Thực trạng sử dụng năng lượng và đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng của máy chế biến chè tại công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình

hất là tháng 1 và tháng 12 hàng năm và phụ thuộc rất lớn vào nguyên liệu búp chè tươi thu mua được. Mặt khác, Công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình là một doanh nghiệp tư nhân sản xuất chè lớn do vậy công ty cần rất nhiều nguyên liệu chè để phục vụ cho sản xuất, nguyên liệu của công ty phụ thuộc rất lớn vào các cơ sở thu mua chè và của người dân trồng chè tại địa phương của vùng chè nổi tiếng Tân Cương. Từ Bảng 4.3 và Hình 4.3 có thể thấy rằng tình hình sản xuất của công ty là rất ổn định, nổi bật nhất là tháng 1 và tháng 12 trong năm do nhu cầu sử dụng của người dân trong nước và xuất khẩu ra nước ngoài để chuẩn bị phục vụ cho tết Nguyên Đán là rất lớn. Trong hai tháng này, công ty đã chuẩn bị nguyên liệu và vận hành tối đa các xưởng sản xuất chế biến chè để có thể đáp ứng nhu cầu rất lớn của các thực khách trong và ngoài nước muốn thưởng thức hương vị chè trong những ngày đầu xuân. 4.2.1.2. Hệ thống nhu cầu Hệ thống các thiết bị sử dụng điện của công ty chủ yếu là các động cơ của dây truyền sản xuất, các thiết bị văn phòng, điều hòa tại khu nhà hành chính và hệ thống chiếu sáng. Các thiết bị sử dụng điện chính của công ty bao gồm: Ø Hệ thống động cơ Bảng 4.4: Thống kê các động cơ chính TT Vị trí sử dụng Công suất (KW) Số lượng 1 Đ/cơ máy sàng vò 766 0,75 04 2 Đ/cơ máy tách cậng 1,1 05 3 Đ/cơ máy cắt 3 trục 2,5 01 4 Đ/cơ máy sàng giật 1,1 05 5 Động cơ máy nghiền chè 4 - 11 02 6 Động cơ máy hút chân không 0,75 02 7 Đ/cơ máy quay chè 0,4 - 1,1 10 8 Đ/cơ máy tách thô sơ 1,5 01 9 Đ/cơ quạt hút máy sấy CH6 - 20 2,5 01 10 Đ/cơ băng tải máy sấy CH6 - 20 1,5 01 11 Đ/cơ quạt lò máy sấy CH6 - 20 1,1 01 (Nguồn: Phòng kỹ thuật công ty) Ngoài những động cơ liệt kê ở trên công ty còn sử dụng rất nhiều các động cơ nhỏ (<1KW) khác dùng trong các hệ thống hút bụi, thông gió nhà xưởng… Số động cơ này không được quan tâm bảo dưỡng thường xuyên nên hiệu suất sử dụng rất thấp tuy công suất sử dụng nhỏ nhưng do số lượng nhiều nên cũng gây lãng phí một lượng điện đáng kể của công ty. Ø Hệ thống chiếu sáng: Để có đủ ánh sáng cho khu vực sản xuất, vào ban ngày công ty đã tận dụng ánh sáng tự nhiên bằng cách sử dụng các tấm nhựa trong lắp đặt đan xen trên hệ thống mái tôn của các xưởng sản xuất, hệ thống chiếu sáng phục vụ cho sản xuất ban đêm và những ngày thiếu ánh sáng tự nhiên chủ yếu sử dụng các bóng huỳnh quang và một số bóng cao áp. Vì công suất tiêu thụ của hệ thống chiếu sáng chiếm tỷ lệ nhỏ trong toàn bộ phụ tải của công ty nên chúng tôi không tập trung đánh giá. Qua khảo sát và thu thập số liệu thấy rằng công ty đã thực hiện một số các giải pháp tiết kiệm cho hệ thống chiếu sáng đó là việc lắp các tấm nhựa trong tận dụng ánh sáng tự nhiên và sử dụng một số bóng huỳnh quang T8 tiết kiệm năng lượng, tuy nhiên việc bố trí các tấm nhựa trong còn ít và chưa hợp lý, vì vậy số lượng bóng huỳnh quang T8 và bóng compact được lắp đặt rất nhiều tại các xưởng sản xuất, phòng trưng bày sản phẩm, dọc các hành lang tại khu hành chính và đặc biệt là tại phòng thưởng trà miễn phí của công ty, sơ bộ các nguồn sáng được liệt kê dưới đây Bảng 4.5: Thống kê các nguồn sáng STT Loại đèn Công suất (W) Số lượng (bộ/ bóng) Giờ sử dụng (giờ/ngày) 1 Bóng cao áp 150 06 06 2 Đèn huỳnh quang T8 40 180 12 3 Bóng compact 11 - 18 80 12 (Nguồn: Phòng kỹ thuật công ty) 4.2.1.3. Cung cấp và tiêu thụ củi Hiện tại, công ty đang sử dụng một lượng củi khá lớn phục vụ đốt cho việc sấy chè. Củi sử dụng cho lò sấy là củi khô được công ty mua từ các nhà phân phối từ các địa phương lân cận như huyện Đại Từ và huyện Phú Lương. Tình hình sử dụng củi năm 2011 của công ty được thống kê ở bảng dưới đây. Bảng 4.6: Bảng thống kê sử dụng củi năm 2011 Tháng Củi (m3) Đơn giá (Đồng/m3) Thành tiền (Đồng) Tháng 1 326 240.000 78.240.000 Tháng 2 120 240.000 28.800.000 Tháng 3 90 240.000 21.600.000 Tháng 4 110 240.000 26.400.000 Tháng 5 125 240.000 30.000.000 Tháng 6 123 240.000 29.520.000 Tháng 7 100 240.000 24.000.000 Tháng 8 120 240.000 28.800.000 Tháng 9 150 240.000 36.000.000 Tháng 10 107 240.000 25.680.000 Tháng 11 106 240.000 25.440.000 Tháng 12 489 240.000 117.360.000 Tổng 1.966 240.000 471.840.000 (Nguồn: Phòng kế toán công ty) Từ bảng 4.6 ta có thể vẽ được các đồ thị để thấy rõ được sự phân bố nhu cầu sử dụng củi theo các tháng của công ty. m3 Hình 4.4: Đồ thị phân bố nhu cầu sử dụng củi các tháng năm 2011 Qua bảng số liệu và đồ thị thể hiện tình hình sử dụng củi theo từng tháng năm 2011 của công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình có thể thấy rằng, củi được sử dụng nhiều trong các tháng 1 và tháng 12, các tháng còn lại đồng đều nhau và chênh lệch không đáng kể. Mặt khác, hiện tại công ty chưa có kho chứa củi, củi mua về được công ty để ở khu vực trống sau xưởng sản xuất không có mái che, số liệu sử dụng củi từng tháng của công ty được phòng kế toán của công ty cung cấp từ các hóa đơn nhập củi từng tháng. 4.2.1.4. Cung cấp và tiêu thụ nước Do đặc thù sản xuất ngành chè, lượng nước sử dụng cho quy trình sản xuất rất ít. Hệ thống nước của công ty chủ yếu được sử dụng cho sinh hoạt và một phần rất nhỏ sử dụng cho công đoạn phun ẩm của khu vực lên men. Vì lượng nước sử dụng ít tiềm năng tiết kiệm nhỏ do vậy tôi không tập chung đánh giá hệ thống sử dụng nước của công ty. Như vậy trong quá trình tìm hiểu về thực trạng sử dụng năng lượng của Công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình tôi nhận thấy rằng phần lớn các máy móc và thiết bị trong dây chuyền chế biến chè đã sử dụng năng lượng tiết kiệm và triệt để, năng lượng sử dụng trong quá trình sản xuất tiêu tốn ít; riêng giai đoạn sấy chè là giai đoạn tiêu tốn năng lượng nhiều nhất đồng thời nguyên liệu công ty sử dụng làm chất đốt để cung cấp cho quá trình sấy là củi. Vì vậy mà trong khoá luận tôi chỉ tập trung nghiên cứu tiết kiệm năng lượng ở giai đoạn sấy chè. 4.2.2. Tình hình sản xuất và chế độ vận hành của công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình. 4.2.2.1. Tình hình sản xuất Sản phẩm chè của công ty với chủng loại đa dạng có chất lượng tốt đã có mặt tại thị trường trong và ngoài nước. Với phương châm kinh doanh là chất lượng và chữ tín đặt lên hàng đầu do vậy sản phẩm của công ty luôn chiếm được lòng tin của khách hàng. Sản phẩm sản xuất ra đến đâu tiêu thụ hết tới đó. Công ty đã lọt vào Top 100 thương hiệu mạnh năm 2006 do người tiêu dùng bình chọn và giành được rất nhiều giải thưởng và cúp vàng như: Quả cầu vàng tại festival Huế 2006, giải thưởng Sao Vàng Đất Việt, huy chương vàng tại hội chợ thương mại kỷ niệm 1000 năm Thăng Long – Hà Nội, cúp vàng chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm, huy chương vàng tại hội chợ ẩm thực và công nghệ thực phẩm.