THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CAO SU THIÊN NHIÊN
SVR- CV60 NĂNG SUẤT 5000 TẤN/ NĂM


LỜI MỞ ĐẦU
Ngành công nghiệp cao su đã và đang có tìm năng phát triển ngày một
mạnh mẽ trên thị trường. Các sản phẩm làm từ cao su ngày một đa dạng
và hầu như có mặt trong mọi lĩnh vực từ sinh hoạt đến sản xuất. Đặc
biệt là ở Việt Nam cao su là mặt hàng xuất khẩu chủ lực cho giá trị xuất
khẩu cao. Không những vậy ngành cao su còn giúp giải quyết vấn đề
việc làm cho rất nhiều lao động. Đầu tư phát triển ngành cao su vừa
đem lại giá trị kính tế vừa mang đến giá trị cộng đồng. Các đồi trồng
cao su sẽ chống sói mòn rửa trôi đất, đem lại khí hậu mát mẽ. Đi cũng
với những giá trị to lớn mà ngành cao su mang lại chính là sức cạnh
tranh cực kỳ gay gắt trên thị trường. Để không bị tuột lại phía sau
ngành Việt Nam phải nghiên cứu và cải tiến không ngừng. Việc đầu tiên
chính là mở rộng các công ty, nhà máy chế biến cao su thiên với dây
chuyền công nghệ hiện đại. Cho ra được sản phẩm cao su sơ chế đạt
chất lượng cao, đủ sức cạnh tranh trên thị trường trong nước và thế
giới. Nhận thấy được sự cần thiết đó tôi đã quyết định chọn đề tài khóa
luận tốt nghiệp: “Thiết kế nhà máy chế biến cao su thiên nhiên SVR –
CV 60 với năng suất 5000 tấn/ năm”. Với mong muốn đóng góp một
phần sức cho nền kinh tế của ngành cao su nước nhà.


Khóa luận tốt nghiệp VLHC

3

CHƯƠNG 1.



4

Brazil là quốc gia xuất khẩu cao su đầu tiên vào thế kỷ thứ 19. Tạo nền tảng cho
sự phát triển ngành cao su trên thế giới. Các bang tự do ở Châu Phi trong những
năm Trong những 1900 là một nguồn cung cấp mủ cao su quan trọng. Ở Ấn Độ đồn
điền thương mại cao su thiên nhiên đầu tiên được thành lập vào năm 1902 tại
Thattekadu ở Kerala thực hiện bởi các chủ đồn điền người Anh. Tại Singapore, ông
Sir Henry Nicholas Ridley Giám đốc khoa học đầu tiên của Vườn Bách thảo
Singapore đưa ra kỹ thuật đầu tiên để khai thác mủ mà không gây thiệt hại cho cây
vào năm 1881-1911.
Ở Việt Nam vào năm 1897 các hạt cao su đã được nhân giống ra tại Bến Cát
Bình Dương bởi dược sĩ Yersin người Pháp. Sau đó đem một số hạt về Nha Trang
gieo trồng. Đến năm 1897- 1920 cây cao su được trồng thử nghiệm ở ngoại ô Sài
Gòn ( Thủ Dầu Một, Biên Hòa). Công ty cao su đầu tiên được thành lập là công ty
Suzannak ở Cầu Giây, Long Khánh, Đồng Nai.[1]

Hình 1.2: Đồn

điền cao su

Suzannak cũ.
(Nguồn:
wikimapia.org)

GVHD: Ts. Lê Quốc Bảo


Khóa luận tốt nghiệp VLHC



Khóa luận tốt nghiệp VLHC

6

1.1.2 Tình hình phát triển của ngành cao su
1.1.1.3 Tình hình phát triển trên thế giới
Từ năm 2010 sản lượng cao su thiên nhiên (CSTN) trên thế giới đã đạt trên 10 triệu
tấn/năm chiếm 40% tổng sản lượng cao su sử dụng.

Hình 1.3: Sự tăng trưởng sản lượng cao su trên thế giới.
(Nguồn: Natural rubber statistics 2012, Malaysia Rubber Board)
Tính đến cuối năm 2011 tổng diện tích CSTN trên thế giới đã đạt tới 11,84 triệu ha,
châu Á chiếm 92,42% tập trung chủ yếu vào các quốc gia thuộc ARNPC, châu Mỹ
5,14%, châu Mỹ La Tinh 2,5% và châu Phi 2,44%. Xét về năng suất khai thác dẫn
đầu là Ấn Độ với 1.771 nghìn kg/ha rồi đến Thái Lan và Việt Nam.
Hình 1.4: Diện tích cao su thiên nhiên trên thế giới năm 2011.

