Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

LỜI MỞ ĐẦU
1.

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Từ xưa đến nay, nông nghiệp là một lợi thế to lớn của nước ta, với trên 9 triệu ha

đất nơng nghiệp, trong đó có hai vùng đồng bằng phì nhiêu đó là vùng đồng bằng
sơng Cửu Long và đồng bằng sông Hồng. Hai vùng này là những vùng trồng lúa
được xếp vào loại tốt nhất của thế giới. Năm 2009, giá trị sản lượng của nông nghiệp
đạt 71,473 nghìn tỷ đồng (giá trị so sánh với năm 1994), tăng 1,32% so với năm
2008. Nền nông nghiệp chiếm 13,85% tổng sản phẩm trong nước (Theo tổng cục
thống kê Việt Nam). Chính vì thế nơng nghiệp vẫn là ngành kinh tế quan trọng của
Việt Nam hiện nay. Trong năm 2005, có khoảng 60% lao động làm việc trong lĩnh
vực nông, lâm nghiệp và thuỷ sản. Sản lượng nông nghiệp xuất khẩu chiếm khoảng
30% trong năm 2005. Việc tự do hóa sản xuất nơng nghiệp, đặc biệt là sản xuất lúa
gạo, đã giúp Việt Nam là nước thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo. Ngồi ra cịn
có những nông sản quan trọng khác như cà phê, sợi bông, đậu phộng, cao su, đường
và trà.
Bên cạnh mức tăng trưởng xuất khẩu nơng sản cịn đọng lại vấn đề về các bãi
chứa, đầu ra cho các phế phẩm nông nghiệp sau thu hoạch như rơm rạ, vỏ trấu, thân
cây chuối, vỏ dừa, bã mía, … Số liệu hàng trăm ngàn tấn nông sản xuất khẩu hàng
năm, tương ứng với con số gấp nhiều lần như thế về phế phẩm nông nghiệp thải ra
môi trường sẽ là vấn nạn đe dọa ô nhiễm môi trường cho các tỉnh đang có thế mạnh
về sản xuất nông nghiệp. Năm 2007, Việt Nam sản xuất được 36 triệu tấn lúa, 17,4
triệu tấn mía, 4,1 triệu tấn ngơ ... Ước tính tổng số sản phẩm trong nông nghiệp tạo ra
là trên 50 triệu tấn trong đó phế phẩm nơng nghiệp chiếm khoảng 10 triệu tấn. Đây
chính là một trong những nguồn thải gây ơ nhiễm môi trường đang được công chúng

và các nhà quản lý mơi trường quan tâm tìm cách xử lý.
Chính vì thế mà cần có những phương pháp những nghiên cứu khả thi và hiệu quả
để tận dụng nguồn phế thải nông nghiệp dồi dào hiện nay và đề tài "Nghiên cứu tận
dụng phế thải nông nghiệp làm vật liệu xây dựng" được chọn làm đề tài luận văn

SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 1


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

tốt nghiệp nhằm nghiên cứu đánh giá tính khả thi của nó trong thực tế và những hiệu
quả mà phế phẩm nông nghiệp mang lại.
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu tận dụng phế thải nông nghiệp làm vật liệu xây dựng.
3.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Tồng quan về tình hình phế phẩm nơng nghiệp hiện nay ( vỏ trấu và xơ dừa);
- Tìm hiểu về nguồn gốc, hiện trạng, hình thức thu gom, xử lý và tái chế của vỏ

trấu, xơ dừa;
- Thu thập nhu cầu của nghành vật liệu xây dựng trong nước và thế giới, cách
đánh giá chất lượng vật liệu xây dựng;
- Nghiên cứu tận dụn phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng;
- Đo đạc tính chất cơ lý, hóa học của vật liệu xây dựng làm từ phế phẩm nơng

nghiệp;
- Đánh giá tính khả thi của phế phẩm nông nghiệp trong việc áp dụng làm vật liệu
xây dựng.
4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu: Chỉ thí nghiệm và ứng dụng trên những phế phẩm là vỏ
trấu và xơ dừa.
Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong các lĩnh vực sau: Nguồn phế phẩm nông
nghiệp được lấy từ các vùng ngoại ô TP.HCM. Chỉ làm mẫu thử là vữa chứ không
nghiên cứu làm các loại vật liệu xây dựng khác.
5. ĐỊA ĐIỂM THÍ NGHIỆM VÀ THỜI GIAN THÍ NGHIỆM
Địa điểm nghiên cứu: Trong phịng thí nghiệm khoa môi trường và khoa xây dựng
của Trường Đại Học Kỹ Thuật Cơng Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh và ở nhiệt độ
phịng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật cơng nghệ thành phố Hồ Chí Minh.
Thời gian nghiên cứu: Bắt đầu từ ngày 05/04/2010 đến ngày 28/06/2010
6.
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Những phế thải nơng nghiệp đó khơng những giúp ích cho việc giảm một lượng
lớn nguồn tài nguyên khoáng sản, giảm chi phí xây dựng, tận dụng hiệu quả một
lượng lớn phế thải nơng nghiệp và đặc biệt hơn cịn làm giảm ô nhiễm môi trường do
xi măng và phế thải nông nghiệp mang lại
7.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
7.1 Phương pháp luận
- Dựa trên nguyên tắc tái chế phế phẩm nông nghiệp để làm vật liệu xây
dựng.

SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 2


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

-

Dựa trên tiêu chuẩn vật liệu xây dựng đòi hỏi.
7.2 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập dữ liệu.
- Phương pháp thực nghiệm.
- Phương pháp phân tích.
- Phương pháp tính tốn.
- Phương pháp đánh giá.

CHƯƠNG 1 -TỔNG QUAN VỀ PHẾ PHẨM NÔNG NGHIỆP
1.1. ĐỊNH NGHĨA PHẾ PHẨM NƠNG NGHIỆP
Phế phẩm nơng nghiệp là chất thải phát sinh trong q trình hoạt động nơng
nghiệp.
1.2. NGUỒN GỐC PHÁT SINH
Phế phẩm nông nghiệp phát sinh trong q trình chế biến các loại cây cơng
nghiệp, cây lương thực, sản xuất hoa quả, thực phẩm…
1.3. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ PHẾ PHẨM NƠNG NGHIỆP
Việt Nam có những lợi thế về sản xuất nông nghiệp, mặc dầu công nghiệp đang có
mức tăng trưởng đáng kể. Với đặc điểm của một đất nước nông nghiệp, hằng năm
lượng phế thải dư thừa trong q trình chế biến các sản phẩm nơng sản, thực phẩm
rất lớn. Với việc sản xuất được hơn 38,5 triệu tấn lúa trong năm 2009, chỉ riêng rơm,

SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 3


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

rạ, vỏ trấu thải ra trong quá trình thu hoạch, xay xát thành hạt gạo đã có khối lượng
cả chục triệu tấn.
Bên cạnh mức tăng trưởng xuất khẩu nơng sản thì các phụ, phế phẩm trong q
trình chế biến các loại cây cơng nghiệp, sản xuất hoa quả, thực phẩm... cũng rất đa
dạng về chủng loại và phong phú về số lượng. Và đó cũng là nỗi lo về các bãi chứa,
đầu ra cho các phế phẩm nông nghiệp sau thu hoạch như rơm rạ, vỏ trấu, thân cây
chuối, xơ dừa, bã mía,… Số liệu hàng trăm ngàn tấn nông sản xuất khẩu hàng năm,
tương ứng với con số gấp nhiều lần như thế về phế phẩm nông nghiệp thải ra môi
trường sẽ là vấn nạn về rác, đe dọa ô nhiễm môi trường cho các tỉnh đang có thế
mạnh về sản xuất nơng nghiệp. Nhưng nếu biết tận dụng, tái chế thì chẳng những tạo
thêm việc làm cho nhiều lao động, mà còn góp phần nâng cao giá trị sản phẩm, bảo
đảm vệ sinh mơi trường.
Trong những năm qua, đã có nhiều nhà khoa học của các trường đại học, viện
nghiên cứu, trung tâm công nghệ sinh học và doanh nghiệp... của nhiều bộ, ngành đã
tham gia đầu tư, nghiên cứu, ứng dụng các tiến bộ khoa học vào việc tận thu các phụ,
phế phẩm trong q trình sản xuất nơng sản, thực phẩm, để sản xuất phân hữu cơ vi
sinh, vật liệu xây dựng, thức ăn chăn ni, khí đốt...
Tuy nhiên so với tiềm năng dồi dào của nguồn phụ, phế thải trong nơng nghiệp
hiện nay thì những cơng trình nghiên cứu, ứng dụng còn rất khiêm tốn. Bởi chủ yếu
nguồn phế phẩm cần tái chế lại tập trung ở nông thôn, nơi trực tiếp sản xuất ra nông

sản, thực phẩm, trong khi nơi thu mua, tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp mạnh nhất lại
ở các thành phố, khu công nghiệp, trung tâm thị trấn.
Hơn nữa do đặc thù của sản xuất nơng nghiệp của nước ta hiện nay vẫn mang tính
nhỏ lẻ, phân tán, mạnh ai nấy làm nên việc thu gom, phân loại phụ, phế thải rất khó
khăn. Cịn các cơ sở chế biến nơng sản, thực phẩm thì chủ yếu tập trung đầu tư cho
dây chuyền sản xuất chính, ít quan tâm tận thu, tái chế sử dụng lại phụ, phế phẩm
trong q trình sản xuất.
Nhiều doanh nghiệp cịn sản xuất trong điều kiện không bảo đảm vệ sinh mơi
trường, huống chi nói đến đầu tư cơng đoạn xử lý sản phẩm phụ, phế thải để tái chế.
Vì vậy các phụ, phế phẩm sau khi sử dụng thường được xử lý bằng các biện pháp
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 4


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

chôn lấp, đốt bỏ, thậm chí đổ xuống hồ, ao, sơng, suối... vừa lãng phí, vừa gây ơ
nhiễm mơi trường.
Trong bối cảnh nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt, việc tận thu, tái
chế sử dụng lại các nguyên vật liệu nói chung và các phụ, phế phẩm trong quá trình
sản xuất, chế biến nơng sản, thực phẩm nói riêng là một biện pháp tiết kiệm hết sức
cần thiết, nhất là khi tình hình kinh tế đang có nhiều khó khăn như hiện nay. Quan
trọng hơn khi các phụ, phế phẩm được tận dụng, tái chế sử dụng lại sẽ góp phần
giảm lượng chất thải ra môi trường, làm trong lành bầu không khí vốn đang bị đe dọa
bởi quá dư thừa các chất thải độc hại.
Tuy nhiên, với một nguồn"nguyên liệu phong phú và đa dạng"như vậy, cần có cơ

chế, chính sách của Nhà nước tạo điều kiện cho các doanh nghiệp, nhà khoa học,
nhất là các làng nghề, cụm công nghiệp vừa và nhỏ, nơi tiếp xúc gần nhất với nguồn
cung cấp nguyên liệu, nghiên cứu, ứng dụng các thành tựu khoa học mới vào việc tái
chế, xử lý các sản phẩm phế thải, từ sản xuất nông nghiệp, và công nghiệp thực phẩm
một cách hiệu quả.
Một trong những nguồn phế phẩm dồi dào đa dạng và hiệu quả cao đó chính là vỏ
trấu và xơ dừa.
1.4. THU GOM, XỬ LÝ VÀ TÁI CHẾ
Hiện nay số lượng phế thải nông nghiệp ở nước ta vẫn còn là một vấn nạn. Các
chất phế thải sinh khối từ phụ phẩm của nông nghiệp như vỏ trấu, mùn cưa, vỏ cà
phê, bã mía, cùi ngô, xơ dừa, rơm, rạ... là nguồn nguyên liệu khổng lồ luôn luôn tồn
tại và ngày càng tăng cùng với sự tăng diện tích canh tác và năng suất cây trồng.
Riêng sản lượng trấu có thể thu gom được ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long lên
tới 1,4-1,6 triệu tấn. Tổng sản lượng phế thải sinh khối hằng năm ở nước ta có thể đạt
8-11 triệu tấn. Ngồi đồng bằng sông Cửu Long, các khu vực khác như Tây Nguyên
cũng có thể cho lượng chất thải sinh khối đạt 0,3-0,5 triệu tấn từ cây cà phê. Còn
vùng Tây Bắc cũng đem lại tới 55.000-60.000 tấn mùn cưa từ việc khai thác và chế
biến gỗ. Đặc biệt là chất thải từ các nhà máy mía đường, hiện tại cả nước đang có
đến 10-15% tổng lượng bã mía khơng được sử dụng vừa gây ô nhiễm môi trường,
vừa không được tận dụng. Một phần nhỏ trong số đó được sử dụng làm nhiên liệu
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 5


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

đốt, thức ăn gia súc, phân bón,phần lớn đổ ra các hồ ao, cống rãnh làm ảnh hưởng
không nhỏ đến môi trường sinh thái. Việc sử dụng các phế thải nông nghiệp trong
sinh hoạt nông thôn ngày càng giảm và dần dần được thay thế bằng các nguồn nhiên
liệu thuận lợi hơn. Trong khi đó, các cơ sở sản xuất và chế biến nơng sản lại cần rất
nhiều nguồn năng lượng mà hiện đang phải sử dụng các nhiên liệu hố thạch khơng
có khả năng hố thạch, đắt như than, dầu, gas...Vì vậy, việc nghiên cứu tận dụng phế
thải nông nghiệp tạo ra nguồn năng lượng, nguyên vật liệu phục vụ công nghiệp, xây
dựng, đời sống sinh hoạt hàng ngày của người dân là việc làm hết sức cần thiết và
cấp bách hiện nay.
1.5. TỔNG QUAN VỀ VỎ TRẤU
1.5.1 Nguồn gốc của vỏ trấu
Lúa (Oryza spp.) là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới, cùng
với ngơ (Zea Mays L.), lúa mì (Triticum sp. tên khác: tiểu mạch), sắn (Manihot
esculenta Crantz, tên khác khoai mì) và khoai tây (Solanum tuberosum L.). Lúa cung
cấp hơn 1/5 toàn bộ lượng calo tiêu thụ bởi con người. Nó là các lồi thực vật sống
một năm, có thể cao tới 1-1,8 m, đơi khi cao hơn, với các lá mỏng, hẹp bản (2-2,5
cm) và dài 50-100 cm. Các hoa nhỏ thụ phấn nhờ gió mọc thành các cụm hoa phân
nhánh cong hay rủ xuống, dài 30-50 cm. Hạt là loại quả thóc (hạt nhỏ, cứng của các
loại cây ngũ cốc) dài 5-12 mm và dày 2-3 mm. Cây lúa non được gọi là mạ. Sau khi
ngâm ủ, người ta có thể gieo thẳng các hạt thóc đã nảy mầm vào ruộng lúa đã được
cày, bừa kỹ hoặc qua giai đoạn gieo mạ trên ruộng riêng để cây lúa non có sức phát
triển tốt, sau một khoảng thời gian thì nhổ mạ để cấy trong ruộng lúa chính. Sản
phẩm thu được từ cây lúa là thóc. Sau khi xát bỏ lớp vỏ ngoài thu được sản phẩm
chính là gạo và các phụ phẩm là cám và trấu. Gạo là nguồn lương thực chủ yếu của
hơn một nửa dân số thế giới (chủ yếu ở châu Á và châu Mỹ La tinh), điều này làm
cho nó trở thành loại lương thực được con người tiêu thụ nhiều nhất. Không những
hạt lúa được sử dụng làm thực phẩm chính, mà các phần cịn lại sau khi đã thu hoạch
lúa cũng được người dân tận dụng trở thành những vật liệu có ích trong đời sống
hàng ngày. Có thể nói cây lúa là một cây lương thực có cơng dụng và hiệu quả rất
cao. Từ rễ cho đến hạt lúa đều mang lại cho người dân nhiều nguồn lợi khác nhau. Ví

dụ rơm được sử dụng lợp nhà, cho gia súc ăn, làm chất đốt, hoặc ủ làm phân.
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 6


