Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả nêu
trong luận văn là trung thực phản ánh đúng thực nghiệm trong quá trình nghiên cứu và
chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào.Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
Học viên
Trịnh Thị Thu Hương
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Viện Đào tạo Sau đại học -
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, các thầy cô giáo, các cán bộ nhân viên trong Viện
Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã quan
tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu
tại trường.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS.Vũ Đức Thảo đã tận tình hướng dẫn,
giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn này.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới các thầy cô, các anh chị và các bạn phòng C5-10
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, đã giúp
đỡ tạo điều kiện để tôi hoàn thành tốt bản luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn giúp đỡ động viên
tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn.

Hà Nội, ngày 12 tháng 5 năm 2014
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
Học viên
Trịnh Thị Thu Hương
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương

2.3. Phương pháp tiến hành thực nghiệm 27
2.3.1. Nhiệt phân bã cà phê 27
2.3.2. Thí nghiệm gián đoạn theo mẻ 29
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
2.3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian 32
2.3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ 32
2.3.2.4. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất thải đến khả năng xử lý vật liệu 33
2.3.3. Thí nghiệm liên tục trên cột 34
2.4. Các phương pháp phân tích 34
2.4.1. Xác định độ màu 34
2.4.2. Xác định nhu cầu oxi hóa học COD 34
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36
3.2. Đánh giá sản phẩm than thu được 36
3.3. Thí nghiệm gián đoạn theo mẻ 38
3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của than 38
3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của than 40
3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ đến khả năng hấp phụ của than (tỷ lệ rắn/lỏng)
42
3.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất ô nhiễm đến khả năng hấp phụ của than 45
3.4. Thí nghiệm liên tục trên cột 50
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO 54
PHỤ LỤC 57
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
DANH MỤC VIẾT TẮT
CHDC
HĐBT
NN & PTNT

Hình 1.1: Sản lượng và diện tích trồng cà phê từ 2004 đến 2013 4
1.1.2. Một số loại cà phê đang được trồng ở Việt Nam 5
1.2. Tình hình xuất khẩu và tiêu thụ cà phê của Việt Nam 6
1.2.1. Tình hình xuất khẩu cà phê Việt Nam 6
Hình 1.2 : Thị trường xuất khẩu cà phê Việt Nam đến tháng 11 năm 2011[10] 7
1.2.2. Tình hình tiêu thụ cà phê 8
Hình 1. 3: Tổng sản lượng cà phê hòa tan của Việt Nam (tấn)[10] 9
Hình 1.4: Thị phần café hòa tan tại Việt Nam năm 2011 9
1.3. Quy trình sản xuất cà phê hòa tan 9
Hình 1.5: Sơ đồ quy trình sản xuất cà phê hòa tan 10
1.4. Giới thiệu về bã cà phê 12
1.4.1. Nguồn thải và tác động 12
1.4.2. Một số ứng dụng của bã cà phê 13
1.5. Tổng quan về công nghệ nhiệt phân 14
1.5.1. Cơ sở lý thuyết quá trình nhiệt phân 14
1.6. Cơ sở lý thuyết quá trình hấp phụ 18
1.6.1. Động học quá trình hấp phụ 18
1.7.1. Phương trình đẳng nhiệt Langmuir 21
1.7.2. Phương trình đẳng nhiệt Freundlich 23
Hình 1.8. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Tgα = 1/qmax =>qmax = 1/Tgα 23
Hình 1.9:. Sự phụ thuộc của Cf/q và Cf OM = 1/b.qmax 23
Hình 1.10: Đẳng nhiệt Frenundrich 24
CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 25
2.1. Mục tiêu, đối tượng, nội dung nghiên cứu 25
2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu 25
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu 25
2.1.3. Nội dung nghiên cứu 25
2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm 25