GVHD: Ts. Lê Quốc Bảo


Khóa luận tốt nghiệp VLHC

7

Dưới đây là sản lượng cao su thiên nhiên ở một số khu vực tiêu biểu trên thế giới:
Bảng 1.1: Sản lượng CSTN ở một số khu vực trên thế giới
( Nguồn: Rubber-foundation.org, The Freedonia Group, Inc.)
ĐVt: Nghìn tấn


0
46,3
12.45

• Canada và Mexico
• Trung Quốc

14
450

16
565

• Châu Á- Thái Bình Dương

5.721

6.994

0
18
548
8.840

0
20
600
10.98

• Mỹ La Tinh

Đến nay cao su được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: sản xuất vỏ ruột
xe, dây thun, keo dán, nệm, bong bóng, găng tay, thiết bị y tế… Nơi tiêu thụ CSTN
cao nhất chính là các nước thành viên ANRPC chiếm trên 50% tổng mức tiêu thụ
trên thế giới. Đứng đầu Trung Quốc với 3.603 nghìn tấn (2011) chiếm 33% so với
tiêu thụ trên thế giới, kế đến là Mỹ 1.029 nghìn tấn (2011) chiếm 9% và Ấn Độ 985
nghìn tấn (2011) chiếm 9%.[6]

Hình 1.5: Tiêu thụ CSTN của các nước năm 2011.
(Nguồn: NMCE- Natianal Multi Commodity Exchange, Natural rubber 20122013)

GVHD: Ts. Lê Quốc Bảo


Khóa luận tốt nghiệp VLHC

8

1.1.1.4 Tình hình phát triển ở Việt Nam
Từ năm 1900-1929 thực dân Pháp đã phát triển cây cao su. Vào cuối năm 1920
tổng diện tích cây cao su ở Việt Nam khoảng 7000 ha và có sản lượng là 3000 tấn/
năm. Theo cùng với sự phát triển ngành công nghiệp cao su thế giới tại Việt Nam
diện tích trồng cao su cũng nhanh chóng gia tăng. Tính đến năm 1945 diện tích
trồng cao su đã lên đến 138.000 ha với tổng sản lượng là 80.000 tấn/ năm. Sau khi
dành được độc lập chính phủ Việt Nam vẫn tiếp tục đầu tư phát triển ngành công
nghiệp cao su. Đến năm 1960-1975 đã có các tập đoàn lớn của Pháp đã đầu tư mạnh
vào trồng và khai thác mủ cao su ở miền Nam Việt Nam.
Năm 1977 theo quyết định của chính phủ Tổng công ty cao su Việt Nam trực
thuộc Bộ Nông Nghiệp để làm nhiệm vụ quản lý sản xuất kinh doanh cao su ở Miền
Đông Nam Bộ. Trên cơ sở sắp xếp lại các đồn điền cao su do Tư bản Pháp để lại và
các quốc doanh cao su thuộc các tỉnh miền Đông Nam Bộ. Trụ sở của Tổng Công ty


Hình 1.7: Sản lượng CSTN của 6 nước dẫn đầu năm 2017(nghìn tấn).
(Nguồn: Tapchicaosu.vn)

GVHD: Ts. Lê Quốc Bảo


Khóa luận tốt nghiệp VLHC

10

Trung Quốc là thị trường tiêu thụ cao su thiên nhiên lớn nhất của Việt Nam với
trên 60% tổng lượng cao su thiên nhiên xuất khẩu của Việt Nam. Như vậy, tỷ trọng
của thị trường này vượt xa so với tỷ trọng từ các thị trường tiêu thụ khác, đặc biệt,
lượng và kim ngạch xuất khẩu cao su tự nhiên của Việt Nam vào thị trường này
đang trong xu hướng tăng.
Hình 1.8: Cơ cấu thị trường nhập khẩu cao su từ Việt Nam, năm 2011.
(Nguồn: theo ABS)
Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, xuất khẩu cao su 9 tháng năm 2018
đạt 1,06 triệu tấn với giá trị 1,45 tỷ USD, tăng 19,9% về khối lượng nhưng giảm
10% về giá trị so với cùng kỳ năm 2017 [6].
1.2 Đặc điểm ngành cao su Việt Nam
1.1.3 Đặc điểm về tồ chức quản lý
Ngành cao su Việt Nam hiện nay có hai khối quản lý chính: khối quốc doanh và
khối tư nhân. Khối quốc doanh sẽ do các công ty trực thuộc Tập đoàn công nghiệp
cao su Việt Nam, các công ty do các đơn vị quân đội và địa phương quản lý. Còn
khối tư nhân sẽ do các công ty tư nhân và các nông hộ quản lý.
Hiện nay Tập đoàn công nghiệp cao su Việt Nam hiện đang quản lý 45,83% tổng
diện tích (220.000 ha) chiếm 70% sản lượng còn các đơn vị Quân đội và quốc
doanh địa phương hiện đang nắm giữ 65.090 ha tương đương với 13,56% diện tích