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

Khi nhắc đến vỏ trấu thì từ những người nơng dân cho đến những nhà nghiên cứu
đều có thể nêu được những cơng dụng của chúng. Trấu được sử dụng làm chất đốt
hay trộn với đất sét làm vật liệu xây dựng… Không những trấu được sử dụng làm
chất đốt trong sinh hoạt hàng ngày mà còn được sử dụng như là một nguồn nguyên
liệu thay thế cung cấp nhiệt trong sản xuất với giá rất rẻ...

Hình 1.1 – Cây lúa và vỏ trấu

Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt lúa và được tách ra trong quá trình xay xát.
Trong vỏ trấu chứa khoảng 75% chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ cháy trong q trình đốt
và khoảng 25% cịn lại chuyển thành tro (Theo Energy Efficiency Guide for Industry
in Asia). Chất hữu cơ chứa chủ yếu cellulose, lignin và Hemi - cellulose (90%),
ngồi ra có thêm thành phần khác như hợp chất nitơ và vô cơ. Lignin chiếm khoảng
25-30% và cellulose chiếm khoảng 35-40%.
Bảng 1.1- thành phần hóa học của vỏ trấu

Thành phần

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO

Hàm lượng, % 90,21

0,68

0,74

1,41

MgO

K2 O

Na2O

0,59

2,38

0,25

SO3

MKN
3,12

Các chất hữu cơ của trấu là các mạch polycarbohydrat rất dài nên hầu hết các lồi
sinh vật khơng thể sử dụng trực tiếp được, nhưng các thành phần này lại rất dễ cháy
nên có thể dùng làm chất đốt. Sau khi đốt, tro trấu có chứa trên 80% là silic oxyt, đây
là thành phần được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực.

1.5.2 Hiện trạng vỏ trấu tại Việt Nam
Vỏ trấu có rất nhiều tại Đồng bằng sông Cửu Long và Đồng bằng sông Hồng, 2
vùng trồng lúa lớn nhất cả nước. Chúng thường không được sử dụng hết nên phải
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 7


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

đem đốt hoặc đổ xuống sông suối để tiêu hủy. Theo khảo sát, lượng vỏ trấu thải ra tại
Đồng bằng sông Cửu Long khoảng hơn 3 triệu tấn/năm, nhưng chỉ khoảng 10%
trong số đó được sử dụng. Về sau, trấu còn được dùng để làm củi trấu (trấu ép lại
thành dạng thanh), nhưng cũng chỉ sử dụng được khoảng 12.000 tấn vỏ trấu/năm.
Tại đồng bằng sông Cửu Long,các nhà máy xay xát đổ trấu xuống sơng, rạch.
Trấu trơi lềnh bềnh đi khắp nơi, chìm xuống đáy gây ô nhiễm nguồn nước. Tại đây,
trấu chỉ có cơng dụng duy nhất là làm chất đốt. Nhưng để sử dụng loại chất đốt cồng
kềnh này, một số hộ gia đình phải vận chuyển nhiều lần và phải có nhà rộng để chứa.
Các nhà máy xay xát của tỉnh Hậu Giang thải ra khoảng 220.000 tấn trấu, trung
bình mỗi ngày, mỗi nhà máy xay xát thải ra 24,5 tấn trấu. Lượng trấu thải ra không
được tiêu thụ ngay, ứ đọng lại. Các nhà máy thường un trấu thành phân trấu, đổ
thành đống cao.
Năm 2009, ở một số huyện vùng sâu thuộc TP Cần Thơ và tỉnh An Giang bức xúc
trước tình trạng một lượng lớn vỏ trấu trơi khắp mặt sông, gây ô nhiễm môi trường
và ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt. Dọc một số bờ sông ở quận Ơ Mơn, huyện
Thới Lai, huyện Cờ Đỏ của TP Cần Thơ như sông Thị Đội, sông Ngang... sẽ thấy rất
nhiều vỏ trấu trôi trên mặt sông. Bờ sông ngập một màu vàng của vỏ trấu. Nước sông

ở những đoạn này vốn đã ô nhiễm, giờ quyện với mùi vỏ trấu phân hủy tạo nên một
mùi rất khó chịu. Con sông này bị ô nhiễm nặng nề nên không thể dùng nước để sinh
hoat được. Chính vì bị một lượng vỏ trấu thải ra sông như thế mà người dân ở đây
khơng có nước sinh hoạt, ảnh hưởng đến giao thông qua lại của ghe tàu cũng như
việc nuôi cá ở đây bị cản trở vì dịng nước bị ô nhiễm quá nặng.

Hình 1.2- Vỏ trấu được thải bỏ bừa bãi
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 8


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

Lượng vỏ trấu quá nhiều, khơng cịn chỗ để chứa thì cách duy nhất là tuồn xuống
sông để nước sông cuốn trôi chứ cũng chẳng biết làm gì hơn.
Vì thế chúng ta đã biết những công dụng của vỏ trấu nhưng nếu không được ứng
dụng và sử dụng đúng cách thì nó sẽ trở thành tác hại gây nên ô nhiễm môi trường
ảnh hưởng đến người dân sống xung quanh khu vực đó.
1.5.3 Các ứng dụng của vỏ trấu hiện nay
1.5.3.1. Sử dụng vỏ trấu làm chất đốt
Từ lâu, vỏ trâu đã là một loại chất đốt rất quen thuộc với bà côn nông dân, đặc biệt
là bà con nông dân ở vùng đồng bằng sông Cửu Long. Chất đốt từ vỏ trấu được sử
dụng rất nhiều trong cả sinh hoạt (nấu ăn, nấu thức ăn gia súc) và sản xuất (làm gạch,
sấy lúa) nhờ những ưu điểm sau:
Trấu có khả năng cháy và sinh nhiệt tốt do thành phần có 75% là chất xơ: Theo
bảng chi phí thì 1kg trấu khi đốt sinh ra 3400 Kcal bằng 1/3 năng lượng được tạo ra

từ dầu nhưng giá lại thấp hơn đến 25 lần (năm 2006)
Bảng 1.2- chi phí sử dụng các nguồn nguyên liệu năm 2006

(Nguồn: công ty Thai Boiler, 2006)

Trấu là nguồn nguyên liệu rất dồi dào và lại rẻ tiền: Sản lượng lúa năm 2007 cả
nước đạt 37 triệu tấn, trong đó lúa đông xuân 17,7 triệu tấn, lúa hè thu 10,6 triệu tấn,
lúa mùa 8,7 triệu tấn (Nguồn Bộ Nông Nghiệp và phát triển Nông Thôn). Như vậy
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 9


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

lượng vỏ trấu thu được sau xay xát tương đương 7,4 triệu tấn. Sản lượng trấu có thể
thu gom được ở đồng bằng sơng Cửu Long lên tới 1,4-1,6 triệu tấn (Lang, 2006).
Nguyên liệu trấu có các ưu điểm nổi bật khi sử dụng làm chất đốt: Vỏ trấu sau khi
xay xát ở luôn ở rất dạng khơ, có hình dáng nhỏ và rời, tơi xốp, nhẹ, vận chuyển dễ
dàng. Thành phần là chất xơ cao phân tử rất khó cho vi sinh vật sử dụng nên việc bảo
quản, tồn trữ rất đơn giản, chi phí đầu tư ít.
Chính vì các lý do trên mà trấu được sử dụng làm chất đốt rất phổ biến. Trong
sinh hoạt người dân đã thiết kế một dạng lò chuyên nấu nướng với chất đốt là trấu.
Lò này có ưu điểm là lượng lửa cháy rất nóng và đều, giữ nhiệt tốt và lâu. Lò trấu
hiện nay vẫn cịn được sử dụng rộng rãi ở nơng thơn.

