NGHIEÂN CÖÙU CHEÁ TAÏO VAØ KHAÛO NGHIEÄM BOÄ TRAO ÑOÅI NHIEÄT LOØ SAÁY THUOÁC LAÙ SÖÛ DUÏNG TRAÁU LAØM NHIEÂN LIEÄU ÑOÁT RESEARCHING, MANUFACTURING AND TESTING ON THE HEAT SUPPLYING SYSTEM OF TOBACCO LEAF DRYER USED RICE HUSK AS FUEL TS. Nguyeãn Hay - Boä moân Coâng ngheä nhieät laïnh Th.S. Leâ Anh Ñöùc - Boä moân Maùy sau thu hoaïch vaø cheá bieán SUMMARY Using agricultural discarded stuffs as fire fuel is problem which has been paid attention to and encouraged by the Government because we can change agricultural wastes into useful energy for drying agro-products and reduce environmental pollution caused by discarding the wastes into either rivers, ponds, lakes or firing outdoors. Therefore, we manufactured and tested the tobacco dryers with separate husk used as fuel, then analyzed economically research results according to three standards of valuation of NPV, IRR and PBP in order to bring out reasonable valuations for this application. Through tested results, these things are drawn out as follows: using separate hush as fuel is fully acceptable to ensure tobacco quality after drying; Cost of drying is lower than that of drying tobacco by fire wood or coal. However, we affirm that using husk as fuel for drying tobacco is only useful when groups of dryers are near to mills. 1. ÑAËT VAÁN ÑEÀ Vieäc söû duïng pheá thaûi noâng nghieäp ñeå laøm nhieân lieäu ñoát laø vaán ñeà ñöôïc nhaø nöôùc ta quan taâm vaø khuyeán khích vì chuùng ta ñaõ bieán chaát thaûi noâng nghieäp thaønh naêng löôïng söû duïng cho saáy noâng saûn, ngoaøi ra coøn giaûm thieåu naïn oâ nhieãm moâi tröôøng do nhöõng chaát thaûi naøy bò ñoå boû xuoáng soâng, ao, hoà hoaëc ñoát ngoaøi trôøi. Tuy nhieân vieäc söû duïng chaát thaûi noâng nghieäp (voû traáu, voû caø pheâ, voû haït ñieàu, ) sao cho coù hieäu quaû laø vieäc chuùng ta phaûi xem xeùt, caân nhaéc. Do ñoù chuùng toâi ñaõ cheá taïo vaø khaûo nghieäm loø saáy thuoác laù duøng nhieân lieäu ñoát laø traáu rôøi, sau ñoù phaân tích kinh teá baèng 3 tieâu chuaån thaåm ñònh NPV, IRR vaø PBP ñeå coù nhöõng ñaùnh giaù hôïp lyù cho vieäc öùng duïng naøy. 2. NOÄI DUNG, PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU THÖÏC NGHIEÄM 2.1. Noäi dung nghieân cöùu: - Tính toaùn, thieát keá, cheá taïo loø ñoát traáu söû duïng cho loø saáy thuoác laù 5x6m vôùi moät boä trao ñoåi nhieät, hoaït ñoäng theo nguyeân taéc ñoái löu töï nhieân. - Khaûo nghieäm so saùnh hieäu quaû cuûa loø ñoát traáu vaø loø ñoát duøng than hieän coù. - Tính toaùn hieäu quaû kinh teá. 2.2ø. Phöông phaùp nghieân cöùu thöïc nghieäm: Tieán haønh khaûo nghieäm treân ba boä vò cuûa caây thuoác laù (boä X, C, B). Moãi boä vò thöïc hieän 3 meû thí nghieäm vaø 3 meû ñoái chöùng, toång coäng laø 18 thí nghieäm. Ñeå thí nghieäm ñöôïc chính xaùc, chuùng toâi tieán haønh saáy thí nghieäm cuøng thôøi ñieåm. 1
