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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

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. TS. Nguyễn Tường Vân
2. PGS.TS. Lê Thị Cúc

Hà Nội – 26/3/ 2011


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ...................................................... 4
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .................................................................................... 5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .................................................................... 6
PHẦN MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 8
I – Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................... 8

II – Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của luận văn .................................... 9
II.1. Mục đích của luận văn ...................................................................................... 9
II.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 9
II.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn ................................................... 10
II.4. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 10
Chƣơng 1: ....................................................................................................................... 11
TỔNG QUAN ................................................................................................................ 11
1.1. Tổng quan về trấu ............................................................................................ 11
1.1.1. Cấu tạo, đặc điểm và thành phần vỏ trấu ................................................ 11
1.1.1.1. Cấu tạo của vỏ trấu ................................................................................ 11
1.1.1.2. Tính chất vật lý của vỏ trấu ................................................................... 11
1.1.1.3. Thành phần hóa học của vỏ trấu ........................................................... 12
I.1.1.4. Thành phần nguyên tử và nhiệt trị của vỏ trấu ...................................... 12
I.1.2. Tình hình phát sinh và sử dụng vỏ trấu ......................................................... 14
I.1.2.1. Tình hình phát sinh vỏ trấu ..................................................................... 14
1.1.2.2. Tình hình sử dụng vỏ trấu. ..................................................................... 20
I.2. Giới thiệu về viên nhiên liệu ................................................................................ 23
I.2.1. Khái niệm về viên nhiên liệu ......................................................................... 23
I.2.2. Phân loại viên nhiên liệu ............................................................................... 23
1.2.3. Công nghệ sản xuất viên nhiên liệu .............................................................. 25
1.2.4. Tình hình sản xuất và sử dụng viên nhiên liệu ............................................. 27
1.2.4.1. Tình hình sản xuất và sử dụng viên nhiên liệu trên thế giới .................. 27
1.2.4.2. Tình hình sản xuất và sử dụng viên nhiên liệu ở Việt Nam ................... 30
1.3. Những nghiên cứu về công nghệ sản xuất viên nhiên liệu từ trấu – Viên trấu ... 31

Nguyễn Thị Bích Thuận

-1-

Cao học CNTP 2008 - 2010

Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

1.3.1. Những nghiên cứu về công nghệ sản xuất viên trấu trên thế giới ................ 31
1.3.2. Những nghiên cứu về công nghệ sản xuất viên trấu ở Việt Nam ................. 31
Chƣơng 2: ....................................................................................................................... 34
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................... 34
II.1. Nguyên liệu ......................................................................................................... 34
II.1.1. Vỏ trấu .......................................................................................................... 34
II.1.2. Nguyên liệu bổ sung ..................................................................................... 35
II.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 35
2.2.1. Phương pháp vật lý và hóa lý ....................................................................... 35
2.2.1.1. Phương pháp xác định độ ẩm ................................................................ 35
2.2.1.2. Phương pháp đo tỷ khối của viên ........................................................... 35
2.2.1.3. Phương pháp đo kích thước viên ........................................................... 35
2.2.1.4. Phương pháp đo tỷ lệ thu hồi của viên .................................................. 35
2.2.1.5. Phương pháp xác định độ tro ................................................................ 35
2.2.1.6. Phương pháp xác định nhiệt trị ............................................................. 36
2.2.2. Phương pháp hóa học ................................................................................... 36
2.2.2.1. Phương pháp xác định hàm lượng xenluloza ........................................ 36
2.2.2.2. Phương pháp xác định hàm lượng Lignin ............................................. 37
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................ 38
2.3. Quy trình công nghệ sản xuất viên nhiên liệu từ vỏ trấu – Viên trấu ................. 38
2.3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất viên trấu .............................................. 38
2.3.2. Chuẩn bị nguyên liệu .................................................................................... 39
2.3.3. Nghiên cứu các yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến công nghệ sản xuất và chất
lượng viên trấu. ....................................................................................................... 39

2.3.3.1. Độ ẩm nguyên liệu trước ép ................................................................... 39
2.3.3.2. Độ nhỏ của nguyên liệu ......................................................................... 39
2.3.3.3. Các thành phần bổ sung (phụ gia) ......................................................... 39
2.3.4. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng viên trấu ......................................................... 40
Chƣơng 3: ....................................................................................................................... 41
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................................... 41
3.1. Nghiên cứu về nguyên liệu .................................................................................. 41
3.1.1. Vỏ trấu .......................................................................................................... 41