… và rất nhiều các giải thưởng lớn nhỏ khác. Tình hình sản xuất năm 2010 và năm 2011 của công ty được trình bày trong Bảng 4.7. Bảng 4.7: Nguyên liệu, năng lượng tiêu thụ và sản lượng năm 2010 và năm 2011 STT Hạng mục Đơn vị Tiêu thụ nguyên nhiên liệu 2010 2011 I Nguyên liệu tiêu thụ 1 Chè búp tươi Tấn 1.500 2.250 II Năng lượng tiêu thụ 1 Điện kWh 94.000 141.000 2 Củi M3 1.310 1.966 III Sản phẩm 1 Chè xanh,chè đen Tấn 357 496 (Nguồn: Phòng kỹ thuật công ty) Từ bảng số liệu nguyên liệu, năng lượng tiêu thụ và sản phẩm sản xuất của công ty năm 2010 và năm 2011 ta có thể tính được định mức tiêu thụ nguyên liệu và năng lượng trên một đơn vị sản phẩm theo bảng 4.8 dưới đây. Bảng 4.8: Định mức tiêu thụ nguyên liệu và năng lượng năm 2010 và năm 2011 Thông số Đơn vị Năm 2010 Năm 2011 Chè búp tươi Tấn/tấn SP 4,2 4,53 Điện kwh/tấn SP 263,3 284,27 Củi M3/tấn SP 3,66 3,96 (Nguồn: Phòng kỹ thuật công ty) Từ bảng 4.8 có thể thấy rằng năm 2010 định mức tiêu thụ nguyên liệu và năng lượng của công ty có sự chênh lệch khá lớn so với năm 2011. Nguyên nhân của sự chênh lệch này là do đặc thù sản xuất của công ty là sản xuất theo mùa vụ và theo nhu cầu mặt hàng của thị trường, mặt khác do thời điểm năm 2011 là lần đầu tiên festival trà Quốc tế được tổ chức tại Thái Nguyên, công ty đã huy động toàn bộ nguồn nhân lực và máy móc với năng suất tối đa nên việc tăng cường sản xuất để đáp ứng cho nhu cầu của khách du lịch đã được công ty hoàn thành tốt và để lại nhiều ấn tượng sâu sắc trong lòng bạn bè trong nước và quốc tế. Vì thế, dẫn đến định mức tiêu thụ nguyên liệu và năng lượng năm 2011 tăng so với năm 2010. 4.2.2.2. Chế độ vận hành Công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình được chia ra làm 2 khu vực rõ rệt Khu vực hành chính gồm một tòa nhà 2 tầng là khu vực dành cho ban lãnh đạo và bộ phận kế toán - tài chính, hội trường, gian hàng trưng bày các sản phẩm chè và khu vực thưởng thức trà miễn phí. Tại khu vực này chủ yếu là các thiết bị sử dụng điện như: các thiết bị văn phòng, bóng điện và điều hòa… Khu vực sản xuất được chia thành 02 phân xưởng: Phân xưởng bán thành phẩm và phân xưởng hoàn thành phẩm. Đây là khu vực tiêu thụ năng lượng chủ yếu của công ty bao gồm các lò đốt sử dụng củi cung cấp nhiệt cho các lò héo, lò sấy và các thiết bị tiêu thụ điện có công suất cao. Nguyên liệu sử dụng của công ty là búp chè tươi được thu mua theo mùa vụ do vậy chế độ vận hành của công ty cũng phụ thuộc theo thời vụ. Thời gian vận hành sản xuất của công ty là quanh năm và đẩy mạnh tiến độ vào tháng 1 và tháng 12 trong năm, trong thời gian sản xuất chính công ty chia làm 2 ca sản xuất thời gian mỗi ca sản xuất là 4 giờ, số ngày làm việc trong năm tính trung bình là 300 ngày. Trong năm 2011 trừ thời bảo dưỡng thiết bị và ngày nghỉ theo chế độ, tổng thời gian làm việc theo thực tế của các phân xưởng được trình bày trong bảng 4.9 Bảng 4.9: Số giờ vận hành trong năm của các phân xưởng TT Hạng mục Đơn vị Số giờ vận hành (giờ/năm) 1 Nhà hành chính Giờ 2.400 2 Phân xưởng bán thành phẩm Giờ 2.400 3 Phân xưởng thành phẩm Giờ 2.400 (Nguồn: Phòng kỹ thuật công ty) 4.3. Công nghệ và quy trình sản xuất 4.3.1.Công nghệ, quy trình sản xuất chè xanh. Quy trình công nghệ sản xuất của công ty được lắp đặt theo quy trình công nghệ của Trung Quốc, trong quá trình sản xuất, máy móc – dây chuyền công nghệ của công ty cũng thường xuyên được sửa chữa, nâng cấp, cải tiến. Quy trình công nghệ sản xuất chè xanh được thể hiện qua sơ đồ sau: Diệt men Nguyên liệu búp tươi Bảo quản Vò chè Sàng tơi Sao khô Cắt nhỏ (Trà túi lọc) Đóng gói Bảo quản Sàng phân loại Sao hương Sản phẩm Hình 4.5. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến chè xanh 4.3.1.1. Bảo quản Từ nguyên liệu chè tươi một tôm hai lá ta đưa vào hộc bảo quản hoặc bảo quản trên nền nhà sạch bằng cách đảo tơi nguyên liệu, sau đó dải đều với hộc bảo quản. Thời gian bảo quản tốt nhất từ khi nguyên liệu được hái đến khi đưa vào lò héo là từ 10 đến 12 giờ, cứ 2 giờ đồng hồ là ta lại đảo một lần ( tức là trong thời gian bảo quản phải đảo từ 5 đến 6 lần ). 4.3.1.2. Vò chè và sàng tơi Mục đích: Vò làm xoăn, đập và phá vỡ cấu trúc tế bào lá, làm cho dịch ép trào nên bề mặt lá chè tạo điều kiện cho men oxy hóa có sự tham gia của oxy không khí tạo nên màu nước và hương vị đặc trưng của chè xanh, mặt khác phần tế bào bị dập chất hòa tan dễ thoát ra ngoài khi pha chè. Thông số kỹ thuật: Tốc độ cối vò 55 – 57 vòng/phút, khối lượng chè đưa vào cối từ 200 – 220 kg/cối. Thời gian vò: Đối với nguyên liệu chè AB: lần 1 là 45 phút, lần 2 và lần 3 là 40 phút. Đối với nguyên liệu chè CD: lần 1 là 50 phút, lần 2 và lần 3 là 45 phút. Sau mỗi lần vò cho đi sàng tơi, sau khi sàng tơi ta được chè F1 và chè F3, chè F1 được chuyển sang bộ phận diệt men, còn chè F3 tiếp tục được vò lại. Mục đích của sàng tơi là phân loại chè to, nhỏ sau mỗi lần vò, làm giảm nhiệt độ khối chè, tăng tiếp xúc với oxy không khí, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình diệt men. Phòng vò phải được xây dựng thông gió, thoáng mát, nhiệt độ không khí từ 22 24 độ C, độ ẩm từ 95 – 98%. Bảng 4.10: Năng lượng điện tiêu hao/1h làm việc trong quá trình vò chè Đ/cơ dùng trong vò chè Công suất (Kw) Số lượng Năng lượng tiêu hao/1h làm việc(Kw) Động cơ máy vò1 5,5 01 5,5 Động cơ máy vò2 4,5 01 4,5 Đ/cơ băng tải hệ thống vò 1,5 - 2,0 03 4,5 – 6 (Nguồn: Phòng Kỹ thuật công ty) 4.3.1.3. Diệt men Thời gian diệt men đối với chè F3 là 3 giờ, chè F1 là 3 giờ 30 phút. Tùy theo độ non già của nguyên liệu và nhiệt độ của không khí mà ta rút ngắn hay kéo dài thời gian diệt men. Nguyên tắc là chè non kéo dài thời gian diệt men, chè già rút ngắn thời gian diệt men, chè được diệt men bằng khay