết kế thí nghiệm sẽ bao gồm việc xác định các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng trong vận chuyển. Dữ liệu sẽ được thu thập từ các cơ sở sản xuất thực tế để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy.

3.2. Phân tích dữ liệu và kết quả

Sau khi thu thập dữ liệu, các phương pháp phân tích thống kê sẽ được áp dụng để xác định mối quan hệ giữa các yếu tố và năng suất vận chuyển trấu. Kết quả sẽ giúp đưa ra các khuyến nghị cụ thể cho ngành nông nghiệp.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu sẽ được áp dụng vào thực tiễn để cải thiện quy trình vận chuyển trấu. Việc áp dụng các công nghệ mới và phương pháp tối ưu hóa sẽ giúp nâng cao năng suất vận chuyển trấu và giảm thiểu chi phí năng lượng.

4.1. Ứng dụng công nghệ mới trong vận chuyển trấu

Công nghệ mới như hệ thống vận chuyển khí động có thể giúp cải thiện hiệu quả vận chuyển trấu. Việc áp dụng công nghệ này sẽ giúp giảm thiểu chi phí và nâng cao năng suất.

4.2. Kết quả thực tế từ các cơ sở sản xuất

Các cơ sở sản xuất đã áp dụng các giải pháp từ nghiên cứu cho thấy sự cải thiện rõ rệt về năng suất vận chuyển trấu và giảm thiểu chi phí năng lượng. Điều này chứng tỏ tính khả thi và hiệu quả của các giải pháp đề xuất.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố đến năng suất vận chuyển trấu và chi phí năng lượng là rất cần thiết. Kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị thực tiễn mà còn mở ra hướng đi mới cho ngành nông nghiệp Việt Nam.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa quy trình vận chuyển trấu có thể giúp giảm thiểu chi phí và nâng cao năng suất. Các yếu tố như công nghệ và phương pháp vận chuyển đóng vai trò quan trọng trong việc này.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới để cải thiện quy trình vận chuyển trấu. Việc áp dụng các giải pháp bền vững sẽ góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao hiệu quả kinh tế cho ngành nông nghiệp.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực Đồng bằng sông Cửu Long là vựa lúa lớn nhất cả nước, hàng năm đóng góp trên 50% tổng sản lượng lúa và hơn 90% lượng gạo xuất khẩu của Việt Nam. Với tổng sản lượng lúa đạt xấp xỉ 40 triệu tấn mỗi năm trên toàn quốc, lượng phụ phẩm vỏ trấu phát sinh sau xay xát chiếm khoảng 20% khối lượng hạt lúa, tương đương 8,0 triệu tấn trấu mỗi năm, trong đó riêng vùng Đồng bằng sông Cửu Long chiếm tới 4,6 triệu tấn. Trước đây, do chưa có giải pháp thu hồi hiệu quả, phần lớn lượng trấu khổng lồ này bị xả thải trực tiếp xuống mạng lưới sông ngòi, gây bồi lắng dòng chảy và ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng.

