Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống sấy thuốc lá năng suất 5000 kg môn Kỹ thuật nhiệt | Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tính toán thiết kế hệ thống sấy thuốc lá
năng suất 5000 kg lá tươi trên mẻ dùng lò
hơi cấp nhiệt tại tỉnh Lạng Sơn ĐỖ GIA HUY Huy.dg204485@sis.hust.edu.vn
Ngành Năng lượng nhiệt Chuyên ngành Hệ thống và thiết bị
nhiệt công nghiệp
Giảng viên hướng dẫn: TS. Tạ Văn Chương Chữ ký của GVHD
Giảng viên phản biện: TS. Nguyễn Đức Quang Khoa: Năng lượng nhiệt Trường: Cơ khí Hà Nội, 1/2025
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG CƠ KHÍ
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(NGÀNH KỸ THUẬT NHIỆT)
1. Thông tin về sinh viên:
Họ và tên SV: Đỗ Gia Huy Lớp: Nhiệt-03 ĐT: 0969876204
Email: huy.dg204485@sis.hust.edu.vn
Hệ ào tạo: Chính quy Chuyên ngành: Hệ thống và thiết bị nhiệt
Đồ án tốt nghiệp ược thực hiện tại: Khoa Năng Lượng Nhiệt, Trường Cơ Khí
Thời gian làm ĐATN: Từ ngày / / ến / / 2. Tên ề tài:
Tính toán, thiết kế hệ thống sấy thuốc lá lá vàng năng suất 5000kg lá tươi
trên mẻ dùng lò hơi iện ể cấp nhiệt
I. Những số liệu ban ầu:
Năng suất: G1 = 5000 kg lá tươi/mẻ Địa
phương lắp ặt: Lạng Sơn
Phương án cấp nhiệt: Dùng lò hơi iện ể cấp nhiệt II.
Nội dung thiết kế:
1. Tổng quan về công nghệ sấy, vật liệu sấy và tính toán thiết kế hệ thống sấy;
2. Tính quá trình sấy lý thuyết và thiết kế sơ bộ HTS;
3. Tính toán quá trình sấy thực; 4. Thiết kế chi tiết hệ thống sấy;
5. Tóm tắt và kết luận. III. Bản vẽ
1. Bản vẽ tổng thể hệ thống sấy (mặt bằng, nguyên lý...)
2. Các bản vẽ chi tiết (hệ thống sấy, thiết bị...) TRƯỞNG NHÓM CHUYÊN MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ngày bảo vệ: Ngày tháng năm 2025
- Điểm HD:…… Điểm duyệt:…… Sinh viên ã hoàn thành và nộp toàn bộ -
Điểm BV:…… Điểm chung:……
ồ án cho Nhóm chuyên môn Chủ tịch hội ồng Trưởng Nhóm chuyên môn
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG CƠ KHÍ
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho Giáo viên hướng dẫn)
Tên ề tài: Thiết kế hệ thống sấy thuốc năng suất 5000 kg lá tươi/mẻ lá sử dụng lò hơi iện cấp nhiệt.
Họ và tên SV: Đỗ Gia Huy Lớp: HE1-03-K65
Chuyên ngành: Hệ thống và thiết bị Nhiệt
Giáo viên hướng dẫn: TS. Tạ Văn Chương
NỘI DUNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN I.
Tác phong làm việc
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………… II.
Những kết quả ạt ược
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………… III.
Hạn chế của ồ án
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………… IV. Kết luận
Người hướng dẫn ề nghị cho phép sinh viên (không) ược bảo vệ ề tài tốt nghiệp
trước Hội ồng chấm ồ án tốt nghiệp.
Đánh giá: ……… iểm
Hà Nội, ngày tháng năm 2025
Giáo viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG CƠ KHÍ
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho Giáo viên phản biện)
Tên ề tài: Thiết kế hệ thống sấy thuốc năng suất 5000 kg lá tươi/mẻ lá sử dụng lò
hơi iện cấp nhiệt.
Họ và tên SV: Đỗ Gia Huy Lớp: HE1-03-K65
Chuyên ngành: Hệ thống và thiết bị Nhiệt
Giáo viên phản biện: TS. Nguyễn Đức Quang
NỘI DUNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN I.
Những kết quả ạt ược
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………… II.
Hạn chế của ồ án
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………… III. Kết luận
Người duyệt (không) ồng ý ể sinh viên ược bảo vệ ề tài tốt nghiệp trước Hội ồng
chấm ồ án tốt nghiệp. Đánh giá: ……… iểm
Hà Nội, ngày tháng năm 2025
Giáo viên phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên) Lời cảm ơn
Em xin gửi lời cảm ơn ến thầy TS. Tạ Văn Chương ã tận tình chỉ dạy, giúp ỡ và
hướng dẫn em trong suốt quá trình làm ồ án tốt nghiệp kì 20241. Nhờ sự chỉ dẫn
tận tình của thầy, em ã trau dồi ược thêm kiến thức về chuyên ngành ể hoàn thiện
ồ án Em cũng xin cảm ơn các thầy cô Đại Học Bách Khoa cũng như trong khoa
Năng lượng nhiệt ã truyền ạt cho em những kiến thức thực tiễn ể em có thể áp dụng trong công việc sau này.
