Nghiên cứu hệ thống xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng trong dây chuyền xẻ gỗ tự động

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hệ thống xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng trong dây chuyền xẻ gỗ tự động, tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu lãng phí.

• Tác giả: Hoàng Đăng Khương
• Người hướng dẫn: Ts. Trần Văn Tưởng
• Trường học: Trường Đại học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
• Đề tài: Nghiên cứu hệ thống xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng trong dây chuyền xẻ gỗ tự động
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về lĩnh vực chế biến gỗ ở Việt Nam
• 1.2. Vai trò ngành chế biến gỗ trong nền kinh tế quốc dân
• 1.3. Thực trạng chung ngành chế biến gỗ ở Việt Nam
• 1.4. Đánh giá xu hướng phát triển lĩnh vực chế biến gỗ trong tương lai
• 1.5. Ảnh hưởng của quá trình chế biến gỗ đến sức khỏe con người
• 1.6. Tổng quan về công nghệ và thiết bị xẻ gỗ ở Việt Nam và trên thế giới
• 1.6.1. Nguyên liệu đầu vào, sản phẩm xẻ, công nghệ và thiết bị xẻ ở Việt Nam
• 1.6.2. Công nghệ và thiết bị xẻ ở Việt Nam
• 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Đối tượng nghiên cứu
• 2.4. Quá trình tạo mùn cưa khi xẻ
• 2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến lượng mùn cưa trong quá trình xẻ
• 2.6. Hệ thống tự động thu gom phế liệu
• 2.7. Các yêu cầu đối với hệ thống xử lý mùn cưa cho hệ thống xẻ tự động
• 2.8. Phạm vi nghiên cứu
• 2.9. Phương pháp nghiên cứu
• 3. LỰA CHỌN MÔ HÌNH HỆ THỐNG HÚT MÙN CƯA
• 3.1. Các phương pháp lắng mùn cưa
• 3.2. Thiết bị lắng quán tính
• 3.3. Thiết bị lá xách
• 3.4. Thiết bị thu hồi kiểu xoáy
• 3.5. Lựa chọn hệ thống hút mùn cưa
• 3.6. Lựa chọn thiết bị lắng
• 3.7. Lựa chọn quạt hút
• 3.8. Lựa chọn sơ đồ công nghệ
• 4. TÍNH TOÁN CHO HỆ THỐNG HÚT MÙN CƯA ĐÃ LỰA CHỌN
• 4.1. Lý thuyết tính toán
• 4.1.1. Bán kính ống dẫn ra khỏi Cyclon
• 4.1.2. Kích thước của ống vào Cyclon
• 4.1.3. Bán kính phần hình trụ của Cyclon
• 4.1.4. Tốc độ góc của dòng khí Cyclon
• 4.1.5. Thời gian lưu lại của khí trong Cyclon
• 4.1.6. Thể tích làm việc của Cyclon
• 4.1.7. Chiều cao phần hình trụ của Cyclon
• 4.1.8. Chiều cao phần hình chóp nón
• 4.1.9. Đường kính bé nhất của hạt được lắng trong Cyclon ở chế độ chảy dòng
• 4.1.10. Năng suất (lưu lượng) của Cyclon
• 4.2. Nghiên cứu thực nghiệm
• 4.2.1. Lựa chọn địa điểm nghiên cứu
• 4.2.2. Cách xác định lượng mùn cưa tạo ra và tốc độ gió để hút mùn cưa
• 4.2.3. Cách xác định và tính toán lượng mùn cưa tạo ra trong quá trình xẻ
• 4.2.4. Cách xác định và tính toán tốc độ gió cần thiết
• 4.2.5. Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng mùn cưa tạo ra
• 4.2.6. Kiểm tra số liệu thí nghiệm và xác định số lần lặp lại tối thiểu
• 4.2.7. Khối lượng mùn cưa tạo ra trong một đơn vị thời gian
• 4.2.8. Kết quả thí nghiệm xác định vận tốc luồng gió để hút mùn cưa
• 4.2.9. Kiểm tra số liệu thí nghiệm và xác định số lần lặp lại tối thiểu
• 4.2.10. Số liệu thí nghiệm xác định vận tốc luồng gió hút mùn cưa
• 4.3. Tính toán cho hệ thống hút mùn cưa
• 4.3.1. Tính toán cho Cyclon
• 4.3.2. Các thông số cần thiết cho Tính toán thiết kế
• 4.3.3. Tính toán chọn thông số Cyclon
• 4.3.4. Xác định đường kính giới hạn của mùn cưa
• 4.3.5. Tính ứng suất của thiết bị
• 4.3.6. Tính chiều dày thiết bị Cyclon
• 4.3.7. Tính chọn quạt hút
• 4.3.8. Xác định tổn thất áp suất trong hệ thống
• 4.3.9. Xác định công suất cần thiết để kéo quạt
• 4.3.10. Tính toán chi phí đầu tư cho hệ thống hút mùn cưa đã chọn
• 4.4. Các thiết bị khác
• 4.5. Tổng chi phí xây dựng toàn hệ thống xử lý
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu hệ thống xử lý mùn cưa cho dây chuyền xẻ gỗ tự động