Phương pháp bốc dỡ truyền thống bằng thúng chai, bao tải và nhân công mang vác thủ công từ ghe thuyền lên bờ bộc lộ nhiều điểm nghẽn nghiêm trọng: năng suất bốc dỡ thấp dưới 1,5 tấn mỗi giờ, tốn nhiều chi phí lao động và gây bụi bẩn độc hại cho công nhân. Trong khi đó, các thiết bị nhập khẩu từ châu Âu có giá thành quá cao, kết cấu cồng kềnh, không tương thích với điều kiện vận tải đường thủy nội địa đặc thù tại các tỉnh Tây Nam Bộ. Nhằm giải quyết triệt để bài toán logistics này, nghiên cứu được triển khai với mục tiêu xác định quy luật và mức độ tác động của các thông số cấu tạo quạt hút đẩy khí động đến năng suất vận chuyển và chi phí năng lượng riêng.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hệ thống vận chuyển khí động kết hợp hút và thổi tại Công ty Trách nhiệm hữu hạn Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang, phục vụ dây chuyền sản xuất thanh nhiên liệu sinh khối từ vỏ trấu. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình thể hiện rõ qua việc nâng năng suất bốc dỡ thực tế lên mức 4,5 đến 5,2 tấn mỗi giờ, đồng thời giảm tiêu hao điện năng riêng xuống dưới 2,5 kWh cho mỗi tấn trấu nguyên liệu, tạo tiền đề vững chắc cho việc cơ giới hóa và thương mại hóa năng lượng tái tạo từ phế phụ phẩm nông nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết thủy khí động lực học dòng hai pha khí - hạt rắn và lý thuyết tính toán quạt ly tâm công nghiệp. Quá trình vận chuyển trấu trong đường ống kín dựa trên nguyên lý chênh lệch áp suất động và áp suất tĩnh để duy trì trạng thái lơ lửng của hạt vật liệu. Vỏ trấu có kích thước chiều dài từ 5 đến 10 mm, chiều ngang bằng một phần hai đến một phần ba chiều dài, tỷ trọng thể tích xốp nhẹ và góc nghỉ tự nhiên dao động từ 35 độ đến 50 độ tùy thuộc vào độ ẩm môi trường.

Lý thuyết khí động xác định rằng để hạt trấu không bị lắng đọng dưới đáy ống dẫn ngang, vận tốc dòng không khí công tác phải lớn hơn vận tốc treo của hạt trấu, thông thường duy trì trong khoảng 15 đến 25 m/s với hệ số an toàn dòng khí từ 1,5 đến 2,5. Phương trình cân bằng năng lượng và tổn thất áp suất toàn phần của hệ thống bao gồm tổn thất áp suất do ma sát dọc đường ống, tổn thất cục bộ tại các vị trí cút cong, miệng hút, van xả liệu và tổn thất nâng chiều cao tĩnh. Phương trình Euler cho quạt ly tâm kết hợp với công thức tính công suất điện thực tế của quạt được ứng dụng để mô hình hóa mối quan hệ giữa lưu lượng khí, cột áp và công suất tiêu thụ của động cơ dẫn động.

Phương pháp nghiên cứu

Để đảm bảo tính chuẩn xác và tối ưu hóa chi phí nghiên cứu, tác giả áp dụng phương pháp kết hợp chặt chẽ giữa phân tích lý thuyết giải tích và nghiên cứu thực nghiệm chủ động theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 27 tổ hợp thí nghiệm theo mô hình quy hoạch trung tâm hợp thành bậc hai, mỗi tổ hợp được thực hiện lặp lại 3 lần độc lập, nâng tổng số lượt khảo nghiệm lên 81 lần đo đạc thực tế tại hiện trường nhà máy. Phương pháp chọn mẫu là lấy mẫu phân tầng ngẫu nhiên các lô trấu từ các ghe thuyền vận chuyển trên sông tại huyện Long Mỹ, kiểm soát chặt chẽ độ ẩm trấu trong khoảng tiêu chuẩn từ 13% đến 15%.

Lý do lựa chọn phương pháp quy hoạch thực nghiệm bậc hai là khả năng mô tả chính xác tương quan phi tuyến giữa các yếu tố vào và hàm mục tiêu, giúp tìm điểm cực trị mà phương pháp cổ điển không thể thực hiện được. Dữ liệu thực nghiệm được gia công và đánh giá độ tin cậy thông qua kiểm chuẩn Kohren để khẳng định tính đồng nhất của phương sai các điểm thí nghiệm. Đồng thời, tiêu chuẩn Fisher được áp dụng ở mức ý nghĩa 0,05 để loại bỏ các yếu tố ngẫu nhiên, chứng minh các tham số điều khiển có ảnh hưởng thực sự vượt trội. Toàn bộ timeline nghiên cứu, đo đạc và xử lý số liệu được thực hiện liên tục qua 2 mùa vụ thu hoạch lúa chính trong năm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình khảo nghiệm đơn yếu tố và đa yếu tố đã làm sáng tỏ quy luật tương quan giữa các thông số cấu tạo thiết bị với năng suất và chi phí năng lượng:

Thứ nhất, vận tốc dòng không khí trong đường ống vận chuyển có ảnh hưởng mang tính quyết định đến trạng thái dòng chảy. Khi vận tốc khí đạt dải tối ưu từ 18,5 đến 21,5 m/s, hệ thống đạt trạng thái dòng loãng ổn định, năng suất vận chuyển đạt cực đại 4,8 đến 5,1 tấn/giờ, giảm tỷ lệ tắc nghẽn đường ống tới 98% so với khi vận hành ở dải vận tốc dưới 14 m/s.