Em muốn gửi lời cảm ơn ến gia ình ã luôn bên cạnh ộng viên, hỗ trợ tinh thần em
và tạo iều kiện cho em ể hoàn thành ồ án. Một lời cảm ơn chân thành nữa ến những
người bạn thân ã giúp ỡ và ưa cho em những lời khuyên trong những lúc em gặp khó khăn.
Sau tất cả, em ã có cơ hội ược sử dụng các kiến thức của bản thân ã ược học
trên trường lớp vào quá trình thực hiện cuốn ồ án này. Thực sự ây là những hành
trang quý báu giúp em tự tin hơn vào con ường mình sắp i. Tuy vậy do còn hạn chế
về kiến thức và kinh nghiệm thực tế nên ồ án vẫn còn thiếu sót, vinh hạnh của em
là ược nhận những ánh giá thẳng thắn và lời khuyên, góp ý từ quý thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn !
Tóm tắt nội dung ồ án
Đề tài ồ án là thiết kế hệ thống sấy thuốc lá với năng suất cho trước, em ã tìm hiểu
các các giống thuốc lá, các hệ thống thuốc lá phổ biến và lựa chọn hệ thống phù
hợp với giống vật liệu sấy ể tính toán.
Nội dung ồ án gồm các mục:
- Giới thiệu tổng quan về cây thuốc lá (bao gồm tổng quan về nguyên liệu sấy thuốc
lá, phân bố, mùa vụ, hiệu quả kinh tế…)
- Các công nghệ chế biến và sấy thuốc lá (Các lò sấy, các công nghệ sấy, các phương
pháp sấy và các cách ra nhiệt phổ biến trên thế giới cũng như nước ta)
- Tính toán quá trình sấy lý thuyết (Tính thông số các iểm trên ồ thị I/d)
- Tính toán quá trình sấy thực và cân bằng nhiệt (Tính toán sơ bộ kết cấu hệ thống
sấy, tính toán tổn thất và cân bằng nhiệt sau ó tinh chỉnh lại hệ thống sấy)
- Tính toán thiết kế các thiết bị (Tính toán các thiết bị chính và phụ) - Kết luận
- Chuyên ề (Tìm hiểu, thiết kế hệ thống iều khiển trong hệ thống sấy)
Kết quả ồ án áp ứng ược các yêu cầu của ề tài ặt ra, ngoài ra còn có phần nghiên cứu
sâu them về hệ thống iều khiển hệ thống sấy Sinh viên thực hiện MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................ 1 1.1
TỔNG QUAN VỀ CÂY THUỐC LÁ ....................................................... 1
Khái niệm và phân loại................................................................. 1
Đặc trưng và tính chất .................................................................. 3
Các yếu tố ảnh hưởng ến chất lượng cây thuốc lá ..................... 6
Ứng dụng và giá trị kinh tế........................................................... 6
Tình hình sản xuất,tiêu thụ thuốc lá ở Việt Nam và trên thế giới 7 1.2
CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN, SẤY CÂY THUỐC LÁ ................................ 8
Tìm hiểu về công nghệ chế biến, sấy thuốc lá ............................. 8
Công nghệ sấy thuốc lá ở Việt Nam .......................................... 10
Công nghệ sấy thuốc lá trên thế giới .......................................... 10 1.3
LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ, CHẾ ĐỘ SẤY ........................................... 11
Lựa chọn công nghệ sấy thuốc lá ............................................... 11
Xác ịnh chế ộ sấy ................................................................... 15
CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT ...................... 18 2.1
XÂY DỰNG QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ SẤY .................................... 18
Quá trình công nghệ sấy ............................................................. 18
Bố trí thiết bị sấy trong thực tế ................................................... 19 2.2
TÍNH LƯỢNG ẨM BAY HƠI LÝ THUYẾT......................................... 20
Tính lượng ẩm bay hơi lý thuyết trong giai oạn 1 (Ủ vàng) .... 20
Tính lượng ẩm cần bay hơi lý thuyết trong giai oạn 2 (Cố ịnh màu) 20
Tính lượng ẩm cần bay hơi lý thuyết trong giai oạn 3 (sấy khô cuống) 21
Tính lượng ẩm cần bay hơi lý thuyết trong giai oạn 4 (bù ẩm) 21 2.3
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TRẠNG THÁI TÁC NHÂN SẤY ................. 22
Xác ịnh thông số không khí ngoài trời ..................................... 22
Xác ịnh Entanpy của TNS trước quá trình sấy ......................... 23
Xác ịnh phân áp suất bão hòa hơi nước trước khi sấy ............. 24
Xác ịnh ộ ẩm tương ối của không khí trước khi sấy ............ 24
Xác ịnh khối lượng riêng và thể tích riêng của không khí trước khi sấy 25
Xây dựng quá trình sấy lý thuyết ............................................... 26 2.4
LƯỢNG KHÔNG KHÍ LÝ THUYẾT CẦN CẤP .................................. 31
Giai oạn sấy 1 ........................................................................... 31
Giai oạn sấy 2 ........................................................................... 32
Giai oạn sấy 3 ........................................................................... 32
CHƯƠNG 3. TÍNH QUÁ TRÌNH SẤY THỰC .............................................. 33 3.1
TÍNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ CỦA HỆ THỐNG ................................... 33 3.2
THIẾT KẾ KẾT CẤU THIẾT BỊ SẤY ................................................... 34 3.3
TÍNH TỔN THẤT NHIỆT ...................................................................... 36
Tổn thất nhiệt qua 4 vách bên .................................................... 36