Hình 1.3 - Lò đốt vỏ trấu dùng trong sinh hoạt ở các vùng Tây Nam Bộ

Đối với sản xuất tiểu thủ công nghiệp và chăn nuôi, trấu cũng đưọc sử dụng rất
thường xuyên. Thông thường trấu là chất đốt dùng cho việc nấu thức ăn nuôi cá hoặc
lợn, nấu rượu và một lượng lớn trấu được dùng nung gạch trong nghề sản xuất gạch
tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long.

SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 10


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

Hình 1.4 - Dùng vỏ trấu trong việc nung gạch

1.5.3.2. Dùng vỏ trấu để lọc nước
Tại thành phố Hải Dương đã có người phát minh ra cách chế tạo thiết bị lọc nước
từ vỏ trấu, có khả năng lọc thẳng nước ao, hồ thành nước uống sạch. Cốt lõi của thiết
bị là một cụm sứ xốp trắng, hình trụ nằm trong chiếc bình lọc. Điều đặc biệt là loại
sứ này được tạo ra bằng cách tách ơxit silic từ trấu, có đặc tính lọc cực tốt, với lỗ lọc
siêu nhỏ, nhỏ hơn lỗ lọc của thiết bị của Mỹ tới 10 lần, của Nhật 4 lần, ngồi ra nó
cũng có độ bền cao (có thể sử dụng 10 đến 20 năm).
Thiết bị cịn có khả năng khử được mùi ở nguồn nước ô nhiễm, khử chất dioxin
khi mắc nối tiếp một bình lọc có ống lọc bằng than hoạt tính.
Để kiểm tra tính hiệu quả, an toàn của thiết bị lọc nước, Trung tâm y tế dự phòng
tỉnh Hải Dương đã lấy mẫu nước hồ Bạch Đằng, nơi bị ô nhiễm nặng trong thành
phố Hải Dương đem xử lý qua thiết bị lọc từ vỏ trấu. Kết quả cho thấy: nước hồ sau

xử lý đạt tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống về các chỉ tiêu vi sinh.
Mặt khác việc bảo dưỡng lõi lọc khá đơn giản, chỉ cần dùng giẻ lau hoặc khăn mặt
lau sạch là lõi lọc trắng, tốc độ lọc như ban đầu.
1.5.3.3. Sử dụng vỏ trấu tạo thành củi trấu
Máy ép củi trấu được sản xuất tại Gị Cơng (Tiền Giang) có cơng suất 70 - 80 kg
củi/giờ, tiêu thụ điện 6 - 7 KW/h. Cứ 1,05 kg trấu thì cho ra 1 kg củi trấu. Chỉ cần
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 11


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

cho trấu vào họng máy, qua bộ phận ép thì máy cho ra những thanh củi trấu. Củi trấu
có đường kính 73 mm, dài từ 0,5 - 1 m. Cứ 1 kg củi trấu thì nấu được bữa ăn cho 4
người.

Hình 1.5 - Củi trấu thành phẩm

Củi trấu duy trì sự cháy lâu hơn nấu trực tiếp bằng trấu hoặc than đá. Cũng như
các loại chất đốt khác, củi trấu có thể sử dụng cho lò truyền thống, cà ràng, bếp than,
bếp than đá... rất dễ dàng vì bắt lửa nhanh, khơng có khói và khi cháy thì có mùi rất
dễ chịu.
Bên cạnh giá thành hạ so với gas, củi trấu cũng có hạn chế là dùng củi trấu nếu
phát triển sẽ phổ biến ở nơng thơn, vì nó cần phải có chỗ để củi, cần có bếp lị, cần
nơi thải tro, vì thế nó khó tiến vào đơ thị được mà có thể chỉ phổ biến ở nông thôn,
vùng ven các khu dân cư gần đô thị.

1.5.3.4. Vỏ trấu làm sản phẩm mỹ nghệ

SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 12


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

Hình 1.6 - Bình hoa, tượng làm từ vỏ trấu

Huyện Gia Viễn, Ninh Bình người ta đã tạo ra các sản phẩm mỹ nghệ nội thất từ
vỏ hạt thóc. Vỏ hạt thóc (trấu) được nghiền nhỏ tạo thành bột dưới dạng mịn và bột
sợi. Sau khi kết hợp với keo, trấu được cho vào máy ép định hình sản phẩm và sấy
khơ, hồn thiện... để trở thành một sản phẩm mỹ nghệ hoàn chỉnh, có khả năng xuất
khẩu. Giải pháp nêu trên giúp sản phẩm có giá thành hạ, tận dụng được lao động ở
nông thôn, đặc biệt là dây chuyền chế biến tinh bột trấu thấp hơn 10 lần so với dây
chuyền sản xuất tinh bột gỗ.

1.5.3.5. Aerogel vỏ trấu - Mặt hàng cơng nghệ cao làm từ vỏ trấu

Hình 1.7 – Vật liệu aerogel cách âm và nhiệt
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Hình 1.8 -Tro trắng thành aerogel dạng bột
Trang 13

Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

18% trọng lượng hạt lúa nằm trong vỏ trấu. Vì vậy nhu cầu nghiên cứu khai thác
vỏ trấu phế phẩm hiện nay thành nguyên liệu công nghiệp sản xuất các mặt hàng giá
trị cao đang được coi trọng nhằm tạo giá trị tăng thêm cho nông dân. Aerogel vỏ trấu
là một trong các mặt hàng đó, sản xuất từ loại tro trắng tinh sạch. Căn bản của kỹ
thuật khai thác vỏ trấu ở chỗ cách đốt, để trước hết thu được nguồn năng lượng lớn
và ổn định phục vụ nhu cầu chạy máy hay phát điện, sau là để có các loại tro trắng,
tro đen hay tro xốp (biochar) thuần chất tiện cho việc sản xuất mặt hàng công nghiệp.
Trong cách đốt bếp, đốt lị thơng thường chúng ta chỉ tạo ra tro xám, gồm các tỷ lệ
khác nhau của tro trắng, tro đen, tro xốp và một tỷ lệ không nhỏ tro cháy bán phần
còn nhiều chất than. Việc tách ly mỗi loại tro trong trường hợp này sẽ rất tốn kém vả
lại ô nhiễm bụi bặm. Vì vậy các kỹ thuật đốt mới thiên về việc chỉ cho ra một loại
tro, cũng nhờ đó mà cho ra một tỷ suất nhiệt lượng nhất định tiện để sử dụng mục
tiêu công nghiệp.
Trong kỹ thuật sản xuất aerogel, vỏ trấu được rửa sạch, khử tạp bằng acid
sulfuric, phơi khô, rồi đem đốt trong buồng gió ở nhiệt độ khống chế 650-700 oC. Ở
nhiệt độ kiểm soát này tro trấu tạo thành là loại tro trắng 92-97% silic khơng kết tinh,
cấp hạt nano, có hoạt tính rất cao. Hàm lượng tro đen gồm nhóm SiOH và SiO 2 kết
tinh hình thành trong đó rất thấp. Tro trắng 98% cũng là nguyên liệu thương phẩm
cung cấp cho nhiều ngành cơng nghiệp khác nhau, trong đó có ngành sản xuất tấm
pin mặt trời và làm con chip điện tử.
Tro đốt sau đó được cho hịa tan trong dung dịch hydroxid sodium (xút) và khuấy
đều ở 90oC để tạo thành silicat sodium. Dùng acid sulfuric để chuyển toàn bộ dung
dịch silicat sodium sang thể hydrogel. Cũng có nơi dùng dấm chua tức acid acetic
thay thế acid sulfuric để hạ giá thành. Để hydrogel ổn định trong khoảng 5 ngày rồi

dùng nước rửa mạnh để loại bỏ sulfat sodium sinh ra từ quá trình phản ứng. Cuối
cùng chuyển hydrogel thành alcogel bằng cách đưa rượu ethanol vào đầy nước ra
ngồi.
Sau đó đưa alcogel vào các nồi áp suất (autoclave), bổ sung vào đó một ít rượu,
rồi nâng nhiệt từ từ trong khoảng 7 giờ: 50 oC/giờ cho đến 200oC, rồi 25oC/giờ cho
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 14