Hình 3.11 : Đường biểu diễn sự phụ thuộc của Cf/q vào Cf 48
Hình 3. 13: Sự phụ thuộc của Cf/q vào Cf 49
3.4. Thí nghiệm liên tục trên cột 50
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
Hình 3.14 : Khả năng hấp phụ màu trên hệ liên tục 51
Hình 3.15 :Khả năng hấp phụ COD trên hệ liên tục 52
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO 54
PHỤ LỤC 57
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CÁC HÌNH 6
DANH MỤC BẢNG BIỂU 8
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 3
1.1. Tổng quan về ngành cà phê Việt Nam 3
1.1.1. Tóm tắt quá trình phát triển sản xuất cà phê ở Việt Nam 3
Hình 1.1: Sản lượng và diện tích trồng cà phê từ 2004 đến 2013 4
1.1.2. Một số loại cà phê đang được trồng ở Việt Nam 5
1.2. Tình hình xuất khẩu và tiêu thụ cà phê của Việt Nam 6
1.2.1. Tình hình xuất khẩu cà phê Việt Nam 6
Hình 1.2 : Thị trường xuất khẩu cà phê Việt Nam đến tháng 11 năm 2011[10] 7
1.2.2. Tình hình tiêu thụ cà phê 8
Hình 1. 3: Tổng sản lượng cà phê hòa tan của Việt Nam (tấn)[10] 9
Hình 1.4: Thị phần café hòa tan tại Việt Nam năm 2011 9
1.3. Quy trình sản xuất cà phê hòa tan 9
Hình 1.5: Sơ đồ quy trình sản xuất cà phê hòa tan 10
1.4. Giới thiệu về bã cà phê 12
1.4.1. Nguồn thải và tác động 12
1.4.2. Một số ứng dụng của bã cà phê 13

2.4. Các phương pháp phân tích 34
2.4.1. Xác định độ màu 34
2.4.2. Xác định nhu cầu oxi hóa học COD 34
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36
3.2. Đánh giá sản phẩm than thu được 36
Bảng 3.3: Kết quả phân tích thành phần than bã cà phê 37
Hình 3.1: Bề mặt than bã cà phê được nhiệt phân ở 5000C (chụp SEM) 37
3.3. Thí nghiệm gián đoạn theo mẻ 38
3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của than 38
Hình 3.2: Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ màu của than bã cà phê 39
3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của than 40
Bảng 3.5: Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ màu và COD 41
Hình 3.5: Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ COD của than bã cà phê 42
3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ đến khả năng hấp phụ của than (tỷ lệ rắn/lỏng)
42
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
Bảng 3.6: Ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ đến khả năng hấp phụ màu 43
và COD trong nước thải 43
Hình 3.6: Ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ đến khả năng hấp phụ màu của 43
than bã cà phê 43
Hình 3.7: Ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ đến khả năng hấp phụ COD của than bã cà phê
44
3.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất ô nhiễm đến khả năng hấp phụ của than 45
Hình 3.9: Ảnh hưởng của nồng độ chất ô nhiễm đến khả năng hấp phụ COD 46
Hình 3.11 : Đường biểu diễn sự phụ thuộc của Cf/q vào Cf 48
Hình 3. 13: Sự phụ thuộc của Cf/q vào Cf 49
3.4. Thí nghiệm liên tục trên cột 50
Bảng 3.10: Kết quả hấp phụ màu của than bã cà phê 50
ở thí nghiệm hấp phụ liên tục trên cột 50

