Dề tàiGiải pháp kỹ thuật trong Chế biến mủ cao su THAM GIA HỘI THI Ý TƯỞNG SÁNG TẠO VRG

Do vậy trong suốt thời gian qua, trước những khó khăn trong sản xuất mủ CV, tôi – Nguyễn Hoàng Tuấn Trưởngphòng quản lý chất lượng đã chọn cho mình nói riêng và đề xuất cho Công ty nói c

CÔNG TY TNHH MTV CAO SU CHƯ PRÔNG

Cao su SVR CV là một dạng cao su định chuẩn kỹ thuật TSR sản xuất tại Việt Nam có

tên gọi là SVR (Standard Vietnamese Rubber), còn thuật ngữ CV được viết tắc từ Constant

Viscosity (độ nhớt ổn định) Như vậy khi sản xuất mủ SVR CV là sản xuất mủ có độ nhớt ổnđịnh trong suốt quá trình lưu kho

Trước đây để sản xuất mủ CV người ta đã đo lường được chỉ cần 1,5 kg HNS là đủ đểcung cấp lượng amino cho một tấn cao su khô Ngày nay nhiều giống mới đã được đưa vào sửdụng thay thế cho các giống cũ, độ nhớt Mooney tự nhiên ban đầu lại phụ thuộc vào giống,tuổi của cây, chế độ cạo, thời tiết và các thời điểm khác nhau trong năm, thổ nhưỡng vùngmiền cũng tạo nên độ nhớt khác nhau, nên sử dụng số lượng 1,5 kg HNS cho 1 tấn cao su khô

sẽ không còn phù hợp (có thể dư hoặc thiếu định lượng cho một tấn sản phẩm).

Nếu chúng ta không xác định được độ nhớt Mooney ban đầu của mủ cao su là baonhiêu thì việc điều chỉnh độ nhớt vào khung quy định cho từng loại mủ SVR CV50 hoặc SVRCV60 là rất khó, tỷ lệ rớt hạng nằm ngoài khung độ nhớt quy định là rất cao Cụ thể trongthời gian đầu thực hiện kế hoạch sản xuất mủ SVR CV50 và SVR CV60 tại công ty TNHHMTV Cao su Chư Prông, gặp rất nhiều khó khăn trong việc xử lý, bị rớt hạng do độ nhớt nằm

ngoài khung quy định hoặc chỉ số ΔP (P (độ cứng sau tồn trữ) không đạt Do vậy trong suốt thời

gian qua, trước những khó khăn trong sản xuất mủ CV, tôi – Nguyễn Hoàng Tuấn (Trưởngphòng quản lý chất lượng) đã chọn cho mình nói riêng và đề xuất cho Công ty nói chung mộthướng đi mới trong kỹ thuật chế biến mủ SVR CV, với việc thực hiện và áp dụng giải pháp

kỹ thuật: “Đo độ nhớt Brookfield của Latex để xác định độ nhớt Mooney của nguyên

liệu và sản phẩm SVRCV” Mục tiêu của giải pháp là dự báo độ nhớt Mooney của mủ

nguyên liệu đầu vào, đồng thời định lượng được Hydroxylammoniumsulfat sao cho khi sảnxuất sản phẩm SVRCV đạt vào khung độ nhớt quy định theo TCVN 6090-1:2010, tươngđương với ISO 289-1:2005

Trong các năm sản xuất sản phẩm SVR CV vừa qua tại Công ty, đã tiết kiệm được chiphí vật tư như: lượng sử dụng HNS giảm đáng kể, làm giảm giá thành sản phẩm Sản phẩmđạt TCVN 3769:2016 và đạt TCCS 112:2017 sản phẩm thương hiệu VRG, nâng cao sức cạnhtranh của sản phẩm trên thị trường và phát triển bền vững

Kính đề nghị Công ty quan tâm phê duyệt, đề tài tham gia Hội thi ý tưởng sáng tạoVRG lần thứ 1 năm 2019

NGUYỄN HOÀNG TUẤN

Giải pháp kỹ thuật Chế biến mủ SVR CV Nguyễn Hoàng Tuấn 2

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU ĐĂNG KÝ DỰ THI HỘI THI Ý TƯỞNG SÁNG TẠO VRG

Lần thứ 1 năm 2019

Kính gửi: BAN TỔ CHỨC HỘI THI Ý TƯỞNG SÁNG TẠO VRG

Tôi tên: NGUYỄN HOÀNG TUẤN

Học hàm, học vị: Cử nhân Hóa học Quốc tịch: Việt Nam

Ngày tháng năm sinh: 10/10/1964

Đơn vị công tác: Phòng Quản lý Chất lượng – Công ty TNHH MTV Cao su Chư Prông Địa chỉ liên hệ: Công ty TNHH MTV Cao su Chư Prông – Gia Lai

Điện thoại: 0983 490 654 Email: hoangtuanqlcl.cpr@gmail.com

Là tác giả của giải pháp dự thi: “Xác định nhanh độ nhớt Mooney của sản phẩm mủ

SVRCV bằng phương pháp đo độ nhớt Brook Field của Latex”

Lĩnh vực dự thi: (đánh dấu x vào ô trống của mục):

1) Sáng kiến về kỹ thuật trồng, chăm sóc, khai thác cao su º

2) Sáng kiến về Chế biến cao su và bảo vệ môi trường º

3) Sáng kiến về Sản xuất kinh doanh, phát triển các sản phẩm cao su º4) Sáng kiến về sản xuất, chế biến, kinh doanh sản phẩm gỗ º5) Sáng kiến về Công tác kinh doanh hạ tầng trên đất cao su º6) Sáng kiến Phát triển Nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao º7) Sáng kiến Quản lý điều hành (Công tác hành chính, văn phòng, tài chính kế toán, tổ chức,nhân sự, kế hoạch đầu tư, xây dựng cơ bản º8) Sáng kiến về Công tác Đoàn – Hội º