Nguyễn Thị Bích Thuận

-2-

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

3.1.1.1. Đặc điểm và thành phần của vỏ trấu ..................................................... 41
3.1.1.2. Nghiền trấu ............................................................................................ 42
3.1.2. Các nguyên liệu bổ sung ............................................................................... 43
3.1.2.1. Rơm ........................................................................................................ 43
3.1.2.2. Mùn cưa ................................................................................................. 43
3.1.2.3. Bột sắn .................................................................................................... 44
3.2. Các yếu tố công nghệ ảnh hƣởng đến quy trình sản xuất và chất lƣợng viên trấu.
.................................................................................................................................... 44
3.2.1. Ảnh hưởng của độ ẩm nguyên liệu đến chất lượng viên trấu. ...................... 45
3.2.2. Ảnh hưởng của độ nhỏ nguyên liệu đến chất lượng viên trấu ..................... 49

3.2.3. Ảnh hưởng của loại và hàm lượng chất bổ sung đến chất lượng viên trấu. 53
3.2.3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng rơm bổ sung đến chất lượng viên trấu. ...... 53
3.2.3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng mùn cưa bổ sung đến chất lượng viên trấu.
............................................................................................................................. 55
3.2.3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng bột sắn tới chất lượng viên trấu. ............... 59
3.2.3.4. So sánh hiệu quả sử dụng của một số loại phụ gia ............................... 62
3.3. Chất lƣợng viên trấu ............................................................................................ 63
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................ 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 67
PHỤ LỤC ....................................................................................................................... 72

Nguyễn Thị Bích Thuận

-3-

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
1. cm: centimet
2. CO2: khí cacbonic
3. EJ (Exajoule): exajun (1EJ = 1018J)
4. FAO (Food and Agriculture Organization): Tổ chức Lƣơng thực và nông lâm
Liên Hiệp Quốc
5. GWh: giga oát giờ
6. HC: hidrocacbon

7. IPCC (International Panel on Climate Change): Ủy ban Liên chính phủ về biến
đổi khí hậu toàn cầu.
8. Kcal: kilô calo (1 kcal = 4184J)
9. Kg: kilô gam
10. KW: kilô oat
11. KWh: kilô oat giờ
12. MW: mêga oát
13. NOx: nitơ oxyt
14. PJ: petajun (1PJ = 1015J)
15. ppm (parts per million): 1 phần triệu
16. SIDA (Swedish International Cooperation Development Agency): Cơ quan Hợp
tác phát triển quốc tế Thụy Điển
17. SiO2: oxyt silic
18. SPSS (Statistical Package for the Social Sciences): phần mềm xử lý số liệu thực
nghiệm
19. TLTK: tài liệu tham khảo

Nguyễn Thị Bích Thuận

-4-

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Thành phần cấu tạo chủ yếu của vỏ trấu ở một số nƣớc ............................... 12

Bảng 1.2: Sản lƣợng trấu và năng lƣợng tạo ra từ trấu của thế giới trong thập niên đầu
thế kỷ XXI. ..................................................................................................................... 15
Bảng 1.3 – Sản lƣợng lúa, trấu và năng lƣợng tạo ra từ trấu của các khu vực và một số
nƣớc trên thế giới [42] .................................................................................................... 17
Bảng 1.4 – Diện tích, sản lƣợng lúa và sản lƣợng trấu của Việt Nam qua các năm. ..... 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 ............................................................................... 42
Bảng 3.3 – Đặc điểm và thành phần hóa học của rơm nghiền ....................................... 43
Bảng 3.4 – Đặc điểm và thành phần hóa học của mùn cƣa ........................................... 43
Bảng 3.5 – Thành phần của bột sắn. .............................................................................. 44
Bảng 3.6 – Ảnh hƣởng của độ ẩm nguyên liệu đến chất lƣợng viên trấu ...................... 45
Bảng 3.7 – Ảnh hƣởng của độ nhỏ nguyên liệu đến chất lƣợng viên trấu ..................... 50
Bảng 3.8 – Ảnh hƣởng của hàm lƣợng rơm bổ sung đến chất lƣợng viên trấu ............. 53
Bảng 3.9 – Ảnh hƣởng của hàm lƣợng mùn cƣa bổ sung đến chất lƣợng viên trấu ...... 56
Bảng 3.10 – Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột sắn đến chất lƣợng viên trấu .................... 59
Bảng 3.11 – So sánh giữa các loại phụ gia .................................................................... 62
Bảng 3.12 – Các chỉ tiêu chất lƣợng của viên trấu. ....................................................... 63

Nguyễn Thị Bích Thuận

-5-

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

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

Nguyễn Thị Bích Thuận

-6-

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

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 .................................................................................................................................. 60

Hình 3 15 – Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột sắn đến tỷ lệ thu hồi viên
trấu .................................................................................................................................. 61
Hình 3.16 – Quy trình công nghệ sản xuất viên trấu ..................................................... 66

