THIẾT kế NHÀ máy sản XUẤT nệm CAO SU NĂNG SUẤT 200 000 tấm TRÊN năm

Nhiều chuyên gia nông nghiệp cho rằng các địa phương cần sớm tổ chức lạisản xuất, nhất là đưa các hộ nông dân sản xuất nhỏ lẻ thành các nhóm hộ, tổ hợp táchoặc hợp tác xã kiểu mới… với h

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT NỆM CAO SU NĂNG SUẤT

200.000 TẤM/NĂM

đề ra Do đó thời gian gần đây nhiều người dân ở Tây Nguyên, Nam Bộ đã phá đinhững mảnh đồi cao su của mình, kể cả được phép cũng như không được phép vì ế

ẩm Ước tính đã có hơn 4000 hecta cao su bị người dân phá bỏ để chuyển sang câytrồng khác Thậm chí để được “phá bỏ” cao su, người dân đã lấy lí do cây cao sukhông có mủ, chuyển sang cây trồng khác cho thu nhập cao hơn

Đặc biệt là cao su Việt trở nên “cùng đường” hơn khi Trung Quốc “cấm cửa”,trong khi lại không tích cực đi tìm thị trường mới và hậu quả là bị nước làng giềngkhống chế đầu ra

Hiện nay, dù không phải ngành kinh tế mũi nhọn, tuy nhiên thị trường nệmcao su đang “nóng lên” do được quỹ ngoại rót vốn Theo kết quả nghiên cứu Quỹđầu tư Mekong Capital, mới có khoảng trên 30% dân số Việt Nam sử dụng nệm.Trong khi đó con số này ở trên thế giới là 100%, như vậy dư địa để ngành phát triểnvẫn còn rất lớn

Nhận thấy tiềm năng trong lĩnh vực sản xuất sản phẩm này, em quyết định lựachọn khóa luận thiết kế nhà máy sản xuất nệm cao su năng suất 200.000 tấm/nămnhằm đáp ứng nhu cầu thị trường rộng lớn, không chỉ cũng ứng trong nước mà đạttham vọng xuất khẩu ra các thị trường lớn Ngoài ra em nhận thấy Việt Nam cónhiều lợi thế để phát triển các dây chuyền sản xuất sản phẩm cao su do có chi phí

sản xuất thấp, nguồn nguyên liệu dồi dào Và mục đích chung nhất là ổn định đầu racủa mủ cao su cho nông dân Việc và tạo ra công ăn việc làm ổn định cho người dân.

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 NGÀNH CÔNG NGHIỆP CAO SU Ở VIỆT NAM

1.1.1 Tổng quan về ngành cao su ở Việt Nam

Ngay từ những ngày đầu xâm lược Việt Nam, thực dân Pháp đã tìm cáchmang cây cao su vào trồng ở nước ta, song tuổi thọ của những cây cao su đầu tiênquá ngắn ngủi Phải cho đến năm 1987, dược sĩ Raoul, sau khi đi công cán ở cácthuộc địa Anh đã mang về vườn Thực Vật Sài Gòn 2.000 cây cao su thì việc trồngcao su mới được xem là chính thức bắt đầu ở Việt Nam

Trong khoảng thời gian bị Pháp đô hộ, với các chính sách khai thác triệt đểcủa mình, các đồn điền cao su đã được mọc lên nhanh chóng nhằm phục vụ chínhquốc Đến năm 1945, diện tích trông cây cao su trên cả nước đạt 138.000 ha và sảnlượng đạt đến 77.400 tấn [1]

Sau khi chiến tranh kết thúc, nhận thấy rằng công nghiệp cao su là ngànhmang lại lợi ích rất lớn cho đất nước, Đảng và Nhà Nước đã có các chính sách tậptrung đẩy mạnh việc mở rộng đồng thời diện tích trồng cao su, sản lượng thu hoạchhàng năm cũng như các biện pháp thúc đẩy các hoạt động sản xuất và xuất khẩu cao

su Mở ra con đường phát triển của ngành cao su trong nước Cây cao su được trồngnhiều ở miền Đông Nam Bộ (46,4%), chủ yếu là Bình Phước, Bình Dương, TâyNinh và Vũng Tàu Tuy vậy, quỹ đất đang thu hẹp dần và Việt Nam khuyến khíchđầu tư mở rộng diện tích trông và khai thác cao su ở Lào và Campuchia

Năm 2013, Việt Nam đã vươn lên đứng thứ ba về sản lượng cao su thiên nhiên(CSTN) Năm 2017, Việt Nam tiếp tục duy trì vị trí này với sản lượng 1.086.700 tấntrên diện tích 971.600 ha và xuất khẩu 1.395.000 tấn đến hơn 80 thị trường khácnhau, chiếm thị phần thế giới khoảng 12%, chỉ sau Thái Lan (38%) và Indonesia

(27%) Nguồn cao su nhập từ các nước lân cận đã giúp Việt Nam tăng cường nănglực xuất khẩu trong những năm gần đây [2]

Hình 1.2: Sản lượng cao su thiên nhiên của 6 nước dẫn đầu năm 2013 (ngàn tấn)

[2]

Góp phần thúc đẩy tốc độ tăng trưởng ấn tượng về sản lượng và xuất khẩu,năng suất cây cao su tại Việt nam đã có những tiến bộ đáng kể nhờ các bộ giống caosản và tiến bộ trong kỹ thuật cũng như quản lý Việt Nam đã giữ mức năng suấtbình quân 1,6 – 1,7 tấn/ha/năm trong 9 năm liên tục kể từ 2009, là mức cao nhất tạikhu vực châu Á và thức hai trên thế giới những năm gần đây Năng suất cao là mộttrong những yếu tố quan trọng giúp người trồng cao su tại Việt Nam chống chịu vàứng phó linh hoạt khi giá thấp kéo dài từ năm 2012 đến nay [2]

Cục Xuất nhập khẩu (Bộ Công Thương) cho biết, trong tháng 7/2018, giá mủcao su nguyên liệu tại Bình Phước, Bình Dương, Tây ninh giảm theo xu hướng củathị trường thế giới Các đồn điền cao su tại Bình Phước bắt đầu khai thác mủ trở lạisau một thời gian dài gián đoạn Mùa khai thác mủ cao su năm nay mới tiến hànhđược hơn một tháng, nhưng giá liên tục giảm [3]