Tổn thất qua nền ......................................................................... 37
Tổn thất qua trần ........................................................................ 38
Tổn thất do VLS mang i ........................................................... 39
Xác ịnh tổn thất do ốt nóng sào gỗ và xà gỗ gác thuốc .......... 41
Xác ịnh giá trị 𝛥 ....................................................................... 42 3.4
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TNS SAU QUÁ TRÌNH SẤY THỰC ........... 43
Xác ịnh lượng chứa ẩm 𝑑2 ....................................................... 43
Xác ịnh entalpy 𝐼2 .................................................................... 44
Xác ịnh ộ ẩm tương ối 𝜑2 .................................................... 44
Xác ịnh lượng không khí khô thực tế ....................................... 45 3.5
CÂN BẰNG NHIỆT VÀ TÍNH HIỆU SUẤT HTS ................................ 46
Tổng nhiệt lượng tiêu hao .......................................................... 46
Nhiệt lượng có ích ...................................................................... 47
Tổn thất nhiệt do TNS mang i .................................................. 47
Tổng tổn thất nhiệt ..................................................................... 48
Cân bằng nhiệt ............................................................................ 49
Tính hiệu suất nhiệt .................................................................... 51
CHƯƠNG 4. TÍNH THIẾT BỊ PHỤ TRỢ ..................................................... 52 4.1
TÍNH THIẾT KẾ CALORIFER .............................................................. 52
Tính ộ chênh lệnh nhiệt ộ trung bình logarit .......................... 52
Tính hệ số truyền nhiệt k ............................................................ 53
Tính kính thước Calorifer ........................................................... 58 4.2
TÍNH TOÁN LÒ HƠI CẤP NHIỆT ........................................................ 59 4.3
TÍNH TRỞ LỰC VÀ CHỌN QUẠT ....................................................... 61
CHƯƠNG 5. NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ
THỐNG SẤY THUỐC LÁ ................................................................................ 64 5.1
ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................... 64 5.2
Mục ích nghiên cứu ................................................................................ 65 5.3
Nội dung nghiên cứu và cách tiếp cận ..................................................... 65 5.4
Phạm vi nghiên cứu và kết quả ạt ược ................................................. 65 5.5
Nội dung báo cáo ..................................................................................... 66
Điều khiển các thông số ầu vào, ầu ra và các iều kiện khác 66
Nhiệt ộ, ộ ẩm tác nhân sấy ..................................................... 66
Các thông số iều khiển nồi hơi ................................................. 68
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN .................................................................................. 79 6.1
Kết luận .................................................................................................... 79 6.2
Hướng phát triển ồ án trong tương lai .................................................... 79 DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Lá cây thuốc lá ........................................................................................ 1
Hình 1.2 Vườn cây thuốc lá ................................................................................... 1
Hình 1.3 Giống thuốc lá Nicotiana tabacum L ( trái ), Giống thuốc lá Nicotiana
rustica L ( thuốc lào) ( phải ) .................................................................................. 2
Hình 1.4 Diện tích trồng cây thuốc lá ở Việt Nam, 1990-2021 (ha) ..................... 3
Hình 1.5 Cấu tạo của 1 cây thuốc lá....................................................................... 3
Hình 1.6 Các hình dáng lá có trên 1 cây thuốc lá .................................................. 4
Hình 1.7 Lò sấy thuốc lá truyền thống. ................................................................ 10
Hình 1.8 Lò sấy sử dụng năng lượng mặt trời ..................................................... 11
Hình 1.9 Lò sấy thuốc lá dung củi ốt ................................................................. 11
Hình 1.10 Lò sấy sử dụng bầu ốt ....................................................................... 12
Hình 1.11 Cơ chế hoạt ộng của lò sấy thủ công ................................................. 12
Hình 1.12 Thiết bị sấy thuốc lá sử dụng lò hơi cấp nhiệt ược giới thiệu với người dân
.............................................................................................................. 13
Hình 1.13 Mô hình hệ thống sấy thuốc lá dung lò hơi iện ................................. 13
Hình 1.14 Cấu tạo lò sấy cải tiến ......................................................................... 14