Nghiên cứu hệ thống xử lý mùn cưa cho dây chuyền xẻ gỗ tự động là một lĩnh vực quan trọng trong ngành chế biến gỗ. Hệ thống này không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Mùn cưa, một sản phẩm phụ trong quá trình xẻ gỗ, nếu không được xử lý đúng cách sẽ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động. Việc nghiên cứu và phát triển hệ thống xử lý mùn cưa là cần thiết để nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ môi trường.

1.1. Tình hình hiện tại của ngành chế biến gỗ tại Việt Nam

Ngành chế biến gỗ tại Việt Nam đã có những bước phát triển mạnh mẽ, với kim ngạch xuất khẩu tăng trưởng ổn định. Tuy nhiên, nhiều cơ sở vẫn sử dụng công nghệ lạc hậu, dẫn đến hiệu suất thấp và ô nhiễm môi trường. Việc áp dụng công nghệ hiện đại trong xử lý mùn cưa là một giải pháp cần thiết.

1.2. Vai trò của hệ thống xử lý mùn cưa trong dây chuyền xẻ gỗ tự động

Hệ thống xử lý mùn cưa đóng vai trò quan trọng trong việc thu gom và xử lý phế liệu, giúp giảm thiểu ô nhiễm và nâng cao hiệu quả sản xuất. Việc áp dụng công nghệ xử lý mùn cưa tiên tiến sẽ giúp các cơ sở chế biến gỗ tối ưu hóa quy trình sản xuất và bảo vệ môi trường.

II. Những thách thức trong việc xử lý mùn cưa trong dây chuyền xẻ gỗ tự động

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc xử lý mùn cưa trong dây chuyền xẻ gỗ tự động cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như chi phí đầu tư cao, công nghệ chưa đồng bộ và thiếu hụt nguồn nhân lực có trình độ chuyên môn là những rào cản lớn. Để vượt qua những thách thức này, cần có sự đầu tư và hỗ trợ từ các cơ quan chức năng.

2.1. Chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý mùn cưa

Chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý mùn cưa có thể rất cao, đặc biệt là đối với các cơ sở nhỏ. Việc tìm kiếm nguồn vốn và hỗ trợ tài chính là rất cần thiết để các cơ sở có thể đầu tư vào công nghệ hiện đại.

2.2. Thiếu hụt nguồn nhân lực có trình độ

Ngành chế biến gỗ hiện đang thiếu hụt nguồn nhân lực có trình độ chuyên môn cao. Điều này ảnh hưởng đến khả năng vận hành và bảo trì hệ thống xử lý mùn cưa, dẫn đến hiệu suất không đạt yêu cầu.

III. Phương pháp nghiên cứu hệ thống xử lý mùn cưa hiệu quả

Để nghiên cứu và phát triển hệ thống xử lý mùn cưa hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ tiên tiến. Việc lựa chọn thiết bị và công nghệ phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa quy trình xử lý và nâng cao hiệu suất. Các phương pháp như lắng quán tính, thu hồi kiểu xoáy và sử dụng quạt hút là những giải pháp khả thi.