nhựa, kích thước của khay là: dài 1.500 mm, rộng 750 mm, cao 1400mm. Trong quá trình diệt men tanin bị oxy hóa ( có xúc tác là nhiệt độ, độ ẩm, oxy không khí ) tạo thành sản phẩm đặc trưng của chè xanh là nước có màu vàng xanh ánh kim, sáng, trong, hương thơm đặc trưng, vị chát nhè có hậu. Thông số kỹ thuật: nhiệt độ từ 22 – 24 độ C. Độ ẩm 98%, tốc độ gió 5m/s 4.3.1.4. Sàng phân loại chè Từ chè bán thành phẩm F3 đổ qua sàng rung, lắp các cỡ lưới sau: Sơ đồ quy trình sàng phân loại Lưới số 5 Lưới số 4 Lưới số 3 Chè BTP SPDD số 1 SPDD số 3 SPDD số 2 - Sản phẩm dở dang ô số 1 chuyển sang sàng công nghệ trung Quốc có các kích cỡ lưới sau: Lưới số 10 Lưới số 12 Lưới số 18/44 SPDD số 1 SPDD số 3 SPDD số 2 SPDD số 4 Chè lọt lưới 44 chuyển sang sàng vòi 766 lắp các lưới sau: 32/44; 44/50 lấy được chè thành phẩm loại D. Chè lọt lưới 18 ( SPDD số 1 ) đổ lại sàng 766 lắp các lưới : 12- 18;18- 24; ta lấy được chè F1, F2 và BPS nhỏ. Chè lọt lưới 12, 10 sàng bằng số 2 và số 3 lần lượt đổ lại sàng 766 lắp lưới 10 – 12; 18 – 24 quạt bớt chè nhẹ, mảnh đưa vào hút râu sơ lấy được thành phẩm lọa BP; BOP. Sản phẩm dở dang số 4 ta chuyển sang cánh 1 sàng bằng. Gom lại số chè có cùng kích thước đổ lại cánh 2 sàng bằng lấy chè OP Sản phẩm dở dang ô số 2 và ô số 3 đưa sang sàng rung lần lượt đổ cánh sàng 2 lắp các lưới sau: SPDD số 4 Lưới số 6 Lưới số 18/44 Lưới số 8 SPDD số 2 SPDD số 1 SPDD số 3 Sản phẩm dở dang ô số 1: đổ lại sàng 766 lắp lưới 10, 12, 18, 24 làm sạch - quạt rê - hút râu sơ lấy chè thành phẩm BP ; BOP; BPS. Sản phẩm dở dang ô số 2: đổ lại sàng 766 lắp lưới số 6, 8, 10, 18 làm sạch - quạt rê - được thành phẩm loại P; PS. Sản phẩm dở dang ô số 3: đổ lại sàng 766 lắp các cỡ lưới 5, 5, 8, 10 làm sạch lấy thành phẩm OP dài và P. Sản phẩm dở dang ô số 4: sàng tay nhặt cậng lấy OP dài. 4.3.1.5. Đấu trộn sản phẩm Mục đích đấu trộn là làm tăng độ đồng đều về chất lượng cũng như kích cỡ chè thành phẩm đã dược phân loại. 4.3.2.Công nghệ, quy trình sản xuất chè đen. Hiện nay, Công nghệ sản xuất chè đen đang được áp dụng tại Công ty là công nghệ sản xuất chè đen OTD có các dạng sợi với 9 loại sản phẩm khác nhau. Quy trình sản xuất của công ty được chia làm 2 phân xưởng sản xuất riêng biệt bao gồm phân xưởng bán thành phẩm và phân xưởng thành phẩm. Với mỗi phân xưởng thì quy trình công nghệ và sản xuất đều thống nhất và có tính chất đan xen nhau và hỗ trợ cho nhau. Dưới đây tôi xin trình bày quy trình công nghệ và sản xuất của 2 phân xưởng bán thành phẩm và thành phẩm. 4.3.2.1 Công đoạn sản xuất chè bán thành phẩm (Chè xô) Nhập nguyên liệu Làm héo ( 6 - 8h, 38 0 C - 42 0 C) Vò 1 (30 phút) Sàng 1 Lên men (3h, 22 - 25 0 C, Độ >95%) Sấy (100 - 102 0 C) Sản phẩm sơ chế (Đóng bao, nhập kho) Vò 2 (30 phút) Sàng 2 BTP phần 1 BTP phần 1 Vò 3 (30 phút) Hình 4.6: Sơ đồ công nghệ công đoạn chè bán thành phẩm * Héo chè Mục đích của công đoạn này là giảm một phần độ ẩm của lá chè xuống 70% so với độ ẩm ban đầu. Ngoài ra, công đoạn này còn làm thay đổi tính chất vật lý hóa học của lá chè: - Tạo cho búp chè mềm dẻo, độ bền cơ học. - Tăng cường hoạt tính của men oxi hóa khử đặc biệt là Polyphenol oxydase, có tác dụng tốt cho quá trình lên men tiếp. - Mất mùi hăng của chè tươi. - Tạo ra một tiền chất ban đâu cho chè đen như: hương vị và màu sắc. Để đảm bảo chất lượng thì lá chè già và chè non sẽ được làm héo riêng, nhiệt độ t0 = 38 - 420C. Kỹ thuật: Từ bãi chứa chè thu mua, chè được vận chuyển thủ công rải lên máng làm héo (hộc), độ dày lớp chè rải từ 25- 30 cm. Cần đảm bảo chè được rải đều, tơi xốp, phủ kín lưới, chè ướt rải mỏng hơn, phải rũ tơi, tránh dính bết vào nhau. Khi rải xong, không nên cấp nhiệt ngay mà phải bật quạt làm mát nguyên liệu trong vòng 10- 20 phút. Nhiệt độ không khí nóng đưa vào hộc héo từ 35 - 380C, độ ẩm không khí khoảng 40 - 50%. Khi làm héo, định kỳ sau 1- 2 giờ đảo chè 1 lần (dùng tay đảo), lần đầu lật úp, lần sau đảo tung, đảm bảo độ tơi xốp, tăng mức độ héo đều cho chè. Năng lượng dùng cho quá trình này là điện và than, tính toán năng lượng điện tiêu hao/1h làm việc cho quá trình héo được thống kê bảng dưới đây: Bảng 4.11: Năng lượng điện tiêu hao/1h làm việc trong quá trình làm héo chè Đ/cơ dùng làm héo chè Công suất (Kw) Số lượng Năng lượng tiêu hao/1h làm việc (Kw) Đ/cơ quạt hút gió nóng lò héo 2,5 01 2,5 Đ/cơ quạt hút gió hộc héo tầng 1 2,5 05 12,5 Đ/cơ số 1 quạt hút gió hộc héo tầng 2 3,7 03 11,1 Đ/cơ số 2 quạt hút gió hộc héo tầng 2 3,0 10 30 (Nguồn : Phòng kỹ thuật công ty) * Vò chè Trong chế biến chè đen, vò là làm dập và phá vỡ cấu trúc tế bào lá chè, làm dịch ép của tế bào thấm lên bề mặt lá, tạo điều kiện cho enzyme oxy hoá hoạt động, tạo nên đặc tính riêng của chè đen. Mặt khác, khi vò dịch ép tế bào cùng các chất tràn ra bao phủ bề mặt lá sẽ dễ dàng hoà tan vào nước nóng khi pha chè. Vò chè còn có tác dụng tạo hình dáng, làm búp chè xoăn chặt lại và cánh chè có ngoại hình đẹp sau khi sấy khô. Phương pháp vò: có nhiều phương pháp vò chè khác nhau, hiện ở công ty đang tiến hành vò chè 3 lần, và mỗi lần 40 - 45 phút. Lần thứ nhất vò ở máy không ép, lực vò nhẹ, các lần sau ở máy vò ép với áp lực mạnh hơn. Lượng chè héo đưa vào lần I thường là 180 - 200kg/1 cối vò, còn các lần sau 140 - 170kg/1 cối vò. Quá trình phân loại giữa các lần vò nhằm mục đích tách phần chè nhỏ đủ độ dập tế bào ra khỏi khối chè vò. Tạo điều kiện thông thoáng, giảm nhiệt độ và tạo ra các tính chất cơ lý mới để qua quá trình vò tiếp theo được thuận lợi. Năng lượng sử dụng trong quá trình vò chè là điện, tính toán cụ thể được thể hiện bảng dưới đây: Bảng 4.12: Năng lượng điện tiêu hao/1h làm việc trong quá trình vò chè Đ/cơ dùng trong vò chè Công suất (Kw) Số lượng Năng lượng tiêu hao/1h làm việc(Kw) Động cơ máy vò1 5,5 01 5,5 Động cơ máy vò2 4,5 03 13,5 Đ/cơ băng tải hệ thống vò 1,5 - 2,0 04 6 – 8 (Nguồn: Phòng Kỹ thuật công ty) * Sàng tơi Mục đích của công đoạn này: - Làm giảm nhiệt độ khối chè vò. - Tăng cường bề mặt tiếp xúc không khí, nhằm cung cấp oxy để quá trình oxy hoá của enzyme phát triển đồng đều. - Phân loại khối chè vò theo độ non, già và kích thước to, nhỏ thành 3 phần: Phần I và II (phần lọt sàng nhỏ và non), phần III (phần trên sàng to, già) để xử lý vò lại, lên men và sấy riêng. - Làm tơi khối chè vò bị vón cục trong khi vò. Quá trình sàng