Trong tháng 7/2018, xuất khẩu cao su ước đạt 140 nghìn tấn, trị giá 188 triệuUSD, tăng 14,5% về lượng và tăng 8,4% về giá trị so với tháng 6/2018, nhưng giảm7% về lượng và giảm 16,3% về giá so với cùng kì năm 2017 Lũy kế 7 tháng đầunăm 2018, xuất khẩu cao su đạt 705 nghìn tấn, trị giá 1 tỉ USD, tăng 11,3% vềlượng nhưng giảm 9,7% về trị giá so với cùng kì năm 2017 Theo số liệu thống kêcủa Tổng cục Hải quan, trong 6 tháng đầu năm 2018, xuất khẩu hầu hết các chủngloại cao su chính tăng so với cùng kì năm 2017 Theo số liệu thống kê của BộThương mại Ấn Độ, nhập khẩu từ Việt Nam tăng 172,3% về lượng và tăng 130% vềtrị giá so với cùng kì năm 2017, đạt 31,3 nghìn tấn, trị giá 50 triệu USD Thị phầncao su Việt nam trong tổng nhậu khẩu cao su của Ấn Độ tăng từ 3,5% trong 5 thángđầu năm 2017 lên 7% trong 5 tháng đầu năm 2018 [3]

Theo Hiệp hội các nước sản xuất cao su thiên nhiên (ANRPC), trong 6 thángđầu năm 2018, nhu cầu toàn cầu đối với cao su thiên nhiên tăng 5% so với cùng kìnăm 2017, đạt 6,96 triệu tấn Trong cùng thời gian này, nguồn cung cao su thiên

nhiên toán cầu tăng 4,5% so với cùng kì năm 2017, lên 6,21 triệu tấn Như vậytrong 6 tháng đầu năm 2018, thâm hụt cung – cầu cao su tự nhiên thế giới là 746nghìn tấn, giúp cải thiện tình trạng dư cung trên thị trường [3]

1.1.2 Khó khăn và giải pháp mới cho ngành cao su Việt Nam

Nhiều năm qua, thị trường cao su luôn ở tình trạng cung vượt cầu, khiến giácao su luôn ở mức thấp Thông thường, giá cao su thiên nhiên có xu hướng đi theogiá dầu, tức là giá dầu xuống giá cao su cũng xuống và ngược lại Nhưng hiên naytình hình đang đi ngược lại với quy luật trên khi giá dầu đã lên nhưng giá cao su vẫngiảm Chính việc cung vượt cầu khiến cho giá cao su rất khó tăng lên trong nhữngnăm gần đây Các dự báo đều chó thấy tình trạng này sẽ còn kéo dài trong vài nămnữa nên các doanh nghiệp sẽ phải đối mặt với việc giá cao su thấp kéo dài Trướctình hình này, việc phát triển bền vững chính là lối thoát cho cao su Việt Nam trongkhó khăn trên, giúp cao su Việt Nam có được thị trường lâu dài và khách hàng tốt.Tuy nhiên, điều này không thể thực hiện ngay trong một sớm một chiều, bởi vớidiện tích gần 1 triệu ha cao su hiện nay, trong đó là 50% là cao su tiểu điền, việctriển khai sẽ gặp nhiều khó khăn về nguồn vốn [4]

Các chuyên gia dự báo, giá cao su không thể trở lại đỉnh cao như những nămtrước đây và tình trạng này có thể kéo dài đến năm 2030 Điều này đã khiến nhiềunông dân khóc ròng, lâm cảnh trăng tay khi trót lỡ chặt phá các loại cây trồng khác

để đầu tư cao su

Số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cho thấy, giá mủcao su trong 9 tháng đầu năm 2018 liên tục sụt giảm Hiện tại, giá mủ cao su chỉ daođộng mức 30 triệu đồng/tấn Cụ thể, tại các địa phương như Bình Phước, giá thumua mủ cao su giảm từ mức 255 đồng/độ xuống 240 đồng/độ Tại Đồng Nai, giá

mủ tiếp tục giảm 500 đồng/kg, từ 12.500 đồng/kg xuống còn 12.000 đồng/kg Tínhchung trong 9 tháng, giá mủ cao su tại Đồng Nai tăng khoảng 200 đồng/kg Trongkhi đó, giá mủ cao su tại Bình Phước giảm khoảng 400 đồng/kg

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn dự báo giá cao su nguyên liệu trongnước tiếp tục giảm trong thời gian tới với bối cảnh thị trường cao su toàn cầu dưcung, giao dịch ảm đạm.

Trước đó, tháng 6/2018 vừa qua, giá mủ cao su nhích dần lên nhưng khôngmấy khả quan Nguyên nhân xuất phát từ việc giá cao su nhích lên khiến người dânlại lao nhanh vào khai thác mủ cao su (cả ở Việt Nam và các nước khác) làm nguồncung nhiều hơn nhu cầu Sắp tới, hơn 900.000 ha cao su (nhất là cao su vùng TâyBắc) đi vào khai thác sẽ khiến nguồn cung tăng lên đột biến Thực tế “cung lớn hơncầu” khiến giá mủ cao su không thể có dấu hiệu khởi sắc Cùng với thị trường nộiđịa, hoạt động xuất khẩu cũng ảm đạm Tháng 9/2018, xuất khẩu cao su giảm cảlượng và trị giá, giảm lần lượt 10,7% và 9,6% so với tháng 8/2018 tương ứng 152,8nghìn tấn Tính chung từ đầu năm đến hết tháng 9/2018, xuất khẩu trên 1 triệu tấncao su, trị giá 1,4 tỉ USD, tăng 8,3% về lượng nhưng giảm 11,9% trị giá so với cùng

kì Giá xuất bình quân 1.381,07 USD/tấn, giảm 18,6% Nguyên nhân do giá cao sutrên thị trường thế giới biến động không đồng nhất so với tháng 8/2018 đã tác độngđến tình hình xuất khẩu cao su của Việt Nam [3]