Hình 2.1 Đồ thị I-D mô tả các iểm nút trong quá trình sấy ............................... 18
Hình 2.2 Sơ ồ công nghệ sấy thuốc lá ................................................................ 19
Hình 2.3 Bố trí hệ thống sấy ................................................................................ 19
Hình 3.1 Hình chiếu cạnh hệ thống sấy thuốc lá ................................................. 33
Hình 3.2 Sào gỗ treo thuốc lá ............................................................................... 34
Hình 4.1 Biểu ồ tra hiệu suất cánh ..................................................................... 56
Hình 4.2 Nồi hơi iện VB 144KW ...................................................................... 60
Hình 4.3 Nồi hơi iện ZU HOW .......................................................................... 60
Hình 4.4 Quạt model AP12510FP12/10 .............................................................. 62
Hình 4.5 Thông số của quạt ................................................................................. 63
Hình 4.6 Đồ thị áp suất và lưu lượng thể tích ...................................................... 63
Hình 5.1 Thuốc lá ầu ra có chất lượng cao ........................................................ 64
Hình 5.2 Nồi hơi iện VB 144kW ....................................................................... 68
Hình 5.3 Nguyên lý hoạt ộng cảm biến mức nước nồi hơi ................................ 71
Hình 5.4 Sơ ồ thuật toán iều khiển nồi hơi ...................................................... 76
Hình 5.5 Tủ iện iều khiển nồi hơi .................................................................... 77
Hình 5.6 Bảng mạch iện iều khiển nồi hơi ....................................................... 78
Hình 5.7 Tủ iện iều khiển buồng sấy ............................................................... 78
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Thành phần hóa học có trong lá cây thuốc lá ......................................... 5
Bảng 1.2 Thông số nhiệt vật lý của lá thuốc lá ...................................................... 6
Bảng 1.3. So sánh lợi nhuận ròng giữa các cây ( nghìn ồng/ha/tháng)............... 7
Bảng 1.4 Tóm tắt quá trình sấy thuốc lá ................................................................ 9
Bảng 1.5 Chế ộ sấy thuốc lá giai oạn 1 ............................................................ 16
Bảng 1.6 Chế ộ sấy thuốc lá giai oạn 2 ............................................................ 16
Bảng 1.7 Chế ộ sấy thuốc lá giai oạn 3 ............................................................ 17
Bảng 1.8 Chế ộ sấy thuốc lá giai oạn 4 ............................................................ 17
Bảng 2.1 Bảng lượng ẩm cần bay hơi trong 4 giai oạn ...................................... 22
Bảng 2.2 Bảng thông số TNS giai oạn 1 ............................................................ 30
Bảng 2.3 Bảng thông số TNS giai oạn 2 ............................................................ 30
Bảng 2.4 Bảng thông số trạng thái giai oạn 3 .................................................... 31
Bảng 3.1 Kích thước sơ bộ buồng sấy thuốc lá ................................................... 34
Bảng 3.2 Tổn thất qua 1 𝑚2nền TBS (𝑊/𝑚2) [4] .............................................. 38
Bảng 3.3 Tổng hợp các tổn thất của HTS ............................................................ 39
Bảng 3.4 Kết quả cân bằng nhiệt giai oạn sấy 1 ................................................ 50
Bảng 3.5 Kết quả cân bằng nhiệt của giai oạn sấy 2 .......................................... 50
Bảng 3.6 Kết quả cân bằng nhiệt của giai oạn sấy 3 .......................................... 51
Bảng 4.1 Thông số kích thước Calorifer .............................................................. 59
Bảng 4.2 Bảng thông số kỹ thuật của nồi hơi ...................................................... 61
Bảng 5.1 Quy trình hướng dẫn sấy thuốc lá vàng ................................................ 66
Bảng 5.2 Thông số kỹ thuật chi tiết nồi hơi ......................................................... 69
Bảng 5.3 Sự phụ thuộc của nhiệt ộ bão hòa vào áp suất bão hòa [3] ................ 70
Bảng 5.4 Điều chỉnh nhiệt ộ nhiệt kế ướt theo sự thoát hơi .............................. 73
Bảng 5.5 Thiết bị iều khiển trong hệ thống sấy ................................................. 74
Bảng 5.6 Thiết bị o trong hệ thống .................................................................... 75
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY THUỐC LÁ
Khái niệm và phân loại a. Khái niệm
Cây thuốc lá (hay cây Nicotiana tabacum): là cây thuộc họ Cà (Solanaceae)
cùng họ với cà chua, khoai tây và cà tím, xuất hiện ã 4000 năm, khi văn minh của
người da ỏ ở vùng Nam và Trung Mỹ hình thành. Ảnh lá cây thuốc lá ược thể hiện
ở hình 1.1 và vườn cây thuốc lá ược thể hiện ở hình 1.2.
Hình 1.1 Lá cây thuốc lá
Vào khoảng những năm 1496-98, nhà truyền ạo Tây Ban Nha – Roman Pano
em về Châu Âu, một số nguồn thông tin ó là Christopher Columbus khi ông khám
phá ra Châu Mỹ. Sau ó dần ược trồng ở Châu Á và Châu Phi.