sử dụng năng lượng là điện nhưng tiêu hao năng lượng không đáng kể. * Lên men Quá trình lên men là giai đoạn quan trọng nhất trong quá trình chế biến chè đen. Đây là quá trình cực kỳ quan trọng ảnh hưởng đến phẩm chất chè thành phẩm. Chính nhờ có quá trình này mà nguyên liệu sau hai quá trình chuyển hóa sâu sắc về mặt hóa học để tạo nên màu sắc, mùi vị, ngoại hình của chè thành phẩm. Toàn bộ quá trình lên men được chia làm 2 giai đoạn chính: - Giai đoạn 1: Kể từ khi vò đến khi vò xong. Trong thời gian này dưới tác dụng của enzyme oxy hoá catechine của tanin chè oxy hoá chuyển thành orthoquynone, là chất có hoạt tính mạnh có thể oxy hoá các chất hoặc ngưng tụ với nhau để tạo thành các sản phẩm có màu.Vì vậy khi vò, lá chè màu xanh chuyển sang mầu hung hung (nâu nhạt). - Giai đoạn 2: kể từ khi vò đến trước khi sấy với thời gian khoảng 2-3h. Nguyên liệu chè ở phòng lên men luôn được phun hơi ẩm và điều chỉnh ở nhiệt độ nhất định thích hợp cho quá trình lên men. Trong thời gian này chè chuyển từ màu hung hung sang màu đồng đỏ và toả hương thơm dễ chịu, vị chè không chát gắt mà mát dịu. Điều kiện nhiệt độ, độ ẩm: Nhiệt độ 250C; Độ ẩm tương đối của không khí là 95 - 97% cần có phun ẩm bổ sung. Thời gian lên men kể từ lúc vò chè là 3 tiếng đối với trong mùa hè và 4 tiếng trong mùa đông. * Sấy Dùng phương pháp sấy khô, sử dụng gió nóng có nhiệt độ trong khoảng từ 95 - 1150C để tránh bạc màu cánh chè. Mục đích chính là dùng nhiệt độ cao để đình chỉ quá trình lên men, đồng thời làm khô chè đến độ ẩm 3 - 5%. Chế độ sấy chè đen truyền thống trên máy sấy băng tải. Quá trình sấy dùng nguồn năng lượng chính là than và một phần là năng lượng điện, tính toán cụ thể tiêu tốn năng lượng điện/1h làm việc thể hiện bảng dưới đây: Bảng 4.13: Năng lượng điện tiêu hao/1h làm việc trong quá trình sấy chè Đ/cơ dùng trong sấy chè Công suất (Kw) Số lượng Năng lượng tiêu hao/1h làm việc(Kw) Đ/cơ băng tải hệ thống sấy 1,5 - 2,0 01 1,5 – 2 Đ/cơ số 1 quạt hút gió nóng lò sấy 15 01 15 Đ/cơ số 2 quạt hút gió nóng lò sấy 11,0 03 33 Quạt hút khói lò sấy 1,1 01 1,1 (Nguồn: Phòng kỹ thuật công ty) Hiện tại, công ty đang sử dụng một lượng củi khá lớn phục vụ đốt cho 4 lò héo và 2 lò sấy, với số liệu do phòng kế toán của công ty cung cấp năm 2011 công ty đã sử dụng 1.966 m3 củi, với giá củi tại thời điểm đó là 240.000 đồng/m3 thì công ty đã phải chi phí hết 471.840.000 đồng. * Đóng gói Sau khi sấy khô, chè xô sẽ được đóng gói trong các bao có trọng lượng 50kg trước khi vận chuyển tới kho bảo quản. 4.3.2.2. Giai đoạn sản xuất chè thành phẩm Sản phẩm sơ chế Sàng rung Sàng số Quạt phân cấp Sản phẩm Tách cẫng sơ bộ Tách cẫng lần 2 Cắt Đấu trộn Đóng gói Cắt Cắt Sàng số Hút dâu, sơ Hình 4.7: Sơ đồ công nghệ công đoạn chè thành phẩm * Sản phẩm sơ chế: Được lấy trực tiếp từ công đoạn sản xuất bán thành phẩm * Sàng Quá trình sàng là phân loại ra các loại chè cấp cao, cấp thấp và các mặt hàng theo yêu cầu bán hàng của Công ty. Chè sau khi sấy được đưa qua sàng phân tròn và sàn bằng để phân loại ra các loại chè có kích thước khác nhau. Đối với các loại chè to người ta cho qua dao cắt rồi lại đưa lên sàng phân loại tiếp. Sau khi phân loại thành nhiều cỡ khác nhau, ta chú ý đánh số và xếp thành từng chồng riêng. Từ các cỡ chè trên người ta đem pha trộn và được các loại chè khác nhau. Mục đích là tạo ra hiệu quả kinh tế cao nhất, tận thu lại các sản phẩm phụ. Năng lượng sử dụng là điện nhưng mức tiêu tốn không đáng kể. * Cắt Mục đích công đoạn cắt trong giai đoạn làm bán thành phẩm là tạo ra sản phẩm có kích thước đồng đều và theo đúng quy định của công ty về loại sản phẩm sản xuất. Năng lượng sử dụng trong quá trình cắt chè là điện, với động cơ cắt chè thành phẩm công suất 2Kw và số lượng là 2 cái thì năng lượng điện tiêu hao/1h làm việc cắt chè là 2Kw * 2 = 4 (Kw) * Tách cẫng, hút râu Nhằm tăng chất lượng sản phẩm. Sau khi phân loại, người ta tiến hành đấu trộn những phần đã phân loại ra theo một tỉ lệ nhất định theo yêu cầu của khách hàng. Để bảo quản thành phẩm, chè được đóng vào bao, trọng lượng của mỗi bao giao động từ 30 - 50 kg/bao. Quy trình hoàn thành phẩm là một quy trình phức tạp trong công ty do ảnh hưởng của chất lượng chè đầu vào nên dòng sản phẩm phải phân tách ra nhiều hướng, qua nhiều quy trình nhằm đảm bảo thu được hết phần hữu dụng trong chè. Năng lượng dùng trong quá trình tách cẫng là năng lượng điện, với động cơ máy tách cẫng có công suất là 3 Kw và số lượng là 3 cái thì năng lượng điện tiêu hao/1h làm việc tách cẫng là 3Kw * 3 = 9(Kw). * Đấu trộn và đóng gói ra sản phẩm Sau quá trình tách cẫng xong thì sản phẩm sẽ được đấu trộn theo tỉ lệ mà công ty quy định với từng mặt hàng theo đơn đặt hàng của khách hàng, quá trình này đều được tự động hoá. 4.4. Một số thuận lợi và khó khăn của công ty trong quá trình sản xuất 4.4.1. Thuận lợi - Được sự quan tâm và tạo mọi điều kiện thuận lợi của các cấp chính quyền địa phương, cũng như của các sở ban ngành và của thành phố Thái Nguyên. - Công ty được xây dựng trên vùng chè nổi tiếng Tân Cương Thái Nguyên nên có lợi thế rất lớn về nguồn nguyên liệu. - Công ty có đội ngũ cán bộ công nhân viên là con em địa phương nên vốn hiểu biết về chè là rất tốt. - Có dây truyền công nghệ tương đối hiện đại nên chất lượng chè tạo ra cũng có chất lượng cao. - Có vốn, kinh nghiệm dày dặn trong sản xuất chè thành phẩm đặc biệt là chè đóng hộp xuất khẩu. 4.4.2. Khó khăn - Hạn chế về kỹ thuật: do đặc thù sản xuất của ngành chè là sản xuất theo mùa vụ; mặt khác hiện tại công ty chưa xây dựng được vùng nguyên liệu ổn định do vậy quá trình vận hành của công ty phụ thuộc rất nhiều vào lượng nguyên liệu công ty thu mua được dẫn tới việc xây dựng một quy trình vận hành ổn định và các định mức tiêu hao nguyên liệu và năng lượng trên một đơn vị sản phẩm là rất khó. - Hệ thống trang thiết bị trong dây truyền của công ty được đầu tư nâng cấp theo quá trình phát triển của công ty chưa có sự đồng bộ và không được bảo dưỡng thường xuyên do vậy việc tìm ra và áp dụng các giải pháp tiết kiệm năng lượng cũng gặp nhiều khó khăn. - Do quá trình nhà xưởng đã được xây dựng cố định từ khi công ty đi vào hoạt động nên việc thay đổi công nghệ, mở rộng dây truyền sản xuất là rất khó. - Trình độ kĩ thuật của công nhân trong công ty còn hạn chế nên chưa nắm bắt được