Hồ sơ gồm có:

1) Phiếu đăng ký dự thi Ý TƯỞNG SÁNG TẠO VRG º2) Bản BÁO CÁO mô tả giải pháp dự thi º3) Mô hình, hiện vật, sản phẩm mẫu º

4) Các tài liệu tham khảo khác º

Tôi xin được tham gia Hội thi “Ý TƯỞNG SÁNG TẠO VRG” năm 2019 Tôi cam

đoan giải pháp trên là do tôi nghiên cứu, sáng tạo và các tài liệu gửi kèm là hoàn toàn phù hợpvới bản gốc mà tôi đang giữ Tôi cam kết không vi phạm quyền sở hữu trí tuệ của bất cứ ai.Nếu sai tôi xin chụi hoàn toàn trách nhiệm

(Hoặc Chính quyền Địa phương) Đại diện Tác giả

Nguyễn Hoàng Tuấn

Giải pháp kỹ thuật Chế biến mủ SVR CV Nguyễn Hoàng Tuấn 4

DANH MỤC

LỜI MỞ ĐẦU 6

1 Lịch sử hình thành và phát triển của Công ty TNHH MTV Cao su CPR 6

2 Tính cấp thiết của giải pháp và lý do chọn giải pháp kỹ thuật 14

3 Mục tiêu của giải pháp 15

4 Đối tượng của giải pháp 15

PHẦN I NHỮNG CĂN CỨ ĐỂ XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 16

1.1 Giới thiệu quy trình sản xuất mủ SVR CV 16

1.2 Căn cứ vào phương pháp xác định độ nhớt Mooney theo TCVN 17

1.2.1 Phương pháp kiểm tra nhanh độ nhớt Mooney theo TCCS 113:2015 18

1.2.2 Đánh giá phương pháp xác định độ nhớt Mooney theo quy trình đã có 21

PHẦN II NỘI DUNG VÀ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 22

2.1 Căn cứ vào phương pháp đo độ nhớt Brook field 22

2.2 Lập phương trình hồi quy tuyến tính để xây dựng công thức tính độ nhớt mooney của sản phẩm mủ SVR CV 23

2.3 Thử nghiệm thực tế về sản xuất mủ SVRCV50 – SVRCV60 35

PHẦN III ĐÁNH GIÁ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 43

3.1 Tính mới 43

3.2 Tính sáng tạo 43

3.3 Khả năng áp dụng rộng rãi 44

3.4 Hiệu quả kinh tế kỹ thuật 44

3.4.1 Hiệu quả giảm chi phí vật tư hóa chất 44

3.4.2 Giảm chi phí quản lý 45

3.4.3 Cơ hội bán hàng 45

PHẦN IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46

4.1 Kết luận 46

4.2 Kiến nghị 46

LỜI MỞ ĐẦU

1 Lịch sử hình thành và phát triển của Công ty TNHH MTV cao su Chư Prông

Công ty TNHH MTV Cao su Chư Prông được thành lập sau ngày thống nhất đất nước,đội ngũ cán bộ, công nhân của Công ty nguyên là cán bộ Nông trường Đồng Giao của tỉnh HàNam Ninh Ngay từ đầu đặt chân lên đây với 55 cán bộ và 3400 người từ tỉnh Hà Nam đi xâydựng kinh tế mới, nhiệm vụ chủ yếu là: Xây dựng kinh tế kết hợp với an ninh quốc phòng vàphát triển kinh tế trong vùng Nông trường cao su Chư Prông trước kia nay là Công ty TNHHMTV Cao su Chư Prông nằm trên địa bàn 11 xã của huyện Chư Prông, Tỉnh Gia Lai

Qua hơn 43 năm xây dựng và phát triển, Công ty đã đạt được những thành tích đáng kể

và những thành tựu về Kinh tế - Xã hội nhất định Qua quá trình hình thành và phát triển vớimột thời gian không phải là dài, song với sự lãnh đạo hiệu quả của Ban lãnh đạo, sự đoàn kết

nỗ lực của tập thể thế hệ cán bộ công nhân viên, sự giúp đỡ và sự tin tưởng của cán bộ vànhân dân địa phương, đã đưa Công ty vững bước tiến vào thế kỷ XXI Từng bước thực hiệnviệc hiện đại hóa quy trình công nghệ, nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu ngàycàng cao của khách hàng, hiện nay Công ty đã có nhà máy sơ chế công suất chế biến là13.500 tấn /năm Nhờ sức sáng tạo và năng động của đội ngũ cán bộ công nhân viên, Công tyTNHH MTV Cao su Chư Prông luôn coi khách hàng là bạn đồng hành, vì thế đã tạo choCông ty một thị trường trong nước tương đối ổn định, đã thâm nhập thị trường ngoài nước vànhận được đánh giá cao như: Trung Quốc, Đông Âu và Mỹ ….Mục tiêu cơ bản của Công tytheo phương châm “Công nhân giàu - Công ty mạnh”, vì thế đời sống vật chất tinh thần củacán bộ công nhân viên trong toàn Công ty ngày càng được nâng cao, tạo được tâm lý ổn định.Đồng thời góp phần ổn định đời sống xã hội trong vùng, cải thiện môi trường, thực hiện chiếnlược phủ xanh đất trống đồi trọc bằng cây cao su, giữ vững trật tự an ninh quốc phòng trên địabàn

Công ty TNHH MTV cao su Chư Prông là một Doanh nghiệp Nhà nước trực thuộcTập đoàn Công nghiệp Cao su Việt Nam Trụ sở chính tại thôn Hợp Hoà, xã Ia Đrăng, huyệnChư Prông, Tỉnh Gia lai