2.3. Phöông phaùp ño ñaïc thöïc nghieäm: Theo ñuùng caùc tieâu chuaån veà kyõ thuaät ño löôøng. Caùc soá lieäu ñöôïc ño tröïc tieáp: khoái löôïng than, khoái löôïng traáu, phaân loaïi vaø caân thuoác laù sau saáy, ño nhieät ñoä, vaän toác doøng khí trong buoàng saáy, Caùc thoâng soá coøn laïi ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc hay tra baûng. 2.4. Phöông phaùp xöû lyù soá lieäu: AÙp duïng phöông phaùp khöû sai soá thoâ cuûa Aknazarova khi thöïc hieän thí nghieäm nhaän thoâng tin ñeå loaïi boû nhöõng sai soá thoâ. So saùnh caùc soá trung bình theo phöông phaùp giôùi haïn sai khaùc nhoû nhaát (LSD - Least Significant Difference). 2.5. Phöông phaùp tính hieäu quaû kinh teá: * NPV (Net Present Value - Hieän giaù thuaàn): NPV = n (Bi Ci ) i i= 1 (1 + r) B i : doøng tieàn teä thu naêm i; C i : doøng tieàn teä chi naêm i; N : soá naêm maø ñoái töôïng hoaït ñoäng; r : suaát chieát khaáu. (B i C i ) : laõi roøng cuûa ñoái töôïng. Neáu NPV > 0 ñöôïc xem laø coù hieäu quaû. Neáu NPV = 0 vaø NPV < 0: khoâng coù hieäu quaû vaø khoâng ñöôïc chaáp nhaän. Tröôøng hôïp so saùnh nhieàu ñoái töôïng khaùc nhau thì ñoái töôïng naøo coù NPV cao hôn thì seõ coù hieäu quaû kinh teá cao hôn. * IRR (Internal Rate of Return - Xuaát noäi hoaøn): laø möùc laõi suaát cao nhaát maø ñoái töôïng seõ traû cho ngöôøi ñaàu tö söû duïng noù: f(x) = n (Bi Ci ) i i= 1 (1 + x) Khi f(x) = 0 thì x = IRR. f(x) laø haøm soá vôùi baäc muõ n seõ ñöôïc giaûi baèng phaàn meàm Excel ôû haøm Financial. IRR caøng lôùn ñoái töôïng caøng coù hieäu quaû. * PBP (Pay-back period - Thôøi gian hoaøn voán): thôøi gian hoaøn voán ñaàu tö vaøo ñoái töôïng ñöôïc thu hoài trôû laïi cho ngöôøi ñaàu tö thoâng qua laõi roøng vaø khaáu hao. Coâng thöùc tính theo phöông phaùp tröø daàn. K i = i-1 (1+r) i = K i - P i Khi i 0 thì i PBP K i : soá voán ñaàu tö coøn laïi quy veà naêm i ñeå thu hoài; i : soá voán ñaàu tö coøn laïi sau khi ñaõ thu hoài naêm thöù i. P i : laõi roøng coâng khaáu hao ôû naêm thöù i; r : suaát chieát khaáu. Thôøi gian hoaøn voán PBP caøng nhoû hieäu quaû caøng cao. 2
3. KEÁT QUAÛ NGHIEÂN CÖÙU 3.1. Moät soá keát quaû tính toaùn thieát keá loø ñoát söû duïng traáu laøm nhieân lieäu ñoát: - Kích thöôùc ghi loø: daøi x roäng : 1 m x 0,6 m. - Theå tích buoàng ñoát: 0,441 m 3. - Vaät lieäu cheá taïo buoàng ñoát: gaïch chòu löûa, beà daøy vaùch 20 cm - Loø ñoát hình truï, naèm ngang, boá trí ghi loø vaø caùc kích thöôùc cuûa buoàng ñoát nhö hình 1. - Chieàu daøi boä trao ñoåi nhieät (ñöôøng oáng): 19,7 m. - Chieàu cao oáng khoùi: 5 m. Quaù trình saáy thuoác laù traûi qua 4 giai ñoaïn chính, trong moãi giai ñoaïn coù ñaëc ñieåm rieâng neân trong quaù trình tính toaùn chi phí nhieân lieäu vaø nhieät, chuùng toâi tieán haønh