Thứ hai, tốc độ quay của guồng cánh quạt ly tâm và đường kính guồng cánh tác động mạnh mẽ đến áp lực toàn phần. Khi số vòng quay tăng từ 1400 vòng/phút lên 2200 vòng/phút, cột áp tăng theo hàm bậc hai giúp nâng chiều cao vận chuyển lên 12 đến 15 mét, tuy nhiên chi phí năng lượng riêng tăng vọt từ 2,1 kWh/tấn lên mức 3,9 kWh/tấn, tương đương mức tăng 85,7% về điện năng tiêu thụ.

Thứ ba, cấu tạo cánh quạt cong về phía trước với góc nghiêng hợp lý cho hiệu suất lưu lượng cao hơn 18% so với cánh phẳng truyền thống, đồng thời việc bố trí cyclon sơ cấp thu hồi 92% khối lượng trấu trước khi dòng khí đi qua quạt đẩy giúp giảm thiểu mài mòn cơ học cánh quạt tới 75%.

Thứ tư, bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu bằng phương pháp hàm trọng lượng và nhân tử Lagrange đã xác định được bộ thông số tối ưu giúp tăng năng suất vận chuyển thêm 24,3% và tiết kiệm 18,5% chi phí điện năng so với các thiết bị lắp đặt tự phát theo kinh nghiệm tại địa phương.

Thảo luận kết quả

Các kết quả nghiên cứu phản ánh chính xác bản chất vật lý của quá trình chuyển động hỗn hợp khí - hạt rắn. Hiện tượng gia tăng chi phí năng lượng khi tăng tốc độ quạt được giải thích bởi sự gia tăng đột biến của trở lực ma sát dọc thành ống, tỷ lệ thuận với bình phương vận tốc dòng khí. Trên các biểu đồ đặc tuyến làm việc đường ống và quạt ly tâm, điểm làm việc tối ưu dịch chuyển về phía vùng có hiệu suất khí động cao nhất từ 62% đến 68%, tránh hiện tượng xâm thực khí và tổn hao xoáy lốc tại buồng quạt xoắn ốc.

Khi so sánh với các công trình nghiên cứu về máy vận chuyển hạt tại Pháp và Đức, hệ thống cải tiến trong luận văn cho thấy sự thích ứng vượt trội với tính chất cơ lý đặc thù của trấu Việt Nam, vốn có hàm lượng silica cao và góc ma sát trong lớn. Thay vì sử dụng hệ thống thổi nén cao áp đắt tiền, mô hình kết hợp hút chân không áp suất trung bình từ 0,3 đến 0,4 atm tại đầu thuyền và đẩy áp suất thấp về kho chứa là giải pháp kinh tế kỹ thuật hoàn toàn phù hợp với thực tế sản xuất tại Đồng bằng sông Cửu Long.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm hoàn thiện thiết bị và nhân rộng công nghệ bốc dỡ khí động phục vụ chế biến phế phụ phẩm lúa gạo, các giải pháp cụ thể được đề xuất như sau:

Thứ nhất, chuẩn hóa thiết kế chế tạo guồng cánh và buồng xoắn quạt ly tâm chuyên dụng. Các cơ sở chế tạo cơ khí nông nghiệp cần áp dụng bộ thông số hình học tối ưu từ luận văn, gia công chế tạo cánh quạt bằng thép hợp kim chịu mài mòn, đạt mục tiêu nâng hiệu suất quạt trên 65% và duy trì chi phí năng lượng riêng dưới 2,4 kWh/tấn trong vòng 6 tháng tới.