Theo một số nghiên cứu hàm lượng cacbon trong bã cà phê khá lớn, khoảng 53,8%.
Với những lợi thế nêu trên đề tài: “ Nghiên cứu khả năng hấp phụ của than bã cà
phê đối với một số chất ô nhiễm trong môi trường nước” được thực hiện nhằm
mục đích khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu than chế tạo từ bã cà phê đối với
chất ô nhiễm trong môi trường nước.
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
1
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
Mục đích của đề tài
- Nhiệt phân thiếu khí bã cà phê tạo than bã cà phê
- Nghiên cứu khả năng hấp phụ của than bã cà phê với 2 chỉ tiêu là độ màu và
COD
• Đối tượng nghiên cứu
- Bã cà phê của công nghiệp sản xuất cà phê hòa tan tại Công ty Vinacafe Biên
Hòa
- Than bã cà phê được nhiệt phân thiếu khí ở 500
o
C
- Phẩm nhuộm nguyên chất loại trực tiếp Direct red 23 được mua tại công ty
Tân Hồng Phát, số 92 phố Cửa Bắc, Ba Đình, Hà Nội.
• Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Nghiên cứu loại vật liệu mới có khả năng xử lý môi trường
- Tìm ra nguồn nguyên liệu hấp phụ sẵn có, rẻ tiền và thân thiện với môi
trường
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
2
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về ngành cà phê Việt Nam
1.1.1. Tóm tắt quá trình phát triển sản xuất cà phê ở Việt Nam

Sau 20 năm (từ 1980 - 2000) tổng diện tích cây cà phê đã lên đến 516,7 nghìn
ha, chiếm 4,14% tổng diện tích cây trồng của Việt Nam, đứng thứ 3 chỉ sau lúa
(61,4%) và ngô (5,7%). Đến năm 2011 diện tích trồng cây cà phê trên cả nước đạt
570,9 nghìn ha và đến năm 2012 diện tích trồng cà phê trên cả nước là khoảng 615
nghìn ha. Theo số liệu ước tính của Sở NN&PTNT, Bộ NN&PTNT, diện tích trồng
cà phê nước ta năm 2013 vào khoảng 633.295 ha, tăng 3% so với năm 2012 (năm
2012 là 616.407 ha) và tăng 11% so với năm 2011 (571.000 ha). [2]
Cùng với sự gia tăng diện tích đất trồng sản lượng cà phê hàng năm của Việt
Nam cũng ngày một tăng cao. Theo số liệu thống kê của FAS USDA những năm
gần đây sản lượng cà phê Việt Nam có sự tăng trưởng nhanh chóng. Năm 2004 sản
lượng cà phê đạt 836 nghìn tấn, đến năm 2011 đã tăng lên 1560 nghìn tấn, năm
2013 sản lượng cà pheecar nước đạt 1740 nghìn tấn tăng 9% so với năm 2012.
Nguồn: Tổng cục thống kê, Bộ NN&PTNT, Dự báo của FAS USDA
Hình 1.1: Sản lượng và diện tích trồng cà phê từ 2004 đến 2013
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
4
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
Từ sau năm 1975 cà phê Việt Nam phát triển theo hướng hàng hóa. Tuy nhiên từ
những năm 90 trở lại đây, sau gần 2 thập niên phát triển cà phê Việt Nam đã vươn
lên và trở thành nước xuất khẩu cà phê thứ 2 thế giới.
Cùng với việc ngày càng mở rộng diện tích năng suất, sản lượng cà phê cũng
ngày một nâng cao. Những năm gần đây năng suất cà phê Việt Nam cao hơn năng
suất cà phê thế giới khoản 2,5 lần.
1.1.2. Một số loại cà phê đang được trồng ở Việt Nam
Hiện nay ở Việt Nam có 3 loại cà phê là: Arabica, Robusta, Cheri
Arabica: thường được gọi với các tên cà phê chè. Đây là loại có giá trị cao nhất
trong các giống cà phê. Nhưng được trồng hạn chế vì dễ bị sâu bệnh, ưa thích độ
cao, khí hậu mát mẻ, mưa nhiều. Cà phê Arabica ưa sống ở vùng núi cao, người ta
thường trồng nó ở độ cao từ 1000 – 1500m. Cây có tán lớn, màu xanh đậm, lá hình
oval. Cây cà phê trưởng thành có thể cao từ 4- 6m nếu để mọc hoang dã có thể cao