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

đến 275oC và giữ mức nhiệt này trong khoảng 1 giờ để toàn bộ alcol bay ra thành
hơi. Cho hơi rượu thoát từ từ ra khỏi nồi trong vòng 1 giờ rưỡi để hạ áp suất bên
trong đến mức bình thường. Từ đó bắt đầu hạ nhiệt xuống, cũng từ từ, để có mẻ sản
phẩm aerogel tốt. Aerogel thương phẩm sản xuất theo quy trình này có dạng hạt rời
cứng giịn, trong suốt, cực mịn đến cấp hạt nano, được đóng gói để bán hoặc ép
thành cấu kiện cung cấp cho các nhà máy.
Aerogel là thứ bột cách nhiệt tốt nhất hiện nay, gấp 37 lần loại sợi thủy tinh. Với
kỹ thuật mới này Đại học Kỹ thuật Malaysia đã sản xuất thành công và hạ giá bán
aerogel thương phẩm từ 2.600USD xuống còn 250USD/kg, tạo điều kiện ứng dụng
rộng rãi aerogel cách nhiệt, cách âm cho các trang bị điện tử, các loại tủ lạnh và kho
lạnh, làm lớp kẹp ngăn nhiệt cho các loại cửa kính và cả trong kết cấu cơng trình xây
dựng cao cấp.
1.5.3.6. Nhiên liệu mới từ chất thải plastic và vỏ trấu
Ở một số nước trên thế giới, vỏ trấu đã được chứng minh có nhiều cơng dụng như
dùng làm nguyên liệu phát điện hoặc làm phụ gia cho xi măng. Trong khi đó, tại Việt

Nam, vỏ trấu thường được trộn với đất bùn để xây nhà, làm thức ăn cho gia súc, làm
nhiên liệu củi trong các lị đốt cơng nghiệp.
Mặc dù vỏ trấu là phế phẩm nông nghiệp nhưng về mức độ nguy hiểm đến với
môi trường thì vỏ trấu khơng gây ảnh hưởng bằng nhựa. Nhựa là một sản phẩm phổ
biến đối với đời sống hiện nay và còn là một loại phế thải nguy hiểm, thường ở dạng
bao xốp, hộp đựng thức ăn, ống hút, bao bì bánh kẹo… Trung bình 1 ngày, lượng
nhựa phế thải được thải ra là khoảng 200 tấn, nhưng chỉ khoảng 30-40 tấn được tái
sử dụng.
Trước kia, các lò đốt công nghiệp chủ yếu sử dụng than đá và củi. Theo thơng tin
từ Tập đồn Cơng nghiệp Than và Khoáng sản Việt Nam, tổng lượng tiêu thụ than đá
trong nước năm 2008 đạt khoảng 43 triệu tấn. Lượng than đá này sẽ tạo ra một lượng
lớn khí thải độc hại ảnh hưởng đến môi trường.
Khi củi trấu ra đời, các lò đốt chuyển sang dùng nhiên liệu này thay cho than đá
(ngồi việc hạn chế khí thải, giá củi trấu cũng chỉ bằng 1/2-1/3 giá than đá). Tuy
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 15


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

nhiên, đốt bằng củi trấu có nhược điểm là dễ làm bào mịn thiết bị. Loại nhiên liệu
mới này cịn có giá cạnh tranh. Nhiên liệu rắn từ vỏ trấu và nhựa phế thải phổ biến
trên thị trường sẽ mang lại nhiều lợi thế hơn các lị khí đốt hiện nay vì đây là nhiên
liệu sạch, giá rẻ và phù hợp với tất cả mơ hình lị đốt.
Plastic có nhiệt trị cao, cháy nhanh nhưng khơng cháy hết cịn vỏ trấu thì có nhiệt
trị thấp, khó bắt cháy nhưng cháy hết. Từ đó, phối kết trộn chất thải plastic và vỏ trấu

theo tỷ lệ thích hợp để gia tăng độ kết dính và nhiệt trị cho sản phẩm. Nhiên liệu rắn
mới có pha thêm nhựa, là chất xúc tác bơi trơn và kết dính, khơng làm bào mịn thiết
bị của máy, cũng như cho ra năng suất cao hơn rất nhiều so với củi trấu. Vốn đầu tư
cho máy móc thiết bị làm ra nhiên liệu rắn mới tùy thuộc vào năng suất của máy. Ví
dụ, loại máy có sản lượng 500 tấn/giờ sẽ có giá cao gấp 3 lần máy có sản lượng 500
kg/giờ. Máy có sản lượng 3 tấn/giờ thì giá là 400-500 triệu đồng/máy.

Hình 1.9 – Sơ đồ quy trình sản xuất nhiên liệu rắn từ phế thải

Nhiên liệu mới này vừa được nhóm các nhà khoa học thuộc Khoa Kỹ thuật hóa
học, Trường ĐH Bách khoa (ĐH Quốc gia TPHCM) chế tạo thành công và đã được
Sở Khoa học - Cơng nghệ TPHCM nghiệm thu vào ngày 2-6-2009 vừa qua.

Hình 1.10 – Sản xuất thử nghiệm nhiên liệu đốt từ chất thải plastic và vỏ trấu
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 16


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

Trước đây, các xưởng sấy vải huyện Hóc Mơn – TP.HCM vẫn sử dụng than đá để
sấy vải sau khi nhuộm. Gần đây, cơ sở này đã chuyển sang dùng củi trấu. Mỗi giờ
làm việc, lò đốt cần khoảng 100-150 kg củi trấu. Mỗi 30 phút, cơng nhân lại phải mở
cửa lị và đưa vào khoảng 60 kg củi trấu. Trung bình, mỗi tháng lò đốt sử dụng
khoảng 120 tấn đến 150 tấn củi trấu. Trong khi đó, máy làm củi trấu (giá từ 25-30
triệu đồng/máy) có năng suất tối đa là 180 kg/giờ, nhưng nhược điểm là sau 10 - 12