Công ty có Tổng diện tích 9.021,6 ha

Trong đó: Diện tích khai thác: 5.356,6 ha

Diện tích KTCB: 3.665,0 ha

Tổng số CBCNV: 2.480 người

Chức năng chính của Công ty là:

Trồng, chăm sóc, khai thác và chế biến mủ cao su

Giải pháp kỹ thuật Chế biến mủ SVR CV Nguyễn Hoàng Tuấn 6

Đặc điểm sản xuất kinh doanh của công ty qua 2 giai đoạn:

Các đơn vị phụ thuộc Công ty: Nông trường Thống Nhất, Đoàn Kết, Thanh Bình, Suối

Mơ, Hòa Bình, An Biên, An Phú quản lý 35 đội sản xuất, có nhiệm vụ Trồng - Chăm sóc và

khai thác mủ cao su (thực hiện giai đoạn khai thác cao su), ngoài ra Công ty còn có Xí

nghiệp chế biến Gỗ, Trung tâm Y tế và Xí nghiệp Chế biến - Vận tải

Xí nghiệp Chế biến - Vận tải là 1 trong những đơn vị phụ thuộc Công ty TNHH MTV

Cao su Chư Prông, có nhiệm vụ sản xuất sơ chế mủ cao su (thực hiện giai đoạn chế biến mủ).

Xí nghiệp Chế biến vận tải quản lý một nhà máy chế biến mủ trung tâm Lãnh đạoCông ty không ngừng đầu tư phát triển xây dựng nhà máy, từ một xưởng chế biến nhỏ nay trởthành một đơn vị vững mạnh, góp phần vào sự phát triển chung của toàn Công ty Sau hơn 33năm xây dựng và phát triển, Xí nghiệp Chế biến – Vận tải là một tập thể đoàn kết, khôngngừng đổi mới kỹ thuật trong sản xuất, cũng như trong công tác điều hành nhà máy

Xí nghiệp hiện có 3 dây chuyền sản xuất: Dây chuyền 1 mủ cốm (SVR3L, SVR5)công suất 6000 tấn/năm Dây chuyền 2 mủ cốm (SVR10, SVR20) công suất 4.500 tấn/năm.Dây chuyền mủ ly tâm (mủ latex cô đặc 60%) công suất 3000 tấn/năm Tổng công suất củanhà máy 13.500 tấn/năm

Công ty TNHH MTV cao su Chư Prông có 7 phòng chức năng, với hệ thống quản lýchất lượng ISO 9001:2015, trong đó với phòng QLCL có nhiệm vụ Quản lý kiểm tra giám sátchất lượng nguyên liệu mủ và sản phẩm cao su, phòng Quản lý chất lượng có một bộ phậnkiểm nghiệm đạt chứng nhận ISO/IEC 17025:2017 với LAS 526, kiểm nghiệm các chỉ tiêusản phẩm sau sản xuất bao gồm tất cả sản phẩm hiện có của Công ty

Là đơn vị đầu tiên của Tập đoàn Công nghiệp Cao su Việt Nam tại Tây Nguyên, tiếnhành sản xuất dòng sản phẩm chất lượng cao Latex HA, Công ty TNHH MTV Cao su ChưPrông đã tạo ra một bước ngoặt quan trọng trên lộ trình đa dạng hóa sản phẩm, đồng thờikhẳng định thương hiệu của đơn vị trên thị trường trong và ngoài nước

Cũng là đơn vị duy nhất đóng chân trên địa bàn Tỉnh Gia lai có dòng sản phẩm mủ

SVR CV (sản phẩm có độ nhớt Mooney ổn định).

Hiện nay sản phẩm mủ SVRCV của Công ty đã có nhiều đơn đặt hàng đến từ Nhật vàmột số nước châu Âu như Tây Ban Nha, số lượng xuất khẩu lên tới 700 tấn/năm Chính vì thếchất lượng sản phẩm luôn là mục tiêu hàng đầu, cần phải được tìm hiều nghiên cứu, nhằm

đáp ứng yêu cầu của khách hàng, hiện nay sản xuất mủ SVRCV loại 14 kg/bành theo yêu cầukhách hàng.

Một số hình ảnh về Sản phẩm của Công ty TNHH MTV cao su Chư Prông

Giải pháp kỹ thuật Chế biến mủ SVR CV Nguyễn Hoàng Tuấn 8

Vận chuyển nguyên liệu mủ từ vườn cây khai thác

Sản xuất Latex HA

Latex LA

Sản xuất mủ SVRCV50 mủ SVRCV60

XÍ NGHIỆP CHẾ BIẾN VẬN TẢI

NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CAO SU TRUNG TÂM

TỔNG CÔNG SUẤT NHÀ MÁY 13.500 TẤN

(số liệu tại thời điểm 2019)

DÂY CHUYỀN

MỦ SVR10 – 20 CÔNG SUẤT 4.500 tấn/năm

VẬN TẢI CAO SU VÀ DỊCH VỤ

28 xe vận chuyển

> 6 tân/xe CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ CHÍNH

CỦA XÍ NGHIỆP CHẾ

Giải pháp kỹ thuật Chế biến mủ SVR CV Nguyễn Hoàng Tuấn 9

Sản phẩm cao su có rất nhiều dạng, đối tượng nghiên cứu của Giải pháp kỹ thuật là

một dạng sản phẩm mủ (dạng cốm khối) SVRCV, đây là một sản phẩm cao su khối có độ

nhớt thấp ổn định Nên trong báo cáo giải pháp kỹ thuật chỉ đặt vấn đề về cao su SVR CV

Giới thiệu tổng quan về mủ cao su SVR CV:

Cao su SVRCV là một dạng cao su định chuẩn kỹ thuật TSR sản xuất tại Việt Nam có

tên gọi là SVR: (Standard Vietnamese Rubber) còn thuật ngữ CV: được viết tắc từ Constant Viscosity (độ nhớt ổn định) Như vậy khi sản xuất mủ SVRCV là sản xuất mủ có độ nhớt ổn

định trong suốt quá trình lưu kho

Nhiều năm trước đây khi chưa sản xuất mủ CV trong quá trình tồn trữ cao su, người taphát hiện cao su bị cứng lên trong quá trình lưu kho, làm cho việc cán luyện tiêu hao nhiềunăng lượng và hóa chất Hiện tượng này được giải thích do các mối liên kết ngang trong mạchcao su được hình thành giữa hai nhóm carbonil và amino có sẵn trong cao su Để giải quyếtvấn đề này, giải pháp đặt ra là khi cao su còn ở trạng thái latex người ta cho tác nhân amino

cụ thể là Hydroxylammoniumsulfat có công thức (NH2OH)2H2SO4, có khối lương phân tử164,14 vào latex, mục đích là để cho Hydroxylammoniumsulfat phản ứng khóa các đầucarbonil trong mạch cao su, như vậy khi không còn các gốc carbonil này nữa thì sẽ khônghình thành các liên kết ngang với amino có sẵn trong cao su

Câu hỏi đặt ra là: Cao su tự nhiên là một polyme của isopren có công thức phân tử là

–(C5 H8)– Vậy sự tồn tại 2 nhóm chức Carbonil và amino là từ đâu?

Về mặt hóa học, cao su thiên nhiên là Polyisopren hay còn gọi là polyme của isopren:Giải pháp kỹ thuật Chế biến mủ SVR CV Nguyễn Hoàng Tuấn 10

Độ nhớt Mooney là gì?

a Lưu biến học

Lưu biến học là bộ môn nghiên cứu sự biến dạng và dòng chảy của vật chất Đây cũng

là 2 tính chất quan trọng của vật liệu cao phân tử hoặc cao su Lưu biến học cũng là công cụkiểm soát chất lượng rất hiệu quả trong công nghệ cao su

Có một thông số cơ bản của dòng chảy mà môn lưu biến học khảo sát, đó là độ nhớt

Độ nhớt của dòng chảy biểu thị trở lực của dòng chảy Dòng chảy của vật liệu thực ra phânthành nhiều lớp có vận tốc khác nhau tạo ra lực cắt biến dạng giữa các lớp, tạo ra trở lực củadòng chảy

Tính chất lưu biến học của cao su rất quan trọng Thực tế là nếu cao su không thể biếndạng để tạo ra dòng chảy thì ta không thể chế biến được cao su (cán luyện, đùn…)

Người ta dùng máy Rheometer để khảo sát tính lưu biến của vật liệu

Có 3 loại Rheometer cơ bản:

- Rheometer mao quản

- Rheometer có rotor (ODR: Oscillating Disc Rheometer).

- Rheometer không rotor (MDR: Moving Die Rheometer)

Trong công nghệ cao su, thường chỉ sử dụng Rheometer ODR, MDR để đo dòng chảycủa cao su

Nguyên tắc đo của máy ODR như sau:

Mẫu cao su được đóng kín trong một khuôn được gia nhiệt ở nhiệt độ nhất định, trong

đó có 1 rotor lắc qua lại ở một góc nhất định (thông thường là ±1o) ở tần số 1.67Hz (100 chukỳ/phút) Lực cắt tác động lên rotor sẽ được đo và ghi trên một biểu đồ hoặc dữ liệu đượctruyền đến một máy vi tính để xử lý

b Độ nhớt Mooney

Độ nhớt Mooney là một chỉ tiêu rất quan trọng và quyết định trong việc đánh giá chấtlượng sản phẩm cao su CV Độ nhớt Mooney “Mooney vicosity” hiểu đơn giản là độ cứng,mềm của sản phẩm mủ Độ nhớt Mooney của cao su được đo bằng máy đo độ nhớt Mooney

Về cơ bản, máy đo độ nhớt Mooney có nguyên tắc hoạt động gần giống như máy Rheometer

Máy dùng để xác định độ nhớt Mooney của hỗn hợp cao su, thang đo từ 0-100

- ML1+4(100 0C): độ nhớt Mooney đo ở 100 0C, 1 phút dự nhiệt, đo giá trị độ nhớt ở phútthứ 5, đo bằng rotor lớn (L)

- MS1+4(100 0C): độ nhớt Mooney đo ở 100 0C, 1 phút dự nhiệt, đo giá trị độ nhớt ở phútthứ 5, đo bằng rotor nhỏ (S)

Người ta thường đo độ nhớt Mooney của hỗn hợp cao su (ở dạng mủ cao su khô) Độ nhớt Mooney của hỗn hợp ảnh hưởng đến các quá trình chế biến sau cán luyện: (ví dụ ép xuất, cán tráng, ép tiêm.) Độ nhớt Mooney càng cao thì hỗn hợp cao su càng cứng, càng khó cán luyện.