Sau khi Việt Nam gia nhập WTO (World Trade Organization) tổ chức
thương mại thế giới năm 2007, nền kinh tế bước vào một giai đoạn phát triển mới.
Trong đó lĩnh vực xuất khẩu cà phê cũng chuyển sang một bước ngoặc lớn. Đến
năm 2011, kim ngạch xuất khẩu cà phê đạt hơn 2,7 tỷ USD, tăng hơn so với năm
2010 khoảng 45,4%. Xuất khẩu cà phê đem lại nguồn thu ngoại hối đứng thứ hai
cho quốc gia (trong lĩnh vực xuất khẩu nông nghiệp), chỉ đứng sau gạo. Sản phẩm
cà phê Việt Nam đã bán được trên nhiều quốc gia trên thế giới. Bên cạnh các thị
trường tiêu thụ lớn như châu Âu, châu Mỹ,… cà phê còn được xuất khẩu sang các
nước Nam Mỹ, Trung Đông
Cà phê Việt Nam cũng là nguồn nguyên liệu chủ yếu của nhiều hãng sản
xuất cà phê lớn trên thế giới, đáng chú ý có tập đoàn Nestle’, Nestle’ là một trong
những khách hàng lớn nhất của cà phê Việt Nam, mỗi năm hãng này tiêu thụ
khoảng 20 – 25% trong tổng lượng cà phê xuất khẩu của Việt Nam.
1.2.1.2. Thị trường xuất khẩu
Ngành xuất khẩu cà phê nước ta có trên 140 doanh nghiệp xuất khẩu, với 4
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
6
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
doanh nghiệp hàng đầu là TCT Cà phê Việt Nam, Cà phê 2/9, XNK Intimex, và Tập
đoàn Thái Hòa.
Hiện nay, cà phê Việt Nam đã có mặt tại hơn 75 quốc gia trên thế giới, thị
phần đạt 12% sản lượng thế giới (số liệu năm 2010, nguồn ICO). Những thị trường
nhập khẩu cà phê chủ yếu của Việt Nam là Hoa Kỳ, Đức, Bỉ, Italia, Tây Ban Nha,
Nhật Bản, Anh, Hàn Quốc, Hà Lan, Nga… 10 quốc gia trên chiếm tỷ trọng gần 60%
tổng giá trị xuất khẩu mặt hàng cà phê. Cà phê Việt Nam cũng là nguồn nguyên liệu
chủ yếu của nhiều hãng sản xuất cà phê lớn trên thế giới, đáng chú ý có tập đoàn
Nestle’, Nestle’ là một trong những khách hàng lớn nhất, mỗi năm hãng này tiêu thụ
khoảng 20% - 25% trong tổng lượng cà phê xuất khẩu của Việt Nam. [10]
(Nguồn: Số liệu của Bộ NN&PTNT Việt Nam)
Hình 1.2 : Thị trường xuất khẩu cà phê Việt Nam đến tháng 11 năm 2011[10]

bình quân đàu người tăng và sản phẩm ngày càng được giới trẻ ưa chuộng nhờ đặc
tính tiện lợi, phù hợp với nhịp sống đô thị hóa.
Theo số liệu của Tổ chức cà phê Quốc tế (ICO) tiêu thụ cà phê của Việt Nam
tăng trưởng 31% trong năm 2010, đạt 1,583 triệu bao trong đó cà phê hòa tan chiếm
38,5% tổng lượng tiêu thụ, cà phê rang xay chiếm khoảng 61,5%. [10]
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
8
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
Hình 1. 3: Tổng sản lượng cà phê hòa tan của Việt Nam (tấn)[10]
(Nguồn: Bộ NN và PTNT )
Tính cho đến thời điểm hiện nay, thị trường cà phê hòa tan của Vệt Nam
gồm 3 gương mặt tiêu biểu đó là: Vinacafe (Công ty cổ phần Cà phê Biên Hòa –
Vinacafe); Nescafe (Nestle’ – Thụy Sĩ) và G7 ( Công ty Trung Nguyên).
Hình 1.4: Thị phần café hòa tan tại Việt Nam năm 2011
(Nguồn: AC Nielsen_ Công ty nghiên cứu thị trường toàn cầu)
1.3. Quy trình sản xuất cà phê hòa tan
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
9
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương

Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
Hình 1.5: Sơ đồ quy trình sản xuất cà phê hòa tan
10
Nguyên liệu
(cà phê nhân)
Rang
Nghiền
Cô đặc
Sấy phun
Trích Ly

hòa tan sẽ tan vào nước và được tách ra để đưa tiếp vào giai đoạn sau.
 Sấy phun: Quá trình sấy cô đặc nhằm tách nước để thu hồi sản phẩm dạng bột. Tác
nhân sấy là không khí sạch nóng Sản phẩm cà phê hòa tan thường có độ ẩm từ 2 -5
%.
Quá trình sấy phun gồm 3 giai đoạn cơ bản:
- Giai đoạn phun sương: chuyển nguyên liệu cần sấy thành dạng sương mù nhờ cấu
trúc phun sương trong thiết bị sấy phun.
- Giai đoạn trộn mẫu (dạng sương) với không khí nóng để tách ẩm ra khỏi nguyên
liệu. thời gian tách ẩm diễn ra từ vài giây đến hai chục giây.
- Giai đoạn thu hồi sản phẩm sau sấy từ dòng không khí thoát: Người ta có thể thu
hồi sản phẩm bằng hệ thống cyclone.
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
11
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
 Phối trộn: Mục đích quá trình phối trộn nhằm bổ sung các nguyên liệu phụ như
đường, sữa bột, các loại bột kem … vào bột cà phê nhằm cải thiện giá trị cảm quan
của sản phẩm.
 Bao gói: Các điều kiện môi trường có ảnh hưởng đến chất lượng cũng như thời gian
bảo quản sản phẩm. Nếu bao gói trong điều kiện bình thường thì oxy không khí, hơi
nước, vi sinh vật có thể đi vào sản phẩm làm thất thoát các cấu tử hương ra môi
trường, giảm chất lượng mùi, vị của cà phê. Vì vậy quá trình đóng gói thường có
nạp khí Nitơ, CO
2
, … để bột cà phê khỏi bị oxy hóa, các chất dầu không bị ôi, vi
sinh vật khó xâm nhập.
Cà phê hòa tan có thể bảo quản 18 tháng nếu trong bao bì: độ ẩm thấp hơ 4 -5%,
oxy thấp hơn 4%.
Việt Nam hiện có 5 doanh nghiệp sản xuất cà phê hòa tan công suất khoảng
35000 – 40 000 tấn, tương đương 100 000 tấn cà phê nhân (chiếm khoảng 5% sản
lượng cà phê nhân hàng năm). Theo một số nghiên cứu quá trình trích ly cà phê

không chỉ ảnh hưởng tới mỹ quan môi trường trong vùng mà hệ sinh thái, sức khỏe
cộng đồng cũng bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Một bài học được rút ra từ Costa Rica
vào những năm 80, hai phần ba tổng lượng BOD của các con sông là do nước thải
cà phê thải ra, biến thành những con sông chết.
1.4.2. Một số ứng dụng của bã cà phê
Cà phê là một trong những loại đồ uống được tiêu thụ rộng rãi nhất trên thế giới.
Đời sống xã hội tăng cao dẫn đến nhu cầu tiêu thụ cà phê cũng ngày càng cao. Bã
cà phê là phần chất thải rắn thu được từ quá trình xử lý cà phê thô ở nhiệt độ cao để
chuẩn bị cho quá trình tạo cà phê bột. Hàng năm ngành công nghiệp sản xuất cà phê
thải ra khoảng 6 tỷ tấn bã cà phê (Tokimoto, Kawasaki, Nakamura, Akutagawa &
Tanada, 2005). Với một số lượng lớn được thải ra hàng năm như thế nên bã cà phê
đã trở thành nguồn vật liệu thích hợp nghiên cứu. Trên thế giới đã có 1 vài nghiên
cứu về tác dụng của bã cà phê như sử dụng làm nhiên liệu nồi hơi do nó có khả
năng sinh nhiệt cao khoảng 5000kcal/kg (Silva, Nebra & Sanchez, 1998), hay sử
dụng làm nguồn nguyên liệu chống oxy hóa (Yen, Wang, Chang & Duh, 2005).
Kondamudi, Mohapatra and Misra (2008) đã giải thích rằng bã cà phê có thể sử
dụng cho sản xuất dầu sinh học và làm chất đốt. Bã cà phê cũng được xem là chất
hấp phụ rẻ và sẵn có để loại bỏ các ion dương trong việc xử lý nước thải dệt nhuộm
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
13
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
(Franca, Oliveira & Ferreira, 2009).
Ở Việt Nam, bã cà phê đang là một trong những nguồn nguyên liệu tiềm
năng cho những hướng nghiên cứu mới của các khoa học như: Nghiên cứu khả
năng tách chiết dầu từ bã cà phê [4], nghiên cứu khả năng hấp phụ kim loại nặng
Cr
6+
và màu của nước thải dệt nhuộm bằng bã cà phê [12]. Ngoài ra bã cà phê còn
có tác dụng làm phân bón cho cây, khử mùi hôi giầy, tủ quần áo, làm đẹp da…
Trong đề tài này bã cà phê được tận dụng làm nguyên liệu cho quá trình nhiệt