Loài Nicotiana tabacum L là loài cây thuốc lá phổ biến nhất và ược trồng rộng
rãi ể sản xuất thuốc lá. Lá của cây này chứa Nicotine – ược dựa trên tên của Jean
Nicot, ây là một chất gây nghiện, và nó ã ược sử dụng trong việc sản xuất thuốc lá trong hàng trăm năm. [16]
Hình 1.2 Vườn cây thuốc lá b. Phân loại
Căn cứ vào màu sắc, hình thái của hoa, người ta phân chia thành 4 loại chính:
+ Loài Nicotiana tabacum L (hình 1.3): có hoa màu hồng hay ỏ tươi. Đây là loại phổ
biến nhất chiếm 90% diện tích thuốc là trên thế giới.
+ Loài Nicotiana rustica L (hình 1.3): có hoa màu vàng, chiếm 10% diện tích thuốc lá
trên thế giới, ở Việt Nam ây chính là cây thuốc lào.
+ Loài Nicotiana petunioide L: có hoa màu trắng, phớt hồng hay tím. Thường chỉ
có trong vườn thực vật phụ vụ nguồn dữ trự gen cho lai tạo, ít ược dùng trong sản xuất.
+ Loài Nicotiana polidiede L: có hoa màu trắng, loài này cũng ít ược dùng trong sản
xuất, chủ yếu chỉ có trong vườn thực vật của một số quốc gia.
Hiện nay ở nước ta ang trồng chủ yếu tabacum L và rustica L, tùy vào khí hậu các
vùng ở miền Bắc hay miền Nam Trung bộ và các giống này ược phân bố.[17]
Hình 1.3 Giống thuốc lá Nicotiana tabacum L ( trái ), Giống thuốc lá Nicotiana rustica
L ( thuốc lào) ( phải ) c. Phân bố
Là cây công nghiệp ngắn ngày ược trồng chủ yếu ở các nước ang phát triển khu
vực nhiệt ới, trong ó Việt Nam là một trong những nước có iều kiện khí hậu thích
hợp cho sự phát triển và sinh trưởng của cây thuốc lá. Diện tích canh tác khoảng
2.500.000 ha ở Châu Á, 1.600.000 ha ở Châu Mỹ, 326.000 ha ở Châu Phi. [17]
Ở Việt Nam trồng chủ yếu ở Cao Bằng, Lạng Sơn, Bắc Cạn, Bắc Giang, Thái Nguyên, Thanh Hóa, Gia Lai...
Đỉnh iểm vào những năm 2009-2011, nước ta sở hữu khoảng 30.000 ha/năm
nhưng những năm gần ây, theo hưởng ứng chủ trương phòng chống thuốc lá của
WHO bởi các tác hại của nó ối với con người cũng như môi trường, diện tích canh
tác cây thuốc lá ở Việt Nam hiện nay còn khoảng 17.000 ha và ang có xu hướng
giảm dần (hình 1.4) và thay thế bằng các cây hoa màu khác. Tuy vậy cây thuốc lá
vẫn là 1 trong những cây công nghiệp ngắn ngày phát triển và mang lại nhiều cơ
hội việc làm cho bà con [15].
Hình 1.4 Diện tích trồng cây thuốc lá ở Việt Nam, 1990-2021 (ha) d. Mùa vụ Miền Bắc :
+ Vụ ông xuân – vụ chính : gieo ươm tháng 11 ến ngày 25 tháng 12; trồng trong các
tháng 1,2; thu hoạch trong các tháng 3,4,5 năm sau [18].
+ Vụ thu ông: gieo ươm cuối tháng 7 ến giữa tháng 8; trồng tháng 9 ; thu hoạch tháng 1,2 năm sau [18]. Miền Nam :
+ Vụ khô : gieo ươm từ tháng 9 ến tháng 10, trồng từ tháng 11 và kết thúc và giữa tháng 12 [18].
+ Vụ mưa: gieo ươm từ 15 tháng 7 ến 15 tháng 8, trồng từ tháng 9 và kết thúc vào 15 tháng 10 [18].
Đặc trưng và tính chất a. Đặc trưng
Hình 1.5 Cấu tạo của 1 cây thuốc lá
Cây thuốc lá tùy theo từng giống, từng loài sẽ có kích thước, chiều cao, ộ to của lá
khác nhau, cấu tạo thành phần của một cây thuốc lá ược thể hiện trên hình 1.5. Chiều
cao của chúng sẽ giao ộng khoảng 0,6-1,5m. Ví dụ như giống Nicotiana tabacum sẽ
cao hơn Nicotiana rustica nhưng lá sẽ bé và mỏng hơn. Phần gốc hóa gỗ, lá hình bầu
dục, không có cuống, lá sẽ ôm vào phân qua 1 mẩu cuối, các lá sẽ bé dần về phía trên.
Thân và lá có nhiều lông. Hoa nhiều và sẽ tập trung ở ngọn. Đài có lông tràng màu
trắng hay hồng hoặc tím nhạt. Quả nang có 2 ô, trong ó chứa nhiều hạt rất nhỏ màu
en.Bộ phận dùng của cây thuốc lá là phần lá (Folium Nicotianae), lá mọc cách và xoắn,
thuộc loại lá ơn nguyên, mỗi mắt trên thân thường mọc một lá, tùy vào ộ phát triển của
cây mà hình dáng của lá thay ổi.