1.1.5 Đặc điểm về cấu trúc ngành
Ngành cao su bao gồm rất nhiều doanh nghiệp thuộc lĩnh vực nông nghiệp, công
nghiệp và dịch vụ khác nhau:
- Các doanh nghiệp trồng trọt, chăm sóc, khai thác và chế biến mủ cao su.
- Các đơn vị sự nghiệp: Viện nghiên cứu cao su, Báo cao su, Trung tâm y tế, Trường
Trung học Kỹ Thuật Nghiệp vụ Cao su.
- Các công ty sản xuất công nghiệp: Công ty sản xuất và kinh doanh dụng cụ thể
thao, Công ty cổ phần gỗ Thuận An.
- Các doanh nghiệp dịch vụ và phục vụ sản xuất như: Công ty xây dựng và tư vấn
đầu tư, Công ty cơ khí cao su, Công ty công nghiệp và xuất nhập khẩu cao su, Công
ty kho vận và dịch vụ, Công ty tài chính. [8]
1.3 Đặc điểm của cây cao su

Hình 1.10: Cao su mùa rụng lá Bình Long, Bình Phước.
(Nguồn: Đinh Thanh Hải photography)
1.1.6 Đặc điểm chung của cây cao su
Cây cao su là loại cây công nghiệp lâu năm thích hợp trồng nhất với khí hậu
nóng ẩm, ở nhiệt độ 25°C – 30°C là tốt nhất. Khi ở nhiệt độ dưới 15°C cây sống yếu
ớt và lượng mưa tối thiểu cần để trồng cây cao su phải đạt được 1500mm trong
năm. Thời gian kiến thiết cơ bản tính từ khi trồng cho đến khi khai thác trong
khoảng 6-8 năm, tùy từng loại đất và khí hậu ở mỗi vùng, như: vùng Đông Nam Bộ
chủ yếu là đất đỏ bazan thì thời gian kiến thiết cơ bản trung bình khoảng 6 năm, đối
với đất xám và đất đỏ bạc màu ở Duyên hải Miền Trung, Tây Nguyên thì thời gian

GVHD: Ts. Lê Quốc Bảo


Khóa luận tốt nghiệp VLHC



Hình 1.13: Các bộ phận của cây cao su.
(Nguồn: vi.wikipedia.org)
Ở Việt Nam cây cao su thông thường có chiều cao khoảng 20 mét, rễ ăn rất sâu
để giữ vững thân cây cũng như là để hấp thu chất dinh dưỡng và chống lại sự khô
hạn. Cây có vỏ nhẵn màu nâu nhạt. Lá thuộc dạng lá kép, mỗi năm rụng lá một lần (
thường vào khoảng cuối năm). Hoa thuộc loại hoa đơn, hoa đực bao quanh hoa cái
nhưng thường thụ phấn chéo, vì hoa đực chín sớm hơn hoa cái. Quả cao su là quả
nang có 3 mảnh vỏ ghép thành 3 buồng, mỗi nang một hạt hình cầu hay hình bầu
dục, đường kính 0,2 cm, có hàm lượng dầu đáng kể được dùng trong kỹ nghệ pha
sơn.
1.1.1.6

Đặc điểm sinh thái học

Cây phát triển tốt ở vùng nhiệt đới ẩm, có nhiệt độ trung bình từ 22°C đến 30°C
( tốt nhất ở 26°C đến 28°C), cần mưa nhiều (tốt nhất là 2.000 mm) nhưng không
chịu được sự úng nước và gió. Cây cao su có thể chịu được nắng hạn khoảng 4 đến
5 tháng, tuy nhiên năng suất mủ sẽ giảm. Cây chỉ sinh trưởng bằng hạt, hạt đem
ươm được cây non. Khi trồng cây được 5 tuổi có thể khai thác mủ và sẽ kéo dài
trong vài ba chục năm.