Nguyễn Thị Bích Thuận

-7-

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

PHẦN MỞ ĐẦU
I – Tính cấp thiết của đề tài
Năng lƣợng và ô nhiễm môi trƣờng hiện đang là hai vấn đề quan tâm hàng đầu
của nhân loại. Một nghịch lý đang diễn ra trong thế giới của chúng ta, đó là: khoa học
công nghệ ngày càng phát triển, đời sống con ngƣời ngày một nâng cao thì nhu cầu sử
dụng năng lƣợng ngày càng nhiều và ô nhiễm môi trƣờng cũng gia tăng. Nguyên nhân
là do không khí bị ô nhiễm bởi các loại khí độc hại nhƣ NOx, CO2, HC … - những hợp
chất có trong thành phần khí thải công nghiệp và khí xả do các loại động cơ thải ra.
Bên cạnh đó, quá trình đô thị hóa gia tăng và rừng bị chặt phá dẫn đến nồng độ các khí
thải trong không khí ngày càng cao, gây ra hiệu ứng nhà kính và tăng nhiệt độ trái đất.
Kết quả là băng tan ở Bắc cực và Nam cực, mực nƣớc biển dâng cao, nhiều vùng đất
ven biển và các quốc gia hay vùng lãnh thổ thấp hơn mực nƣớc biển có nguy cơ biến
mất .... [46]
Từ xa xƣa con ngƣời đã biết sử dụng củi để nấu chín thức ăn và sƣởi ấm. 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. [46]
Việt Nam hiện đang là nƣớc xuất khẩu gạo thứ hai thế giới sau Thái Lan (bình
quân mỗi năm Việt Nam xuất khẩu khoảng 3,5 ÷ 4 triệu tấn gạo). Với đà phát triển

Nguyễn Thị Bích Thuận

-8-

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

này, mỗi năm ngành công nghiệp xay xát thóc thải ra một lƣợng trấu khá lớn (khoảng 7
÷ 8 triệu tấn); 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; còn phần lớn trấu
chƣa sử dụng và đổ thành đống trong sân, ra đƣờng, xuống sông hồ hay ngoài đồng

ruộng. Đặc biệt vào thời điểm thu hoạch ở đồng bằng sông Cửu Long – vựa lúa lớn
nhất cả nƣớc – lƣợng trấu sinh ra quá nhiều, không có chỗ để nên bà con nông dân đem
đổ thẳng xuống sông, biến cả dòng sông thành màu vàng và gây ra tình trạng ô nhiễm
nghiêm trọng . [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.

II – Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của luận văn
II.1. 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).

II.2. 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.

Nguyễn Thị Bích Thuận

-9-

Cao học CNTP 2008 - 2010

Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

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.
Kết quả nghiên cứu của luận văn là cơ sở; 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.

II.4. 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.

-

Đánh giá chất lƣợng viên trấu.

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 10 -

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Chƣơng 1:

TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về trấu
1.1.1. 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). [32] [37]
- Lớp ngoài cùng
gồm các tế bào biểu bì
hình chữ nhật, sắp xếp với
nhau tạo thành hình chóp,
ngoài cùng bao phủ bởi
một lớp cutin dày và một
lớp lông bề mặt. Thành
phần chủ yếu là SiO2 nên
bề mặt rất xù xì, thô cứng,

nhƣng rất bền.

Hình 1.1 – Cấu trúc cắt ngang của vở trấu [36]

- Lớp biểu bì bên trong bao gồm các lớp mỏng xếp chồng lên nhau. Cả lớp giữa
và lớp biểu bì bên trong đều chứa rất ít SiO2.

1.1.1.2. Tính chất vật lý của vỏ trấu
-

Tỷ khối vỏ trấu: 90 ÷ 160 kg/m3. [20]

-

Tỷ khối vỏ trấu nghiền: 230 ÷ 400 kg/m3. [43]

-

Chiều dài vỏ trấu: 2,5 ÷ 5 mm. [20]

-

Độ cứng của trấu: 5,5 ÷ 6,5 (tính theo Moh). [20]

-

Diện tích bề mặt của vỏ trấu là 4000 m2/m3 và giảm xuống còn 300 m2/m3

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 11 -

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

sau khi ép. [43] [20]
-

Tính dẫn nhiệt của vỏ trấu: 0,036 ÷ 0,04 W/moC. [43] [20]

-

Góc nghiêng tự nhiên của vỏ trấu: 35 ÷ 50o phụ thuộc vào độ ẩm (ARGC,
1968; Arumugam et al., 1981; Chakraverty, 1989; Kaupp, 1987; Pathak et
al., 1988).