Hình 1.6 Các hình dáng lá có trên 1 cây thuốc lá
Hoa của cây thuốc lá là loại hoa lưỡng tính, chín cùng lúc và thụ phấn theo
hình thức tự thụ phấn. Hoa mọc trên ỉnh gọi là hoa trung tâm, sau ó từ các cuống
hoa học ra 3 nhánh hoa làm cơ sở cho sự phân hóa. Trên các nhánh lại mọc các
hoa thứ cấp. Hoa của cây thuốc lá thường có hình phễu, màn phớt hồng, tràng hoa
hình sao lồi 5 cánh, ài hoa hình ống có 5 khía.
Quả cây thuốc lá là loại quả nang, mỗi quả thường có 2 ô và chứa khoảng 2000 –
4000 hạt. Trung bình một cây thuốc lá như vậy có khoảng 100 – 400 quả.
Kích thước hạt nhỏ, gồm phôi, nội nhũ và vỏ hạt. b.
Thành phần hóa học
- Trong lá của cây thuốc lá có :
Bảng 1.1 Thành phần hóa học có trong lá cây thuốc lá
Các thành phần hóa học Tỷ lệ Các chất anbuminoit 282-350 [mg%]
Các chất béo (olein, butyrin, 2,39 [%] panmitin) Hydrocacbon 0,77 [%] Sterol 0,4 [%] Nicotine 8,35 [%] Metanol 0,2-0,4 [%] Tinh dầu 0,1-0,4 [%]
Ngoài ra còn có những chất khác.
Theo như nghiên cứu của Hothes và Hicke (1943), nicotine ược tổng hợp ở rễ cây, có
nhiều nhất lúc hạt chín.
Tỷ lệ nicotine tùy thuộc vào nhiều yếu tố, có loại 2-4% có loại 16% hoặc cũng có những loại chỉ còn 0,08%.
Khói thuốc lá chứa khoảng 7000 chất hóa học, trong ó có rất nhiều chất gây ung thư, ặc biệt là nicotine.
c. Tính chất nhiệt vật lý
Các thông số nhiệt vật lý của thuốc lá ược liệt kê dưới bảng (1.2) dưới ây.
Bảng 1.2 Thông số nhiệt vật lý của lá thuốc lá
Tính chất nhiệt vật lý Ký hiệu Giá trị Thứ nguyên Hệ số dẫn nhiệt 𝜆 0.573 W/mK C 3,578 J/kgK Nhiệt dung riêng 𝜌 0,76.10−6 Kg/𝑚3 Khối lượng riêng
Các yếu tố ảnh hưởng ến chất lượng cây thuốc lá
a. Trước thu hoạch
Để ạt ược chất lượng ầu ra thuốc lá tốt nhất thì người nông phải chú ý ến từng
khâu, từ ươm giống, gieo mầm,… Vì khi nguyên liệu tốt mới có thể sản xuất ra
ược sản phẩm ạt chất lượng cao.
Các yếu tố ảnh hưởng ến cây thuốc lá trước thu hoạch :
+ Đất : Độ pH của ất phải ạt yêu cầu, nếu chua quá phải bón them vôi ngay lần cày ầu tiên,
+ Sâu bệnh: do ất ươm thường bị nhiều sâu bọ phát sinh nên cầm xử lý trước khi ươm.
+ Thời tiết: Ở những tỉnh vùng núi phía Bắc nước ta thường rét ậm, có sương muối nên cần che phủ
+ Kỹ thuật canh tác: Gieo úng thời vụ mật ộ thích hợp, thường xuyên làm cỏ, bón phân úng quy trình.
b. Sau thu hoạch và chế biến
Sau khi lá ã ạt ủ ộ chin, cần phải cho vào che mát tránh ánh nắng trực tiếp.
Cần xử lý trước khi sấy theo các bước chuẩn chỉ ể ảm bảo chất lượng lá thuốc lá ầu
ra, nhiệt ộ và ộ ẩm sấy là vô cùng quan trọng.
Ứng dụng và giá trị kinh tế a. Ứng dụng
Tuy ít ược sử dụng làm thuốc nhưng cây thuốc lá hay ược dung trong khoa thú y
và trồng cây. Dân ta thường dung ể chữa rắn cắn, sử dụng thuốc lào giúp cầm máu
và hạn chế nguy cơ phát tán của nọc ộc. Đun sôi lấy nước ổ vào cây có thể phòng ngừa sâu bệnh.
b. Giá trị kinh tế
Thị trường thuốc lá là 1 trong những thị trường lớn nhất trên thế giới với tỉ lệ tiêu
thụ sản phẩm cao. Các công ty thuốc lá lớn trên thế giới như British American Tobacco,
Japan Tobacco International,,.. có doanh thu hang tỷ ô mỗi năm.Ngành sản xuất thuốc
lá tạo ra công ăn việc làm cho người dân, nông dân, tang thu nhập cho người lao ộng.