Thứ hai, lắp đặt hệ thống biến tần điều khiển tốc độ động cơ điện kéo quạt. Doanh nghiệp sản xuất củi trấu tại Hậu Giang và các tỉnh lân cận nên triển khai tích hợp biến tần trong vòng 3 tháng, cho phép điều chỉnh linh hoạt lưu lượng khí theo khoảng cách bốc dỡ thực tế của ghe thuyền, giúp tiết kiệm từ 15% đến 20% lượng điện tiêu thụ hàng tháng.

Thứ ba, cải tiến cơ cấu làm kín của van định lượng xoay và van tăng tốc. Bộ phận kỹ thuật tại các nhà máy cần kiểm tra, thay thế gioăng đệm làm kín định kỳ sau 500 giờ vận hành, giảm tỷ lệ rò rỉ khí nén ngược xuống dưới 3%, ngăn ngừa hoàn toàn hiện tượng thổi ngược bụi trấu ra môi trường xung quanh.

Thứ tư, ban hành quy chuẩn kỹ thuật và chính sách hỗ trợ cơ giới hóa thu gom trấu. Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long trong giai đoạn 12 tháng xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật thiết bị bốc dỡ sinh khối, hỗ trợ vay vốn ưu đãi cho các nhà máy thu gom trên 85% lượng trấu tại địa phương.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả của luận văn mang lại giá trị thực tiễn và học thuật cao cho 4 nhóm đối tượng chính:

Nhóm thứ nhất là các chủ doanh nghiệp, giám đốc kỹ thuật tại các nhà máy sản xuất củi trấu, viên nén mùn cưa và trấu ép năng lượng. Luận văn cung cấp giải pháp trực tiếp để nâng cấp hệ thống tiếp nhận nguyên liệu, giải phóng sức lao động, giảm 20% chi phí bốc dỡ và tăng năng lực tiếp nhận trấu từ ghe thuyền.

Nhóm thứ hai là các kỹ sư thiết kế cơ khí, xưởng chế tạo máy nông nghiệp nông thôn. Tài liệu cung cấp toàn bộ công thức tính toán thủy khí, quy trình chọn quạt, định cỡ đường ống và kích thước buồng thu cyclon chuẩn xác, loại bỏ hoàn toàn việc chế tạo mò mẫm theo cảm tính.

Nhóm thứ ba là giảng viên, học viên cao học và sinh viên các chuyên ngành Kỹ thuật cơ khí, Máy cơ giới hóa nông lâm nghiệp, Năng lượng tái tạo. Luận văn là tài liệu tham khảo mẫu mực về phương pháp lập mô hình toán học, thiết kế quy hoạch thực nghiệm bậc hai và kỹ thuật giải bài toán tối ưu đa mục tiêu.

Nhóm thứ tư là các cán bộ quản lý môi trường, nhà hoạch định chính sách nông nghiệp tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long. Công trình cung cấp luận cứ khoa học để xây dựng chiến lược phát triển kinh tế tuần hoàn, giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm dòng sông do phế phẩm xay xát lúa gạo.

Câu hỏi thường gặp

Phương pháp vận chuyển khí động có ưu điểm gì nổi bật so với băng tải hoặc vít tải truyền thống? Hệ thống khí động sở hữu tính linh hoạt rất cao, đường ống hút có thể luồn sâu vào mọi ngóc ngách của khoang thuyền mà không bị cản trở bởi dao động mực nước sông. Thiết bị có kết cấu gọn nhẹ, vận hành khép kín hoàn toàn giúp triệt tiêu bụi bẩn ra môi trường, đồng thời hạn chế tối đa hao hụt nguyên liệu trong quá trình trung chuyển so với băng tải hở.

Vận tốc dòng không khí trong đường ống bao nhiêu là hợp lý để tránh tắc nghẽn? Vận tốc dòng khí tối ưu cho việc vận chuyển trấu dao động từ 18,5 đến 21,5 m/s. Nếu vận tốc thấp hơn 15 m/s, hạt trấu mất trạng thái lơ lửng và gây nghẽn ống dẫn ngang. Ngược lại, nếu vận tốc vượt quá 26 m/s, chi phí điện năng sẽ tăng hơn 60% và làm gia tăng tốc độ mài mòn thành ống kim loại một cách nhanh chóng.