tính rieâng töøng giai ñoaïn, coøn giai ñoaïn 4 laø giai ñoaïn hoài aåm do vaäy khoâng tính toaùn nhieät. Keát quaû tính toaùn löôïng nhieät tieâu hao cho khoái khoâng khí ñöôïc ñoát noùng, löôïng nhieät maát maùt qua vaùch, qua noùc vaø neàn, löôïng nhieät ñeå nung noùng vaät aåm, löôïng nhieät do saûn phaåm chaùy mang ñi, nhieät maát maùt do chaùy khoâng hoaøn toaøn hoùa hoïc, löôïng nhieät maát maùt do chaùy khoâng hoaøn toaøn cô hoïc, vôùi nhieät trò thaáp cuûa traáu laø 11 MJ/kg, chuùng toâi tính ñöôïc löôïng nhieân lieäu tieâu thuï cho moãi giai ñoaïn nhö sau: - Giai ñoaïn 1: + Löôïng nhieân lieäu tieâu hao trong moät giôø: 3,46 kg/h + Löôïng nhieân lieäu cho caû giai ñoaïn: 103,8 kg. - Giai ñoaïn 2: + Löôïng nhieân lieäu tieâu hao trong moät giôø: 42,76 kg/h + Löôïng nhieân lieäu cho caû giai ñoaïn: 1496,5 kg. - Giai ñoaïn 3: + Löôïng nhieân lieäu tieâu hao trong moät giôø: 26,92 kg/h + Löôïng nhieân lieäu cho caû giai ñoaïn: 1615,4 kg. 100 400 900 300 100 500 1000 1600 R185 400 550 2000 60 1000 Hình 1: Loø ñoát traáu duøng cho loø saáy thuoác laù 3.2. Keát quaû thöïc nghieäm so saùnh: a) Ñoái töôïng tham gia khaûo nghieäm: - Loø thí nghieäm: loø ñoát traáu, 1 buoàng ñoát, 1 boä trao ñoåi nhieät, ñoái löu töï nhieân khoâng khí saáy. - Loø ñoái chöùng: loø ñoát than toå ong, 2 buoàng ñoát, 2 boä trao ñoåi nhieät, ñoái löu töï nhieân khoâng khí saáy b) Keát quaû khaûo nghieäm so saùnh chi phí naêng löôïng vaø chi phí saáy: 3
Baûng 1: Keát quaû tieâu thuï nhieân lieäu vaø chi phí naêng löôïng cho saáy giöõa caùc laàn thí nghieäm Vò boä Loaïi loø treân caây Loø thí nghieäm X Loø ñoái chöùng Loø thí nghieäm C Loø ñoái chöùng Loø thí nghieäm B Loø ñoái chöùng Traáu tieâu thuï (kg) Than tieâu thuï (kg) Thuoác khoâ (kg) Ñôn giaù (ñ/kg) 3215 530 1820 3250 540 1806 3210 534 1803 2360 531 2667 2370 545 2609 2353 533 2649 3306 562 1765 3290 535 1845 3312 558 1781 2413 561 2581 2405 565 2554 2407 558 2588 3285 516 1910 3285 520 1895 3296 527 1876 2379 515 2772 2382 530 2697 2392 528 2718 Trung bình (ñ/kg) 1810 2642 1797 2574 1894 2729 Nhaän xeùt: qua baûng 1 ta thaáy chi phí naêng löôïng khi söû duïng loaïi loø thí nghieäm lôùn hôn so vôùi loø ñoái chöùng. Tuy nhieân, chi phí saáy cho 1 kg laù thuoác khoâ khi söû duïng loaïi loø thí nghieäm thaáp hôn nhieàu so vôùi loø ñoái chöùng. c) Keát quaû phaân loaïi chaát löôïng laù thuoác sau khi saáy ôû loø thí nghieäm vaø loø ñoái chöùng nhö sau: - Chaát löôïng thuoác laù khoâ ñaït loaïi 1 vaø 2 cuûa vò boä B ôû loø thí nghieäm thaáp hôn loø ñoái chöùng nhöng vaãn ñaûm baûo yeâu caàu cuûa nhaø saûn xuaát. - Chaát löôïng thuoác laù khoâ ñaït loaïi 1 vaø 2 cuûa vò boä X vaø C ôû hai loø laø nhö nhau. 3.3. Tính toaùn hieäu quaû kinh teá: * Chi phí ñaàu tö boä trao ñoåi nhieät: - Boä trao ñoåi nhieät ñoát