Theo iều tra của Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp (2019), doanh thu trung bình
mẫu khảo sát cho 1 ha thuốc lá là 152,5 triệu ồng. Năng suất và giá bán tại các tỉnh tạo
sự chênh lệch về doanh thu.
Bảng 1.3. So sánh lợi nhuận ròng giữa các cây ( nghìn ồng/ha/tháng) Địa iểm Thuốc lá Lúa Ngô Rau 1.244,03 484,8 542,81 0 Lạng Sơn 912,75 761,61 1.986,51 0 Cao Bằng 1.064,82 274,23 0 0 Bắc Kan 7.362,71 1.041,08 0 0 Gia Lai 11.192,59 1.474,78 244,97 0 Đắk Lắk
Dựa vào bảng (1.3) [13] ta có thể thấy thuốc lá cho thu nhập cao và ổn ịnh tại các
tỉnh so với các cây nông nghiệp khác.
Thuốc lá là mặt hàng ược ánh thuê cao do nhiều yếu tố, nó có thể mang lại
nguồn thu lớn cho quốc gia nhưng gây ra nhiều vấn ề nan giải cho xã hội, sức khỏe
của con người, môi trường. Tổng quan ngành nông nghiệp này ang ược thu hẹp lại.
Tình hình sản xuất,tiêu thụ thuốc lá ở Việt Nam và trên thế giới
a. Tình hình sản xuất, tiêu thụ thuốc lá ở Việt Nam
Thị trường thuốc lá Việt Nam xếp thứ 32 trên thế giới về quy mô thị trường.
Từ năm 2010 ến 2018, tổng sản lượng thuốc lá luôn trên 5 tỷ bao, bên cạnh ó thuốc
lá Việt Nam còn ược tiêu thụ tại các nước trong khu vực. Thị trường các sản phẩm
thuốc lá có doanh thu năm 2020 ạt xấp xỉ 68 nghìn tỷ VNĐ. Ngoài ra Việt Nam
còn xuất khẩu ra các thị trường nước ngoài như Singapore, China, Philipines với
số liệu gần nhất là 142 triệu USD thuốc lá vào năm 2019 [1].
Đến cuối năm 2020, Việt Nam có 26 doanh nghiệp sản xuất thuốc lá và có kết
quả sản xuất và có xu hướng giảm theo hang năm vì nhiều lý do (có thể là chuyển
mô hình trồng trọt, theo chủ trương của WHO, công nghệ phát triển dễ chuẩn hóa quy mô lớn...)
b. Tình hình sản xuất, tiêu thụ thuốc lá ở thế giới
Mỗi năm 6,7 triệu thuốc lá ược sản xuất toàn thế giới, chiếm nhiều nhất (39,6%)
là Trung Quốc, Ấn Độ với 8,3 %, Brazil (7%) và Mỹ (4,6%). Sản lượng thuốc lá
tang của Trung Quốc là yếu tố riêng lớn nhất góp phần tang sản lượng toàn cầu.
Trung bình trên thế giới, nam sử dụng sản phẩm từ thuốc lá chiếm 36,7%, nữ
giới chiếm 7,8 %. Có thể thấy một cách dễ dàng là thành phần hút thuốc chủ yếu là nam giới.
1.2 CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN, SẤY CÂY THUỐC LÁ
Tìm hiểu về công nghệ chế biến, sấy thuốc lá
a. Cơ sở lý thuyết chế biến cây thuốc lá
Đầu tiên ta phải hiểu rõ ặc tính của lá thuốc lá, lá thuốc lá ược thu từ cây thuốc
lá dưới dạng rời, tấm ã sơ chế tách cọng, sợi thuốc lá, cọng thuốc lá và nguyên liệu
thay thế khác dùng ể sản xuất thuốc lá. Nguyên liệu thuốc lá qua dây chuyền chế
biến ược tách cọng, loại bỏ tạp chất, loại bỏ lá thuốc không còn giá trị sử dụng và
những lá thuốc không ạt yêu cầu chất lượng cho công thức phối chế thuốc iếu.
Lá thuốc lá là một vật liệu sấy vô cùng phức tạp. Thứ nhất vì lượng nước khá
lớn trong nó, tồn tại ở nhiều dạng liên kết, thứ hai vì bản than nó chứa ến 7000
chất hóa học, ặc biệt có rất nhiều chất gây ung thư, khói từ các lò sấy thuốc chứa
không ít chất ộc hại, do ó cần phải kiểm soát ược ộ ẩm và nhiệt ộ phù hợp là một
iều vô cùng quan trọng, tránh hình thành các nitrosamine. Việc iều chỉnh nhiệt ộ
và ộ ẩm phù hợp cũng sẽ giúp nâng cao chất lượng sấy, ảm bảo màu sắc, mùi vị và chất lượng sản phẩm.