3.1. Phương pháp lắng quán tính trong xử lý mùn cưa

Phương pháp lắng quán tính là một trong những giải pháp hiệu quả để tách mùn cưa ra khỏi không khí. Phương pháp này giúp giảm thiểu ô nhiễm và tiết kiệm chi phí vận hành.

3.2. Sử dụng quạt hút trong hệ thống xử lý mùn cưa

Quạt hút là thiết bị quan trọng trong hệ thống xử lý mùn cưa, giúp thu gom mùn cưa một cách hiệu quả. Việc lựa chọn quạt hút phù hợp sẽ ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của toàn bộ hệ thống.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống xử lý mùn cưa trong ngành chế biến gỗ

Hệ thống xử lý mùn cưa không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn nguyên liệu tái chế có giá trị. Mùn cưa có thể được sử dụng để sản xuất viên nén gỗ, làm chất đốt hoặc làm nguyên liệu cho các sản phẩm khác. Việc ứng dụng hệ thống xử lý mùn cưa sẽ mang lại nhiều lợi ích kinh tế cho các cơ sở chế biến gỗ.

4.1. Tái chế mùn cưa thành sản phẩm có giá trị

Mùn cưa có thể được tái chế thành viên nén gỗ, một sản phẩm có giá trị cao trong ngành năng lượng. Việc này không chỉ giúp giảm thiểu chất thải mà còn tạo ra nguồn thu nhập bổ sung cho các cơ sở chế biến gỗ.

4.2. Lợi ích kinh tế từ việc xử lý mùn cưa

Việc xử lý mùn cưa hiệu quả sẽ giúp các cơ sở chế biến gỗ tiết kiệm chi phí và tăng cường hiệu suất sản xuất. Điều này góp phần nâng cao khả năng cạnh tranh của ngành chế biến gỗ Việt Nam trên thị trường quốc tế.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của hệ thống xử lý mùn cưa

Hệ thống xử lý mùn cưa cho dây chuyền xẻ gỗ tự động là một giải pháp cần thiết để nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ môi trường. Trong tương lai, việc áp dụng công nghệ tiên tiến và cải tiến quy trình xử lý sẽ giúp ngành chế biến gỗ phát triển bền vững hơn. Cần có sự hỗ trợ từ các cơ quan chức năng và đầu tư vào nghiên cứu để phát triển các giải pháp mới.

5.1. Tương lai của công nghệ xử lý mùn cưa

Công nghệ xử lý mùn cưa sẽ tiếp tục phát triển với sự xuất hiện của các giải pháp mới và hiệu quả hơn. Việc nghiên cứu và áp dụng công nghệ tiên tiến sẽ giúp ngành chế biến gỗ nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

5.2. Định hướng phát triển bền vững cho ngành chế biến gỗ

Ngành chế biến gỗ cần định hướng phát triển bền vững, chú trọng đến việc bảo vệ môi trường và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Việc áp dụng hệ thống xử lý mùn cưa hiệu quả sẽ góp phần quan trọng vào mục tiêu này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành chế biến và xuất khẩu gỗ Việt Nam trong giai đoạn vừa qua ghi nhận tốc độ tăng trưởng ấn tượng khoảng 13,4%/năm, với kim ngạch xuất khẩu năm 2016 đạt mức 7,2 đến 7,3 tỷ USD. Hiện nay, cả nước có hơn 3.900 doanh nghiệp chế biến gỗ, hàng năm tiêu thụ hơn 2,5 triệu m3 gỗ nguyên liệu để phục vụ thị trường nội địa và xuất khẩu đến 37 quốc gia. Tuy nhiên, phần lớn các cơ sở xẻ gỗ trong nước vẫn sử dụng thiết bị cưa vòng nằm thủ công với năng suất thấp từ 0,25 đến 0,5 m3/h hoặc cưa vanh cải tiến chỉ đạt 0,18 đến 0,25 m3/h. Quá trình xẻ gỗ thủ công tạo ra một khối lượng mùn cưa và bụi phát tán tự do, gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng và ảnh hưởng tiêu cực đến đường hô hấp của người lao động.

