I. Giới thiệu về nghiên cứu
Nghiên cứu sản xuất viên nhiên liệu từ vỏ hạt cà phê và nhựa thải nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường và lãng phí tài nguyên. Với khối lượng vỏ hạt cà phê thải ra hàng năm lên đến 700.000 tấn, việc tận dụng nguồn nguyên liệu này để sản xuất nhiên liệu sinh học là cần thiết. Đề tài tập trung vào việc phát triển công nghệ sản xuất nhiên liệu từ hai nguồn nguyên liệu rẻ tiền và sẵn có, đồng thời nghiên cứu quy trình sản xuất và đánh giá hiệu suất của sản phẩm. Công nghệ đùn ép được lựa chọn vì tính đơn giản và hiệu quả kinh tế.
1.1 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định các điều kiện tối ưu trong quy trình sản xuất nhiên liệu từ vỏ hạt cà phê và nhựa thải. Nghiên cứu sẽ đánh giá các tính chất cơ lý của nguyên liệu và sản phẩm, từ đó đề xuất phương pháp tối ưu hóa quy trình sản xuất nhiên liệu sinh học. Một trong những mục tiêu quan trọng là so sánh thành phần khí thải của sản phẩm với tiêu chuẩn môi trường, từ đó xem xét khả năng ứng dụng của sản phẩm trong việc thay thế nhiên liệu hóa thạch.
II. Tính chất và ứng dụng của nguyên liệu
Vỏ hạt cà phê và nhựa thải là hai nguồn nguyên liệu chính trong nghiên cứu. Vỏ hạt cà phê có hàm lượng lưu huỳnh thấp và là nguồn nguyên liệu tái tạo, trong khi nhựa thải (bao gồm PE, PP, PS) có nhiệt trị cao nhưng khó phân hủy. Việc kết hợp hai loại nguyên liệu này không chỉ giúp khắc phục nhược điểm của từng loại mà còn tạo ra sản phẩm nhiên liệu sinh học có tính chất tốt hơn. Nghiên cứu chỉ ra rằng tỷ lệ vỏ hạt cà phê trong sản phẩm có thể đạt đến 80%, với nhựa thải đóng vai trò là chất kết dính, tạo ra viên nhiên liệu có khối lượng riêng cao và dễ cháy.
2.1 Đặc điểm của vỏ hạt cà phê
Vỏ hạt cà phê có khối lượng riêng thấp (140 ~ 170 kg/m3) và nhiệt trị không cao, điều này tạo ra thách thức trong việc sử dụng làm nhiên liệu. Tuy nhiên, việc kết hợp với nhựa thải giúp tăng khối lượng riêng của viên nhiên liệu lên khoảng 950 kg/m3, gấp 6 lần so với nguyên liệu ban đầu. Đặc biệt, sản phẩm thu được dễ cháy và cháy hoàn toàn, đảm bảo an toàn và hiệu suất cao trong quá trình sử dụng. Việc nghiên cứu và phát triển công nghệ này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường.
III. Quy trình sản xuất và đánh giá hiệu suất
Quy trình sản xuất nhiên liệu từ vỏ hạt cà phê và nhựa thải được thực hiện thông qua công nghệ đùn ép có gia nhiệt. Nghiên cứu xác định rằng nhiệt độ đùn ép và tỷ lệ thành phần nguyên liệu là hai yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Kết quả cho thấy, viên nhiên liệu có hàm lượng SO2 và NOx trong khí thải nằm trong giới hạn cho phép theo quy chuẩn khí thải QCVN 19:2009/BTNMT. Điều này chứng tỏ rằng sản phẩm không chỉ đáp ứng tiêu chuẩn môi trường mà còn có tiềm năng lớn trong việc thay thế nhiên liệu hóa thạch.
3.1 Đánh giá hiệu suất sản phẩm
Sản phẩm thu được từ quy trình sản xuất cho thấy hiệu suất tốt với nhiệt trị cao hơn 25% so với vỏ hạt cà phê. Việc đánh giá thành phần khí thải và hiệu suất cháy của sản phẩm cho thấy rằng sản phẩm có khả năng cạnh tranh với các loại nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Kết quả nghiên cứu cũng mở ra hướng đi mới cho việc phát triển nhiên liệu sinh học, góp phần vào sự phát triển bền vững và bảo vệ môi trường.