Thuốc lá là một nông sản bắt buộc phải phơi khô và sấy mới có thể bảo quản
ược, và nếu ược chế biến sau thu hoạch 1 cách hợp lý, thành phẩm có thể bảo quản
ược lâu trong 1 vài năm ồng thời các chất ộc sẽ ược cân bằng hơn. b. Quy trình
công nghệ chế biến, sấy thuốc lá
Sấy là quy trình tổ chức quá trình trao ổi nhiệt giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy,
quy trình sấy dựa vào 2 thông số nhiệt ộ t và ộ ẩm 𝜑. Trong quá trình sấy chế biến,
iều chỉnh 2 thông số này phù hợp sẽ nâng cao chất lượng sản phẩm.Quá trình sấy
thuốc lá gồm 4 giai oạn: Giai oạn chuyển màu, cố ịnh màu, sấy khô cuống lá và cuối cùng là hồi ẩm
+ Giai oạn chuyển màu: mục ích của giai oạn này nhằm làm biến ổi thành phần
hóa học trong lá thuốc và thay ổi màu sắc của lá thuốc. Những phản ứng sinh hóa
chủ yếu xảy ra trong giai oạn này là các phản ứng thủy phân các chất như tinh bột,
diệp lục, protit, clorofin.... Đây là những chất ảnh hưởng xấu ến chất lượng của lá
thuốc. Để các phản ứng này xảy ra cần phải tiến hành trong iều kiện nhiệt ộ và ẩm
ộ thích hợp. Do ó nhiệt ộ không khí sấy trong giai oạn này phải duy trì từ (32–
38°C), ẩm ộ từ (80–90%). Giai oạn này không ược ể nhiệt ộ sấy cao hơn 43°C nếu
không các hoạt tính của men sẽ bị khử, tế bào sẽ bị chết làm cho các phản ứng thủy
phân sẽ bị ngưng lại hoàn toàn [5].
+ Giai oạn này cần phải óng kín các của buồng sấy ể duy trì ộ ẩm cao trong lá
thuốc, tạo iều kiện cho quá trình sinh hóa diễn ra thuận lợi. Nhiệt ộ không khí sấy
ban ầu phải giữ từ (33–35°C), sau ó tăng lên (37–38°C) khi thấy phần ngọn lá
chuyển sang màu vàng, ồng thời mở hé cửa thoát ẩm.Thời gian sấy ở giai oạn này
từ 24–32 giờ tùy theo loại lá và giống thuốc [5].
+ Giai oạn cố ịnh màu: tiếp tục thực hiện sấy thời kỳ cuối của quá trình chuyển
màu ở các lá thuốc với nhiệt ộ không khí sấy từ (40–43°C). Khi các lá ã chuyển
màu xong, ta từ từ nâng nhiệt ộ lên (45–48°C) ể cổ ịnh màu và các chất vừa ược
chuyển hóa trong lá thuốc. Sau ó tiếp tục nâng nhiệt ộ không khí sấy lên ến (50–
52°C) ể thực hiện quá trình sấy khô lá và các gân nhỏ. Giai oạn này lượng ẩm trong
lá thuốc thoát ra nhiều, do ó cần phải mở rộng cửa thoát ra thêm ể uổi hơi nước
trong lò sấy ra ngoài [5].
Ở giai oạn này ộ ẩm trong lá thuốc giảm từ 85% xuống 50%, thời gian sấy mất khoảng 30 – 40 giờ [5].
+ Giai oạn sấy khô cuống lá: Giai oạn này nhiệt ộ không khí sấy nâng dần từ 53°C ến
65°C ể sấy khô các cuống lá và làm bay i các mùi lạ trong lá thuốc.
Thời gian sấy ở giai oạn này từ 50–70 giờ, ẩm ộ lá thuốc giảm xuống ạt khoảng 12% [5].
+ Giai oạn hồi ẩm: Khi thuốc lá vừa ược sấy khô, cần phải dập tắt lửa trong lò ốt,
mở hết các cữa buồng sấy ể lá thuốc thực hiện quá trình hút ẩm từ không khí môi
trường bên ngoài làm cho nó dịu lại sau khi sấy. Nếu sau khi sấy ta không tiến
hành giai oạn hồi ẩm cho lá thì lá thuốc sau khi ra lò rất dễ bị rách, vỡ vụn làm ảnh
hưởng ến phẩm chất và hao hụt về khối lượng của thuốc lá [5].
Giai oạn này ẩm ộ của lá thuốc tăng lên từ (12 – 14%), thời gian hồi ẩm tùy thuộc vào
không khí môi trường xung quanh khoảng từ (12 – 24) giờ.
Bảng 1.4 Tóm tắt quá trình sấy thuốc lá Giai oạn
Nhiệt ộ sấy
Độ ẩm lá thuốc T.gian sấy [oC] [%] [giờ] Chuyển màu 32-38 86-85 24-32 Cố ịnh màu 39-52 85-50 30-40 Khô cọng 53-65 12 50-70 Hồi ẩm 20 12-14 12-24
Công nghệ sấy thuốc lá ở Việt Nam
Tại các tỉnh chuyên trồng và sấy thuốc lá ở Việt Nam chủ yếu ang sử dụng các
lò sấy thủ công truyền thống ốt than, củi, trấu ể sấy như hình 1.7. Hệ thống nhiệt
và lá thuốc ược ặt trong cùng một buồng sấy, khói nóng di chuyển trong ường ống