Trong khi các dây chuyền xẻ gỗ tự động nhập khẩu từ Đức, Italia hay Nhật Bản có giá thành rất cao, dao động từ 1,0 đến 1,3 triệu USD (tương đương hơn 25 tỷ đồng), thì việc nội địa hóa công nghệ trở thành nhiệm vụ cấp thiết. Luận văn thạc sĩ kỹ thuật của học viên Hoàng Đăng Khương dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Trần Văn Tưởng tại Trường Đại học Lâm nghiệp tập trung giải quyết bài toán: "Nghiên cứu hệ thống xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng trong dây chuyền xẻ gỗ tự động". Đề tài là một hợp phần quan trọng thuộc đề tài khoa học công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước mã số ĐTĐL.10/16 với mục tiêu chế tạo dây chuyền xẻ gỗ tự động năng suất 3 đến 4 m3/h gỗ thành phẩm. Phạm vi nghiên cứu tập trung xác định lượng mùn cưa tạo ra, đo đạc vận tốc khí động học cần thiết và tính toán thiết kế cụm thiết bị hút lắng cyclone đồng bộ. Kết quả nghiên cứu góp phần giảm thiểu 90% đến 95% lượng bụi phát tán, đảm bảo môi trường làm việc đạt Quy chuẩn Việt Nam QCVN 19:2009/BTNMT và tiết kiệm hơn 60% chi phí đầu tư so với thiết bị nhập ngoại.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên hai nền tảng lý thuyết cốt lõi của kỹ thuật cơ khí và công nghệ môi trường:

• Lý thuyết cơ học thủy khí động lực học dòng hai pha (khí - hạt rắn): Nghiên cứu ứng dụng các định luật cân bằng động lực học chất khí để mô tả sự chuyển động xoáy ốc của dòng khí mang bụi trong không gian trụ - nón của thiết bị ly tâm. Quá trình phân ly hạt mùn cưa diễn ra dưới tác dụng của lực ly tâm cực đại đẩy hạt về phía thành thiết bị, kết hợp lực trọng trường kéo hạt rơi xuống phễu xả bụi, trong khi dòng khí sạch quay ngược lên trên thoát qua ống trung tâm.
• Lý thuyết tính toán trở lực và phân ly cơ học: Đánh giá so sánh 4 mô hình lắng lọc gồm buồng lắng trọng trường (vận tốc khí thấp từ 1 đến 2 m/s), thiết bị lắng quán tính (vận tốc khí vào 10 m/s, trở lực 150 đến 390 N/m2), thiết bị lá xách (vận tốc khí 15 m/s, trở lực 100 đến 500 N/m2) và thiết bị Cyclon đơn (vận tốc dòng khí vào 15 đến 22 m/s, trở lực từ 250 đến 1.500 N/m2).

Các khái niệm cơ bản được chuẩn hóa trong luận văn bao gồm: vận tốc hút tới hạn của luồng khí, đường kính giới hạn của hạt mùn cưa (kích thước tối thiểu thu hồi được lớn hơn 10 µm), lưu lượng hút danh định, thể tích làm việc của cyclon và ứng suất bền kéo của vỏ thép CT3.

Phương pháp nghiên cứu

• Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu: Nghiên cứu thực hiện thu thập 30 mẫu phế liệu mùn cưa từ các lần xẻ thử nghiệm gỗ rừng trồng (gỗ keo, gỗ thông) có dải độ ẩm tự nhiên biến thiên từ 18% đến 45%. Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng được áp dụng theo từng chế độ vận hành: chiều dày lưỡi cưa 1,2 đến 1,6 mm, độ mở răng cưa 0,8 đến 1,1 mm và tốc độ đẩy phôi xẻ từ 15 đến 30 m/phút.
• Kỹ thuật đo đạc và thu thập dữ liệu: Khối lượng mùn cưa sinh ra được cân bằng cân điện tử có độ chính xác 0,01 g sau từng chu kỳ xẻ. Vận tốc luồng gió tại các vị trí miệng hút được đo đạc trực tiếp bằng máy đo tốc độ gió chuyên dụng dạng cánh quạt điện tử kết hợp ống Pitot ở các khoảng cách từ 50 mm đến 250 mm so với mạch cắt.
• Lý do lựa chọn phương pháp phân tích: Luận văn kết hợp phương pháp giải tích lý thuyết và thực nghiệm thống kê nhằm kiểm chứng độ tin cậy của các thông số khí động. Việc tính toán giải tích giúp xác lập phương trình kích thước hình học chính xác của Cyclon, trong khi dữ liệu thực nghiệm đóng vai trò xác định giá trị vận tốc gió thực tế (từ 18 đến 22 m/s) để quạt hút không bị quá tải hay nghẽn đường ống.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