 Giải pháp:

Thực ra tại Việt Nam, xu hướng phát triển bền vững đã được Chính phủ đưavào hệ thống pháp lý từ cách đây nhiều năm Năm 2012, Quyết định 432/QĐ – TTgcủa Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt Chiến lược phát triển bền vững Việt namgiai đoan 2011 – 2020 Tiếp sau đó là nhiều quyết định, thông tư khác cụ thể hơnnhư Quyết định 889/QĐ – TTg về Phê duyệt Đề án tái cơ cấu ngành nông nghiệptheo hướng nâng cao giá trị gia tăng và phát triển bền vững, hay Thông tư 38/2014/

TT – BNNPTNT về hướng dẫn phương án quản lý rừng bền vững, trong đó có cảrừng trồng Sắp tới thông tư này sẽ còn cập nhật các yêu cầu quy định phát triển bềnvững để Việt nam có thể lấy được các chứng chỉ phát triển rừng bền vững của nhiều

tổ chức thế giới uy tín Tháng 4 năm 2017, Thủ tướng cũng đã ra quyết định

419/QĐ – TTg về Giảm phát thải khí nhà kính thông qua việc hạn chế mất và suythoái rừng Trong đó, cao su là 1 trong 4 nông sản được đưa vào thí điểm mô hìnhphát triển bền vững Luật lâm nghiệp sẽ có hiệu lực từ đầu năm 2019 cũng là căn cứquan trọng để phát triển và quản lý bền vững cây cao su [4]

Với cơ sở pháp lý như trên, Hiệp hội Cao su Việt Nam cho biết, tổ chức nàyđang tìm giải pháp làm thế nào để phát triển bền vững, đạp ứng các tiêu chí để đạtđược các chứng chỉ quốc tế nhưng không tốn kém mà phù hợp với điều kiện ViệtNam Theo đó, VRA đang tìm những nguồn tài chính hỗ trợ để có thể tập hợp cácchuyên gia tham vấn và ban hành càng sớm càng tốt bộ ba quy trình, bao gồm chínhsách quản lý, môi trường – xã hội và giải pháp kỹ thuật, để ngành cao su có đượcnhững hướng dẫn làm thế nào để phát triển bền vững một cách khả thi, thực thế, đỡtốn kém Hiện VRA đã hợp tác với Quỹ Quốc tế Bảo vệ thiên nhiên (WWF) để làm

sổ tay hướng dẫn quản lý rừng cao su bền vững theo tiêu chuẩn chứng chỉ rừngquốc tế Ngoài ra, VRA cũng đề xuất đẩy mạnh hợp tác công tư để thúc đầy và giámsát phát triển ngành cao su bền vững [4]

Nước ta đang được nhiều tổ chức quốc tế ủng hộ phát triển cao su bền vững.Vấn đề là các Doanh nghiệp có kịp nhận thức để chuyển mình hay không Sản phẩmcao su thiên nhiên bền vững cũng chưa chiếm tỉ lệ lớn nhưng sẽ tăng dần Và hiện làthời điểm tốt nhất để các doanh nghiệp bắt tay và thay đổi để hòa nhập thị với thịtrường [4]

Bên cạnh đó giải pháp cần đặt ra là thay đổi thói quen canh tác đại trà, thiếuthông tin của người nông dân để tránh cung nhiều hơn cầu làm giảm giá thành sảnphẩm Nhiều chuyên gia nông nghiệp cho rằng các địa phương cần sớm tổ chức lạisản xuất, nhất là đưa các hộ nông dân sản xuất nhỏ lẻ thành các nhóm hộ, tổ hợp táchoặc hợp tác xã kiểu mới… với hướng liên kết lại để dễ dàng tiếp cận tiến bộ kĩthuật, nguồn vốn tín dụng và các đơn vị cung cấp vật tư đầu vào đảm bảo chấtlượng Hiệp hội Cao su Việt Nam cho rằng để hỗ trợ nông dân trồng cao su, ngành

chức năng của tỉnh có diện tích trồng cao su lớn như Bình Phước, Bình Dương,Đồng Nai… cần tiến hành rà soát, quy hoạch cụ thể đối với từng vùng trồng địaphương cần phối hợp với ngành khuyến nông chuyển giao tiến bộ kĩ thuật để đầu tưthâm canh, phát triển bền vững Đồng thời, các địa phương cần khuyến cáo nôngdân không nên lặp lại bào học trước đây chặt bỏ cây trồng khi mất giá, trông loạicây khác đang “được thời”, luôn đối mặt với nhiều rủi ro.

1.1.3 Lựa chọn năng suất

Chọn năng suất nhà máy sản xuất là 200.000 tấm /năm Theo lời ông HoàngTuấn Anh – CEO Vua Nệm: “Việt Nam hiện có 25 triệu gia đình và theo thống kêthì 40% trong số này có sử dụng nệm Với vòng đời trung bình mỗi chiếc nệm là 7năm thì thị trường Việt Nam sẽ cần ít nhất khoảng 4 triệu tấm nệm mới mỗi năm,chưa kể đến nhu cầu của các gia đình chưa sử dụng Với giá trị trung bình một đơnhàng mua nệm và chăn ga khoảng 4 triệu thì quy mô thị trường bán lẻ chăn ga gốinệm sẽ vào khoảng 16.000 tỉ đồng Khi ngành du lịch ngày càng tăng trưởng và đónhàng chục triệu lượt khách du lịch mỗi năm, thị trường nệm và chăn ga càng tiềmnăng và có giá trị lên tới hàng tỉ USD Theo thống kê của Trung tâm du lịch, thuộc

Bộ Văn hóa Thể thao, vào năm 2016, Việt Nam đã có khoảng 420.000 phòng đăng

ký dịch vụ lưu trú ứng với số nệm tương đương hay nhiều hơn cho mỗi phòng Nhưvậy, riêng nhu cầu chăn ga gối nệm phục vụ cho các khách sạn đã vào khoảng 3000

tỉ đồng.” [5]