Làm thế nào để hạn chế sự mài mòn quạt do hàm lượng silica cao trong vỏ trấu? Giải pháp hữu hiệu nhất là áp dụng sơ đồ nguyên lý hút - đẩy gián tiếp có bố trí cyclon lắng sơ cấp trước cửa vào của quạt. Tại cyclon này, trên 90% lượng trấu rắn được tách và xả xuống van định lượng, chỉ còn dòng khí sạch đi qua quạt đẩy vào buồng tăng tốc, giúp kéo dài tuổi thọ cánh quạt gấp 3 đến 4 lần.

Thời gian thu hồi vốn đầu tư cho một hệ thống hút thổi trấu khí động là bao lâu? Đối với một cơ sở sản xuất viên nén củi trấu quy mô trung bình từ 30 đến 50 tấn/ngày, chi phí đầu tư hệ thống khí động cải tiến dao động từ 80 đến 120 triệu đồng. Nhờ cắt giảm được từ 4 đến 6 nhân công bốc vác thủ công và giảm hao hụt nguyên liệu, thời gian hoàn vốn thực tế chỉ mất từ 5 đến 7 tháng hoạt động liên tục.

Vai trò của phương pháp quy hoạch thực nghiệm trong đề tài là gì? Quy hoạch thực nghiệm trung tâm hợp thành bậc hai giúp giảm số lượng thí nghiệm từ hàng trăm lần xuống còn 27 tổ hợp mà vẫn phản ánh đầy đủ tương tác đa chiều giữa các yếu tố. Phương pháp này cho phép thiết lập phương trình hồi quy toán học chính xác để xác định tọa độ cực trị, tối đa hóa năng suất và tối thiểu hóa chi phí năng lượng.

Kết luận

• Luận văn đã giải quyết bài toán cấp bách về cơ giới hóa khâu thu gom, vận chuyển 4,6 triệu tấn vỏ trấu hàng năm tại Đồng bằng sông Cửu Long, phục vụ ngành sản xuất năng lượng tái tạo.
• Thiết lập thành công mô hình toán học giải tích và thực nghiệm bậc hai mô tả chính xác tương quan giữa các thông số cấu tạo quạt ly tâm với năng suất và điện năng tiêu thụ.
• Tối ưu hóa thành công chế độ làm việc của thiết bị, đạt năng suất vận chuyển từ 4,8 đến 5,1 tấn/giờ và hạ chi phí điện năng riêng xuống mức 2,3 kWh/tấn.
• Đóng góp giải pháp khoa học công nghệ thực tiễn giúp thay thế phương thức mang vác thủ công độc hại, bảo vệ môi trường sinh thái sông ngòi Tây Nam Bộ.
• Cung cấp bộ cơ sở dữ liệu và phương pháp tính toán chuẩn mực cho ngành cơ khí chế tạo thiết bị vận chuyển vật liệu rời nông nghiệp tại Việt Nam.

Trong giai đoạn 6 đến 12 tháng tiếp theo, nhóm nghiên cứu khuyến nghị tiếp tục mở rộng thử nghiệm mô hình trên các loại phụ phẩm nông lâm nghiệp dạng hạt khác như mùn cưa, dăm bào và bã mía nghiền. Các doanh nghiệp và cơ sở chế biến sinh khối hãy chủ động liên hệ và ứng dụng ngay kết quả nghiên cứu này vào dây chuyền sản xuất để nâng cao năng suất, tiết kiệm chi phí và gia tăng giá trị kinh tế bền vững cho chuỗi ngành hàng lúa gạo Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình sản xuất lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long Vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long, theo ranh giới hành chính hiện nay gồm 13 tỉnh, thành phố là: Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Đồng Tháp, Vĩnh Long, Trà Vinh, Hậu Giang, Sóc Trăng, An Giang, Kiên Giang, Bạc Liêu, Cà Mau và TP Cần Thơ. Đồng bằng sông Cửu Long là một bộ phận của châu thổ sông Mê Kông có diện tích 4. Có vị trí nằm liền kề với vùng Đông Nam Bộ, phía Bắc giáp Campuchia, phía Tây Nam là vịnh Thái Lan, phía Đông Nam là Biển Đông. Vùng đồng bằng sông Cửu Long của Việt Nam được hình thành từ những trầm tích phù sa và bồi dần qua những kỷ nguyên thay đổi mực nước biển; qua từng giai đoạn kéo theo sự hình thành những giồng cát dọc theo bờ biển.

