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 nông nghiệp, trong đó có hai vùng đồng bằng phì nhiêu đó là vùng đồng bằng
sông 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 nông 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 nông nghiệp, đặc biệt là sản xuất lúa
gạo, đã giúp Việt Nam là nước thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo. Ngoài ra còn
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 nông sản còn 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 ngô ... Ước tính tổng số sản phẩm trong nông nghiệp tạo ra
là trên 50 triệu tấn trong đó phế phẩm nông nghiệp chiếm khoảng 10 triệu tấn. Đây
chính là một trong những nguồn thải gây ô nhiễm môi trường đang được công chúng

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 phòng thí nghiệm khoa môi trường và khoa xây dựng
của Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh và ở nhiệt độ
phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công 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 nông nghiệp đó không 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 nông nghiệp và đặc biệt hơn còn 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.


lượng phế thải dư thừa trong quá trình chế biến các sản phẩm nông 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 nông sản thì các phụ, phế phẩm trong quá
trình chế biến các loại cây công 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 nông 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 môi 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 quá trình sản xuất nông sản, thực phẩm, để sản xuất phân hữu cơ vi
sinh, vật liệu xây dựng, thức ăn chăn nuôi, khí đốt...

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. Ngoài 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 không 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

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 công 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 nông dân cho đến những nhà nghiên cứu
đều có thể nêu được những công 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 quá trình đốt
và khoảng 25% còn lại chuyển thành tro (Theo Energy Efficiency Guide for Industry
in Asia). Chất hữu cơ chứa chủ yếu cellulose, lignin và Hemi - cellulose (90%),
ngoài 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


sinh vật không 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 sông, rạch.
Trấu trôi lềnh bềnh đi khắp nơi, chìm xuống đáy gây ô nhiễm nguồn nước. Tại đây,
trấu chỉ có công 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

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,
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

lúa mùa 8,7 triệu tấn (Nguồn Bộ Nông Nghiệp và phát triển Nông Thôn). Như vậy
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 sông 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 khô, 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

Thiết bị còn 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 Gò Công (Tiền Giang) có công 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, không có khói và khi cháy thì có mùi rất

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 lò thông 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 không 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 công nghiệp khác nhau, trong đó có ngành sản xuất tấm

lạnh, làm lớp kẹp ngăn nhiệt cho các loại cửa kính và cả trong kết cấu công 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 công 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 lò đốt công nghiệp.
Mặc dù vỏ trấu là phế phẩm nông nghiệp nhưng về mức độ nguy hiểm đến với
môi trường thì vỏ trấu không 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 thông tin
từ Tập đoàn Công 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
(ngoài 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 mòn thiết bị. Loại nhiên liệu

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, công nhân lại phải mở
cửa lò 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 công suất 1,5 tấn/giờ. Ngoài ra, do củi trấu khó cháy nên gây nhiều
bất lợi cho việc giữ nhiệt trong lò.
Nếu đầu tư cho mô 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 công nghiệp vì giá
trị kinh tế cạnh tranh và cả ích lợi về môi trường vì không 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 không thải ra khí SO 2
(nguyên nhân gây ra mưa acid và gây nguy hiểm cho đường hô 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 nông
nghiệp, thông qua một quá 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 nông nghiệp, thông qua
một quá 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 môi trường.
SVTH: Vũ Thị Bách

thậm chí có thể cung cấp gas cho các khu dân cư để đun nấu.
Theo tính toán, 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 hòa vốn
chưa đến 3 năm. Bên cạnh đó còn 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... lò khí hóa không chỉ sử dụng trấu làm
nguyên liệu mà còn 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 còn cho năng lượng lớn hơn cả trấu.
Tùy theo yêu cầu, nhà đầu tư có thể chỉ cần đầu tư lò khí hóa để cho ra khí nóng
(ví dụ như lò gạch, đốt nồi hơi...) hoặc đầu tư cả hệ thống để cho ra khí nguội và sạch
(ngành gốm sứ, thủy tinh...). Theo tính toán, 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 không thấm nước cao. Đây là vật liệu thích hợp với các

Tro của trấu sau khi đốt cháy có hơn 80% là silic oxyt. Ôxyt 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 công 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 còn 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 công 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 không còn 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 SiO2 có độ tinh khiết cao. Tại hội nghị hóa chất sạch
và công trình được tổ chức tại phân hiệu trường Đại học Maryland Park, nhóm
SVTH: Vũ Thị Bách
MSSV: 106111001

Trang 20



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 tông 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 công 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 điôxít từ quá trình đốt vỏ trấu để trộn vào xi măng; ở nước Anh, có
thể dùng tro bay được tạo ra từ quá 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 còn


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 khô 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 ngoài 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 ngoài
khi bóc hết lớp vỏ ngoài và vỏ giữa (gọi là các mắt dừa). Thông qua một trong các lỗ
này thì rễ mầm sẽ thò ra khi phôi 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

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 công mỹ nghệ.
Ngoài 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 tông thay thế đá. Nói về những ưu điểm của gáo dừa khi đưa vào sản xuất bê
tông 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 môi 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 còn 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 đôi 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".