Tuy nhiên độ nhớt Mooney quá thấp cũng dễ gây phế phẩm Xác định độ nhớt Mooney phùhợp tùy thuộc vào quy trình chế biến, công nghệ sản xuất riêng của từng nhà máy

- Đối với mủ SVRCV50 có khung độ nhớt 50 (±5)

Giải pháp kỹ thuật Chế biến mủ SVR CV Nguyễn Hoàng Tuấn 12

- Đối với mủ SVRCV60 có khung độ nhớt 60 (±5)

- Đối với mủ SVR10CV có khung độ nhớt 55 – 67

- Đối với mủ SVR3L có khung độ nhớt từ 73 - 93

2 Tính cần thiết của giải pháp và lý do chọn giải pháp kỹ thuật

Trước đây để sản xuất mủ CV người ta đã đo lường được chỉ cần 1,5 kg HNS là đủ đểcung cấp lượng amino cho một tấn cao su khô Ngày nay nhiều giống mới đã được đưa vào sửdụng thay thế cho các giống cũ, độ nhớt Mooney tự nhiên ban đầu lại phụ thuộc vào giống,tuổi của cây, chế độ cạo, thời tiết và các thời điểm khác nhau trong năm, nên sử dụng sốlượng 1,5 kg HNS cho 1 tấn cao su khô sẽ không còn phù hợp Có thể là dư lượng HNS/1tấnsản phẩm mà cũng có thể thiếu làm cho độ nhớt không ổn định

Khi sản xuất cao su SVRCV50 hoặc SVRCV60 việc đầu tiên là phải xác địnhđược độ nhớt tự nhiên ban đầu của mủ nguyên l iệu là bao nhiêu để định lượngHydroxylammoniumsulfat sao cho vừa đủ để phản ứng với gốc carbonil, đưa sảnphẩm sau cùng SVRCV50 nằm trong khung độ nhớt 50 (±5), SVRCV60 nằm trongkhung độ nhớt 60 (±5) hoặc theo yêu cầu khách hàng về độ nhớt Nên chúng ta cầnphải có những giải pháp kỹ thuật để xác định độ nhớt Mooney ban đầu tự nhiên của

mủ nguyên liệu là bao nhiêu?

Thật vậy, nếu chúng ta không xác định được độ nhớt Mooney ban đầu của mủ cao su

là bao nhiêu? mà cứ cho 1,5 kg HNS /tấn DRC vào mủ nước thì việc điều chỉnh độ nhớt vàokhung quy định cho từng loại mủ SVRCV50 hoặc SVRCV60 là rất khó, tỷ lệ rớt hạng nằmngoài khung độ nhớt quy định là rất cao Cụ thể trong thời gian đầu Công ty TNHH MTVCao su Chư Prông, chúng tôi sản xuất mủ SVRCV50 và SVRCV60 gặp rất nhiều khó khăntrong việc xử lý, ví dụ khi sản xuất mủ SVRCV60 thì có những lô kết quả độ nhớt Mooneyđạt SVRCV60, có những lô đạt độ nhớt Mooney < 49, nhưng cũng có những lô đạt độ nhớtMooney > 65 Sản xuất vào đầu mùa cạo kết quả khác với sản xuất cuối mùa cạo Do vậytrong suốt thời gian qua, trước những khó khăn trong sản xuất mủ CV chúng tôi tìm hiểu thực

tế từ những Công ty có nhiều kinh nghiệm trong sản xuất mủ CV như:

- Công ty CP Cao su Phước Hòa: Dùng Công nghệ lò vi sóng để test nhanh chỉ số độnhớt tự nhiện của mủ cao su, đây là một giải pháp kỹ thuật đã được nhiều Công ty đến học tập

và áp dụng cho sản xuất mủ SVR CV50 – CV60 Phương pháp này trong quy trình Chế biến

mủ SVRCV của Tập đoàn Công nghiệp Cao su đã có hướng dẫn áp dụng

- Công ty Cao su Dầu Tiếng: Khảo sát Giống cây và giải pháp chọn số lượng mủ chotừng loại giống kết hợp lượng mủ của loại này và loại khác tạo sự ổn định, và từ đó dự báo độnhớt tự nhiên ban đầu của mủ latex.

- Một số Công ty khác có những kinh nghiệm khác cho sản xuất mủ CV, muốn sảnxuất mủ CV họ phải xác định độ nhớt Mooney của mủ SVR3L cách đó 3 ngày/3 phần cây,dựa vào kết quả đó họ xác định lượng HNS và LP152 để đưa về khung mủ SVRCV50 vàSVRCV60

Những giải pháp kỹ thuật trên mà các Công ty đã nghiên cứu áp dụng rộng rãi ở một

số Công ty

Trước những vấn đề đặt ra và những căn cứ trên, chúng tôi chọn cho riêng mình mộthướng đi khác, một giải pháp kỹ thuật “Xác định nhanh độ nhớt Mooney của sản phẩm mủSVR CV bằng phương pháp đo độ nhớt Brook field của Latex”

Đối với những nhà quản lý không phải là chuyên môn kỹ thuật, thì họ đặt ra một câu

hỏi: “Tại sao không đo độ nhớt Mooney của mủ nguyên liệu trên máy đo độ nhớt Mooney, mà phải đi đo độ nhớt Brook Field của mủ nguyên liệu, rồi lập hàm tuyến tính dự báo độ nhớt Mooney của mủ nguyên liệu”.

Giải thích: Khi sản xuất mủ SVR CV, người ta phải cho vào trong mủ nước (ở trạng

thái lỏng) một lượng HNS tương ứng phù hợp với độ nhớt cao su, trong khi đó Độ nhớt

Mooney của mủ nguyên liệu được đo trên máy phải là mủ khô, đã được chế biến sấy khô từ

nguyên liệu mủ nước, trên thực tế muốn làm khô nhanh một mẫu mủ cao su bằng phươngpháp lò vi sóng cũng phải mất đến 30 – 40 phút để xác định dự báo độ nhớt Mooney nguyên

liệu Còn việc đo độ nhớt Brook field của mủ nguyên liệu trên máy đo là ở trạng thái lỏng,

( thể latex ) nên chỉ cần 3-5 phút là có thể đo xong một mẫu, và từ thực nghiệm trên phươngpháp thống kê từ hàm tuyến tính, ta có thể dự báo được độ nhớt Mooney nguyên liệu mộtcách nhanh chóng và tương đối chính xác