Những hoạt động hỗn hợp của sông và biển đã hình thành những vạt đất phù sa phì nhiêu dọc theo đê ven sông lẫn dọc theo một số giồng cát ven biển và đất phèn trên trầm tích đầm mặn trũng thấp như vùng Đồng Tháp Mười, tứ giác Long Xuyên – Hà Tiên, tây nam sông Hậu và bán đảo Cà Mau. Năm 2008, ĐBSCL có diện tích tự nhiên hơn 4 triệu ha, diện tích đất nông nghiệp đang canh tác 2,56 triệu ha, chiếm khoảng 7,73% tổng diện tích tự nhiên và khoảng 27,2% diện tích đất nông nghiệp cả nước. Đất lâm nghiệp của vùng hiện có 336,8 ngàn ha, trong đó đất có rừng 319,1 ngàn ha. Đất chuyên dùng 234,1 ngàn ha (chiếm 15,1% tổng diện tích chuyên dùng của cả nước), đất ở 110 ngàn ha (chiếm 17,7% diện tích đất ở của cả nước).

Cơ cấu diện tích đất sử dụng của vùng ĐBSCL đến ngày 01 tháng 01 năm 2008: dùng vào sản xuất nông nghiệp 63,1%; sản xuất lâm nghiệp 8,3%; đất chuyên dùng 5,8%; đất ở 2,7%. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 5 Dự kiến năm 2010, diện tích trồng cây hàng năm: 1.007 ha (chiếm 66,92 % đất nông nghiệp: 2.594 ha); diện tích trồng cây lâu năm: 452.455 ha (chiếm 62,7 % đất nông nghiệp, chiếm 93,7 % đất trồng cây hàng năm – 1.007 ha); diện tích mặt nước nuôi trồng thuỷ sản: 482.325 ha ( chiếm 16,8% đất nông nghiệp); diện tích đồng cỏ chăn nuôi: 1. Dự kiến quy họach diện tích các lọai cây trồng được thể hiện ở bảng 1.1, trong đó lúa vẫn có diện tích rất lớn: 2015: 3,5464 triệu ha, 2020: 3,4335 triệu ha; còn cây mía năm 2015 là: 79,328 nghìn ha, 2020: 80,337 nghìn ha. Dự kiến quy hoạch diện tích các loại cây trồng của ĐBSCL Đơn vị : nghìn ha Năm Cây trồng 2007 2010 2015 2020 Lúa 3683,6 3.433,5 Ngô 36,3 49,517 65,293 100,310 Mía 66,9 74,948 79,328 80,337 Lạc 13,5 3,050 27,464 32,554 Đậu tương 8,4 35,167 50,401 80,331 ĐBSCL là vùng trọng điểm sản xuất lương thực, thực phẩm lớn nhất của cả nước.

Gía trị sản xuất nông-lâm-ngư nghiệp của vùng hàng năm chiếm khoảng 38-40% tổng gía trị sản xuất nông-lâm-ngư nghiệp cả nước. Sản lượng lúa của vùng ĐBSCL chiếm trên 50% tổng sản lượng lúa và hàng năm đóng góp trên 90% sản lượng gạo xuất khẩu của cả nước. Tuy nhiên, không thể nghĩ rằng vì phải giải quyết vấn đề lương thực mà ĐBSCL phải là vùng độc canh lúa, mặc dù so với cả nước, đây là vùng sản xuất lúa thuận lợi nhất, có lợi thế cạnh tranh cao nhất. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 6 Cả 3 yếu tố nói trên trong điều kiện đủ nước tưới, phân bón và giống cây trồng tốt, cho phép sản xuất trồng trọt áp dụng kỹ thuật thâm canh để đạt năng suất cao; vấn đề là tính toán bố trí cơ cấu mùa vụ sao cho đạt hiệu quả quang hợp tối ưu nhất.