Theo tình hình thị trường hiện nay thì nhu cầu sử dụng nệm cho các gia đình

và trong ngành dịch vụ trong nước là rất lớn Các hãng lớn như KYMDAN, Liên Á,

… hầu như phát triển mạnh các sản phẩm để xuất khẩu, còn thị trường trong nướcvẫn chưa đáp ứng được hết nhu cầu Chọn năng suất 200.000 tấm/năm là để cungcấp cho thị trường trong nước là phù hợp vì tương lai nhà máy có thể mở rộng đểtăng thêm sản lượng

1.2 GIỚI THIỆU SẢN PHẨM

Một số loại hình nệm:

Hình 1.3: Nệm gấp [6]

Hình 1.4: Nệm cao su Deluxe [6]

Hình 1.5: Nệm Kymdan massange [6]

Hình 1.6: Nệm y tế [6]

1.2.1 Đặc điểm chung của sản phẩm

Nệm có dạng hình hộp chữ nhật, có nhiều quy cách, kích thước khác nhau tùytheo nhu cầu sử dụng (nệm đơn, nệm đôi, …) Trong bài luận này em trình bày sảnxuất loại nệm được sử dụng phổ biến nhất ở nước ta hiện nay chính là nệm đơn.Nệm đơn thường được sử dụng trong nhiều hộ gia đình và cả trong các ngành dịch

vụ như các khách sạn

Nệm cao su được nhiều người lựa chọn bởi nó có nhiều ưu điểm vượt trội Ưuđiểm lớn nhất của nệm cao su đó là việc hỗ trợ rất tốt cho cột sống của người nằm,đặc biệt hữu dụng với những người có tiền sử mắc các bệnh liên quan đến thắt lưng,cột sống hay thoát vị đĩa đệm nệm cao su giúp giữ cho xương sống luôn trong tưthế thẳng khi nằm, giúp nâng đỡ các đường cong của cơ thể một cách hoàn hảo.Nệm cao su được sản xuất từ 100% cao su thiên nhiên nên không chứa cao su tổnghợp gây hại cho sức khỏe Thường rất bền, có thời gian sử dụng dài, với tuổi thọ sửdụng cao, trong điều kiện bảo quản tốt thì thời gian sử dụng có thể lên đến trên 10năm Nệm cao su có thể sử dụng trong cả mùa hè vì có nhiều lỗ thông hơi nhỏthoáng mát [7]

Trên tấm nệm có các lỗ nhỏ thất khí hình trụ hoặc hình hộp giúp không khí lưuthông, tạo cảm giàn thoải mái, thoáng mát cho người sử dụng

Bề mặt của sản phẩm thường có lỗ tròn: đường kính 0,5 cm cách đều nhau 2

Bề dày10cm 20cmBề dày

2 m x

1,4 m

Tròn: 55

x 79Sâu: 3 cm

Tròn: 55

x 79Sâu: 6 cm

Vuông:

20 x 29Sâu: 5 cm

Vuông:

20 x 29Sâu: 10cm

Tròn: 63

x 79Sâu: 6 cm

Vuông:

23 x 29Sâu: 5 cm

Vuông:

23 x 29Sâu: 10cm

Tròn: 71

x 79Sâu: 6 cm

Vuông:

26 x 29Sâu: 5 cm

Vuông:

26 x 29Sâu: 10cm

Tròn: 79

x 79Sâu: 6 cm

29 x 29Sâu: 5 cm

Vuông:

29 x 29Sâu: 10cm

cơ thể tiết ra.

- Nệm có cấu trúc tổ ong hở, có nhiều lỗ thông hơi nhỏ giúp nệm có tínhlưu thông khí tốt

- Khả năng chịu nhiệt, cách điện kém hơn so với polymer bọt kín

- Kích thước bọt lớn (module đàn hồi tăng) có tính đối lưu bức xạ nêntruyền nhiệt nhanh hơn, dẫn đến lưu hóa nhanh hơn so với bọt có kíchthước nhỏ

- Khả năng chịu nén của xốp bọt hở tốt hơn bọt kín vì pha khí trong cấu trúcbọt hở là không khí, còn pha khí bọt kín là các khí sinh ra từ các chất tạobọt [8]

1.2.4 Sử dụng và bảo quản nệm cao su

- Không để nệm gần các thiết bị tỏa nhiệt

- Không giặt tẩy, ủi trên nệm

- Không để ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào nệm

- Đặt nệm nơi khô ráo, thoáng mát và tránh ẩm ướt

- Không để xăng dầu, hóa chất đổ lên nệm

- Khi cuốn nệm lại sao cho các lỗ thông hơi vuông quay vào bên trong

- Không dùng ngoại lực quá 10 N/cm3 tác động vào nệm

- Nệm nên được bọc trong áo nệm và có ga trải để giữ nệm sạch sẽ [8]

CHƯƠNG 2 LÝ THUYẾT TẠO NỆM CAO SU VÀ LỰA CHỌN

PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT

2.1 LÝ THUYẾT TẠO NỆM CAO SU

2.1.1 Cơ sở lý thuyết tạo bọt cao su

Bọt cao su là hỗn hợp vật liệu cao cấp để sản xuất nệm, bọt cao su có tính đànhồi cao, tính diệt khuẩn tốt và là vật liệu làm nệm rất tốt cho sức khỏe được tiến sĩLammers chứng minh Latex cao su bọt được sử dụng sản xuất nệm, nổi tiếng vì độbền của nó

2.1.2 Quy trình tạo bọt cao su

 Chuẩn bị nguyên liêu:

S, ZnO, ZDEC, … dạng hạt được đưa vào máy nghiền bi để nghiền nhỏ theokích thước yêu cầu Các hóa chất sẽ được pha trộn thành dạng huyền phù hay dungdịch với nồng độ thích hợp theo yêu cầu của đơn pha chế và được pha thành bốnhỗn hợp khác nhau

Hình 2.10: Chuẩn bị hỗn hợp 3 Hình 2.11: Chuẩn bị hỗn hợp 4.