1.1.1.3. 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). Khi đốt trấu, khoảng 75% các
hợp chất hữu cơ dễ bay hơi bị cháy và 25% còn lại tạo thành tro. Thành phần chính của
tro trấu là oxyt silic (SiO2, chiếm 85 ÷ 95% khối lƣợng tro). [30] [23]
Bảng 1.1: Thành phần cấu tạo chủ yếu của vỏ trấu ở một số nƣớc
Vỏ trấu

Độ tro
(%)

Malaysia

11,0

32,0

17,9

28,6

Thái Lan

Xelluloza Hemixelluloza
(%)
(%)

Lignin
(%)

TLTK

19,0

16,0

[31]

28,6

24,4

Di Blasi et al. (1999)

30,0

[25]

40,0

Nhật Bản

13,6

53,9

24,8

[34]

Ấn Độ

11,7

54,3

25,8

[34]

Iran

17,1

29,3

19,2

[10]

34,4

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.
I.1.1.4. 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 .... nhƣng hàm lƣợng lƣu
huỳnh thấp hơn rất nhiều so với hàm lƣợng lƣu huỳnh trong than (hình 1.2). Do đó sử
dụng vỏ trấu làm chất đốt có lợi hơn về môi trƣờng.

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 12 -

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

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]

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 13 -

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

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. Bởi đây là
loại phế liệu, phế thải nhiều khi cho không ngƣời ta còn không nhận.

I.1.2. 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. Trong những năm gần
đây, năng suất và sản lƣợng lúa tăng lên đáng kể do sự phát triển mạnh mẽ của khoa
học kỹ thuật nhƣ trình độ thâm canh tăng, sự ra đời và phát triển các giống lúa ngắn
ngày, chất lƣợng phân bón cao…. Kéo theo đó là sự gia tăng sản lƣợng trấu thải ra
(bảng 1.2 và hình 1.5).

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 14 -

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Bảng 1.2: Sản lƣợng trấu và năng lƣợng tạo ra từ trấu của thế giới trong thập
niên đầu thế kỷ XXI.
STT

Năm

Sản lƣợng lúa
(triệu tấn)

Sản lƣợng vỏ trấu
(triệu tấn)

Năng lƣợng từ
trấu (EJ)

1

2000

599,355

119,871

1,503

2

2001

598,425

119,685

1,501

3

2002

569,478

113,896

1,428

4

2003

584,717

116,943

1,466

5

2004

607,910

121,582

1,525

6

2005

634,507

126,901

1,591

7

2006

641,080

128,216

1,608

8

2007

657,414

131,483

1,649

9

2008

687,500

1,724

10

2009

689,400

11

2010

697,900

137,500
137,900
139,580

1,729
1,750

Chú thích:
- Sản lượng vỏ trấu tính bằng 20% sản lượng lúa.
- Nhiệt trị của vỏ trấu là 3500 kcal/kg = 14,63.106J/kg [11]
Nguồn: [42]
Sản lượng trấu thế giới
160
140

Triệu tấn

120
100
80
60
40
20
0
2000

2001

2002

2003

2004

2005 2006

2007

2008

2009

2010

Năm

Hình 1.5: Sản lƣợng trấu thế giới trong thập niên đầu thế kỷ XXI

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 15 -

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Bảng 1.2 và đồ thị 1.5 cho thấy: sản lƣợng trấu thế giới trong thập niên đầu thế
kỷ XXI giữ ở mức tƣơng đối ổn định (dao động trong khoảng 120 ÷ 140 triệu tấn). Ƣớc
tính đến năm 2020, lƣợng vỏ trấu thải ra của toàn thế giới khoảng 150 ÷ 160 triệu tấn,
tƣơng đƣơng với năng lƣợng phát ra là 1,8 ÷ 2,0 EJ. Điều đó chứng minh tiềm năng
năng lƣợng từ trấu là rất lớn. Nhƣng do 90% sản lƣợng trấu tập trung ở Châu Á, đặc
biệt là vùng Châu Á – Thái Bình Dƣơng, nên khả năng phát triển năng lƣợng từ trấu
còn nhiều hạn chế và khó khăn cả về công nghệ lẫn đầu tƣ tài chính.
Sản lƣợng trấu và tiềm năng năng lƣợng phát sinh từ trấu của các khu vực và
một số quốc gia sản xuất lúa trên thế giới đƣợc biểu diễn trong bảng 1.3.
Bảng 1.3 cho thấy:
-

96% lƣợng trấu thế giới nằm ở các nƣớc đang phát triển và 90% nằm ở các
nƣớc Châu Á.

-

Trung Quốc và Ấn Độ là hai quốc gia có sản lƣợng trấu lớn nhất thế giới
(chiếm gần 50% tổng sản lƣợng trấu của toàn thế giới).

-

Việt Nam đứng thứ 5 thế giới về sản lƣợng trấu. Đây chính là tiềm năng và
cơ hội để Việt Nam phát triển năng lƣợng từ trấu nói riêng và năng lƣợng tái
tạo nói chung.