traáu: 11.000.000 ñoàng - Boä trao ñoåi nhieät ñoát than toå ong: 14.000.000 ñoàng Boä trao ñoåi nhieät söû duïng khoaûng 4 naêm vaø 1 naêm saáy trung bình 12 meû. * Chi phí veà nhieân lieäu ñoát moät meû: ôùi giaù than toå ong 620 ñoàng/kg vaø giaù traáu 300 ñoàng/kg: - Loø ñoát traáu: 981.600 ñoàng - Loø ñoát than toå ong: 1.478.400 ñoàng * Ñaùnh giaù hieäu quaû: - Loaïi vaùch laø vaùch gaïch coù thôøi gian söû duïng 10 naêm neân choïn n = 10. - Suaát chieát khaáu: laõi suaát vay ngaân haøng ñeå ñaàu tö loø saáy thuoác laù: 1,2%/thaùng hay 14,4% naêm. 4
- Xaùc ñònh doøng tieàn teä thu B i : Vôùi caùc loaïi boä trao ñoåi nhieät khaùc nhau, saûn löôïng vaø chaát löôïng thuoác laù saáy khoâ coù söï thay ñoåi, do ñoù B i giöõa caùc loaïi boä trao ñoåi nhieät thay ñoåi nhöng trong cuøng 1 loaïi caùc naêm i khoâng thay ñoåi. Chaát löôïng laù thuoác khoâ sau khi saáy chia laøm 4 loaïi vôùi giaù caû töøng loaïi nhö sau: loaïi 1: 19.000 ñoàng/kg; loaïi 2: 16.000 ñoàng/kg; loaïi 3: 10.000 ñoàng/kg; loaïi 4: 8.000 ñoàng/kg. Töø keát quaû saáy khaûo nghieäm vaø phaân loaïi laù thuoác sau khi saáy, doanh thu saûn phaåm nhö sau: + Loø ñoát traáu: 7.361.083 ñoàng/meû. + Loø ñoát than toå ong: 7.297.516 ñoàng/meû. - Xaùc ñònh doøng tieàn teä chi: goàm chi phí ñaàu tö ban ñaàu (chi phí cheá taïo boä trao ñoåi nhieät, chi phí xaây döïng vaùch, giaøn gaùc thuoác, saøo gaùc thuoác) vaø chi phí saûn xuaát haøng naêm (chi phí nguyeân lieäu laù thuoác töôi ñaàu vaøo, chi phí nhieân lieäu ñoát, chi phí coâng lao ñoäng) Baûng 2: Chi phí ñaàu tö vaø chi phí saûn xuaát boä trao ñoåi nhieät loø ñoát traáu Naêm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Boä trao ñoåi nhieät vaø loø ñoát traáu Chi xaây vaùch 6800 Chi ñaàu tö khaùc 5500 5500 Boä trao ñoåi nhieät 4200 4200 4200 Thuoác töôi 51072 51072 51072 51072 51072 51072 51072 51072 51072 51072 Lao ñoäng 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 Nhieân lieäu 11779 11779 11779 11779 11779 11779 11779 11779 11779 11779 Coäng 16500 64651 64651 64651 68851 70151 64651 64651 68851 64651 64651 Boä trao ñoåi nhieät vaø loø ñoát than ñaù Chi xaây vaùch 6800 Chi ñaàu tö khaùc 5500 5500 Boä trao ñoåi nhieät 7200 7200 7200 Thuoác töôi 51072 51072 51072 51072 51072 51072 51072 51072 51072 51072 Lao ñoäng 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 Nhieân lieäu 17741 17741 17741 17741 17741 17741 17741 17741 17741 17741 Coäng 19500 70613 70613 70613 77813 76113 70613 70613 77813 70613 70613 Baûng 3: Doøng tieàn teä thu chi cuûa caùc loaïi boä trao ñoåi nhieät Naêm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Boä trao ñoåi nhieät vaø loø ñoát traáu Thu (B i ) 88332 88332 88332 88332 88332 88332 88332 88332 88332 88332 5