 Tạo bọt:

Cho hỗn hợp 3 vào Để tăng hiệu quả tạo bọt, tiến hành khuấy để tạo bọt, tốc

độ cánh khuấy nhanh hơn, gần gấp đôi so với quá trình khuấy trộn hỗn hợp 1,khoảng 2000 vòng/phút, nhằm để lôi cuốn khí vào nhiều và tránh bọt khí tạo ra bị

vỡ, đồng thời bọt kí mới được tạo nhiều hơn Thời gian khuấy khoảng 14 phút

 Tạo gel:

Kích thước bọt đạt yêu cầu, tiếp tục cho hỗn hợp 4 vào khuấy đều Khi này,Natri silicofloride đóng vai trò như chất tạo gel, gel hóa các bọt khí, ổn định kíchthước bọt trước khi lưu hóa, làm tăng độ nhớt hỗn hợp, ngăn sự thoát nước của bọtkhí và làm căng sức căng bề mặt của bọt khí Thời gian tạo gel từ 5 – 8 phút

 Ổn định bọt:

Hỗn hợp latex sau quá trình khuấy tạo bọt và cho chất gel hóa vào thì cần phảigiữ ổn định đẻ bọt không bị vỡ ra, cần phải cho vào chất ổn định bọt vào sau cùng

để giữ sự ổn định cho các bọt khí [7]

2.2 PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT NỆM CAO SU

Nệm trên thế giới hiện nay được sản xuất chủ yếu theo hai phương pháp:

- Phương pháp Dunlop

- Phương pháp Talalay

2.2.1 Sản xuất nệm theo phương pháp Dunlop

Năm 1929, Mr E A Murph đã phát minh ra phương pháp sản xuất nệm cao

su thiên nhiên, ngày nay được biết đến với tên gọi là phương pháp Dunlop Vớiphương pháp này, mủ cây cao su được trộn với chất tạo bọt, hỗn hợp được chuyểnvào một lò đặc biệt để làm cho chất lỏng kết tủa lại thành dạng rắn Khối chất rắnnày được rửa bằng nước và được chuyển đến công đoạn làm khô bằng khí nóng

Đây là phương pháp truyền thống với ưu thế đơn giản về công nghệ và chi phí thấp

đẻ tạo ra một tấm nệm cao su chất lượng Hỗn hợp latex được đổ đầy khuôn, khônghút chân không

Hình 2.12: Quy trình sản xuất nệm theo phương pháp Dunlop.

2.2.2 Sản xuất nệm theo phương pháp Talalay

Năm 1950, hai anh em nhà Talalay đã phát triển quy trình sản xuất nệm cao su

từ latex và được tên gọi của phương pháp sản xuất được đặt theo tên của hai anh em

là phương pháp Talalay

Đây là phương pháp mới được phát triển dựa trên những tiến bộ về công nghệcho nên khi so sánh với phương pháp chế tạo truyền thống thì thành phẩm có cấutrúc khác biệt Hỗn hợp mủ cao su thiên nhiên với các phụ gia cần theist đượcchuyển đến khuôn định hình trong môi trường chân không Việc này giúp đảm bảomật độ cao su phân bố đều trên sản phẩm Sau đó, hỗn hợp này được đánh đông vàlại làm nóng để loại bỏ nước ra khỏi hỗn hợp Với phương pháp này chỉ tạo ra cácthành phẩm có kích thước nhỏ, cho nên đối với kích thước lớn thì kết nối các khốinhỏ với nhau Đối với phương pháp này, khi đổ khuôn thì lượng latex chỉ chiếm

80% thể tích của khuôn và có gió thổi khí vào mặt khuôn nhằm tạo độ xốp và thôngthoáng cho sản phẩm [9]

Hình 2.13: Quy trình sản xuất nệm theo phương pháp Talalay.

2.2.3 So sánh hai phương pháp sản xuất

Bảng 2.3: So sánh hai phương pháp.[8]

Sản xuất theo phương pháp

Công nghệ sản xuất đơn giản Chi

phí cho việc sản xuất cũng rẻ hơn

nhiều so với phương pháp Talalay

Công nghệ phức tạp hơn Chi phísản xuất tốn kém gấp bốn lần

Sản phẩm không chính xác, ổn

định như Talalay latex do sản phẩm

có tỉ trọng cao, độ cứng cao và cấu

trúc xốp ít không bền, đều

Chất lượng cao hơn, ổn định hơn

do tạo ra sản phẩm có cấu trúc tổ ong,

Latex được cho vào khuôn, không

khí được bơm vào latex lỏng tạo xốp

Latex được cho vào khuôn và đậykín, khuôn được hút chân không

Serum được tạo bọt trong máy ly

tâm, đổ vào khuôn, gia nhiệt và sấy ở

nhiệt độ thấp và hỗn hợp đóng rắn lại

Sau khi latex được đổ vào khuôn,khuôn được đậy kín khí, quá trình làmlạnh nhanh để ổn định vật liệu để tạo

ra nhiều cấu trúc lỗ li ti

 Kết luận: Dựa trên những thông tin và bảng so sánh ở trên Đề tài luận này này

em chọn phương pháp sản xuất nệm theo Talalay vì có nhiều ưu điểm hơn.Phương pháp Talalay có chi phí đầu tư cao nhưng cho ra được những sản phẩm

có chất lượng tốt và ổn định Sản phẩm đáp ứng được cả trong việc xuất khẩulẫn sử dụng trong nội địa, tình hình kinh tế nước ta hiện nay cũng đã cải thiệnđược tốt hơn nên chất lượng của sản phẩm cũng sẽ tăng lên theo nên việc chọnphương pháp sản xuất Talalay là phù hợp

CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU VÀ ĐƠN PHA CHẾ

3.1 NGUYÊN LIỆU

3.1.1 Latex

Latex cao su là một chất lỏng hức hợp, có thành phần và tính chất khác biệtnhau tùy theo từng loại Theo nguyên tắc, có thể nói đó là một trạng thái nhũ tươngcủa các hạt từ cao su hay thể giao trạng trong một serum lỏng Ở Việt Nam, latexcòn được gọi là mủ cao su nước Tỉ trọng của latex được ước định là 0,97 Đó là kếtquả từ tỉ trọng cao su là 0,92 và của serum là 1,02 Serum có tỉ trọng cao hơn nước

là do nó có chứa những chất hòa tan.[10]

Mủ latex phải đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt theo TCVN 6314 :