giờ thì phải thay trục vít. Nếu 1 ngày doanh nghiệp cho ra 10 tấn củi trấu thì cần phải
đầu tư 2 máy với cơng suất 1,5 tấn/giờ. Ngồi ra, do củi trấu khó cháy nên gây nhiều
bất lợi cho việc giữ nhiệt trong lị.
Nếu đầu tư cho mơ hình làm nhiên liệu rắn thì chỉ khoảng sau 1 - 2 năm là có thể
thu hồi vốn.
Khi đưa vào thử nghiệm sản phẩm nhiên liệu rắn từ chất thải plastic và vỏ trấu,
trong lần đầu tiên, khoảng 20 kg nhiên liệu rắn được đưa vào lò đốt, lửa trong lò đã
bùng lên rất mạnh và duy trì nhiệt độ yêu cầu trong khoảng 15 - 20 phút. So sánh về
mặt kinh tế, tiết kiệm được 40% so với củi trấu. Nhiên liệu mới này đã được Trung
tâm Kỹ thuật Đo lường 3 kiểm định và xác định nhiệt trị là 25,25 MJ/kg (6.040
kcal/kg), cao gấp 1,5 lần so với củi trấu.
Ngoài ra, nhiên liệu hứa hẹn sẽ thay thế cho than đá dùng trong cơng nghiệp vì giá
trị kinh tế cạnh tranh và cả ích lợi về mơi trường vì khơng sinh ra khí độc hại (SO 2).
Nhiên liệu rắn từ vỏ trấu và nhựa phế thải có thể làm theo nhiều hình dạng hoặc kích
thước khác nhau. Nó sạch hơn rất nhiều so với than đá vì khơng thải ra khí SO 2
(nguyên nhân gây ra mưa acid và gây nguy hiểm cho đường hơ hấp của con người),
có thể tiết kiệm lượng lớn nhiên liệu củi hằng năm và không làm hư hại máy móc.
1.5.3.7. Trấu, vỏ đậu phụng (lạc), bã mía và các loại phế phẩm khác từ nơng
nghiệp, thơng qua một q trình chế biến đặc biệt có thể làm cực dương cho pin
sạc Lithium-ion battery.
Trấu, vỏ đậu phụng, bã mía và các loại phế phẩm khác từ nơng nghiệp, thơng qua
một q trình chế biến đặc biệt có thể thu được một loại nguyên liệu carbon tích điện
cao, có thể làm cực dương cho pin sạc Lithium-ion battery đạt được kỳ tích sạch,
xanh mơi trường.
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 17

Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

Hình 1.11 – Vỏ trấu

Hình 1.12 – Vỏ đậu phộng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

Hình 1.13 – Bã mía

Khoa Hoá học chuyên về vật liệu Trường Đại học Trung ương Đài Loan đã nghiên
cứu và phát triển công nghệ pin lithium. Nghiên cứu này đã sử dụng vỏ trấu, vỏ đậu
phụng, bã mía và các loại phế phẩm nơng sản, thông qua sự xử lý axit và tác nhân tạo
lỗ xốp, sau khi nung ở nhiệt độ cao có thể thu được vật liệu carbon có cơng suất điện
áp cao, ban đầu có thể đảo ngược điện dung, cao nhất mỗi tiếng có thể đạt đến 1650
mA/gram, cao hơn nhiều so với graphite thương mại dùng để tích trữ điện, điện dung
một tiếng 370 mA/gram. Điều đáng tiếc là vật liệu carbon điện áp cao này, lần đầu
không thể đảo ngược điện dung quá lớn, sau khi sử dụng lần đầu tiên sẽ bị tổn thất
nhiều điện năng.

1.5.3.8. Dùng trấu làm thiết bị khí hố trấu
Ngun lý làm việc của trạm dựa vào cơng nghệ khí hóa trấu bằng lị đốt tầng sơi,
cho hiệu suất chuyển hóa năng lượng rất cao. Ngun liệu trấu qua lị sẽ được nhiệt
hóa và khí hóa ở nhiệt độ cao chuyển thành khí sinh khối, sau khi được xử lý làm
sạch và làm mát, sử dụng để phát điện thông qua động cơ đốt trong hoặc đốt nồi hơi,
thậm chí có thể cung cấp gas cho các khu dân cư để đun nấu.
Theo tính tốn, một nhà máy xay xát có hóa đơn tiền điện khoảng 50 triệu
đồng/tháng cần một máy phát điện khoảng 200 kW, với tỷ suất đầu tư khoảng 750
USD/kW (bao gồm cả trạm khí hóa và máy phát điện loại tốt) thì thời gian hịa vốn
chưa đến 3 năm. Bên cạnh đó cịn có các lợi ích như tận dụng nhiệt từ lò đốt để sấy

lúa; chủ động nguồn điện để sản xuất, tăng khả năng cạnh tranh nhờ giảm chi phí
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 18


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

điện xay xát; sử dụng gas để đun nấu hoặc bán cho các hộ gia đình khác. Với các
ngành sản xuất khác như gốm sứ, thủy tinh... lị khí hóa khơng chỉ sử dụng trấu làm
ngun liệu mà cịn có thể sử dụng hầu hết các loại phế phẩm nông nghiệp và lâm
nghiệp như rơm rạ, bã mía, vỏ cà phê, mạt cưa, dăm bào, cành cây... thậm chí những
loại phế phẩm này cịn cho năng lượng lớn hơn cả trấu.
Tùy theo yêu cầu, nhà đầu tư có thể chỉ cần đầu tư lị khí hóa để cho ra khí nóng
(ví dụ như lị gạch, đốt nồi hơi...) hoặc đầu tư cả hệ thống để cho ra khí nguội và sạch
(ngành gốm sứ, thủy tinh...). Theo tính tốn, một nhà máy sử dụng khoảng 25 tấn khí
hóa lỏng/tháng nếu chuyển qua sử dụng khí sinh khối thì chỉ cần 10 - 12 tháng là hòa
vốn.
1.5.3.9. Vỏ trấu làm sản phẩm vật liệu xây dựng nhẹ không nung
Vật liệu gồm vỏ trấu nghiền, xơ dừa, hạt xốp, xi măng, phụ gia và lưới sợi thuỷ
tinh. Trọng lượng của vật liệu nhẹ hơn gạch xây thông thường khoảng 50% và có
tính cách âm, cách nhiệt và khơng thấm nước cao. Đây là vật liệu thích hợp với các
vùng như miền Tây, miền Trung bị ngập úng, lũ lụt và nền đất yếu. Sau khi sử dụng
có thể nghiền nát để tái chế lại.
Nhờ trọng lượng nhẹ nên khi sử dụng vật liệu này làm vách và sàn, móng căn nhà
sẽ khơng phải gia cố nhiều như xây bằng gạch. Lúc ấy cột nhà cũng không cần làm
lớn. Nếu làm nhà ba tầng chỉ cần cột 10 x 15cm. Những điều này giúp giảm chi phí

đến gần 1/2 so cách thông thường. Trong khi thi công do vách và sàn theo dạng lắp
ghép nên công thợ sẽ giảm xuống rất nhiều. Một ưu điểm của sản phẩm là sau khi
xây dựng muốn di chuyển có thể tháo dỡ tồn bộ và lắp ghép ở vị trí mới. Nhà sẽ xây
theo nguyên tắc có khung xương bằng sắt hoặc thanh bê tông chịu lực, sản phẩm
được ghép vào bằng cách bắt vít. Tường tơ trát một lớp vửa mỏng do bề mặt vật liệu
đã phẳng. Riêng sàn có thể lát gạch, trát. Khi đổ cột có thể dùng tấm vật liệu mỏng
này thay cho cốp pha ốp bên ngồi và sau đó để ln sẽ cho bề mặt phẳng. Vật liệu
này cịn thích hợp cho việc xây nhà trên nền đất yếu, sửa chữa nhanh như sửa nhà
nâng thêm tầng, thay đổi các chức năng phòng trong nhà.
1.5.3.10. Sử dụng nhiệt lượng của trấu sản xuất điện năng
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 19


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

Với khả năng đốt cháy mạnh và rẻ, có thể ứng dụng hơi nóng sinh ra khi đốt nóng
khơng khí bằng trấu để làm quay tua bin phát điện. Theo tính tốn mỗi kg trấu có thể
tạo được 0,125kW giờ điện và 4 kW giờ nhiệt tùy theo công nghệ. Ứng dụng này
được áp dụng chế tạo máy phát điện loại nhỏ cho các khu vực vùng sâu vùng xa.
1.5.3.11. Sử dụng tro trấu sản xuất ôxyt silic
Tro của trấu sau khi đốt cháy có hơn 80% là silic oxyt. Ơxyt silic là chất được sự
dụng khá nhiều trong nhiều lĩnh vực như xây dựng, thời trang, luyện thủy tinh….Vấn
đề tận dụng ôxyt silic trong vỏ trấu hiện đang đưọc rất quan tâm, mục đích là thu
được tối đa lượng silic với thời gian ngắn. Hiện nay đã có cơng trình nghiên cứu về
trích ly ôxyt silic bằng NaOH thành công mang lại hiệu quả kinh tế cao