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 16 -

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Bảng 1.3 – Sản lƣợng lúa, trấu và năng lƣợng tạo ra từ trấu của các khu vực và một số nƣớc trên thế giới [42]
Năm 2007
Khu vực/ quốc gia
Thế giới
Các nƣớc đang phát triển
Các nƣớc phát triển
Châu Á
Châu Phi
Trung Mỹ
Nam Mỹ

Bắc Mỹ
Liên minh Châu Âu
Trung Quốc
Ấn Độ
Inđônêxia
Banglades
Việt Nam
Thái Lan
Myanmar
Philippin
Braxin
Nhật Bản

Lúa

Vỏ trấu

Triệu tấn Triệu tấn
660,5
132,1
636,1
127,2
24,3
4,9
601,2
120,2
22,0
4,4
2,5
0,5

22,1
4,4
9,0
1,8
3,6
0,7
187,4
37,5
145,0
29,0
57,2
11,4
43,4
8,7
35,9
7,2
32,1
6,4
31,5
6,3
16,6
3,3
11,3
2,3
10,0
2,0

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 17 -

Năm 2008

Năm 2009

Năng
Lúa
Vỏ trấu
lƣợng
(EJ)
Triệu tấn Triệu tấn
1,644
687,5
137,5
1,595
663,1
132,6
0,061
24,4
4,9
1,507
622,6
124,5
0,055
25,5
5,1
0,006
2,6
0,5
0,055

24,1
4,8
0,022
9,2
1,8
0,009
3,5
0,7
0,407
193,4
38,7
0,364
149,0
29,8
0,143
60,3
12,1
0,109
47,9
9,6
0,090
38,6
7,7
0,080
31,4
6,3
0,079
30,5
6,1
0,041

16,8
3,4
0,029
12,1
2,4
0,025
11,0
2,2

Năng
Lúa
Vỏ trấu
lƣợng
(EJ)
Triệu tấn Triệu tấn
1,724
689,3
137,9
1,663
664,0
132,8
0,061
25,3
5,1
1,561
622,5
124,5
0,064
25,6
5,1

0,006
2,7
0,5
0,060
24,7
4,9
0,023
10,0
2,0
0,009
3,8
0,8
0,485
194,7
38,9
0,374
145,2
29,0
0,152
60,9
12,2
0,120
48,0
9,6
0,097
39,0
7,8
0,079
31,1
6,2

0,765
31,5
6,3
0,043
17,2
3,4
0,030
12,7
2,5
0,028
10,8
2,2

Cao học CNTP 2008 - 2010

Năng
lƣợng
(EJ)
1,718
1,665
0,064
1,561
0,064
0,006
0,061
0,025
0,010
0,488
0,364
0,153

0,120
0,098
0,078
0,080
0,043
0,031
0,028


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

 Tình hình phát sinh vỏ trấu ở Việt Nam
Việt Nam là một nƣớc nông nghiệp lâu đời. Trong những năm gần đây, từ một
quốc gia không đủ lƣơng thực để ăn, Việt Nam đã vƣơn lên trở thành nƣớc xuất khẩu
gạo thứ hai thế giới sau Thái Lan, bình quân mỗi năm xuất khẩu hơn 4 triệu tấn gạo.
Đó là chƣa kể đến lƣợng gạo phục vụ nhu cầu tiêu thụ trong nƣớc của hơn 86 triệu dân.
Vì thế, mỗi năm ngành công nghiệp chế biến lúa gạo của Việt Nam thải ra một lƣợng
trấu rất lớn (khoảng 7 ÷ 8 triệu tấn) và tƣơng đƣơng với lƣợng năng lƣợng có thể cung
cấp là 70 ÷ 100 PJ (bảng 1.4).
Bảng 1.4 – Diện tích, sản lƣợng lúa và sản lƣợng trấu của Việt Nam qua các năm.
Diện tích trồng
lúa

Sản lƣợng lúa

Sản lƣợng trấu

Năng lƣợng

quy đổi

Nghìn ha

Nghìn tấn

Nghìn tấn

PJ

1998

7362,7

28919,3

5783,9

72,53

1999

7653,6

31393,8

6278,8

78,74

2000

7666,3

32529,5

6505,9

81,58

2001

7492,7

32108,4

6421,7

80,53

2002

7504,1

34447,2

6889,4

86,39

2003

7452,2

34568,8

6913,8

86,70

2004

7445,3

36148,9

7229,8

90,66

2005

7329,2

35832,9

7166,6

89,87

2006

7324,8

35849,5

7169,9

89,91

2007

7207,4

35942,7

7188,5

90,14

2008

7400,2

38725,1

7745,0

97,12

2009

7440,1

38900,0

7780,0

97,56

2010

7444,0

39900,0

7980,0

100,07

Năm

(Nguồn: Bộ Nông nghiệp & phát triển nông thôn và Tổng cục thống kê )

Bảng 1.4 cho thấy: Việt Nam có tiềm năng năng lƣợng từ trấu rất lớn. Nếu tất cả
lƣợng trấu ở Việt Nam đƣợc tập trung lại để phát điện thì sản lƣợng điện sinh ra có thể