3 Mục tiêu của giải pháp

Xác định độ nhớt Mooney của nguyên liệu ban đầu, định lượng đượcHydroxylammoniumsulfat khi sản xuất sản phẩm SVR CV Biết được độ nhớt của lô hàng để

xử lý nguyên liệu đạt vào khung độ nhớt quy định theo TCVN 6090-1:2010, tương đương vớiISO 2891:2005 nhằm đáp ứng yêu cầu của khách hàng

Đối tượng nghiên cứu là Mủ cao su thiên nhiên

Giải pháp kỹ thuật Chế biến mủ SVR CV Nguyễn Hoàng Tuấn 14

6) Thêm 1,5 kg HNS/tấn

7) Khuấy trộn 30 phút

Đánh đông

1) pH đánh đông 5,2 – 5,4 2) Đánh đông bằng Acid Acetíc 3) Dung dịch acid bằng 2%

4) Phương pháp đánh đông 2 dòng 5) Thời gian đông tu 6 giờ

6) Phun chất chông oxy hóa bề mặt

PHẦN I NHỮNG CĂN CỨ ĐỂ XÂY DỰNG GIẢI PHÁP1.1 Giới thiệu quy trình sản xuất mủ SVR CV

Cao su SVRCV50 & SVRCV60 được sản xuất như là sản xuất cao su SVR3L, khácnhau là khi sản xuất cao su CV thì cần thêm lượng Hydroxylammoniumsulfat và peptizerLP152 để cắt mạch liên kết bên trong cao su

Về yêu cầu kỹ thuật, các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng của sản phẩm cao su SVR CVcũng như cao su SVR3L, nhưng không xét đến chỉ tiêu màu và thêm vào đó là chỉ tiêu độ nhớt

Mooney và chỉ tiêu ∆P (chỉ tiêu độ cứng sau lưu trữ) Như vậy phải chắc chắn rằng mủ cao su

SVR3L phải luôn luôn đạt chuẩn TCVN 3769-2016, và sau đó chúng ta mới xét đến chỉ tiêu độnhớt Mooney, chỉ tiêu độ nhớt Mooney là chỉ tiêu quan trọng nhất của cao su SVRCV

Sơ đồ quy trình chế biến mủ SVR CV như sau

Băm tinh – tạo hạt

1) Sàn rung 2) Xắp mủ vào thùng

Sấy

(Lò sấy 22 thùng công suất 2,5 tấn/giờ)

Phân hạng dự kiến

1) Phương pháp cảm quan 2) Test độ nhớt Mooney sản phẩm

Cân và ép bành

(loại 35 kg/bành hoặc theo yêu cầu khách hàng)

Bao bì

(Loại PE 0,04 mm, Loại PE 0,08 mm)

Đong Pallet và Nhập kho

Gia công cơ

1) Máy cán kéo 2) Máy cán 410 số 1, số 2, số 3 3) Máy cán băm cắt tinh

1.2 Căn cứ vào phương pháp xác định độ nhớt Mooney theo TCVN

(xem quy trình xác định độ nhớt Mooney theo TCVN kèm theo)

1.2.1 Phương pháp kiểm tra nhanh độ nhớt Mooney theo TCCS 113 : 2015

Theo quy trình 103:2015/TĐCNCSVN ban hành quy trình chế biến mủ SVRCV50 vàSVRCV60 xem phần phụ lục số 5, có hướng dẫn phương pháp kiểm tra nhanh độ nhớtMooney và ước tính độ nhớt của lô hàng Cách kiểm tra và xác định như sau:

Giải pháp kỹ thuật Chế biến mủ SVR CV Nguyễn Hoàng Tuấn 16

A KIỂM TRA NHANH ĐỘ NHỚT MOONEY

1 Dụng cụ

- Lò vi sóng

- Máy cán luyện phòng thí nghiệm

- Máy cán crepe mini

- Đánh đông nhanh: cho acid vào latex khuấy nhanh, và để cho latex đông hoàn toàn

Có thể dùng thêm phương pháp cơ học (dùng máy khoan gắn thêm cánh khuấy để khuấy

mạnh) hoặc gia nhiệt để làm đông nhanh

- Khối mủ đã đông được rửa lại bằng nước sạch và cán qua máy cán crepe mini(khoảng 4 ÷ 6 lần) sao cho chiều dày tờ cao su khoảng 2 mm

- Sấy tờ cao su trong lò vi sóng khoảng 10 ÷ 15 phút, cho đến khi cao su khô hoàn toàn

- Cán mẫu cao su đã khô trên máy cán luyện khoảng 6 - 10 lần sao cho mẫu được trộn đều

- Đo độ nhớt Mooney của mẫu

B ƯỚC TÍNH ĐỘ NHỚT MOONEY CỦA LÔ HÀNG

Qua số liệu nhiều năm độ nhớt Mooney được đo nhanh và độ nhớt Mooney thực tế của

lô hàng được sản xuất, từ đó xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính để xác định mối tươngquan giữa hai thông số này Từ đó ứng dụng để dự đoán độ nhớt của nguyên liệu cho các xử

lý tiếp theo trong sản xuất CV Độ nhớt Mooney bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, tuy nhiên donguyên liệu latex từ nhiều nguồn khác nhau nên xác định biến động độ nhớt Mooney theomùa là chủ yếu, để dự đoán độ nhớt Mooney nguyên liệu chính xác hơn nên xác định từngphương trình hồi quy theo từng giai đoạn

Phương trình hồi quy tuyến tính đơn giản có dạng như sau:

Y = a +bXTrong đó:

Y: độ nhớt thực tế của lô hàng

X: độ nhớt đo nhanh của nguyên liệu

a và b: các hệ số với cách tính như dưới đây:

1

2 1

n

i i i

n

i i

X X Y Y b

CV, thì cần phải dựa vào kinh nghiệm trong thực tế sản xuất

Hiện nay các nhà máy thường sử dụng 2 loại hóa chất cắt mạch là Pepton 22 vàStruktol LP 152 Theo kinh nghiệm của các nhà sản xuất CV thì lượng dùng hóa chất cắtmạch trong khoảng 30 – 150g/ 1 tấn cao su khô, tùy thuộc vào độ nhớt Mooney ban đầu Đốivới chất cắt mạch Pepton 22 (nghiền trước khi sử dụng), trung bình tỷ lệ dùng 5g sẽ làm giảmmột đơn vị độ nhớt Đối với chất cắt mạch Struktol LP 152 lượng dùng nhỏ hơn vì loại hóachất này có độ hoạt động mạnh hơn

Giải pháp kỹ thuật Chế biến mủ SVR CV Nguyễn Hoàng Tuấn 18

Lấy mẫu

400 ml và xđ

DRC%

Thêm HNS 1,5 kg/tấn mủ khô

Đánh đông bằng acid acetic 2%

1.2.2 Đánh giá phương pháp xác định độ nhớt Mooney theo quy trình đã có

Trên đây là Phương pháp xác định độ nhớt nhanh đang thực hiện theo phụ lục 5 củaquy trình 103-2015/TĐ CNCSVN, là phương pháp đang được nhiều nhà máy chế biến mủthực hiện để sản xuất mủ SVR CV, tuy nhiên việc xác định độ nhớt Mooney còn phụ thuộckhá nhiều về một số yếu tố khác như độ pH của latex, nhiệt độ sấy, thời gian sấy và đặc biệt

là theo mùa nên các nhà máy chế biến mủ cao su phải sản xuất dựa vào kinh nghiệm vàcũng phải tìm những giải pháp khác cho riêng mình

Thực ra phương pháp xác định độ nhớt Mooney của quy trình 103-2015/TĐ CNCSVN

các bước thực hiện để xác định một mẫu thử (như phần trên giới thiệu) có tốn kém về thời

Bước 4

Cán mủ đông qua máy cán tờ mủ 2

mm

Sấy khô tờ mủ trong lò vi sóng

gian và thao tác làm việc, tổng thời gian để hoàn thành một mẫu thử phải mất 30 – 40 phút,các thao tác thực hiện cần phải chính xác, chỉ cần sai lệch thì có thể dẫn đến độ nhớt Mooneykhông chính xác, cụ thể như việc đánh đông mẫu thử, cán độ dày tờ mủ phải là 2 mm và nhiệt

độ sấy trong lò vi sóng, những thao tác này khó có thể chính xác, độ lệch sai số lập lại trêncác mẫu là rất lớn Thao tác khó thực hiện nếu không có kinh nghiệm sẽ rất khó thực hiện

PHẦN II NỘI DUNG CỦA GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

2.1 Căn cứ vào phương pháp đo độ nhớt BROOK FIELD

Chính vì những lý do mà chúng tôi đánh giá ở trên (mục tiêu 1.2.2) Chúng tôi chọn

cho mình một hướng đi khác là xác định độ nhớt Brook field từ mủ nước (dạng latex) làm căn

cứ để xác định độ nhớt Mooney của mủ SVRCV

Vậy độ nhớt Brook field là gì?

Độ nhớt Brookfield là một thông số chính khi thực hiện phép đo lưu lượng chất lỏng, đo

độ nhớt được thực hiện kết hợp kiểm soát chất lượng Đo lưu biến cũng rất hữu ích trong việctheo dõi quá trình phản ứng hóa học Đo Brookfield có thể được sử dụng như là một kiểm trachất lượng trong quá trình sản xuất, giám sát hoặc kiểm soát một quá trình Đo lưu biến choGiải pháp kỹ thuật Chế biến mủ SVR CV Nguyễn Hoàng Tuấn 20

phép nghiên cứu các phương pháp xử lý hóa chất, cơ khí và nhiệt Ảnh hưởng của các chất phụgia, hoặc quá trình của một phản ứng đo độ đông cứng Chúng cũng là một cách để dự đoán vàkiểm soát một loạt các đặc tính sản phẩm, hiệu suất sử dụng cuối cùng và hành vi của vật liệu.

Brookfield xác định độ nhớt là tính lực ma sát nội bộ của một chất lỏng, do thu hútphân tử mà làm cho nó chống lại xu hướng chảy Máy đo độ nhớt của Brookfield là đo độ masát này, do đó có chức năng như một công cụ của lưu biến Như vậy mục đích của nội dungnày nhằm giúp cho bạn hiểu rằng: máy đo độ nhớt Brookfield là một công cụ lưu biến, chophép bạn thực hiện một phân tích chi tiết của hầu như bất kỳ chất lỏng Đây là thông tin hữuích cho tất cả những ai sử dụng đo độ nhớt, đặc biệt là những người tôn trọng những trườnghọc lý thuyết và tư tưởng học thuật về đo lường độ nhớt

Nguyên tắc đo và những yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo độ nhớt Brook field

Sử dụng máy đo Brook Field nhãn hiệu DV-E VISCOMETER ở kim đo 61 thích ứng

với chất lỏng là cao su (ở trạng thái Latex)

Một trong những yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo độ nhớt Brook Field:

- TSC % mủ Latex khi đo phải đạt = 24%

- Thể tích mủ trong cốc đo phải là 550 ml

- Kim đo độ nhớt Brook field bằng 61 ở tốc độ quay 100 vòng/phút

- Thời gian đo một mẫu từ 3 đến 5 phút

(Trước khi thực hiện phép đo độ nhớt Brook Field cần phải lưu ý đến những yêu tố đã ảnh hưởng đến quá trình đo làm sai lệch số liệu).