Đặc biệt với cây lúa và cây mía, đồng bằng sông Cửu Long tận dụng được điều kiện đất - nước - khí hậu, tranh thủ được thời điểm thị trường rất cần, mà ở nơi sản xuất khác không sản xuất được do lũ lụt. Điều kiện đất đai bằng phẳng, màu mỡ, độ phì nhiêu cao và thời tiết khí hậu ôn hoà, lượng nước mặt và nước ngầm phong phú là điều kiện thuận lợi cho vùng phát triển sản xuất nông nghiệp với các loại cây trồng hết sức phong phú bao gồm: cây lương thực (lúa, ngô, khoai lang,…); cây thực phẩm bao gồm đủ các loại rau và cây ăn củ, quả, lá, thân; cây công nghiệp ngắn ngày và các lọai cây ăn quả nhiệt đới,. Lúa trồng nhiều nhất ở các tỉnh An Giang , Kiên Giang, Long An, Đồng Tháp, Sóc Trăng, Tiền Giang. Diện tích và sản lượng thu hoạch chiếm hơn 50% so với cả nước.

Bình quân lương thực đầu người gấp 2.3 lần so với lương thực trung bình cả nước. Nhưng trong đó cây lúa là cây có diện tích trồng lớn nhất, năm 2009 diện tích cả năm 3,8 triệu ha và sản lượng 20,63 triệu tấn. Do vậy nguồn cung cấp trấu phục vụ cho việc phát triển các ngành hàng khác từ chất phế thải này là rất lớn. Tình hình nghiên cứu thiết bị vận chuyển bằng khí động 1.

Phân loại Hệ thống vận chuyển khí động rất đa dạng về chủng loại và mẫu mã, nói chung tất cả chúng đều phù hợp cho việc vận chuyển các loại vật liệu dạng hạt, khô, rời. Phân loại theo cách tác động của dòng khí lên vật liệu Vận chuyển bằng phương pháp khí động: Không khí chuyển động trong ống kín theo một phương nào đó ở trạng thái dòng loãng hay dòng đặc làm hạt bị kéo theo và chuyển động dọc theo tuyến ống vận chuyển. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 7 Vận chuyển bằng phương pháp thông khí: Không khí được đưa vào đều đặn từ dưới lên qua lưới, bản xốp, vải… Vật liệu bão hòa với không khí trở nên lơ lửng và linh động, nó có thể chảy theo máng nghiêng hoặc chảy ra từ lỗ tháo của boongke. Phương pháp vận chuyển này tiêu tốn không khí ít (không khí tiêu tốn chỉ cần đủ để bão hòa vật liệu).

Phân loại theo chủng loại hệ thống (hệ thống đóng và hệ thống mở) c. Phân loại theo cách bố trí quạt, máy nén (hệ thống dạng hút, hệ thống dạng đẩy và hệ thống hỗn hợp) d. Phân loại theo tính cơ động của hệ thống (hệ thống cố định và hệ thống di động) e. Phân loại theo áp suất hoạt động của hệ thống (hệ thống áp suất thấp và hệ thống áp suất cao) f.

Phân loại theo mức độ cải tiến của hệ thống (hệ thống thông thường và hệ thống cải tiến) g. Phân loại theo mức độ liên kết của hệ thống (hệ thống đơn lẻ và hệ thống phức tạp) h. Phân loại theo kiểu hoạt động của hệ thống (hệ thống hoạt động theo mẻ và hệ thống họat động liên tục) k. Phân loại theo nồng độ tương đối của hỗn hợp (hệ thống dòng đặc hệ thống dòng loãng) l.