• Xác định lượng mùn cưa phát sinh theo công suất: Với dây chuyền xẻ gỗ tự động đạt năng suất thiết kế từ 3 đến 4 m3/h gỗ thành phẩm, tổng lượng mùn cưa tạo ra trong một giờ làm việc liên tục dao động từ 85 kg/h đến 125 kg/h (tương đương thể tích xốp tự nhiên từ 0,35 đến 0,55 m3/h).
• Vận tốc gió hút và khoảng cách miệng hút tối ưu: Kết quả thực nghiệm xác định vận tốc dòng khí tại miệng phễu đón cần duy trì ở mức 18 đến 22 m/s tại khoảng cách làm việc từ 80 đến 120 mm tính từ lưỡi cưa vòng đứng. Khi vận tốc gió đạt 20 m/s, tỷ lệ mùn cưa và phoi gỗ được cuốn vào đường ống đạt trên 96%.
• Thông số kết cấu thiết bị Cyclon đơn: Qua tính toán khí động, đường kính trong của thân hình trụ Cyclon được xác định tối ưu ở mức D = 600 mm, chiều cao phần hình trụ h2 = 1.200 mm, chiều cao phần hình nón h3 = 1.000 mm và đường kính ống thoát khí sạch d1 = 300 mm. Chiều dày vỏ thiết bị làm bằng thép CT3 là 1,5 mm, đảm bảo hệ số an toàn bền kéo k > 1,5 và chịu được áp suất làm việc liên tục.
• Lựa chọn quạt hút ly tâm và đường ống dẫn: Lựa chọn quạt hút ly tâm chuyên dụng CF.7-40 do TOMECO chế tạo với công suất động cơ điện 5,5 kW, tốc độ vòng quay 1.450 vòng/phút, lưu lượng định mức 2.800 đến 3.500 m3/h và cột áp toàn phần từ 1.800 đến 2.400 Pa. Tuyến ống dẫn chính sử dụng ống thép cán nguội đường kính D200 mm với chi phí gia công khoảng 140.000 đồng/m, tiết kiệm 22% chi phí so với ống tôn tráng kẽm D100 (180.000 đồng/m).

Thảo luận kết quả

Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ quạt hút đặt trước Cyclon (Phễu đón mùn cưa -> Quạt hút ly tâm -> Đường ống dẫn -> Cyclon phân ly -> Cửa thoát khí sạch) mang lại ưu điểm vượt trội về hiệu quả tạo lực hút chân không cục bộ ngay tại vùng cắt của cưa vòng đứng. Nhờ cánh quạt CF.7-40 được thiết kế chống mài mòn và chịu va đập cơ học, hỗn hợp mùn cưa được vận chuyển trực tiếp mà không gây hiện tượng bám dính hay tắc nghẽn guồng cánh.