GVHD: Ts. Lê Quốc Bảo


Khóa luận tốt nghiệp VLHC

1.1.1.7

15

16

1.1.7 Phân loại và sơ chế mủ
Để chế biến cao su khối các loại nguồn nguyên liệu ban đầu của mủ cao su là mủ
nước (latex) và mủ tạp:
 Mủ nước: chiếm tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 85% sản lượng khai thác, là nguồn
nguyên liệu chính để sản xuất ra các sản phẩm tốt được thu nhận từ vườn cây về
nhà máy ở dạng lỏng tự nhiên. Mủ nước là mủ tốt nhất, thu trực tiếp trên thân
cây, mỗi ngày mủ nước được gom vào một giờ qui định. Để mủ không bị đông
trước khi đem về nhà máy, khi thu mủ người ta cho NH3 vào để chống đông
(hàm lượng kháng đông cần thiết chứa NH3 ( 0,003% – 0,1 %) tính trên cao su
khô), tránh sự oxi hóa làm chất lượng mủ nước kém đi.
 Mủ tạp (mủ thứ cấp): Bao gồm các loại mủ khác như mủ đất, mủ chén, mủ vỏ.
 Mủ chén: là mủ đông còn lại trong chén hứng mủ trên miệng cạo sau kì thu
hoạch mủ nước chính vụ.
 Mủ đất: là mủ bị rơi vải xuống đất trong lúc hứng chén mủ latex hoặc sau khi
đã thu hoạch mũ chính vụ và mủ chén.
 Mủ vỏ (mủ dây): là mủ còn dính trên vỏ cây hoặc dọc theo đường cạo trên thân
cây.
Mủ tạp nói chung rất bẩn lẫn nhiều đất, cát, các tạp chất và đã đông lại trước khi
đưa về nhà máy. Mủ tạp chiếm tỷ trọng từ 10-15% sản lượng khai thác,loại này
thường đa dạng lẫn nhiều tạp chất,có mùi hôi do thu gom,tàn trữ nhiều ngày,mủ bị
oxy hóa và enzym biến màu chỉ dùng làm nguyên liệu sản xuất các sản phẩm
SVR10,SVR20. Mủ tạp được chọn riêng theo sản phẩm, đựng trong giỏ hoặc túi
sạch. Thông thường ta phân loại riêng mủ chén, mủ dây, mủ vỏ không để lẫn lộn với
mủ đất. Mủ chén được chia làm nhiều hạng khác nhau, tùy theo kích thước màu sắc.
Mủ trắng, mủ bị sẫm màu do oxi hóa… [5]

GVHD: Ts. Lê Quốc Bảo


1.1.10 Tính chất cơ lý của cao su thiên nhiên

GVHD: Ts. Lê Quốc Bảo


Khóa luận tốt nghiệp VLHC

18

CSTN tại nhiệt độ thấp sẽ có cấu trúc tinh thể và đạt được trạng thái kết tinh
nhanh nhất ở -25°C, khi lên đến 40°C tinh thể sẽ nóng chảy. Cao su thiên nhiên tan
tốt trong các dung môi hữu cơ mạch thẳng, mạch vòng và CCl4 nhưng không tan
trong xeton và rượu.
Bảng 1.2: Bảng tính chất cơ lý của cao su thiên nhiên
Thông số

Giá trị

Khối lượng riêng

0,931 g/cm3

Nhiệt dung riêng

1,88 kJ/kg°K

Nhiệt dẫn riêng

0,14 W/m°K



19

ra chậm hơn cho đến khi không còn biến đổi. Sự khác biệt giữa chiều dài ban đầu
và chiều dài sau khi co gọi là độ dư của cao su.
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dư: Tốc độ càng nhỏ độ dư càng lớn, độ dãn càng lớn
độ dư càng lớn, thời gian dãn càng lớn độ dư càng lớn, nhiệt độ càng cao độ dư
càng lớn.
• Biến dạng liên tục:
Sau một thời gian sử dụng trên bề mặt cao su có các đường rạng, nứt ngày càng sâu
và rộng nguyên nhân là do sự oxi hóa cao su. Chính sự biến dạng liên tục lặp đi lặp
lại bao gồm hiện tượng trễ làm cho cao su bị nóng lên.[1]
1.1.11 Sản phẩm và ứng dụng của cao su thiên nhiên
1.1.1.8