1.5.3.12. Vỏ trấu cịn có thể làm nguyên liệu xây dựng sạch
Tập đoàn Torftech của Anh cho biết, sau khi đốt mỗi tấn vỏ trấu sẽ tạo ra 180 kg
tro, có giá trị là 100 USD, có thể sử dụng làm phụ gia cho xi măng và có thể thay thế
trực tiếp SiO2 trong xi măng.
Đương nhiên, các nhà khoa học từ lâu đã phát hiện ra vỏ trấu có giá trị khi sử
dụng làm nguyên liệu xây dựng. Trong trấu có chứa hàm lượng SiO 2 rất nhiều, mà
đây lại là thành phần chính trong xi măng, nhưng con người muốn tận dụng tro thu
được sau khi đốt vỏ trấu làm nguyên liệu thay thế xi măng, thì phương pháp này sẽ
tạo ra hàm lượng Carbon trong tro vỏ trấu rất cao, không thể thay thế thành phần xi
măng.
Mới đây, theo tin từ Discovery, dưới sự hỗ trợ của các quỹ khoa học xã hội, các
nhà khoa học Mỹ đã phát hiện một phương pháp gia cơng vỏ trấu mới, có thể đồng
thời sử dụng tro vỏ trấu làm thành phần trong xi măng, thúc đẩy sự phát triển nguyên
liệu xây dựng sạch.
Tập đoàn CHK bang Texas Mỹ cho biết, hiện tại họ đã hợp tác với một nhóm
nghiên cứu và tìm ra một phương pháp gần như khơng cịn Carbon trong thành phần
tro vỏ trấu. Phương pháp mới này là cho vỏ trấu vào lò đốt, đốt ở nhiệt độ 800 0C,
cuối cùng chỉ còn lại những hạt SiO 2 có độ tinh khiết cao. Tại hội nghị hóa chất sạch
và cơng trình được tổ chức tại phân hiệu trường Đại học Maryland Park, nhóm
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 20


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

nghiên cứu của trường đã giới thiệu về kết quả nghiên cứu của họ. Cho dù trong quá

trình đốt cũng sẽ tạo ra CO 2, nhưng nhìn chung vẫn là Carbon trung hịa, bởi lượng
Carbon sẽ bị triệt tiêu bởi sản phẩm lúa mới hàng năm sẽ hấp thu chúng.
Trên thực tế, việc sử dụng bê tông và tiêu hao đặt ra vấn đề khó khăn khi gây ra sự
biến đổi khí hậu. Mỗi tấn xi măng dùng để sản xuất bê tơng, thì phải xả ra không
trung một tấn CO2. Mà trong phạm vi toàn thế giới, việc sản xuất xi măng chiếm 5%
lượng thải khí Carbon trong tất cả những hoạt động của con người.
Sở dĩ tro vỏ trấu chưa thể làm thành phần chính trong xi măng là bởi vì hàm lượng
Carbon quá cao. Nếu có thể giải quyết vấn đề này thì tro vỏ trấu sẽ trở thành nguyên
liệu tốt của bê tơng, từ đó có thể giảm bớt đi lượng Carbon thải ra từ ngành bê tông.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong bê tông nếu thêm tro vỏ trấu sẽ cứng chắc hơn
và có khả năng chống xâm thực cao hơn. Nhóm nghiên cứu dự đốn, việc sửa chữa
các ngôi nhà cao tầng, trụ cầu hay bất kỳ cơng trình nào gần biển hay trên nước, nếu
như sử dụng tro vỏ trấu thay thế 20% xi măng, thì sẽ mang lại hiệu quả rất cao cho
bê tông.
Nếu việc sản xuất tro vỏ trấu đi vào ổn định, tận dụng tất cả nguồn vỏ trấu ở Mỹ
thì có thể thu được lượng tro vỏ trấu là 2.1 triệu tấn/ năm. Trên thực tế, đối với
những quốc gia đang phát triển tiêu thụ lúa gạo và bê tông rất lớn như Trung Quốc,
Ấn Độ... tiềm năng phát triển của tro vỏ trấu là rất lớn.
Ngoài ra các nhà nghiên cứu thuộc Trường Đại học Bath và Dundee, cùng với các
cộng sự ở Ấn Độ cũng đang phát triển loại xi măng thân thiện với môi trường từ việc
sử dụng các vật liệu thải như vỏ trấu.
Xi măng Portland, thành phần chính của bêtơng được sản xuất bằng quy trình
nung đá vôi với đất sét ở nhiệt độ cao, mỗi tấn xi măng được sản xuất thải ra khoảng
1 tấn CO2.
Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu các cách để làm giảm phát thải cácbon bằng
cách thay thế một phần xi măng portland bằng các vật liệu thải như tro bay từ quá
trình đốt than, xỉ trong luyện thép và thậm chí là vỏ trấu.

SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 21


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

Bê tông là vật liệu được sử dụng nhiều thứ 2 trên thế giới sau nước, vì vậy việc
phát thải CO2 từ bê tơng có thể gây ra tác động lớn đối với biến đổi khí hậu. Hiện
nay, cơ sở hạ tầng ở Ấn Độ đang phát triển nhanh chóng và Ấn Độ là nước sản xuất
xi măng lớn thứ 2 trên thế giới sau Trung Quốc. Vì vậy, Dự án hợp tác với các viện
nghiên cứu ở Ấn Độ này đang triển khai các cơng nghệ mới tại những nước có nhu
cầu xi măng lớn nhất.
Để thay thế một phần xi măng Portland, cần phải nghiên cứu một số loại xi măng
“xanh” sử dụng các vật liệu thải khác nhau có sẵn ở địa phương. Ví dụ, ở Ấn Độ, có
thể sản xuất silic điơxít từ q trình đốt vỏ trấu để trộn vào xi măng; ở nước Anh, có
thể dùng tro bay được tạo ra từ q trình đốt than.
Chính vì thế nếu biết cách khắc phục để làm giảm hết lượng cacbon trong vỏ trấu
thì có thể có một lượng lớn hạt SiO 2 ở nước ta vì nước ta là nước xuất khẩu gạo đứng
thứ 2 trên thế giới và từ đó có thể nghiên cứu ứng dụng vào việc thay thế xi măng để
làm giảm ô nhiễm môi trường.

1.5.3.13. Các ứng dụng khác của vỏ trấu
Một số ứng dụng khác của vỏ trấu: Không dừng ở các ứng dụng trên, vỏ trấu cịn
có thể dùng làm thiết bị lọc nước, thiết bị cách nhiệt, làm chất độn, giá thể trong
công sản xuất meo giống để trồng nấm, dùng đánh bóng các vật thể bằng kim loại,
tro trấu có thể dùng làm phân bón ..
Trấu có thể được ứng dụng rất đa dạng trong đời sống của con người Việt Nam.
Trấu có ưu thế rất lớn về nguồn nguyên liệu và giá thành nên việc nghiên cứu sử

dụng trấu vào sản xuất luôn mang lại hiệu quả kinh tế cao và tiết kiệm chi phí. Thực
tế hiện nay một số tỉnh nhất là ở đồng bằng sông Cửu Long lượng trấu vẫn còn rất
dồi dào nên cần lưu ý tăng cường việc nghiên cứu ứng dụng nguồn nguyên liệu này
nhằm mở rộng khả năng sử dụng trấu vừa tiết kiệm chi phí sản xuất, vừa có lợi cho
mơi trường.
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 22


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

1.6. TỔNG QUAN VỀ XƠ DỪA
1.6.1. Nguồn gốc của xơ dừa
Dừa (danh pháp khoa học: Cocos nucifera), là một loài cây trong họ Cau
(Arecaceae). Nó cũng là thành viên duy nhất trong chi Cocos và là một loại cây lớn,
thân đơn trục (nhiều khi gọi là nhóm thân cau dừa) có thể cao tới 30 m, với các lá
đơn xẻ thùy lông chim 1 lần, cuống và gân chính dài 4–6 m các thùy với gân cấp 2
có thể dài 60–90 cm; lá kèm thường biến thành bẹ dạng lưới ôm lấy thân; các lá già
khi rụng để lại vết sẹo trên than.

