PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Vai trò của ngành gốm sứ trong nên kinh tế. Ngành gốm sứ Việt Nam có vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, tạo việc làm và thu nhập cho số đông lao động ở một số địa phương trên cả nước. Hiện nay sản phẩm gốm sứ gia dụng mới đáp ứng được gần 90% nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Mỗi năm giá trị xuất khẩu của ngành đạt trên 260 triệu USD, chiếm 0,5% giá trị GDP. ( Bộ công nghiệp, năm 2003 ). 1.2. Lý do thực hiện đề tài. 1.2.1. Tình hình sử dụng năng lượng và phát thải khí CO 2 ( năm 2005 ). Đối với toàn ngành công nghiệp sản xuất gốm sứ năm 2005:  Những loại năng lượng được sử dụng phổ biến: điện, than, dầu (FO, DO), gas (LPG). Một số vùng còn sử dụng một số nhiên liệu khác như rơm, trấu, củi, vỏ hạt điều… Năng lượng được sử dụng để chạy động cơ điện, sấy và nung sản phẩm.  Sản lượng gốm, sứ gia dụng toàn ngành sản xuất trong năm 2005 : 439,9 triệu cái  Giá trị sản xuất toàn ngành năm 2005 tính theo giá so sánh 1994 là 16.980,14 tỷ VNĐ (tương đương 1.549,73 triệu USD theo tỷ giá giữa VNĐ với USD năm 1994). Năng lượng toàn ngành sử dụng năm 2005 tính theo tấn dầu quy đổi: 202.927,86 TOE. Trong đó:  Than: 41,25 nghìn tấn= 18.548,49 TOE  Điện: 46,19 triệu kWh = 3.971,42 TOE  Dầu DO: 69,48 nghìn tấn = 64.691,52 TOE  Dầu FO: 15.298,13 nghìn lít = 15.270,35 TOE  Củi: 569,11 nghìn m 3 = 74.521,41 TOE  Gas: 22.947,00 tấn = 25.924,67 TOE Tổng chi phí năng lượng toàn ngành năm 2005: 446 tỷ VNĐ/năm [CBC, 2006]. Trong đó:  Điện: 47 tỷ VNĐ/năm, 1  Than: 24 tỷ VNĐ/năm,  Dầu DO:0,55 tỷ VNĐ/năm,  Dầu FO: 84 tỷ VNĐ/năm,  Gas: 248 tỷ VNĐ/năm,  Củi: 43 tỷ VNĐ/năm. Tổng phát thải khí CO 2 của toàn ngành gốm sứ năm 2005: 520,49 nghìn tấn [CBC, 2006]. Bảng1: Sử dụng năng lượng và phát thải khí CO 2 trong năm 2005 của toàn ngành sảnxuất gốm sứ (tổng số và từng loại năng lượng). STT Loại năng lượng Năng lượng sử dụng Giá trị (tỷ VNĐ) Phát phải khí CO 2 (nghìn tấn) Đơn vị Khối lượng 1 Điện Triệu kWh 46,19 47,10 19,08 2 Than Nghìn tấn 41,25 24,16 76,27 3 Dầu DO Nghìn lít 69,48 0,55 0.2 Dầu FO Nghìn lít 15.298,13 84,19 48,97 4 Gas Tấn 22.947,00 247,82 68,11 5 Củi Nghìn m 3 569,11 42,55 307,86 Tổng 446,38 520,49 Như trên đã trình bày, ta thấy gốm sứ là ngành cần sử dụng nhiều năng lượng trong quá trình sản xuất, nhiều cơ sở sản xuất mang tính làng nghề. Vì vậy, ngành này còn tiềm ẩn nhiều biện pháp tiết kiệm năng lượng. Xuất phát từ thực tế trên, nhóm sinh viên chúng em đã đi thực tế tại Bát Tràng và hoàn chỉnh đề tài: Nghiên cứu quy trình công nghệ ngành gốm sứ, các cơ hội tiết kiệm năng lượng. Một số hình ảnh về chuyến đi thực tế: 2 3 1.3. Lịch sử làng nghề sản xuất gốm Bát Tràng. Bát Tràng là một làng cổ nằm bên sông Hồng, xã Bát Tràng gồm hai thôn Bát Tràng và Giang Cao thuộc huyện Gia Lâm, Hà Nội. Theo sử sách thì làng nghề Bát Tràng cũng đã có đến 500 năm tuổi. Một số thư tịch cổ có ghi việc thời Lê sơ, thế kỷ 15, các cống phẩm triều đình cống nạp cho nhà Minh bên Trung Quốc gồm các sản vật quý như gấm, vóc, lụa là, châu ngọc , và có cả đồ gốm Bát Tràng. Nhưng có thể nói, nghề gốm ở Bát Tràng cực thịnh là vào thế kỷ 16, thế kỷ 17. Nhiều đồ thờ quý giá ở những đình, đền, chùa, miếu còn đến nay, thấy có ghi tên tuổi những người cúng tiền và thời gian chế tác, thì biết