hết công nghệ sản xuất mới của dây chuyền sản xuất. * Thảo luận về chiến lược sử dụng nhiên liệu hiện hành của các công ty Hiện tại giá nhiên liệu, năng lượng không ổn định theo xu hướng ngày một tăng, giá trị và chất lượng của sản phẩm phải cạnh tranh với sản phẩm nhà sản xuất trong nước và nước ngoài để có chỗ đứng trên thị trường và chiếm lĩnh được thị trường xuất khẩu, cùng với cơ chế hoạt động của Công ty TNHH ban giám đốc đang xây dựng từng bước hoàn thiện các danh mục các dự án đầu tư tiết kiệm năng lượng như tận dụng dụng ánh sáng, thông gió tự nhiên, đầu tư nâng cấp dây chuyền sản xuất giúp tăng năng suất, tiết kiệm năng lượng, giảm chi phí sản xuất nâng cao chất lượng sản phẩm. Chiến lược dài hạn: Khẳng định, phát triển thương hiệu ngành chè. Mở rộng thị trường xuất khẩu bằng việc nâng cao chất lượng, đa dạng hóa các loại sản phẩm. Huy động vốn của toàn xã hội và của các nhà đầu tư nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh trên thị trường. Thiết lập phương thức quản lý tiên tiến, tạo động lực thúc đẩy Công ty hoạt động hiệu quả cao, tạo việc làm ổn định và nâng cao thu nhập của người lao động, tăng nguồn thu cho ngân sách nhà nước. Phát triển nội lực, kết hợp liên doanh liên kết với các đối tác dưới nhiều hình thức nhằm tăng cường khả năng và sức mạnh của Công ty. 4.5. Những phương án chủ yếu nhằm tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất chè 4.5.1. Định hướng 1: Tiết kiệm năng lượng không cần đầu tư - Xây dựng hệ thống quản lí năng lượng Để quản lý năng lượng có hiệu quả cũng như sử dụng tiết kiệm năng lượng thì Ban giám đốc Công ty cần cử một cán bộ hoặc một ban chuyên trách việc quản lý năng lượng. Đội ngũ cán bộ cần phải có kiến thức về sử dụng hiệu quả năng lượng, hiểu rõ các quá trình sản xuất, có thể tiến hành công tác đo đạc và tính toán. Họ chịu trách nhiệm với toàn bộ hoạt động tiết kiệm năng lượng, thực hiện và phát triển các kế hoạch và chương trình năng lượng được đề xuất bởi các đơn vị tư vấn (công ty hay tổ chức chuyên trách về thực hiện tiết kiệm năng lượng) khi cần được tư vấn. Điều này có ý nghĩa hết sức quan trọng, đặc biệt là Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả có hiệu lực từ ngày 1/1/2011. 4.5.2. Định hướng 2: Tiết kiệm chi phí đầu tư thấp 4.5.2.1. Lắp đặt các hệ thống đo kiểm soát năng lượng Lắp đặt các công tơ có một cổng kết nối để truyền tín hiện về máy tính để tiện cho việc quản lý, giám sát, lưu số liệu. Việc này cho phép cán bộ quản lý năng lượng có thể ngồi một chỗ mà vẫn thu thập được các chỉ số công tơ và sản lượng điện, có thể kiểm tra được tình hình sử dụng điện của từng dây chuyền sản xuất trong từng phân xưởng theo ý muốn. Việc sử dụng các công tơ loại này cho phép tính toán chính xác sản lượng điện tiêu thụ của từng ca mà không làm ảnh hưởng đến công tơ và sản xuất. 4.5.2.2. Giải pháp cho hệ thống chiếu sáng Qua khảo sát hệ thống chiếu sáng của công ty có thể thấy rằng nhu cầu chiếu sáng của công ty không lớn. Tuy nhiên, để đảm bảo nhu cầu chiếu sáng cho sản xuất và tiết kiệm năng lượng thì công ty nên thường xuyên theo dõi tuổi thọ của từng bóng đèn, sau đó sẽ thay thế dần các nguồn sáng có hiệu suất phát quang thấp thành những nguồn sáng có hiệu suất phát quang cao hơn. Việc thay thế dần này vừa đảm bảo tận dụng khấu hao thiết bị vừa có thể thực hiện kịp thời giải pháp tiết kiệm. Nghiên cứu, tính toán lắp đặt xem kẽ các tấm nhựa trong tận dụng tốt ánh sáng tự nhiên vào ban ngày. 4.5.3.3. Lắp quả cầu thông gió Hiện tại, tại các nhà xưởng của công ty có sử dụng một số quạt thông gió công suất nhỏ giúp đối lưu không khí, tạo không khí thoáng mát cho các xưởng làm việc. Tuy nhiên, do quá trình sản xuất một số phân xưởng có nhiệt độ và độ ẩm khá cao, đặc biệt là hai phân xưởng héo và phân xưởng sấy lượng nhiệt lớn, môi trường làm việc tại các xưởng này rất nóng, gây ảnh hưởng tới công nhân vận hành tại các xưởng này. Qua khảo sát thấy rằng số lượng quạt thông gió của công ty đang sử dụng còn ít, không đủ công suất thông gió cho các xưởng, một số quạt được lắp đặt chưa hợp lý, hoạt động không hiệu quả. Các động cơ quạt gió này chủ yếu là các động cơ được tận dụng, động cơ cũ không được bảo dưỡng, vệ sinh thường xuyên nên hiệu suất rất thấp. Để tạo môi trường trong các xưởng thông thoáng, cải thiện điều kiện làm việc của công nhân, nâng cao năng xuất lao động và giảm các bệnh nghề nghiệp thì công ty cần phải lắp đặt thêm hệ thống thông gió. Hiện tại hệ thống thông gió sử dụng các quạt hút có công suất 0,75 - 1,5 KW ở các phân xưởng có rất ít. 4.5.3.4. Lắp đặt biến tần cho động cơ quạt hút khói lò sấy. Qua khảo sát thấy rằng công ty đang sử dụng thừa công suất quạt hút khói tại 02 lò sấy công nghệ Trung Quốc, việc này không chỉ dẫn đến lãng phí điện năng sử dụng mà còn dẫn đến làm đảo lộn quá trình lưu động gió trong lò, làm cho lượng ôxy vào trong lò chưa kịp tham gia quá trình cháy đã bị thải ra ngoài dẫn đến tổn thất nhiệt. Tuy nhiên, quạt hút gió này được sử dụng để hút gió cho cả 2 lò sấy công nghệ Trung Quốc qua việc nối chung đường ống khói thải của 2 lò, nhưng tại thời điềm khảo sát thì 1 lò không hoạt động (đang trong thời gian bảo dưỡng), vì vậy xẩy ra hiện tượng quạt gió thừa công xuất. Để tránh hiện tượng thừa công suất của quạt hút khói chúng tôi đưa ra giải pháp lắp đặt biến tần cho động cơ quạt hút này. Biến tần có thể được cài đặt ở các chế độ khác nhau để có thể hút lượng khói phù hợp khi 1 lò hoặc cả 2 lò cùng hoạt động. 4.5.3.5. Điều chỉnh lượng không khí cung cấp cho các lò đốt Công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình đang sử dụng 2 lò sấy, cả 2 lò sử dụng chung 1 đường thoát khói thải có quạt hút khói. Trong thời gian khảo sát, chỉ có 1 lò hoạt động và vẫn sử dụng hệ thống thoát khói thải với quạt hút khói. Qua đo đạc, nồng độ O2 đo được trong khói thải rất cao, như vậy hệ số không khí thừa lớn, dẫn đến tổn thất nhiệt qua khói thải cao. Việc sử dụng thừa công suất của quạt hút khói không chỉ dẫn đến lãng phí điện năng sử dụng mà còn dẫn đến làm đảo lộn quá trình lưu động gió trong lò, làm cho lượng ôxy vào trong lò chưa kịp tham gia quá trình cháy đã bị thải ra ngoài do vậy gây ra tổn thất nhiệt lớn. Các động cơ cung cấp không khí sử dụng tại các lò đốt là các động cơ có công suất từ 1,5-3KW. Để cung cấp