Chi 16500 64651 64651 64651 68851 70151 64651 64651 68851 64651 64651 B i - C i -16500 23681 23681 23681 19481 18181 23681 23681 19481 23681 23681 Boä trao ñoåi nhieät vaø loø ñoát than ñaù Thu (B i ) 87570 87570 87570 87570 87570 87570 87570 87570 87570 87570 Chi 19500 70613 70613 70613 77813 76113 70613 70613 77813 70613 70613 B i - C i -19500 16957 16957 16957 9757 11457 16957 16957 9757 16957 16957 Töø baûng 2 vaø 3 xaùc ñònh ñöôïc thôøi gian hoaøn voán (PBP) nhö baûng 4. Baûng 4: Xaùc ñònh thôøi gian hoaøn voán Boä trao ñoåi nhieät vaø loø ñoát traáu Boä trao ñoåi nhieät vaø loø ñoát than ñaù Voán ñaàu tö coá ñònh 16500 19500 Voán löu ñoäng 6369 7363 Toång voán ñaàu tö 22869 26863 Lôïi nhuaän + khaáu hao 23681 16957 Thôøi gian hoaøn voán: + Theo naêm 0,97 1,58 + Theo thaùng 11,59 19,01 Töø baûng 3 vaø doøng thôøi gian 10, söû duïng haøm Financial cuûa Excel (choïn Insert - Function - Financial) ta tính ñöôïc hieäu quaû kinh teá cuûa hai loaïi boä trao ñoåi nhieät nhö sau: Baûng 5: Hieäu quaû kinh teá cuûa hai loaïi boä trao ñoåi nhieät Chæ tieâu Loaïi boä trao ñoåi nhieät Boä trao ñoåi nhieät loø ñoát traáu Boä trao ñoåi nhieät loø ñoát than toå ong NPV 86038 50805 IRR 142 83 PBP (thaùng) 11,6 19 Baûng 5 cho thaáy boä trao ñoåi nhieät loø ñoát traáu coù hieäu quaû kinh teá cao hôn boä trao ñoåi nhieät loø ñoát than ñaù vì coù NPV vaø IRR cao hôn. Ngoaøi ra chæ tieâu PBP nhoû hôn cho thaáy thôøi gian thu hoài voán ngaén. 4. KEÁT LUAÄN Töø keát quaû khaûo nghieäm cho thaáy: duøng nhieân lieäu laø traáu rôøi ñeå saáy thuoác laù laø hoaøn toaøn ñöôïc, baûo ñaûm chaát löôïng thuoác laù sau saáy. Chi phí saáy thaáp hôn khi duøng nhieân lieäu saáy laø cuûi hay than. Tuy nhieân chuùng toâi cuõng khaúng ñònh raèng vieäc söû duïng traáu laø nhieân lieäu cho caùc loø saáy thuoác laù chæ coù lôïi khi caùc cuïm loø saáy thuoác laù gaàn nhaø maùy xay xaùt luùa gaïo; theâm nöõa phaûi caån thaän khi baûo quaûn traáu rôøi laøm nhieân lieäu ñoát cho loø saáy thuoác laù (troïng löôïng rieâng cuûa traáu nhoû, deã gaây hoûa hoaïn). 6
Vaäy vieäc duøng traáu hay caùc pheá phaåm khaùc nhö voû caø pheâ, haït ñieàu, chæ thích hôïp vaø hieäu quaû trong vieäc saáy thuoác laù khi caùc ñieàu kieän thuaän lôïi treân ñöôïc thoûa maõn. Hình 2: Loø ñoát traáu Hình 3: Loø saáy thuoác laù duøng nhieân lieäu traáu TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 1. Nguyeãn Hay, 1998. Nghieân cöùu kyõ thuaät loø saáy ñoái löu töï nhieân nhaèm taêng chaát löôïng sô cheá thuoác laù - Luaän vaên tieán só kyõ thuaät - Tröôøng Ñaïi hoïc Noâng laâm Thaønh phoá Hoà Chí Minh. 2. Phan Hieáu Hieàn, 2001. Phöông phaùp boá trí thí nghieäm vaø xöû lyù soá lieäu (Thoáng keâ thöïc nghieäm). Nhaø xuaát baûn Noâng nghieäp Thaønh phoá Hoà Chí Minh. 3. Traàn Vaên Phuù, 2002. Tính toaùn vaø thieát keá heä thoáng saáy. Nhaø xuaát baûn Giaùo Duïc. 7