những đồ gốm Bát Tràng cực kỳ đẹp cả cốt, dáng, nét và men đã ra đời vào thời Mạc Mậu Hợp và thời Lê Trung Hưng. Từ các thế kỷ trước, gốm Bát Tràng chủ yếu là đồ thờ. Về sau gốm Bát Tràng đã có nhiều đồ gia dụng, phổ biến nhất là bát, đĩa, bình, lọ, ấm chén. Và ngày nay, gốm Bát Tràng đã có khá nhiều mặt hàng phong phú về chủng loại và kiểu dáng, bao gồm cả những mặt hàng mỹ nghệ như đĩa treo tường, lọ hoa, con giống, tượng phiên bản và phù điêu với kỹ thuật và công nghệ cao. Các bộ sưu tập gốm sứ Bát Tràng đã đạt tới đỉnh cao của nghệ thuật và kỹ thuật chế tạo đồ gốm sứ ở Việt Nam. Ngoài bát đĩa, ấm chén thông dụng, Bát Tràng còn làm nhiều hàng khác, như các đồ thờ tự và các đồ cho trang trí nội, ngoại thất : độc bình, lư, đỉnh, đèn thờ, các bộ tượng tam đa, tam thánh, chậu hoa, con giống, gạch trang trí cao cấp Hàng Bát Tràng từ xa xưa đã nổi tiếng về chất men phủ, phổ biến là men màu búp dong, loại men này sắc độ trắng hơi ngả xanh hoặc xám, trong vào sâu. Sản phẩm gốm sứ Bát Tràng không những nổi tiếng trong cả nước mà còn được xuất khẩu sang nhiều nước trên thế giới từ năm 1990 như Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ và các nước trong khối EU. Nhiều sản phẩm gốm cổ Bát Tràng đang được lưu trữ tại một số viện bảo tàng lớn trên thế giới như Viện bảo tàng Royaux-Bỉ, Viện bảo tàng Guimet-Pháp. Từ năm 2002, các nghệ nhân Bát Tràng bắt đầu liên kết để sản xuất và tiêu thụ sản phẩm thông qua Hiệp hội gốm sứ Bát Tràng. Những thành viên của hiệp hội không chỉ là những gia đình sản xuất gốm mà còn có cả các công ty kinh doanh gốm sứ. Thông qua hiệp hội, người Bát Tràng có cơ hội tìm hiểu, nắm bắt thông tin về thị trường, các kiến thức mới trong công nghệ sản xuất gốm sứ, phương thức buôn bán thời thương mại điện tử và cách nâng cao năng lực cạnh tranh. 4 PHẦN 2: TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG NGÀNH GỐM SỨ 2.1. Đặc thù tiêu thụ năng lượng. 2.1.1. Quy trình công nghệ sản xuất gốm sứ. 5 Sơ đồ : Công nghệ sản xuất gốm sứ a) Quy trình công nghệ sản xuất gốm sứ.  Chuẩn bị nguyên liệu. Nguyên liệu gồm có cao lanh, đá trường thạch, đất sét trắng. Các nguyên liệu trên được phối chế theo tỷ lệ nhất định, phù hợp với nhiệt độ nung theo yêu cầu sản xuất sản phẩm. Để đạt được nhiệt độ nung theo ý muốn, cơ sở sản xuất nguyên liệu xương men phải có các công thức phối chế phù hợp. Sau khi nguyên liệu được phối chế được đưa vào bình nghiền bi có công suất từ 8 – 12 tấn/mẻ và nghiền trong 48 giờ. Trước khi lấy nguyên liệu bột ra, cán bộ kỹ thuật phải kiểm tra độ nhỏ của hạt. Nếu đảm bảo các yếu tố kỹ thuật mới được ra bột. 6 Máy nghiền nguyên liệu. Nguyên liệu sau khi nghiền được đưa qua bộ phận múc lọc để loại bỏ tạp chất và những hạt có kích thước lớn. Cán bộ kỹ thuật kiểm tra độ nhỏ của cỡ hạt nguyên liệu, nếu thấy đảm bảo mới được bơm qua bộ phận khử từ. Sản phẩm sau khi qua máy nghiền được đưa vào bể lọc. 7 Nguyên liệu sạch từ bể lọc được bơm vào máy nén và ép thành tấm. Nguyên liệu sạch được đưa vào máy ép lọc khung bản, được lấy ra khi độ ẩm nguyên liệu chỉ còn 22 – 24%, đưa qua máy luyện và đưa vào phòng ủ ẩm ít nhất 15 ngày trước khi đưa vào sản xuất. 8 Sau cùng tấm đất sét được đưa vào máy luyện. Quá trình ủ có tác dụng làm tăng độ dẻo của nguyên liệu, dễ tạo hình trong quá trình sản xuất. Nguyên liệu sau