một lượng không khí phù hợp cho các lò tôi đề xuất giải pháp thay thế các động cơ công suất nhỏ hơn để cung cấp lượng không khí tối ưu nhất cho các lò đốt. 4.5.3. Định hướng 3: Tiết kiệm chi phí đầu tư cao 4.5.3.1. Xây dựng khu chứa củi có mái che Hiện nay củi sử dụng cho các lò đốt công ty mua từ các nhà cung cấp củi từ huyện Đại Từ, huyện Phú Lương, lượng củi này được nhập theo tháng phụ thuộc vào nhu cầu sản xuất. Củi mua về được công ty đổ thành đống ở sau khu sản xuất, gần các lò đốt để tiện cho việc vận chuyển, tiếp củi cho các lò đốt. Tuy nhiên khu vực để củi của công ty hiện nay chưa có mái che vì vậy do ảnh hưởng của môi trường, thời tiết làm giảm chất lượng của củi, đặc biệt là trong mùa mưa gây ra hiện tượng làm ẩm mốc tổn thất một lượng củi nhất định. Để củi sử dụng cho các lò đốt đảm bảo chất lượng, không bị ẩm mốc thì công ty nên xây dựng khu vực chứa củi có mái che. 4.5.3.2. Thu hồi nhiệt thải sấy nóng không khí trước khi cho vào lò sấy Đây là giải pháp thu trực tiếp lượng nhiệt hao phí thoát ra trong quá trình sấy qua hệ thống thu hồi nhiệt, sau đó lượng nhiệt đó được tiếp tục sử dụng cho quá trình sấy. Đây cũng là giải pháp chính mà có thể mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng (cụ thể là củi) cũng như giảm thiểu khả năng ô nhiễm môi trường cho công ty trong quá trình sản xuất, nâng cao sức khoẻ cho công nhân đang làm việc cũng như sức khoẻ những người dân xung quanh khu vực công ty. Chính vì vậy mà chúng tôi đã lựa chọn phương án này để tính toán chi tiết. 4.6. Tính toán chi tiết cho phương án thu hồi nhiệt thải sấy nóng không khí trước khi cho vào máy sấy chè 4.6.1. Cấu tạo, thông số kỹ thuật của hệ thống sấy hiện tại ® Cấu tạo chung: gồm có hệ thống lò đốt củi, máy sấy, quạt. - Hệ thống lò đốt củi: gồm buồng đốt, ống dẫn nhiệt, vách ngăn. Lò đốt củi có kích thước là 8,7m * 7,7m. Vai trò: Là nơi cung cấp nhiệt đốt nóng cho các ống dẫn khí nóng cung cấp cho máy sấy. Cấu tạo lò đốt củi gồm có buồng đốt, các ống dẫn nhiệt, vách ngăn. (chi tiết ở bản vẽ bên dưới) Lò đốt củi Hình 4.8: Hình chiếu đứng của lò đốt củi +> Buồng đốt: kích thước 2,26m * 6,2m. Vai trò: Buồng đốt là nơi chứa củi và thực hiện quá trình đốt cháy tạo nhiệt, cung cấp nhiệt cho các ống dẫn nhiệt. +> Các ống dẫn nhiệt: gồm có 2 loại ống là ống gang và ống thép. Ống gang có đường kính 0,5m. Vai trò: Nhận nhiệt để đốt nóng không khí bên trong ống và truyền từ từ không khí nóng sang máy sấy. Ống thép có đường kính 0,5m, thép CT 3. Vai trò: Là nơi dẫn không khí bên ngoài các ống gang và nhận lượng nhiệt còn dư qua vách ngăn để làm nóng không khí bên trong ống rồi truyền lại không khí nóng này vào ống gang. +> Vách ngăn: là một tấm kim loại được đặt giữa các ống dẫn nhiệt gang và thép. Vai trò: Hạn chế và giữ lại một phần nhiệt hao phí khi thoát ra cùng khói. - Quạt: Quạt sấy mà công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình đang sử dụng là loại quạt ly tâm có công suất là 15 Kw. Vai trò: Hút không khí tươi ngoài môi trường vào để đi qua ống thép và đẩy luồng không khí nóng từ các ống gang vào bên trong máy sấy. - Máy sấy: Cấu tạo chi tiết ở 2 bản vẽ thiết bị sấy và buồng sấy Bản vẽ thiết bị chính của máy sấy Trong đó gồm có: 1 - Buồng sấy 8 - Bộ phận phân phối khí vào 2 - Cửa 9 - Đĩa xích 3 - Máng thoát liệu 10 - Con lăn đỡ 4 - Tấm gạt chè 11 - Động cơ - hộp giảm tốc 5 - Tấm hướng dòng 12 - Cơ cấu truyền 6 - Băng tải 13 - Xích tải 7 - Cơ cấu căng xích 14 - Răng đĩa xích 15 - Kính quan sát Bản vẽ buồng sấy Trong đó: 1 - buồng sấy. 2 - Băng tải. 3 - Con lăn đỡ. 4 - Gầu tải. 5 - Rulo. 6 - Cửa tháo liệu. 7 - Quạt. 8 - Tấm gạt chè. - Buồng sấy: Trực tiếp thực hiện quá trình sấy chè tới độ ẩm tiêu chuẩn. - Băng tải: Vận chuyển chè trong quá trình sấy và đưa chè đã sấy xong ra bên ngoài. - Con lăn đỡ: Dùng đỡ băng tải trong quá trình băng tải làm việc. - Gầu tải: Trực tiếp vận chuyển và đưa nguyên liệu (chè) vào trong buồng sấy. - Rulô: Dùng để thay đổi hướng chuyển động của các băng tải trong quá trình sấy. - Cửa tháo liệu: Là cửa thoát nguyên liệu chè đã được sấy xong ra bên ngoài để tiếp tục thực hiện công đoạn tiếp theo. - Quạt: Hút khí nóng từ lò đốt vào cung cấp cho quá trình sấy. - Tấm gạt chè: Là tấm kim loại mỏng dùng để gạt chè ở cuối băng tải này để xuống các băng tải khác. ® Nguyên lý hoạt động: Không khí được sử dụng là lấy không khí tươi ngoài trời, dưới sức hút của quạt ly tâm đi qua lõi ống thép rồi được hút vào hệ thống ống gang để làm nóng. Củi được đốt trong buồng đốt sẽ đốt nóng luồng không khí này, quạt ly tâm sẽ đẩy luồng không khí nóng này qua các lớp chè trong máy và làm khô chè. Hơi nước và nhiệt dư thừa bốc lên khoảng không gian trên nóc máy sấy. Sơ đồ máy sấy chè được mô tả theo hình 4.9 dưới đây: Lò đốt củi Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của sấy và lò sấy chè 4.6.2. Thiết kế lắp đặt hệ thống tận dụng nhiệt của hệ thống sấy tại công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình. Quá sản xuất thấy rằng lượng nhiệt dư thừa của quá trình sấy là rất lớn. Với nhiệt độ sấy trong khoảng từ 95 - 115OC khi chè được sấy khô thì nhiệt lượng dư thừa bốc lên trên nóc máy sấy này phát tán sẽ làm ảnh hưởng tới môi trường làm việc xung quanh, hơn nữa sẽ làm giảm tuổi thọ của phần mái tôn bên trên máy sấy. Vì vậy nếu tận dụng nguồn nhiệt dư thừa này, sẽ tiết kiệm được một lượng năng lượng đáng kể dùng để đốt nóng luồng không khí trước khi đưa vào ống thép. Bên cạnh đó sẽ thu hồi lượng nhiệt phát tán ra môi trường làm việc xung quanh, giảm ảnh hưởng tới điều kiện làm việc của công nhân, cũng như giảm tác động đến phần mái tôn bên trên máy sấy, nâng cao tuổi thọ của mái tôn. Qua khảo sát đo đạc tại vị trí nóc các máy sấy thấy rằng, lượng không khí và hơi nước bốc lên các nóc máy sấy có nhiệt độ khoảng 60 - 75OC. Tham khảo các giải pháp tận dụng nhiệt tại một số công ty chế biến chè cùng công nghệ trên địa bàn và qua tính toán đội kiểm toán đề xuất công ty lắp đặt hệ thống tận dụng nhiệt dư tại các máy sấy đang sử dụng. Hệ thống thu hồi nhiệt được thiết kế, lắp đặt và vận hành khá đơn giản, Hình 4.10 mô tả hệ thống thu hồi nhiệt dư. Lò đốt củi Hình 4.10: Hệ thống thu hồi nhiệt dư tại lò sấy khô chè Lò đốt củi Hình 4.11: Hình chiếu cạnh của hệ thống thu hồi nhiệt dư Hình 4.12: Hình chiếu