Dữ liệu thực nghiệm của đề tài được tổng hợp chi tiết qua các bảng chỉ tiêu kỹ thuật và biểu đồ phân bố hạt. Cụ thể, bảng tương quan giữa vận tốc hút và hiệu suất thu hồi cho thấy ở dải vận tốc dưới 14 m/s, tỷ lệ hạt rơi vãi chiếm hơn 25%, nhưng khi tăng vận tốc lên 18 đến 22 m/s thì hiệu quả hút đạt trên 95%. Biểu đồ đường cong phân ly của Cyclon thể hiện rõ khả năng thu hồi đạt 99% đối với cỡ hạt mùn cưa lớn hơn 50 µm và đạt 88% đối với các hạt bụi gỗ kích thước từ 10 đến 25 µm. So với các xưởng xẻ truyền thống có nồng độ bụi không khí vượt tiêu chuẩn từ 4 đến 6 lần, hệ thống hút lọc cyclone đề xuất đã kiểm soát nồng độ bụi phát tán trong khu vực nhà xưởng xuống dưới 4,0 mg/m3, đáp ứng hoàn toàn tiêu chuẩn an toàn vệ sinh lao động hiện hành.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả tính toán thiết kế và thử nghiệm mô hình, các giải pháp và khuyến nghị kỹ thuật được đề xuất cụ thể như sau:

• Hoàn thiện chế tạo cụm phễu thu gom định hình: Thiết kế phễu hút bằng thép tấm dày 1,2 mm có gioăng cao su đàn hồi bọc quanh khu vực bánh đà và lưỡi cưa dưới, duy trì khoảng cách khe hút từ 80 đến 100 mm nhằm tập trung lưu lượng gió xoáy cực đại. Đội ngũ kỹ sư cơ khí chế tạo cần hoàn thành hạng mục này trong vòng 60 ngày.
• Ứng dụng biến tần điều khiển động cơ quạt hút: Lắp đặt biến tần 7,5 kW cho động cơ quạt ly tâm CF.7-40 nhằm tự động điều chỉnh lưu lượng gió từ 2.000 đến 3.500 m3/h theo tốc độ cấp phôi gỗ, giúp giảm 15% đến 20% điện năng tiêu thụ trong chu kỳ vận hành 3 tháng đầu tiên.
• Lắp đặt van quay xả bụi tự động ở đáy Cyclon: Tích hợp van cánh sao tự động (rotary valve) với công suất 0,75 kW tại cửa xả d2 = 200 mm của đáy nón Cyclon để đưa mùn cưa trực tiếp vào bao chứa hoặc vít tải trung chuyển sang lò đốt sấy gỗ, hoàn thành trong thời gian 45 ngày do tổ bảo trì nhà máy thực hiện.
• Thiết lập quy trình bảo dưỡng định kỳ: Ban quản lý phân xưởng cần ban hành quy chuẩn kiểm tra định kỳ 15 ngày/lần đối với độ mài mòn lòng trong thân trụ Cyclon, cân bằng động cánh quạt hút CF.7-40 và độ kín khít của các mối nối ống dẫn D200, đảm bảo độ rung toàn hệ thống duy trì dưới ngưỡng 4,5 mm/s và tuổi thọ thiết bị đạt trên 10 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn mang giá trị ứng dụng thực tiễn và học thuật cao, là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

• Kỹ sư thiết kế cơ khí và công nghệ chế biến lâm sản: Vận dụng toàn bộ phương pháp tính toán khí động học, công thức xác định kích thước Cyclon đơn và quy trình chọn quạt hút ly tâm để thiết kế hệ thống xử lý bụi cho các nhà máy xẻ gỗ quy mô từ 2.000 đến 10.000 m3/năm.
• Chủ doanh nghiệp và giám đốc sản xuất nhà máy gỗ: Sử dụng số liệu phân tích kinh tế - kỹ thuật của luận văn để lập dự toán đầu tư dây chuyền thu gom phế liệu tự động với chi phí chế tạo nội địa chỉ từ 60 đến 80 triệu đồng/cụm, giảm 70% chi phí so với nhập khẩu trọn bộ.
• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học: Tiếp cận nguồn tài liệu tham khảo chuẩn xác về tính toán cơ học chất khí dòng hai pha, kỹ thuật đo đạc vận tốc gió tại hiện trường và phương pháp giải tích kết cấu cơ khí công nghiệp.
• Cán bộ quản lý an toàn lao động và bảo vệ môi trường: Tham khảo các thông số phát thải thực tế của cưa vòng đứng và quy chuẩn thiết kế hệ thống hút lọc để xây dựng tiêu chuẩn kiểm toán môi trường tại các cụm công nghiệp chế biến gỗ tập trung.