khi ủ được đưa qua máy luyện và hút chân không sau đó đóng vào túi nilon để bảo quản và vận chuyển. Trước khi đưa vào sản xuất đại trà, phải nung thử nguyên liệu để kiểm tra đánh giá chất lượng nguyên liệu. Để đảm bảo tính ổn định, không xảy ra các sai sót, mỗi lô hàng được sản xuất từ 150 – 200 tấn và được kiểm tra kỹ về mặt chất lượng trước khi đưa vào sản xuất đại trà hoặc bán. Để có được nguyên liệu chất lượng cao, cơ sở sản xuất phải tuyển chọn cẩn thận nguyên liệu đầu vào và các nguyên liệu trên phải được mua từ các nhà cung cấp có uy tín, với số lượng lớn, chất lượng ổn định.  Tạo hình. Đất dẻo trước khi đưa vào tạo hình sẽ được đưa qua máy luyện và hút chân không lần hai và được đùn ra với các kích thước có đường kính khác nhau tuỳ thuộc vào loại sản phẩm. Có nhiều phương pháp tạo hình sản phẩm, chọn cách tạo hình nào tuỳ theo loại sản phẩm và trinh độ công nghệ của cơ sở sản xuất. Trước đây khâu tạo hình được thực hiện bằng các bàn xoay hoặc máy ép lăn. 9 Tạo hình bằng phương pháp nặn thủ công. Hiện nay có doanh nghiệp tạo hình sản phẩm trên dây chuyền công nghiệp hiện đại, tạo ra các sản phẩm rất đồng đều. Đối với một số loại sản phẩm, người thợ gốm sứ có thể tạo hình bằng khuôn thạch cao. Khuôn thạch cao được đúc sẳn cho từng loại sản phẩm. Khuôn có cấu tạo từ đơn giản đến phức tạp. Loại đơn giản là khuôn hai mang, loại phức tạp thì thường có nhiều mang, tuỳ theo hình dáng của sản phẩm định tạo. Cách tạo dáng này trong cùng một lúc có thể tạo ra hàng loạt sản phẩm giống nhau, rất nhanh và giản tiện. Tạo hình sản phẩm có thể bằng phương pháp rót hoặc đắp nặn. Phương pháp rót: Nguyên liệu được hoà với nước thành dạng hồ, hơi sệt (hồ), sau đó đổ vào khuôn thạch cao, sau một thời gian nhất định thì người thợ đổ hồ dư ra. Khi sản phẩm tương đối khô thì mở khuôn ra để lấy sản phẩm. 10 [...]... nhất để đảm bảo hồ không bị đông lại, đây là thời điểm tiết kiệm điện năng nhiều nhất Với giải pháp này, công ty TNHH sứ VINACERA Thanh Trì đã áp dụng và thu được thành công Với máy nghiền được lắp biến tần thì công ty đã tiết kiệm được 25% điện năng. Với bộ phận khuấy hồ, công ty đã tiết kiệm được 30% năng lượng 2.2.4 Lò nung và vấn đề tiết kiệm năng lượng Thực tế ở Bát Tràng có khoảng 600 lò đốt than... dụng năng lượng hợp lý, an toàn và tiết kiệm nên phải có tài liệu hướng dẫn, tập huấn… • Thường xuyên vệ sinh nhà xưởng và các thiết bị sử dụng điện do môi trường làm việc ở đây rất bụi bặm và bẩn… 2.2.2 Lĩnh vực chiếu sáng Qua chuyến đi thực tế tại Bát Tràng, nhóm thấy còn nhiều tiềm năng tiết kiệm năng lượng trong lĩnh vực chiếu sáng Vì vậy, chúng em sẽ đưa ra một số giải pháp tiết kiệm năng lượng. .. suất cho chấn lưu của các đèn sắp hỏng 2.2.3 Tiết kiệm điện cho động cơ Động cơ và máy bơm là thiết bị tiêu thụ điện lớn nhất trong các cơ sở sản xuất, chiếm khoảng 80% tổng năng lượng điện của một cơ sở sản xuất Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến, các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho phép động cơ và máy bơm có thể tiết kiệm khoảng 20% tổng khối lượng điện năng tiêu thụ 2.2.3.1 Máy nghiền:  Hiện trạng:... hộp sản phẩm 21 Cơ hội tiết kiệm năng lượng 2.2 Để nâng cao tính cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường thì chúng ta cần xem xét đến chi phí sản xuất Để sản xuất sản phẩm gốm sứ cần sử dụng hai loại năng lượng chính đó là năng lượng điện và nhiên liệu để đốt lò như: than, củi,gas…Chi phí năng lượng để sản xuất ra gốm chiếm khoảng 30-60% của sản phẩm Vì vậy, giảm được chi phí năng lượng đầu vào sẽ đưa... nhưng hầu hết đều có dung tích nhỏ hơn 10 m3 Thực tế này đã tồn tại từ rất lâu Nhưng gần đây, khi giá nhiên liệu tăng vọt, phương án tiết kiệm năng lượng được đặt ra Biện pháp: a) Mở rộng dung tích các lò bông gốm có dung tích nhỏ hơn 10 m 3 hiện đang sử dụng ở cáccơ sở sản xuất Mục tiêu của giải pháp là mở rộng dung tích lò nung nhưng phải tiết kiệm năng lượng • Theo tính toán cân bằng năng lượng, lò... Trung Quốc 2.2.4.1 Thay thế lò nung đốt than bằng lò nung ga tiết kiệm năng lượng Sử dụng lò đốt than, nhiệt lượng cháy từ dưới lên gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng do khí thải CO, CO2 và chất thải rắn Hiệu suất chỉ vào khoảng 80 – 85 %, thành phẩm xấu, kém chất lượng  Giải pháp: Thay thế lò nung đốt than bằng lò nung ga tiết kiệm năng lượng • Lò gas con thoi: 25 Lò con thoi Đặc tính kỹ thuật của... Loại bóng này có đương kính nhỏ nên hiệu suất nguồn phát sáng có thể cải thiện khoảng 3% Không những vậy, nó còn tiết kiệm điện, có thể tiết kiệm đến 10% năng lượng và chất lượng ánh sáng cực tôt Một điều nữa là nếu dùng chấn lưu điện tử hiện đại thay thế cho chấn lưu sắt từ, lượng tiết kiệm có thể lên đến 25%  Bảo dưỡng chiếu sáng: Bảo dưỡng rất quan trọng với hiệu suất ánh sáng Mức sáng sẽ giảm... mức thấp hơn; ví dụ đèn gắn vào các máy móc hoặc đèn bàn Có thể tiết kiệm được năng lượng bởi vì đèn có công suất thấp cũng có thể tạo ra chiếu sáng theo công việc tốt Khái niệm về chiếu sáng theo công việc nếu được thực hiện một cách hợp lý thì có thể giảm số lượng chùm đèn chiếu sáng chung, giảm công suất của đèn, tiết kiệm đáng kể năng lượng và cung cấp việc chiếu sáng tốt hơn và cũng tạo ra môi trường... thể đốt với lưu lượng từ rất nhỏ đến lớn Việc điều chỉnh nhiệt độ hay tốc độ nâng nhiệt độ trong lò tương đối đơn giản bằng chỉnh áp lực khí • Chế độ đốt: gián đọan • Hiệu suất đạt được khoảng 95% Đánh giá việc sử dụng năng lượng: Lò gas con thoi được thiết kế sử dụng vật liệu cách nhiệt làm thân lò, nhiệt thất thoát không đáng kể, do đó tận dụng năng lượng cao 2.2.4.2 Tiết kiệm năng lượng bằng mở rộng... mới, cải tạo, sửa chữa thiết bị sử dụng năng lượng của đơn vị Giám sát các quy trình hoạt động của hệ thống tiêu thụ năng lượng trong cơ sở sản xuất • Tắt tất cả các bóng đèn, điều hòa khi không có nhu cầu sử dụng • Đối với các thiết bị, máy móc dùng điện, nhiệt cần phải được vận hành theo một quy trình kỹ thuật phù hợp, có thể tiết kiệm được 5% điện năng và năng lượng tiêu thụ cấp cho lò nung nếu vận . [CBC, 2006]. Bảng1: Sử dụng năng lượng và phát thải khí CO 2 trong năm 2005 của toàn ngành sảnxuất gốm sứ (tổng số và từng loại năng lượng) . STT Loại năng lượng Năng lượng sử dụng Giá trị (tỷ. bán thời thương mại điện tử và cách nâng cao năng lực cạnh tranh. 4 PHẦN 2: TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG NGÀNH GỐM SỨ 2.1. Đặc thù tiêu thụ năng lượng. 2.1.1. Quy trình công nghệ sản xuất gốm. ngành cần sử dụng nhiều năng lượng trong quá trình sản xuất, nhiều cơ sở sản xuất mang tính làng nghề. Vì vậy, ngành này còn tiềm ẩn nhiều biện pháp tiết kiệm năng lượng. Xuất phát từ thực