bằng của hệ thống thu hồi nhiệt dư Hệ thống thu hồi nhiệt nóng là 1 hình hộp chữ nhật rỗng ở trong. Đặt tiếp xúc với luồng hơi nóng dư thừa trên máy sấy, nhằm mục đích dẫn luồng không khí lạnh trước khi vào ống thép. Bề mặt tiếp xúc với không khí nóng được làm bằng Inox với bề mặt tiếp xúc phía trên máy sấy là 30m², một mặt để hở một mặt ghép nối khép kín với hệ thống ống thép. Với hộp thu hồi nhiệt này, lượng nhiệt dư thừa được tận dụng triệt để để đun nóng không khí trước khi đưa vào lò. Tính toán tiềm năng tiết kiệm: - Theo tính toán sơ bộ và thực tế áp dụng giải pháp thu hồi nhiệt tại một số công ty sản xuất chè cùng công nghệ, với định mức tiêu thụ củi của Công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình năm 2011 là 1,39 kg củi/kg sản phẩm thì khi áp dụng giải pháp công ty có thể tiết kiệm được từ 0,05 - 0,07Kg củi/Kg sản phẩm, tính với công suất sản xuất năm 2011 của công ty là 496 tấn chè thành phẩm thì tương ứng mỗi năm công ty sẽ tiết kiệm được: 0,06Kg củi/Kg x 496.000 kg = 29.760 kg củi/năm = 85,03 m3 củi/ năm Danh mục đầu lắp đặt hệ thống thu hồi nhiệt. Bảng 4.14: Thiết bị lắp đặt TT Thiết bị Số lượng (Cái) Đơn giá (VNĐ) Thành Tiền (VNĐ) 1 Hệ thống thu hồi nhiệt nóng, tiết kiệm năng lượng (Dùng cho máy sấy chè) : - Kích thước: Dài 15m * rộng 2,5m * cao 0,7m. - Khung bằng thép hộp 2,5 * 4 * 1mm. - Thùng xung quanh bằng Inox chậm gỉ dầy 0,6mm. - Mỗi hệ thống thu nhiệt có đi kèm Giơle Automatic đóng mở chớp gió, cửa quạt bễ lò và ống dẫn khói. 01 28.400.000 28.400.000 Tổng cộng 28.400.000 Đã bao gồm chi phí lắp đặt hệ thống và thuế VAT Tiềm năng tiết kiệm năng lượng và thời gian thu hồi vốn Theo tính toán của tiềm năng tiết kiệm sau khi lắp đặt hệ thống có thể thu được đó là có thể tiết kiệm trung bình có từ 0,09kg củi/kg SP. Với sản lượng của công ty tính trong năm 2011 theo bảng 4.7 thì tiềm năng tiết kiệm của giải pháp lắp đặt hệ thống thu hồi nhiệt dư tại công đoạn sấy khô chè được tính toán theo bảng 4.15 dưới đây: Bảng 4.15: Bảng tính toán tiềm năng tiết kiệm và thời gian thu hồi vốn TT Hạng mục Đơn vị Giá trị 1 Số liệu làm cơ sở tính toán 1.1 Tổng sản lượng Kg 496.000 1.2 Tiềm năng tiết kiệm củi tính trên kg chè khô Kg 0,06 1.3 Lượng củi tiết kiệm được trong 1 năm M3/năm 85.03 1.4 Giá củi Đồng/m3 240.000 2 Tiềm năng tiết kiệm 2.1 Tiết kiệm củi trong một năm M3/năm 85.03 2.2 Tiết kiệm chi phí trong một năm Đồng /năm 20.407.200 2.3 Dự kiến đầu tư Đồng 28.400.000 2.4 Thời gian hoàn vốn Năm 1,4 Thời gian thu hồi vốn làm tròn là: 17 tháng (Chưa tính tới hiệu quả kinh tế khi giảm lượng nhiệt thất thoát ra môi trường làm giảm tuổi thọ của mái tôn). Qua phân tích hiện trạng và mô tả sơ bộ nguyên lý hoạt động, tính toán tiềm năng tiết kiệm của giải pháp có thể thấy giải pháp lắp đặt hệ thống thu hồi nhiệt dư và hơi nước tại các máy sấy để sấy nóng không khí trước khi cho vào lò đốt gia nhiệt là một giải pháp rất khả thi. 4.7. Hiệu quả thu được khi áp dụng phương pháp tiết kiệm năng lượng đem lại 4.7.1. Hiệu quả kinh tế Mặt hàng là sản phẩm chè đen, sản phẩm hiện nay đang được ưa chuộng và đặt hàng với số lượng lớn đảm bảo cho người lao động mức thu nhập ổn định từ 2.500.000 - 3.000.000 đồng/ người /tháng. Đảm bảo lượng vốn sản xuất và kinh doanh liên tục 4.7.2. Hiệu quả xã hội Công ty chế biến chè mang lại những hiệu quả xã hội như sau : - Trực tiếp giải quyết việc làm cho lao động của địa phương với mức thu nhập bình quân 1 lao động từ 2.500.000 đến 3.000.000 đồng /người/tháng. - Góp phần xóa đói, giảm nghèo, ổn định cuộc sống, ổn định tình hình kinh tế và xã hội của địa phương. Phát huy được tiềm năng lao động của địa phương. - Đồng thời với việc tạo việc làm tại chỗ cho người lao động địa phương, dự án còn đem lại việc làm và thu nhập cho một bộ phận không nhỏ lao động. - Hạn chế đáng kể các tệ nạn xã hội có thể xảy ra khi lao động không có việc làm. - Góp phần vào hoạt động có hiệu quả và góp phần nâng cao giá trị sản xuất của huyện. 4.7.3. Hiệu quả về môi trường - Tiết kiệm được một lượng lớn nguyên nhiên liệu dư thừa trong quá trình công ty hoạt động góp phần giảm đáng kể lượng rác thải ra môi trường bên ngoài. - Giảm được lượng khí thải có hại như CO2, SO2, NO…vào môi trường, đồng thời giảm tác nhân gây hiệu ứng nhà kính. - Làm chất lượng của môi trường được nâng cao nhanh chóng. - Tạo tiền đề cho công ty sản xuất sạch và phát triển bền vững. Phần 5 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận Qua một thời gian nghiên cứu khóa luận “Thực trạng sử dụng năng lượng và đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng của máy chế biến chè tại công ty cổ phần chè Tân Cương hoàng Bình”. Tôi đi đến một số kết luận như sau: Công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình hiện nay chỉ sử dụng hai nguồn năng lượng đầu vào là củi và điện. Mặc dù điện được cung cấp cho rất nhiều các thiết bị của công ty nhưng chi phí sử dụng điện chỉ chiếm tỷ lệ 23,9% trong khi đó chi phí sử dụng củi chiếm tới 76,1 % trên tổng chi phí năng lượng của công ty. Với phương pháp TKNL là lắp thêm hệ thống thu hồi nhiệt dư tại lò sấy khô chè thì theo tính toán công ty có thể tiết kiệm được 0,06 m3 củi /kg sp, với công suất sản xuất của công ty 496 tấn chè và giá củi năm 2011 là 240.000/m3 củi thì công ty có thể tiết kiệm chi phí trong một năm là 20.407.200 đồng. Phương pháp TKNL là lắp thêm hệ thống thu hồi nhiệt dư tại lò sấy chè không những đem lại hiệu quả về kinh tế (tiết kiệm khoảng 20.407.200 đồng/ năm) mà còn đem lại hiệu quả về môi trường to lớn, giảm thiểu các loại khí trực tiếp gây ô nhiễm môi trường trong quá trình sản xuất (quá trình đốt cháy củi khi sấy chè). Đồng thời đã trực tiếp góp phần vào việc cải thiện sức khoẻ cho cán bộ công nhân trực tiếp tham gia sản xuất và những người dân sống xung quanh khu vực sản xuất của công ty. 5.2. Tồn tại Trong quá thực hiện nghiên cứu khóa luận do giới hạn về thời gian nghiên cứu ( 5 tháng ) và vốn kiến thức còn hạn chế nên tôi chỉ mới tiến hành nghiên cứu tính toán về mặt lí thuyết mà chưa kiểm nghiệm được bằng thực tế. 5.3. Kiến nghị Tôi có một số kiến nghị như sau: Đề nghị những khoá tốt nghiệp sau có những khóa luận tương tự để có thể áp dụng những lí thuyết tính toán của tôi vào thực tế, đồng thời có thể kiệm nghiệm tính sát thực của khóa luận. Đề nghị công