Khi nhiệt lượng Q từ thiết bị truyền đến các lớp vật liệu làm cho nội năng
của pha khí và các hạt vật liệu rắn tăng lên. Trong quá trình tăng nội năng các phân
tử nước trong cấu trúc của vật liệu bắt đầu đi từ trong ra ngoài bề mặt làm xảy ra
quá trình thoát hơi ẩm tự do và hơi ẩm liên kết ra khỏi bề mặt hạt vật liệu rắn. Đồng
thời với các quá trình thoát hơi ẩm các nguyên tử C, H, O,… tại các nút mạng tinh
Lớp 12B QLTNMT Viện KH và CN Môi trường
14
Luận văn thạc sĩ kĩ thuật Trịnh Thị Thu Hương
thể trong cấu tạo của vật liệu sẽ trở nên linh động hơn, làm cho các liên kết cacbon
và cacbon, cacbon và hydro, cacbon và oxy hoặc các gốc tự do khác nếu có trở nên
yếu đi. Khi hạt chất rắn nhận một năng lượng đủ lớn, các liên kết trong phần tử hạt
rắn sẽ bị đứt gãy dẫn đến kết quả tạo thành các chất hữu cơ mà chủ yếu là các
hydrocacbon và aldehyt. Lượng và thành phần chất hữu cơ tạo thành phụ thuộc vào
nhiệt độ và thành phần cấu tạo bên trong của hạt vật liệu rắn. Các chất hữu cơ tạo
thành sẽ thoát ra khỏi hạt vật liệu rắn đi vào trong pha khí. Nghiên cứu của Goh và
cộng sự (1998) đã chỉ ra các chất hữu cơ bay hơi được giải phóng ở nhiệt độ khoảng
260
0
C hoặc theo nghiên cứu của Ryn và cộng sự (2001) là 300
0
C.
Khi các liên kết ban đầu của vật liệu bị đứt gãy, kích thước hạt vật liệu rắn sẽ
giảm dần đồng thời các liên kết mới cũng được tạo thành, tạo ra sản phẩm mới ở thể
rắn là than. Tốc độ tạo thành than cũng phụ thuộc vào nhiệt độ và thành phần cấu
tạo của vật liệu rắn.
Lúc này, ôxy tự do từ trong pha khí bao quanh bên ngoài hạt rắn khuếch tán
đến bề mặt của hạt vật liệu rắn, sẽ tiếp xúc với các nguyên tử cacbon của phần tử
than và tạo ra phản ứng cháy (phản ứng ôxy hoá khử), sinh ra năng lượng.Tốc độ
cháy của than được kiểm soát bởi sự khuếch tán của lớp phim khí hỗn hợp và tốc độ
phản ứng.