2013 và tiêu chuẩn ISO 9001 : 2000

Bảng 3.4: Tiêu chuẩn mủ latex [4]

2 minTổng hàm lượng chất rắn, %, 61,5

3 Hàm lượng cao su khô, %, min 60

4 Độ ổn định cơ học, giây, min 650

5 maxTrị số acid béo bay hơi (VFA), 0,06

8 Hàm lượng mangan, ppm, max 8

3.1.2 Chất gel hóa (Natri silicoflouride: Na 2 SiF 6 )

Công thức cấu tạo:

Chất tạo gel là chất được đưa vào trong hỗn hợp latex để tăng sức căng bề mặtcủa bọt khí, tạo điểm đông đặc và giữ cho bọt khí ở trạng thái ổn định, hạn chế bọtkhí bị vỡ Chất thường được sử dụng là sodium silicoflouride, CO2, CFC để làm tácnhân gel hóa trong latex Natri silicoflouride có khối lượng phân tử là 188,06; dạngtinh thể màu trắng, hòa tan trong nước ở 25oC nồng độ 0,76 g/100 mL Ở nhiệt độ

100oC nồng độ hòa tan là 2,45 g/mL, nhiệt độ sôi là 500oC và pH = 3 – 4,5 Là hỗnhợp dạng muối tự do nên được ứng dụng phổ biến trong nhiều lình vực như sản xuấtmen sứ, làm hóa chất phủ lên bề mặt giấy, làm đục thủy tinh và đặc biệt là dùng làmchất tạo gel trong lĩnh vực cao su [11]

3.1.3 Chất trợ tạo gel

Chất trợ tạo gel sử dụng là ZnO ZnO có dạng bột màu trắng, tỉ trọng từ 5,57 –5,6; ở trạng thái vô định hình hay hình kim tùy theo điều kiện oxy hóa kẽm, kíchthước trung bình thay đổi giữa 0,1 – 0,9 µm Độ dẫn nhiệt (đơn vị CGS): 0,00166.Nhiệt dung riêng là 0,646 cal/oC.cm3 Ở trạng thái nguyên chất nó tan trong nước0,005 g/L ở 25oC [10]

Ở hỗn hợp latex, nếu lượng ZnO càng cao thì độ lão hóa của hỗn hợp càngkém, do đó phải lưu ý tới việc sử dụng chất kháng lão và cần chỉnh lại lượng lưuhuỳnh trong công thức bị mất qua phản ứng sinh ra sulfur kẽm Những phẩm cóphản ứng acid cũng như các chất độn acid khác sẽ gây trì hoãn lưu hóa với tốc độ tỉ

lệ với lượng ZnO [10]

3.1.4 Chất tạo bọt (Kali Oleate: C 18 H 2 KO 2 )

Công thức cấu tạo:

-O H

O

Chất tạo bọt là những chất do sự nhiệt phân có khả năng phóng thích chất khí

và chính chất khí tạo ra những khoảng trống như tổ ong nhỏ hoặc cực nhỏ, hay nóicách khác đi chất khí chứa trong cao su do chất tạo bọt phóng thích làm cho cao sunổi lên và trở nên xốp

Chất tạo bọt dùng trong công nghiệp cao su có thể chia thành hai nhóm: chấttạo bọt vô cơ và hữu cơ, có khả năng phóng thích khí N2 và CO2

Kali oleate là sản phẩm tạo ra khi sử dụng phối hợp sodium bicarbonate vớiacid hữu cơ được dùng nhiều là acid stearic và acid oleic, là những chất cũng có tácdụng hóa dẻo và tăng trợ lưu hóa hỗn hợp cao su Kali oleate có khối lượng phân tử

là 320, có màu xám, độ ẩm nhỏ hơn 65%, pH = 10 – 11, ở dạng lỏng Có tính chấtgần giống với Potassium oleate: acid oleic, sodium salt, potassium salt [11]

3.1.5 Chất ổn định bọt (Diphenylguanidine: DPG)

Công thức cấu tạo:

N H

NH

N H

Là chất bột màu trắng mịn Nhiệt độ nóng chảy lớn hơn hoặc bằng 145oC tỉtrọng từ 1,13 – 1,19 Không mùi, tan trong benzene, toluene, cồn, ether Tan rất íttrong nước, có vị hơi đắng, dễ bị hư hỏng trong không khí ẩm

DPG là một hỗn hợp dạng kiềm mạnh, có thể tan trong nước, phân tán tốt Dotrong phân tử có nối đôi của N=C rất linh hoạt nên được ứng dụng rộng rãi Chất ổnđịnh bọt khi đưa vào hỗn hợp latex có tác dụng giữ cho bọt khí không bị vỡ ra khikhuấy tạo gel.

Các chất có tác dụng tương tự: Di-o-tolyguanidine, O-tobyl biguanidine [10]

3.1.6 Chất phòng lão (Styrenated phenol: C 30 H 30 O)

Công thức cấu tạo:

OH

Chất phòng lão còn gọi là chất kháng lão, có chức năng cản trở hay giảm tốithiểu sự hư hỏng của cao su lưu hóa Theo các yếu tố gây hư hỏng cao su, chấtphòng lão được chia thành ba nhóm chính:

- Kháng oxygen

- Kháng kim loại Cu và Mn

- Kháng quang hủy và ozone

Ở đây chúng ta sử dụng chất phòng lão là Styrenated phenol Là chất có khốilượng phân tử là 406,56, hàm lượng phenol tự do 0,5% Khối lượng riêng 1,08g/cm3 Có màu vàng, tan trong ethanol, benzene, aceton và chloroform, không tantrong nước Là chất phòng lão không nhuộm màu, thích hợp cho các sản phẩm cao

su cần màu sáng Có khả năng kháng quang hủy, kháng thời tiết rất tốt và không

gây ô nhiễm Thường sử dụng để sản xuất các sản phẩm như nệm, được dùng dướidạng nhũ tương [11]

3.1.7 Chất hỗ trợ phân tán (Sodium lignosulfonate: C 10 H 24 Na 2 O 10 S 2 )

Công thức cấu tạo:

O

O

O O

S

H S

Sử dụng chất hỗ trợ phân tán là Sodium lignosulfonate có khối lượng phân tử

là 534,502, là dạng bột, dung dịch có pH = 7 – 9, có khả năng giúp cho các phụ gianphân tán vào hỗn hợp latex dễ dàng hơn [11]

Chất trợ xúc tiến có thành phần hóa học là muối kim loại hoặc amine củadithiocarbamaic acid, là những chất xúc tiến cực mạnh Sử dụng chất trợ xúc tiến làZinc diethyl dithiocarbanmate (ZDEC), có dạng bột màu trắng, nhiệt độ nóng chảy

là 172oC, không tan trong nước, xăng, cồn; tan trong benzene, chloroform, carbondisulfide [10]

3.1.9 Lưu huỳnh

Lưu huỳnh được sử dụng là chất lưu hóa cho cao su là latex thiên nhiên, tổnghợp trừ cao su chloroprene Có tác dụng lưu hóa qua sự thành lập cầu nối giữa cácphân tử hydrocacbon cao su Lưu huỳnh là chất có màu vàng, tỉ trọng là 2,07, khôngmùi, không vị, không tan trong nước, tan ít trong cồn, ether, glycerine, tan nhiềutrong carbon disulfide Độ dẫn điện và dẫn nhiệt kém Nóng chảy ở 119oC thànhchất lỏng màu vàng nhạt, trong [10]

Với trường hợp chế biến sản phẩm cao su lưu hóa từ latex, lưu huỳnh khôngthể hòa trộn ở trạng thái thương mại ban đầu mà cần phải xử lý biến đổi để sử dụnghiệu quả Đối với nệm cao su sản xuất từ latex thì lưu huỳnh được chuyển thànhdạng khuếch tán “bùn”: lưu huỳnh khô được tán nghiền (hoặc cùng với các chất phụgia khác) với nước liên tục nhiều giờ ở máy nghiền bi Cách này được áp dụng rộngrãi [10]

- Dung dịch Igepal 630 là chất hoạt động bề mặt nonion, khộng biến tính,thích hợp cho quá trình hòa tan và tạo huyền phù Nó cũng hỗ trợ trongquá trình phân tán hòa tan các chất, giảm sức căng bề mặt của nước,thường sử dụng trong công nghiệp.

- Ammoniac là hợp chất vô cơ NH3, có độ phân cực lớn NH3 là dung môihòa tan tốt, có mùi sốc đặc trưng Ngoài ra còn được dùng để bảo quản,chống đông cho latex Chú ý NH3 là hóa chất độc hại, nếu hít nhiều sẽ bịbỏng đường hô hấp (rát cổ họng)

2 Natri silicofloride Chất gel hóa

3 Kẽm oxide (ZnO) Chất trợ tạo gel

Chất tạo bọt Kali oleate, dung

Ethyl Ziram (ZDEC), huyền phù

Styrenated phenol, nhũ tương

3.2.3 Đơn pha chế hỗn hợp nguyên liệu ban đầu

Bảng 3.7: Đơn pha chế huyền phù của ZDEC.

CHƯƠNG 4 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

4.1 CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU ĐỂ TẠO HỖN HỢP BỌT

Hình 4.14: Quy trình tạo hỗn hợp tiền lưu hóa [8]

Thuyết minh quy trình:

4.1.1 Chuẩn bị nguyên liệu cho các hỗn hợp

Các nguyên liệu dạng hạt rắn như S, ZnO, DPG, ZDEC được đưa vào máynghiền bi để nghiền nhỏ nhằm đạt kích thước yêu cầu Máy nghiền phải được vệ

sinh sạch sẽ để tránh các tạp chất lẫn vào trong hỗn hợp khi nghiền làm ảnh hưởngđến chất lượng hỗn hợp Sau đó các hóa chất được pha trộn thành dạng huyền phùhay dung dịch với nồng độ thích hợp theo yêu cầu từ đơn pha chế.

Hỗn hợp 1:

- Latex 60%

- Kali Oleate, dung dịch 20%

- Lưu huỳnh, Huyền phù 75%

- ZDEC, huyền phù 55%

Thêm NH3 để tạo môi trường pH giống như pH của latex (pH = 10) nhằm tạo

sự ổn định pH cho hỗn hợp Sau đó cho các nguyên liệu trên vào trong latex 60% đểtiến hành khuấy trộn

Hỗn hợp 2, 3: Cách thức chuẩn bị tương tự như hỗn hợp 1: nghiền các hạt rắnđạt kích thước yêu cầu, tạo dung dịch hoặc huyền phù và khuấy trộn các nguyênliệu

4.1.2 Giai đoạn phối trộn

Mục đích 1: Làm cho các nguyên liệu ở hỗn hợp 1 phân tán đều

Tiến hành: Hỗn hợp 1 có các nguyên liệu: latex, kali oleate, ZDEC được trộnvới nhau trong bồn khuấy, tốc độ cánh khuấy khoảng 1000 vòng/phút, khuấy trongkhoảng thời gian từ 15 đến 20 phút Sau đó hỗn hợp được ủ trong bể điều nhiệt ở

40oC trong khoảng 14 đến 16 giờ để hỗn hợp xảy ra quá tình tiền lưu hóa Lúc ủ vẫntiếp tục khuấy với tốc độ 20 vòng/phút Sau đó làm nguội hỗn hợp xuống 20oC đểkết thúc quá trình tiền lưu hóa

Mục đích 2: Styrenated phenol trong hỗn hợp 2 giúp hỗn hợp chống lại quátrình oxy hóa

Tiến hành: Cho tiếp tục hỗn hợp 2 gồm các nguyên liệu: Styrenated phenol,ZDEC, lưu huỳnh vào, tiếp tục khuấy để các chất phân tán đều

4.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NỆM

Hình 4.15: Quy trình sản xuất nệm.