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 18 -

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

lên tới 2720 GWh, tƣơng đƣơng khoảng 9% sản lƣợng điện tiêu thụ của Việt Nam năm
2002. [49]
Do đặc điểm địa lý và khí hậu nên ngành công nghiệp chế biến lúa gạo của Việt
Nam tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng (chiếm 17,5% sản lƣợng lúa cả nƣớc)
và đồng bằng sông Cửu Long (chiếm 53,4% sản lƣợng lúa cả nƣớc); số còn lại phân bổ
cho các vùng, miền khác của cả nƣớc (bảng 1.5).
Bảng 1.5 – Diện tích, sản lƣợng lúa và sản lƣợng vỏ trấu các vùng, miền của Việt
Nam năm 2008.
Diện tích
trồng

Sản lƣợng

Sản lƣợng
trấu

Năng lƣợng
quy đổi

Nghìn ha

Nghìn tấn

Nghìn tấn

PJ

Cả nước

7414,3

38725,1

7745,0

97,12

Đồng bằng sông Hồng

1153,2

6776,0

1355,2

16,99

Trung du và miền núi phía
Bắc

669,4

2895,9

579,2

7,26

Bắc Trung Bộ và duyên hải
miền Trung

1213,2

6125,9

1225,2

15,36

Tây Nguyên

211,7

938,4

187,7

2,35

Đông Nam Bộ

307,9

1307,3

261,5

3,29

Đồng bằng sông Cửu Long

3858,9

20681,6

4136,3

51,87

Vùng/ miền

(Nguồn: Bộ Nông nghiệp & phát triển nông thôn và Tổng cục thống kê 7/2010 )

Sản lƣợng vỏ trấu thải ra hàng năm ở đồng bằng sông Cửu Long là hơn 4 triệu
tấn, chiếm 53,4% tổng sản lƣợng trấu cả nƣớc. Điều này hoàn toàn dễ hiểu bởi vì đồng
bằng sông Cửu Long là vựa lúa lớn nhất cả nƣớc: 53,4% sản lƣợng lúa của cả nƣớc và
90% sản lƣợng gạo xuất khẩu đƣợc sản xuất tại đây.
Với sản lƣợng lúa chiếm khoảng 17,5% tổng sản lƣợng cả nƣớc, hàng năm đồng
bằng sông Hồng thải ra khoảng 1,3 triệu tấn trấu. Lƣợng trấu này đƣợc phân bố cho các
tỉnh nhƣ sau (bảng 1.6):

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 19 -

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Bảng 1.6 – Diện tích, sản lƣợng lúa và sản lƣợng vỏ trấu của các tỉnh thuộc vùng
đồng bằng sông Hồng năm 2008.
STT

Tên tỉnh

Diện tích
lúa
(Nghìn ha)

Sản lƣợng
lúa
(Nghìn tấn)

Sản lƣợng
vỏ trấu
(Nghìn tấn)

Năng lƣợng
quy đổi

(PJ)

1

Hà Nội

206,7

1177,8

235,6

2,95

2

Vĩnh Phúc

57,9

302,6

60,5

0,76

3

Bắc Ninh

76,2

434,3

86,9

1,09

4

Quảng Ninh

45,6

203,7

40,7

0,51

5

Hải Dƣơng

126,9

748,8

149,8

1,88

6

Hải Phòng

83,1

475,9

95,2

1,19

7

Hƣng Yên

81,7

514,5

102,9

1,29

8

Thái Bình

168,3

1105,2

221,0

2,77

9

Hà Nam

69,7

416,3

83,3

1,04

10

Nam Định

156,7

929,0

185,8

2,33

11

Ninh Bình

80,4

467,9

93,6

1,17

1153,2

6776,0

1355,2

16,99

12

Tổng số

Chú thích: 1EJ = 103PJ = 1018J
Nguồn: Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn

Ở đồng bằng sông Hồng, sản lƣợng trấu của Hà Nội là cao nhất (vì Hà Nội hiện

bao gồm 2 tỉnh Hà Nội và Hà Tây cũ); đứng thứ 2 là tỉnh Thái Bình – ―chị hai năm
tấn‖ của miền Bắc thời kỳ đổi mới.

1.1.2.2. Tình hình sử dụng vỏ trấu.
 Tình hình sử dụng vỏ trấu trên thế giới.
Vỏ trấu có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp và đời sống của con ngƣời: tro
trấu đƣợc sử dụng làm phụ gia cho xi măng hoặc thay thế trực tiếp SiO 2 trong xi măng;
trấu sử dụng làm giá thể trồng nấm; thiết bị lọc nƣớc từ trấu ... và là một nguồn năng
lƣợng tái tạo rất tiềm năng. [50]
Trƣớc đây, vỏ trấu sử dụng chủ yếu dƣới hai dạng:

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 20 -

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

-

Sử dụng trực tiếp dƣới dạng tự nhiên: đốt lò gạch, lấy trấu bón ruộng…

-

Đốt trấu lấy tro dùng cho ngành công nghiệp xi măng vì trong thành phần
tro trấu hàm lƣợng cacbon và silic rất cao (80 ÷ 90%).

Hiện nay, vỏ trấu đƣợc sử dụng chủ yếu làm nhiên liệu cung cấp năng lƣợng
dƣới nhiều dạng khác nhau:
Sử dụng trực tiếp vỏ trấu làm nhiên liệu đốt:
-

Vỏ trấu làm nhiên liệu đốt lò/bếp đun gia đình.

-

Vỏ trấu dùng làm nhiên liệu cho lò sấy lúa, lò nung gạch hoặc lò cấp hơi
trong các nhà máy xay xát.

Sở dĩ trấu đƣợc sử dụng nhiều làm chất đốt là do những ƣu điểm của nó:
- Trấu có khả năng sinh nhiệt và cháy tốt do thành phần có tới 75% chất xơ. Cứ
1 kg trấu sinh ra một nhiệt lƣợng là 3500 kcal, bằng 1/3 nhiệt lƣợng tạo ra từ dầu
nhƣng giá rẻ hơn dầu 25 lần (năm 2006), nhiều khi còn không mất tiền mua.
- Trấu là nguồn nguyên liệu dồi dào và rẻ tiền: theo Thống kê của FAO, mỗi
năm thế giới thải ra khoảng 120 đến 140 triệu tấn trấu. Một phần nhỏ đƣợc các nhà
máy và cơ sở xay xát lúa gạo tận dụng làm nhiên liệu đốt, cung cấp năng lƣợng cho các
lò sấy thóc, lò hơi gia công nƣớc nhiệt ....; còn phần lớn trấu đƣợc đổ đống bên cạnh
nhà máy.
- Vỏ trấu có nhiều lợi thế khi dùng làm chất đốt: sau khi xay xát vỏ trấu luôn ở
dạng khô, rời, tơi xốp; thành phần nhiều chất xơ nên ít đƣợc vi sinh vật sử dụng và
phân hủy; do đó dễ bảo quản với chi phí đầu tƣ thấp và dễ đốt cháy.
- Đối với sản xuất tiểu thủ công nghiệp và chăn nuôi, vỏ trấu sử dụng làm chất
đốt là chủ yếu nhƣ đốt lò gạch, nấu cám …
Sử dụng vỏ trấu để phát điện:
Nhiệt điện sản xuất từ trấu là một hƣớng khai thác mới trong vấn đề sử dụng
trấu ở nhiều nƣớc có nền nông nghiệp phát triển nhƣ Trung Quốc, Ấn Độ, Mông Cổ ...

(hàng năm sản xuất ra hàng trăm MW điện từ trấu). Sản xuất điện từ trấu không những
tiết kiệm đƣợc nguồn tài nguyên khó tái tạo (nhiên liệu hóa thạch, tài nguyên nƣớc …)

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 21 -

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

mà còn bảo vệ môi trƣờng tự nhiên (ô nhiễm do trấu hay vấn đề chặn sông hồ làm thủy
điện …). [47]
Thái Lan hiện nay đã có 2 nhà máy nhiệt điện sử dụng trấu tại tỉnh
Nakornrachasima (công suất 2,5 MW) và tỉnh Pathumtami (công suất 10 MW). [49]
Campuchia có một nhà máy nhiệt điện dùng trấu tại tỉnh Ang Snoul, công suất 2
MW. [49]
Malaysia cũng có 1 nhà máy nhiệt điện sử dụng trấu tại Perak với công suất 1,5
MW. [40]
Vỏ trấu ép thành nhiên liệu dạng thanh hoặc bánh:
Ở một số nƣớc nhƣ Nhật Bản, Thái Lan, Trung Quốc, Banglades, Ấn Độ …, vỏ
trấu đƣợc ép thành thanh nhiên liệu (than củi trấu, than bánh …) dùng trong các lò đốt
quy mô vừa và nhỏ. [11]
Ngoài mục đích năng lƣợng, vỏ trấu còn đƣợc sử dụng với mục đích phi năng
lƣợng nhƣ đốt trấu lấy tro dùng cho ngành công nghiệp sản xuất xi măng, làm vật liệu
xây dựng sạch, làm phân bón, giá thể trồng cây ….
 Tình hình sử dụng vỏ trấu tại Việt Nam.

Vỏ trấu có rất nhiều ứng dụng trong đời sống và công nghiệp. Từ rất lâu rồi bà
con nông dân đã biết sử dụng vỏ trấu làm nhiên liệu đốt nhƣ đun bếp, đốt lò gạch …
hay dùng làm phân bón ruộng. Phân bố sử dụng vỏ trấu tại Việt Nam nhƣ sau:
-

10% dùng làm chất đốt tại chỗ ở lò gạch, lò nƣớng hay lò đốt gia đình ở
nông thôn.