Chủng loại sản phẩm sơ chế từ cao su thiên nhiên

Trên thị trường hiện nay có thể phân loại các sản phẩm từ cao su thiên nhiên gồm:
Hình 1.14: Tỷ lệ % các chủng loại cao su sơ chế.[1]
a) Cao su khối:
Dạng khối được ép lại từ cao su cốm hoặc cao su bún. Có dạng: VR3L,
SVR5, SVR CV50, SVR CV60, SVR10, SVR20.

GVHD: Ts. Lê Quốc Bảo


Khóa luận tốt nghiệp VLHC

20



0.02
0.8
0.4
0.6
60
60 ± 5
R
Cam
Đen

TCVN 6089:2004
TCVN 6088:2010
TCVN 6087:2010
TCVN 6091:2004
TCVN 6092-2:2004
TCVN 6092-1:2004
TCVN 6093:2004
TCVN 6090-1:2004
TCVN 6094:2004

• SVR-CV50:

Hình 1.17: Cao su SVR CV50.
(Nguồn: Cty CP cao su Nước Trong)
Nguyên liệu: Mủ nước vườn cây
Trọng lượng và kích cỡ: Cao su thiên nhiên dưới dạng khối (cốm) được ép thành
bành hình chữ nhật.

GVHD: Ts. Lê Quốc Bảo

60 TCVN 6092-1:2004
TCVN 6093:2004
50 ± 5 TCVN 6090-1:2004
R
TCVN 6094:2004
Cam
Đen

• SVRL:

Hình 1.18: Cao su SVR L.
(Nguồn: Cty CP đầu tư cao su Quảng Nam)
Nguyên liệu: Mủ nước vườn cây
Trọng lượng và kích cỡ: Cao su thiên nhiên dưới dạng khối (cốm) được ép thành
bành hình chữ nhật.

GVHD: Ts. Lê Quốc Bảo


Khóa luận tốt nghiệp VLHC

23

Bảng 1.5: Thông số cao su SVR L
Thông số
Hàm lượng chất bẩn (%), không lớn hơn
0.02
Hàm lượng chất bay hơi (%), không lớn hơn
0.8
Hàm lượng tro, (%), không lớn hơn

(Nguồn: Cty CP đầu tư cao su Quảng Nam)
Nguyên liệu: Mủ nước vườn cây
Trọng lượng và kích cỡ: Cao su thiên nhiên dưới dạng khối (cốm) được ép thành
bành hình chữ nhật.

GVHD: Ts. Lê Quốc Bảo


Khóa luận tốt nghiệp VLHC

24

Bảng 1.6: Thông số cao su SVR 3L
Thông số
Hàm lượng chất bẩn (%), không lớn hơn
Hàm lượng chất bay hơi (%), không lớn hơn
Hàm lượng tro, (%), không lớn hơn
Hàm lượng nitơ (%), không lớn hơn
Độ dẻo ban đầu (Po), không nhỏ hơn
Chỉ số duy trì độ dẻo (PRI), không nhỏ hơn
Chỉ số màu, mẫu đơn không lớn hơn
Độ nhớt Mooney ML (1’+4’) 100oC
Lưu hóa **
Băng mã màu
Nhãn mã màu

0.03
0.8
0.5
0.6

25

Bảng 1.7: Thông số cao su SVR5
Thông số
Hàm lượng chất bẩn (%), không lớn hơn
2. Hàm lượng chất bay hơi (%), không lớn hơn
3. Hàm lượng tro, (%), không lớn hơn
4. Hàm lượng nitơ (%), không lớn hơn
5. Độ dẻo ban đầu (Po), không nhỏ hơn
6. Chỉ số duy trì độ dẻo (PRI), không nhỏ hơn
7. Chỉ số màu, mẫu đơn không lớn hơn
8. Độ nhớt Mooney ML (1’+4’) 100oC
9. Lưu hóa **
10. Băng mã màu
11. Nhãn mã màu

0.05
0.8
0.6
0.6
30
60
Trắng đục
Xanh lá lợt

TCVN 6089:2004
TCVN 6088:2010
TCVN 6087:2010
TCVN 6091:2004
TCVN 6092-2:2004