Hình 1.14 – Hình ảnh cây dừa

Dừa phát triển tốt trên đất pha cát và có khả năng chống chịu mặn tốt cũng như nó
ưa thích các nơi sinh sống có nhiều nắng và lượng mưa bình thường (750 – 2.000
mm hàng năm), điều này giúp nó trở thành loại cây định cư bên các bờ biển nhiệt đới
một cách tương đối dễ dàng. Dừa cần độ ẩm cao (70 – 80%) để có thể phát triển một

cách tối ưu nhất, điều này lý giải tại sao nó rất ít khi được tìm thấy trong các khu vực
có độ ẩm thấp (ví dụ khu vực Địa Trung Hải), thậm chí cả khi các khu vực này có
nhiệt độ đủ cao. Nó rất khó trồng và phát triển trong các khu vực khơ cằn.
Hoa của dừa là loại tạp tính (có cả hoa đực lẫn hoa cái và hoa lưỡng tính), với cả
hoa đực và hoa cái trên cùng một cụm hoa. Dừa ra hoa liên tục với hoa cái tạo ra hạt.
Người ta cho rằng dừa là loại cây thụ phấn chéo là chủ yếu, mặc dù một vài giống
lùn lại là tự thụ phấn.

SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 23


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

Về mặt thực vật học, dừa là loại quả khô đơn độc được biết đến như là quả hạch
có xơ. Vỏ quả ngồi thường cứng, nhẵn, nổi rõ 3 gờ, lớp vỏ quả giữa là các sợi xơ
gọi là xơ dừa và bên trong nó là lớp vỏ quả trong hay gáo dừa hoặc sọ dừa, lớp vỏ
quả trong hóa gỗ, khá cứng, có ba lỗ mầm có thể nhìn thấy rất rõ từ phía mặt ngồi
khi bóc hết lớp vỏ ngồi và vỏ giữa (gọi là các mắt dừa). Thông qua một trong các lỗ
này thì rễ mầm sẽ thị ra khi phơi nảy mầm. Bám vào thành phía trong của lớp vỏ quả
trong là vỏ ngoài của hạt với nội nhũ dạng anbumin dày, là lớp cùi thịt, gọi là cùi
dừa, nó có màu trắng và là phần ăn được của hạt.
Khi nhìn từ một đầu, vỏ quả trong và các lỗ mầm trông giống như mặt của khỉ, từ
trong tiếng Bồ Đào Nha để gọi nó là macaco, đơi khi được viết tắt thành coco, từ đây
mà có tên gọi khoa học của dừa. Nucifera là từ trong tiếng Latinh để chỉ mang theo
hột.

1.6.2. Công dụng của dừa trong đời sống hiện nay
Công dụng của các phần khác nhau của cây dừa bao gồm:
- Phần cùi (cơm) dừa trắng ăn được và được sử dụng ở dạng tươi hay sấy khô
trong một số món ăn. Cơm dừa khơ là ngun liệu sản xuất dầu dừa. Mứt dừa được
làm từ cơm dừa được cắt sợi và sên với đường cát để khô dùng trong ngày tết ở việt
Nam.
- Nước dừa nằm trong khoang bên trong quả dừa có chứa các chất như đường,
đạm, chất chống ơxi hóa, các vitamin và khống chất, là nguồn cung cấp và tạo ra
cân bằng điện giải đẳng trương tốt cũng như là nguồn thực phẩm bổ dưỡng.
- Cây cảnh: Những cây dừa lạ (do biến dị) được trồng làm cảnh, chủ yếu tại
Philippines, tại đây nó được gọi là macapuno.
- Sữa dừa, ở miền Nam gọi là nước cốt dừa, (chứa khoảng 17% chất béo) được tạo
ra từ cơm dừa đã nạo nhỏ hòa với nước nóng hay sữa nóng. Nước cốt dừa là thành
phần chủ yếu của các món ăn vùng Đơng Nam Á và Việt Nam. Các bã sợi cơm dừa
còn lại từ việc sản xuất sữa dừa được dùng làm thức ăn cho gia súc.
- Nhựa dừa thu được từ việc rạch các cụm hoa dừa được lên men để sản xuất rượu
vang dừa (ở Philippines gọi là tuba).
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 24


Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

GVHD: Th.S Vũ Hải Yến

- Gáo dừa khô bổ đôi được dùng làm bộ phận trong một số loại nhạc cụ như gia hồ
và bản hồ của Trung Quốc hay đàn gáo của Việt Nam. Gáo dừa còn được dùng làm
gáo múc nước và là nguyên liệu làm đồ thủ cơng mỹ nghệ.

Ngồi ra ở trường đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, nghành vật liệu
cấu kiện xây dựng, một sinh viên cuối khóa đã tìm tòi và chế tạo để lấy dừa làm cốt
liệu bê tơng thay thế đá. Nói về những ưu điểm của gáo dừa khi đưa vào sản xuất bê
tơng thì đây là loại vật liệu vừa cứng lại vừa dẻo nên ứng dụng trong sản xuất bê
tông là rất hợp lý. Trong sản xuất vật liệu xây dựng hiện nay, đa số dùng nguồn
nguyên liệu tự nhiên không tái tạo và tốn nhiều năng lượng để làm ra. Gáo dừa thì
khác, vừa là nguồn nguyên liệu tái tạo được mà biến thành vật liệu xây dựng lại tiết
kiệm năng lượng, bảo vệ mơi trường. Nếu thực sự nó được đem vào ứng dụng trong
xây dựng sẽ đem lại hiệu quả không chỉ cho những người trồng dừa mà còn là bước
đột phá trong ngành xây dựng
- Xơ dừa được dùng làm dây thừng, chão, thảm, bàn chải, khảm thuyền cũng như
làm vật liệu lèn; nó cịn được dùng rộng rãi trong nghề làm vườn để làm chất độn
trong phân bón.
- Vỏ và xơ dừa có thể làm nguồn nhiên liệu hay để sản xuất than củi. Một loại dừa
hiếm tại Nam bộ có xơ dừa tươi cho nước khá ngọt khi nhai, trong khi các loài khác
cho vị chát.
- Lá là nguồn cung cấp vật liệu làm mái che, làm một số loại giỏ đựng đồ và làm
chổi dừa.
- Các gân giữa của các lá (chét) có độ cứng thích hợp cho việc làm các que xiên
(để nướng thịt chẳng hạn) trong nấu ăn.
- Các chồi non trên ngọn cây dừa có thể ăn được và nó đơi khi được thu hái để làm
rau ăn (mặc dù kiểu thu hái này sẽ làm chết cây dừa). Phần bên trong của lá non đang
lớn cũng có thể thu hoạch làm tim dừa và nó được coi là một loại đặc sản. Kiểu thu
hái này cũng làm chết cây dừa. Tim dừa thường được ăn trong các món rau trộn; các
món rau trộn như thế đôi khi được gọi là "salad triệu phú".

SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 25