Giới thiệu phương pháp đo độ nhớt Brook Field

Máy đo độ nhớt Brook field đang sử dụng tại nhà máy:

2.2 Lập phương trình hồi quy tuyến tính để xây dựng công thức tính độ nhớt Mooney của sản phẩm mủ SVRCV

Đặt vấn đề và mục tiêu: Ước lượng chỉ số độ nhớt Mooney trong mủ nguyên liệu đểsản xuất mủ SVRCV một cách chính xác, nhanh chóng có kết quả, đạt khung độ nhớt củatừng chủng loại mủ SVR CV50 và SVR CV60, đây luôn là mục tiêu mong muốn của chúngtôi, nhằm đạt được chất lượng sản phẩm cao

Phương pháp nghiên cứu:

Dùng máy đo độ nhớt Brook field cũng như Độ nhớt Mooney có xét nhiều yếu tố tácđộng đến kết quả đo

Phương pháp đo trên máy Brook field để tìm chỉ số độ nhớt Brook field: Khi tiếpnhận mủ nước vào bể tổng hợp với số lượng phù hợp yêu cầu, sau đó khuấy liên tục 20 phút

nhằm tạo sự đồng nhất về nguyên liệu mủ nước nhập về từ nhiều dòng vô tính (giống cây),

kiểm tra pH và cấp NH3 sao cho độ pH đạt bằng 7,5 Sau khi đủ thời gian khuấy trộn ta tiếnhành lấy mẫu xác định TSC% bằng phương pháp xác định nhanh, sau khi có kết quả TSC% tatiến hành xác định được lượng nước thêm vào bể, nhằm đưa hàm lượng cao su trong bể bằngGiải pháp kỹ thuật Chế biến mủ SVR CV Nguyễn Hoàng Tuấn 22

24%, sau đó lấy 550 ml mủ nước (trong bể đã xử lý như trên) đựng trong cốc mỏ 600 ml, tiến

hành đo độ nhớt Brook field trên máy Sử dụng máy đo Brook Field nhãn hiệu DV-E

VISCOMETER ở kim đo 61, thích ứng với chất lỏng là cao su (ở trạng thái Latex) trong thời

gian 3 đến 5 phút, ta ghi được kết quả đo trên máy

Phương pháp đo trên máy Mooney để tìm chỉ số độ nhớt mooney: Cùng một dòng

nguyên liệu đó, sau khi mủ trong bể tổng hợp đã được xử lý xong, ta tiến hành sản xuất sơchế mủ SVR, cụ thể là đánh đông mủ trong các mương bằng acid Acetic, để mủ đông hoàntoàn trong thời gian ít nhất là 6 giờ, sau đó thực hiện các bước gia công cơ – gia công nhiệt –tạo thành sản phẩm SVR Lấy mẫu mủ khô SVR, xác định độ nhớt Mooney trên máy đo độ

nhớt (thực hiện theo quy trình đã giới thiệu ở trên) Ghi kết quả chỉ số độ nhớt mooney.

Lưu ý: Độ nhớt Mooney được xác định khi cao su ở dạng khô Các thông số kỹ thuật

để xác định độ nhớt như: roto, nhiệt độ, thời gian đo, số lần cán … phải được tuân thủ, giá trịcủa kết quả sẽ không được chấp nhận khi các thông số kỹ thuật không đúng với quy định Độnhớt Mooney là các mối liên kết ngang giữa gốc carbonil và amino có sẵn trong cao su, cácliên kết ngang này chịu ảnh hưởng bởi nhiều tác nhân như: PH của latex nguyên liệu, sốlượng sử dụng Hyđroxylaminomisumfat, độ đông tụ của việc tạo động, độ thuần thục khối mủđông, kích thước hạt cốm, mức độ xếp mủ vào thùng, nhiệt độ và thời gian sấy và đặc biệtảnh hưởng lớn nhất là giống cây Thay đổi một trong số các yếu tố kể trên, chắc chắn sẽ cómột giá trị Mooney khác với cùng một mẫu thử Do vậy chúng tôi đã xem xét và làm nhiềuthí nghiệm, trong đó có những tác nhân mà ta có thể khống chế điều chỉnh nó theo ý muốnnhư: điều chỉnh pH mủ nguyên liệu tại bể tổng hợp bằng 7 – 7.5, hàm lượng pha loãng ≤ 24%TSC, điều chỉnh pH khi đánh đông tại các mương bằng 5,2 – 5,6 để mủ đông tụ hoàn toàn vàgần như nhau, nhiệt độ và thời gian sấy ở trong lò luôn ở một mức cố định

Với những tác nhân và điều kiện như trên, chúng tôi múc mẫu tại bể tổng hợp đem đo

độ nhớt Brook field Trong suốt thời gian đó, đối chứng giữa Độ nhớt Brook field và Độ nhớtMooney, chúng tôi xét thấy kết quả đo có tính tỷ lệ thuận, có sự tuyến tính tương đối cao

Chúng tôi quyết định chọn giải pháp đo 2 thông số Độ nhớt Brook field và Độ nhớt Mooney trên 2 máy đo để có 2 kết quả, từ đó lập hàm tuyến tính đo độ nhớt Brook field để

dự báo nhanh độ nhớt Mooney của mủ nguyên liệu ban đầu

Từ phương pháp đo độ nhớt Brook field nguyên liệu mủ nước ở trạng thái lỏng banđầu, và phương pháp đo độ nhớt Mooney của sản phẩm là mủ khô Bằng cách làm này ta tiến

hành làm nhiều lần (cụ thể 112 lần thống kê), sẽ có 112 kết quả đo độ nhớt Brook field tương

ứng 112 kết quả đo độ nhớt Mooney Từ đó ta sử dụng phương trình hồi quy tuyến tính để lậpcông thức tính.

- Chọn X 1 là biến số độc lập, là kết quả đo Độ nhớt Brook field

- Chọn Y 1 là biến phụ thuộc, là kết quả đo Độ nhớt Mooney