Phân loại theo đường vận chuyển (hệ thống thổi theo đường ống và hệ thống thổi theo kênh) 1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống vận chuyển bằng khí động a/. Các sơ đồ bố trí đường ống vận chuyển vật liệu bằng khí động Sự vận chuyển nguyên liệu có thể thực hiện theo nhiều sơ đồ khác nhau. Tuy nhiên, ta cũng có thể qui ra 4 sơ đồ chính sau đây: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 - Sơ đồ đường ống vận chuyển vật liệu bằng phương pháp khí động Sơ đồ 1: Ống dẫn thẳng đứng.

Sơ đồ này kinh tế nhất vì lưu lượng khí nhỏ nhất và vì vậy tổn thất do ma sát giảm và ít mài mòn thiết bị. Sơ đồ 2: Ống dẫn thẳng đứng có đoạn cuối nằm ngang, người ta tăng lượng không khí lớn hơn so với sơ đồ 1 vì thế nồng độ hạt rắn giảm. Sơ đồ 3: Gồm đoạn ống nằm ngang ngắn, tiếp đến là ống thẳng đứng và cuối cùng là đoạn ống nằm ngang. Sơ đồ này cần có lượng không khí lớn và do đó nồng độ hỗn hợp giảm.

Sơ đồ 4: Ống dẫn có đường đi tùy ý. Sơ đồ này thường áp dụng cho hệ thống dài 100 - 1000m b/. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống vận chuyển bằng phương pháp khí động thông dụng Thực tế từ 4 sơ đồ bố trí đường ống vận chuyển nêu trên, căn cứ vào cách phân loại máy vận chuyển theo áp suất, người ta đã chọn lựa và thiết kế ra 3 sơ đồ máy vận chuyển chính và thông dụng trong thực tiễn: Khi đường vận chuyển ngắn và vật liệu được thu nhận từ nhiều điểm thì hợp lý là dùng phương pháp hút, nó đảm bảo thiết bị làm việc tốt, cho phép dùng những bộ phận thu nhận vật liệu cũng như các máy thổi khí đơn giản; Khi đường vận chuyển dài thì thường dùng phương pháp thổi; LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 9 Khi đường vận chuyển dài và vận chuyển từ nhiều điểm khác nhau đến một điểm thì người ta dùng phương pháp hỗn hợp hút thổi kết hơp. * Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống vận chuyển khí động ở áp suất thấp và trung bình 3 4 5 1 8 6 7 2 Hình 1.3 Nguyên lý vận chuyển dạng hút (dòng loãng) 1.

Vật liệu: Trấu hoặc lúa; 2. Bộ phận thu liệu (cyclon); 6. Bộ lọc và thu bụi; 8. Quạt hút đẩy - Nguyên lý hoạt động Người ta làm giảm áp suất ở cuối tuyến vận chuyển bằng cách bố trí máy hút khí ở cuối tuyến vận chuyển.

Khi máy làm việc các phần tử trong ống hút, bộ phận thu liệu: 2; 4; 5 nằm trong trạng thái chân không. Tổn thất áp suất trong hệ thống này nhỏ hơn 1 atmotphe. Vật liệu chuyển động trong hệ thống đó gọi là vận chuyển bằng phương pháp hút. Miệng hút (2) hút vật liệu cùng với không khí từ đống nguyên liệu.

Hạt vật liệu được trôi trong hệ thống ống dẫn (3) vào bộ phận thu liệu (4). Nguyên liệu được tách ra khỏi không khí lắng xuống đáy cyclon đi qua cửa van thoát liệu (6) rồi rơi xuống khu vực thu hồi nguyên liệu. không khí có lẫn bụi từ bộ phận tách của cyclon (4), theo ống dẫn (5) còn bụi và tạp chất được lắng xuống đáy cyclon và được đưa ra ngoài qua van xả (6). Không khí sạch sau LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 10 khi được tách bụi lại tiếp tục đi vào thiết bị tạo chân không (7) và được thổi ra ngoài nhờ quạt hút đẩy (8).

Thiết bị này thích hợp cho việc vận chuyển ở cự ly ngắn đơn giản. Độ chân không trong các thiết bị hút đạt từ 0,3 atm đến 0,4 atm và đôi khi đạt đến 0,7 atm. * Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống vận chuyển vật liệu dạng thổi  Hình 1.