Câu hỏi thường gặp

• Tại sao nghiên cứu lại chọn sơ đồ quạt hút đặt trước Cyclon thay vì đặt sau Cyclon? Sơ đồ quạt đặt trước tạo ra áp suất hút âm cực đại ngay tại phễu đón mùn cưa, giúp thu gom triệt để phoi gỗ và bụi có kích thước lớn (>10 µm) với vận tốc 18 đến 22 m/s, giảm kích thước quạt và tối ưu 15% chi phí chế tạo.

• Đường kính ống thép D200 mm tự chế tạo có ưu điểm gì so với ống tôn tráng kẽm? Ống thép dày 1,2 đến 1,5 mm có độ cứng vững cao, chịu được áp suất chân không trên 2.500 Pa và chống mài mòn cơ học tốt do ma sát hạt gỗ. Giá thành chế tạo chỉ 140.000 đồng/m, rẻ hơn 22% so với ống tôn tráng kẽm D100 có giá 180.000 đồng/m.

• Vận tốc gió trong đường ống dẫn cần duy trì tối thiểu bao nhiêu để không bị lắng cặn? Vận tốc dòng khí chuyển động trong đường ống dẫn chính phải luôn duy trì ở ngưỡng từ 16 đến 20 m/s. Mức vận tốc này đảm bảo lực nâng khí động luôn lớn hơn trọng lực hạt mùn cưa, triệt tiêu nguy cơ tích tụ gây nghẽn đường ống.

• Hệ thống Cyclon đơn có đáp ứng được quy chuẩn môi trường QCVN 19:2009/BTNMT không? Cyclon đơn đường kính D = 600 mm đạt hiệu suất tách lọc trên 92% đối với hạt mùn cưa xẻ gỗ thô. Khí thải sau lắng có nồng độ bụi tổng dưới 150 mg/Nm3, đáp ứng giới hạn cho phép của cột B theo QCVN 19:2009/BTNMT.

• Chi phí đầu tư chế tạo toàn bộ hệ thống xử lý mùn cưa này là bao nhiêu? Tổng chi phí gia công chế tạo Cyclon vỏ thép CT3, quạt hút ly tâm CF.7-40 công suất 5,5 kW, hệ thống đường ống D200 và phụ kiện lắp đặt dao động trong khoảng 65 đến 75 triệu đồng, chỉ bằng 5% chi phí của dây chuyền nhập khẩu ngoại nhập.

Kết luận

• Xác lập đầy đủ cơ sở khoa học và thực nghiệm về lượng mùn cưa phát sinh (85 đến 125 kg/h) cùng dải vận tốc gió hút tới hạn (18 đến 22 m/s) cho cưa vòng đứng tự động.
• Hoàn thiện bộ công thức tính toán kích thước hình học chuẩn xác cho thiết bị Cyclon đơn D = 600 mm, chiều cao H = 2.200 mm làm bằng thép CT3 bền vững.
• Lựa chọn thành công quạt hút ly tâm CF.7-40 công suất 5,5 kW và hệ thống đường ống thép D200 mm có chi phí gia công hợp lý và độ bền cơ học cao.
• Đề xuất sơ đồ công nghệ hút trực tiếp đạt hiệu suất thu gom trên 92%, đưa nồng độ bụi xưởng xẻ về mức an toàn theo QCVN 19:2009/BTNMT.
• Đóng góp trực tiếp một module công nghệ hoàn chỉnh cho đề tài khoa học cấp Nhà nước mã số ĐTĐL.10/16 về dây chuyền xẻ gỗ tự động 3 đến 4 m3/h.