-

5% dùng làm nhiên liệu công nghiệp để sản xuất nhiệt cục bộ cung cấp cho
hệ thống lò hơi hoặc sấy, phổ biến dùng để cấp cho lò hơi trong các nhà máy
xay xát gạo.

-

3% dùng cho sản xuất thức ăn chăn nuôi, làm phân bón cho đất, đốt lấy tro
bón ruộng hay làm giá thể trồng nấm.

-

80% dƣ thừa thải ra môi trƣờng: đổ xuống sông hồ, kênh rạch hoặc đốt trụi
hoàn toàn gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng. [6] [49]

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 22 -

Cao học CNTP 2008 - 2010

Luận văn thạc sĩ

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Sử dụng trấu trực tiếp làm chất đốt:
Vỏ trấu đƣợc dùng làm nhiên liệu đốt cho các loại máy sấy thóc, máy sấy nông
sản hay lò cấp hơi trong các nhà máy và cơ sở chế biến lúa gạo. Hiện nay, đồng bằng
sông Cửu Long có hàng vạn máy sấy thóc và nông sản sử dụng nhiên liệu là trấu, trong
đó có khoảng 7000 máy do Đan Mạch tài trợ từ năm 2001. [5]
Vỏ trấu làm nhiên liệu phát điện:
Những dự án nhà máy sản xuất điện từ trấu đƣợc triển khai ở Việt Nam từ năm
2006. Hiện tại đã có 3 dự án nhiệt điện từ trấu quy mô công nghiệp ở khu vực phía
Nam (Nhà máy nhiệt điện Đình Hải – Cần Thơ và nhà máy Xi măng Holcim), dự án
còn lại sắp đƣợc triển khai tại tỉnh Tiền Giang với công suất khoảng 10MW, vốn đầu tƣ
trên 18,6 triệu USD. [40]
Tuy nhiên, việc phát triển năng lƣợng điện từ trấu gặp nhiều khó khăn do vấn đề
thu gom (khó chuyên chở, chiếm diện tích kho bảo quản lớn, chi phí vận chuyển cao
…), sản lƣợng không đều (theo mùa vụ lúa), giá trấu bị đẩy lên cao do cạnh tranh với
các cở sở sản xuất củi trấu, ván ép ... và vốn đầu tƣ lớn. [44]
Có thể nói, tiềm năng nhiên liệu từ vỏ trấu là rất lớn. Do đó, cần tiến hành
nghiên cứu và phát triển nguồn nhiên liệu này nhằm tạo ra được nguồn năng lượng
mới thay thế cho năng lượng hóa thạch đang cạn dần, vừa tận dụng được nguồn phế
thải dư thừa, vừa góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường.

I.2. Giới thiệu về viên nhiên liệu
I.2.1. Khái niệm về viên nhiên liệu
Viên nhiên liệu là một sản phẩm nhiên liệu sinh học đƣợc sản xuất trực tiếp
hoặc gián tiếp từ chất thải nông nghiệp (biomass) hoặc lâm nghiệp. [29]

I.2.2. Phân loại viên nhiên liệu
Có rất nhiều phƣơng pháp phân loại viên nhiên liệu:
Dựa vào nguồn gốc phát sinh của nguyên liệu, viên nhiên liệu chia thành các
loại sau: [16]

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 23 -

Cao học CNTP 2008 - 2010


Luận văn thạc sĩ

-

Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Viên nhiên liệu làm từ phụ phế phẩm nông nghiệp và thực phẩm nhƣ trấu,
rơm, lõi ngô, bã sắn, vỏ cà phê, bã mía …

-

Viên nhiên liệu làm từ phụ phế phẩm của ngành chế biến gỗ và lâm nghiệp
nhƣ mùn cƣa, dăm gỗ, gỗ cành …

-

Viên nhiên liệu làm từ rác thải khó phân hủy – RDF (refuse derived fuel).

Viên gỗ

Thanh rơm

Viên RDF

Hình 1.6 – Viên nhiên liệu làm từ các loại nguyên liệu khác nhau [55]
Dựa vào hình dạng và kích thước, viên nhiên liệu chia thành 2 loại:
-

Pellet: viên nén hình trụ có đƣờng kính D = 6 ÷ 25 mm, chiều dài L ≤ (4 ÷
5)D (SS 187120).

-

Briquette: viên nén với nhiều hình dạng khác nhau, có đƣờng kính D >
25mm (SS 187123).

Dạng viên

Dạng thanh

Dạng bánh

Hình 1.7 – Các loại hình dạng của viên nhiên liệu [55]

Nguyễn Thị Bích Thuận

- 24 -

Cao học CNTP 2008 - 2010