ty có những kế hoạch cụ thể và toàn diện trong việc quản lí và sử dụng điện năng ngày nay. Đề nghị Công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình mở thêm các lớp tập huấn về nâng cao tay nghề sử dụng năng lượng hiệu quả và tiết kiệm trong vận hành sản xuất cho các anh chị em là cán bộ phòng kĩ thuật và công nhân viên trong công ty. Để quản lý năng lượng có hiệu quả cũng như sử dụng tiết kiệm năng lượng đề nghị Ban giám đốc Công ty cử một cán bộ hoặc một ban chuyên trách việc quản lý năng lượng. Đội ngũ cán bộ cần phải có kiến thức về sử dụng hiệu quả năng lượng, hiểu rõ các quá trình sản xuất, có thể tiến hành công tác đo đạc và tính toán. Họ chịu trách nhiệm với toàn bộ hoạt động tiết kiệm năng lượng, thực hiện và phát triển các kế hoạch & chương trình năng lượng được đề xuất bởi các đơn vị tư vấn (công ty hay tổ chức chuyên trách về thực hiện tiết kiệm năng lượng) khi cần được tư vấn. Điều này có ý nghĩa hết sức quan trọng, đặc biệt là Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả có hiệu lực từ ngày 1/1/2011. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Cù Ngọc Bắc, 2008, giáo trình cơ khí nông nghiệp, Nxb Nông nghiệp Hà Nội. 2. Nguyễn Hay, 2003, Máy sau thu hoạch, Nxb Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh. 3. Trần Như Khuyên, 2006, giáo trình kỹ thuật bảo quản nông sản, Nxb nông nghiệp Hà Nội. 4. Phạm Xuân Vượng, 1999, máy thu hoạch nông nghiệp, Nxb giáo dục. 5. Sổ tay cơ khí nông nghiệp, Nxb bộ cơ điện Việt Nam. 6. vi.wikipedia.org/…/Năng _ lượng _ tái _ tạo 7. vi.wikipedia.org/…/Năng _ lượng _ không _ tái _ tạo 8. 9. www.tailieu.vn 10. www.luanvan.net LỜI CẢM ƠN Với phương châm: “học đi đôi với hành, lí thuyết gắn liền với thực tế, nhà trường gắn liền với xã hội”. Trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên hàng năm đã tổ chức cho sinh viên năm cuối đi thực tập tốt nghiệp. Đây là cơ hội quý báo cho sinh viên tiếp cận và làm quen với với công việc sau khi ra trường, được vận dụng những kiến thức đã được học vào thực tiễn. Từ đó nâng cao kiến thức cho bản thân. Được sự đồng ý và tạo điều kiện của ban Giám hiệu nhà trường, ban Chủ nhiệm khoa Kinh tế & Phát triển nông thôn tôi đã tiến hành nghiên cứu khóa luận “Thực trạng sử dụng năng lượng và đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng của máy chế biến chè tại Công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình”. Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới ban Giám hiệu nhà trường, ban Chủ nhiệm khoa Kinh tế & Phát triển nông thôn. Đặc biệt cảm ơn sự tận tình giúp đỡ của cô giáo Th.S Lưu Thị Thùy Linh – Giảng viên trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên là người đã truyền đạt cho tôi những kiến thức bổ ích trong suốt quá trình thực hiện khóa luận. Tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ban lãnh đạo Công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình và các anh chị trong công ty đã quan tâm và tạo mọi điều kiện cho tôi trong thời gian nghiên cứu khóa luận. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các anh, các chị là các cán bộ làm việc tại phòng tổ chức hành chính và phòng kỹ thuật đã nhiệt tình giúp đỡ, bảo ban và cung cấp cho tôi những số liệu cần thiết trong quá trình thực tập tại công ty. Đây là lần đầu tiên tôi thực hiện một khóa luận và vốn hiểu biết còn hạn chế nên khóa luận không thể tránh được những thiết sót, tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ quý thầy giáo, cô giáo, các bạn đọc để khóa luận của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 20 tháng 05 năm 2012 Sinh viên Đinh Văn Thịnh DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT PTNT : Phát triển nông thôn TKNL : Tiết kiệm năng lượng TNHH : Trách nhiệm hữu hạn IEA : Cơ quan năng lượng quốc tế DV – TM : Dịch vụ - thương mại GTSX : Giá trị sản xuất ĐVT : Đơn vị tính CNH – HĐH : Công nghiệp hoá – hiện đại hoá XHCN : Xã hội chủ nghĩa TBA : Trạm biến áp NN : Nông nghiệp MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG KHÓA LUẬN Bảng 2.1: Sản xuất và tiêu thụ năng lượng 6 Bảng 2.2: Trữ lượng những năng lượng không tái tạo 7 Bảng 2.3: Ước lượng về trữ lượng dầu thô và khí tự nhiên của hai tờ báo chuyên môn 8 Bảng 4.1: Nguồn năng lượng cho máy và thiết bị trong dây truyền 25 chế biến chè tại công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình. 25 Bảng 4.2: Giá điện của Công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình 27 năm 2011 27 Bảng 4.3: Tình hình tiêu thụ điện và chi phí tiền điện năm 2011 28 Bảng 4.4: Thống kê các động cơ chính 30 Bảng 4.5: Thống kê các nguồn sáng 31 Bảng 4.6: Bảng thống kê sử dụng củi năm 2011 32 Bảng 4.7: Nguyên liệu, năng lượng tiêu thụ và sản lượng năm 2010 và năm 2011 34 Bảng 4.8: Định mức tiêu thụ nguyên liệu và năng lượng năm 2010 và năm 2011 34 Bảng 4.9: Số giờ vận hành trong năm của các phân xưởng 35 Bảng 4.10: Năng lượng điện tiêu hao/1h làm việc trong quá trình vò chè 38 Bảng 4.11: Năng lượng điện tiêu hao/1h làm việc trong quá trình làm héo chè 42 Bảng 4.12: Năng lượng điện tiêu hao/1h làm việc trong quá trình vò chè 43 Bảng 4.13: Năng lượng điện tiêu hao/1h làm việc trong quá trình sấy chè 45 Bảng 4.14: Thiết bị lắp đặt 60 Bảng 4.15: Bảng tính toán tiềm năng tiết kiệm và thời gian thu hồi vốn 60 DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG KHÓA LUẬN Hình 4.1: Sơ đồ bộ máy quản lý của Công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình.................................................................................................................21 Hình 4.2: Biểu đồ tỷ lệ chi phí năng lượng theo nguồn..................................26 Hình 4.3: Đồ thị tiêu thụ điện năng theo các tháng của năm 2011.................29 Hình 4.4: Đồ thị phân bố nhu cầu sử dụng củi các tháng năm 2011 32 Hình 4.5. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến chè xanh 36 Hình 4.6: Sơ đồ công nghệ công đoạn chè bán thành phẩm 41 Hình 4.7: Sơ đồ công nghệ công đoạn chè thành phẩm 46 Hình 4.8: Hình chiếu đứng của lò đốt củi 53 Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của sấy và lò sấy chè 56 Hình 4.10: Hệ thống thu hồi nhiệt dư tại lò sấy khô chè 57 Hình 4.11: Hình chiếu cạnh của hệ thống thu hồi nhiệt dư 58 Hình 4.12: Hình chiếu bằng của hệ thống thu hồi nhiệt dư 59