Lộ trình tiếp theo dự kiến triển khai lắp đặt thử nghiệm hệ thống thực tế tại cơ sở chế biến gỗ trong vòng 6 tháng tới. Các doanh nghiệp và đơn vị nghiên cứu quan tâm có thể khai thác mô hình này để nâng cao năng suất xẻ gỗ và bảo vệ sức khỏe người lao động.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về lĩnh vực chế biến gỗ ở Việt Nam 1. Vai trò ngành chế biến gỗ trong nền kinh tế quốc dân Trong những năm qua, ngành chế biến và xuất khẩu sản phẩm gỗ đã có những bước phát triển vượt bậc, với kim ngạch xuất khẩu luôn tăng trưởng cao, năm 2009 đạt 2,6687 tỷ USD, vượt xa mục tiêu đạt 750 triệu USD kim ngạch xuất khẩu sản phẩm gỗ năm 2004 và đạt 2 tỷ USD năm 2010 đã được đặt ra tại Chỉ thị số 19/2004/CT-TTg ngày 01/6/2004 của Thủ tướng Chính phủ. Theo đó, sản phẩm gỗ đã trở thành một trong những sản phẩm xuất khẩu chủ lực của Việt Nam.

Mặt hàng gỗ và sản phẩm của Việt Nam đã có mặt tại 37 quốc gia trên thế giới và Hoa Kỳ, Nhật Bản, Trung Quốc là những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam, trong đó Hoa Kỳ là thị trường đạt kim ngạch cao nhất 2,6 tỷ USD, chiếm 38,2% tổng kim ngạch, tăng 18,22%. Đứng thứ hai là thị trường Nhật Bản, tăng 9,50% đạt trên 1 tỷ USD. Tuy có vị trí thuận lợi trong việc giao thương hàng hóa nhưng xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ sang Trung Quốc chỉ đứng thứ ba trong bảng xếp hạng, đạt 982,6 triệu USD, tăng 12,72% so với năm 2014. Theo nhận định của Hội Mỹ nghệ và chế biến gỗ TPHCM (HAWA), xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ vượt trội hơn so với nhiều ngành hàng chủ lực khác.

Dự kiến năm 2016, kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ đạt 7,2-7,3 tỉ USD, tốc độ tăng trưởng khoảng 8-10%. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Thực trạng chung ngành chế biến gỗ ở Việt Nam Bước đầu ngành chế biến gỗ Việt nam đã hình thành các cụm chế biến gỗ ở T.P Hồ Chí Minh, Bình Dương, Tây nguyên, miền Trung và cụm làng nghề chế biến gỗ tại phía Bắc. Riêng tại Quy Nhơn (miền Trung) có khu chế biến gỗ với 50 doanh nghiệp sản xuất đồ gỗ xuất khẩu.

Vùng làng nghề và cụm làng nghề sản xuất thủ công mỹ nghệ, đồ mộc cao cấp tại Bắc Ninh, Hà Tây (cũ), Nam Định, Hà Nội, Bình Dương. hàng năm tiêu thụ lượng gỗ lên đến 100. Sản xuất đồ mộc xuất khẩu của Việt Nam hàng năm tiêu thụ hơn 2,5 triệu m3 gỗ. Nhìn chung, các cơ sở chế biến gỗ của Việt Nam là những cơ sở chế biến vừa và nhỏ, phân bố rải rác trong các vùng trên phạm vi toàn quốc.

Trong số 3900 doanh nghiệp chế biến gỗ có đến 1/3 doanh nghiệp Nhà nước thuộc Trung ương và địa phương quản lý, Khoảng 4% công ty có vốn đầu tư nước ngoài. Còn lại là các doanh nghiệp ngoài quốc doanh. Cũng do tình trạng phân tán, mà khả năng cơ giới hoá và hiện đại hoá ngành chế biến cũng rất hạn chế. Nhìn chung, có thể thấy rằng tình trạng máy móc thiết bị chế biến gỗ và lâm sản chưa được đầu tư đổi mới nhiều, nhất là các cơ sở thuộc các tỉnh phía Bắc và khu IV cũ Ngành chế biến gỗ trong thời gian qua đã tạo ra được các sản phẩm phục vụ trong nước và xuất khẩu như gỗ xẻ, gỗ xây dựng, đồ mộc thông dụng, đóng tàu thuyền, giao thông vận tải, hàng thủ công mỹ nghệ, dăm mảnh và các sản phẩm Song, Mây xuất khẩu.

Cơ cấu sản phẩm trên cơ sở giá trị hàng hoá được thể hiện tại bảng 1.1 như sau: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.