Thuyết minh quy trình

4.2.1 Giai đoạn hút chân không và làm lạnh nhanh

 Hút chân không: Khi hợp chất đã được phủ trong khuôn thì quá trình rút khôngkhí được diễn ra Điều này khiến cho không khí đang được bao bọc bởi lớp cao

su sẽ di chuyển ra ngoài và hình thành nên hệ thống lỗ thông hơi

 Làm lạnh nhanh: Sau quá trình hút chân không, nhiệt độ được giảm nhanhchóng xuống -30oC Điều này khiến cho màng của những lỗ hơi bị vỡ ra mộtphần và hình thành nên hệ thống những “lỗ mở”, giúp tối đa hóa sự thông hơicủa nệm Quy trình làm lạnh nhanh sẽ tiếp tục bảo vệ cấu trúc “lỗ mở” đó trongcác giai đoạn sản xuất tiếp theo

4.2.2 Giai đoạn gel hóa

Mục đích: Gel hóa các bọt khí, ổn định kích thước bọt trước khi lưu hóa, làmtăng độ nhớt ngăn sự thoát nước của bọt và làm tăng sức căng bề mặt của bọt khí tạiđiểm đông Thời gian thực hiện gel hóa thay đổi từ 5 đến 8 phút Cho tác nhân gelhóa vào giữ cho các bọt tạo ra ổn định không bị vỡ

4.2.3 Giai đoạn lưu hóa

Hỗn hợp latex sau khi được khuấy trộn tạo bọt sẽ được bơm tự động từ bồnchứa vào khuôn Sau đó khuôn được đóng kín lại, tiến hành lưu hóa trong khuônbằng nhiệt Nhiệt độ lưu hóa là 100oC, thời gian lưu hóa từ 30 đến 35 phút tùy theo

độ dày của sản phẩm

Khuôn lưu hóa sử dụng ở đây được làm bằng nhôm nhằm tận dụng tính chấttruyền nhiệt tốt của nhôm, bên trong khuôn còn gắn thêm những thanh truyền nhiệtnhằm tăng diện tích bề mặt truyền nhiệt khi lưu hóa, đồng thời tạo độ thoáng chosản phẩm

Năng lượng nhiệt cung cấp cho quá trình lưu hóa hỗn hợp latex là do sự traođổi nhiệt với hơi nước quá nhiệt Hơi quá nhiệt tỏa ra từ lò hơi theo hệ thống ốngdẫn đến bề mặt khuôn cung cấp nhiệt Sau đó ngưng tụ thành nước tại các bộ phận

trao đổi nhiệt và dẫn về lại lò hơi để tái sử dụng Khi giai đoạn lưu hóa hoàn tất,khuôn được mở ra, công nhân lấy sản phẩm ra chuyền sang giai đoạn giặt rửa.

4.2.4 Giai đoạn giặt rửa

Nhằm loại bỏ các hóa chất dư thừa còn bám trên sản phẩm như protein, tácnhân lưu hóa còn sót, chất bẩn, khí sinh ra trong quá trình lưu hóa Nếu không quagiai đoạn giặt rửa thì các hóa chất còn ót lại sẽ gây mùi khó chịu, làm giảm chấtlượng sản phẩm

Sản phẩm được đưa qua hệ thống giặt rửa và hệ thống băng tải Đầu tiên tấmnệm được băng tải đưa qua trục ép thứ nhất, hệ thống phun nước từ hai bên trục ép

sẽ phun nước rửa sạch các tạp chất Tiếp đến băng tải đưa tấm nệm đến tục ép thứhai và tiến hành rửa tương tự Hệ thống giặt rửa được bố trí 5 trục ép, trục cuối cùngkhông có hệ thống nước phun, chỉ có nhiệm vụ vắt nước còn sót lại trong nệm.Khoảng cách giữa hai khe trục có thể thay đổi được, vận tốc của trục ép và băng tải

có thể thay đổi Tốc độ rửa 6 m/phút Khoảng cách giữa các trục có thể thay đổi từ4% đến 6% bề mặt của tấm nệm tùy theo từng quy cách

4.2.5 Giai đoạn sấy

Giai đoạn loại bỏ hoàn toàn lượng nước còn sót lại trong sản phẩm ở giai đoạngiặt rửa và đồng thời cũng hoàn tất quá trình lưu hóa Ở giai đoạn này, thời gian sấycũng ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của sản phẩm Sử dụng hơi quá nhiệt để sấy sảnphẩm, hơi được cung cấp từ lò hơi Nhiệt độ sấy từ 60 – 65oC Sau khi sấy, sảnphẩm được đưa qua khoang quạt để làm nguội trước khi ra khỏi lò sấy

4.2.6 Giai đoạn kiểm tra chất lượng sản phẩm

 Thử nén:

Là quá trình tái tạo lại những ảnh hưởng tương tự của cơ thể có thể tạo ra lêntấm nệm, khi người nằm trên nệm trong một thời gian

Cách thử:

Nén tấm nệm còn 50% kích thước ban đầu trong 22h ở 70oC Sau đó lấy ra đo

bề dày tấm nệm còn lại rồi tính phần trăm độ dày bị mất Nếu giá trị này càng caocàng thể hiện khả năng chịu nén tốt của sản phẩm, giá trị dao động trong khoảng 8đến 10% là đạt yêu cầu

4.2.7 Giai đoạn bọc áo nệm

Tùy theo yêu cầu của khách hàng mà có thể bọc áo nệm hoặc không bọc áonệm

4.2.8 Giai đoạn đóng gói

Sau khi kiểm tra và bọc áo nệm (nếu có), sản phẩm được đóng gói bao bì bênngoài, sau đó đưa đi nhập kho

CHƯƠNG 5 CÂN BẰNG VẬT CHẤT

5.1 TÍNH TOÁN THỜI GIAN SẢN XUẤT

Số ngày trong năm: 365 ngày

Tổng số ngày làm việc là: 293 ngày

Mỗi ngày làm việc 3 ca, mỗi ca làm việc thực tế là 7 giờ, giữa các ca có thờigian giao ca là 1 giờ

Bảng 5.10: Kí hiệu quy cách nệm.

Quy cách sản

phẩm

Quy ước

Quy cách sản phẩm

5.2.1 Năng suất theo từng loại quy cách

Năng suất nhà máy sản xuất là 200.000 tấm/năm với các sản phẩm có quycách sau:

Bảng 5.11: Năng suất theo từng loại quy cách.

Năng suất (tấm/ năm)