Nghiên cứu thành công sản xuất sứ dân dụng cao cấp từ silica siêu mịn

26/04/2022

Viện Nghiên cứu Sành sứ Thủy tinh Công nghiệp đã ứng dụng thành công silica siêu mịn từ tro trấu giúp giảm nhiệt độ nung 10 độ C mà vẫn đảm bảo được độ kết khối và các tính chất kỹ thuật của sản phẩm sứ dân dụng cao cấp.

Từ xa xưa, sản phẩm sứ dân dụng đã đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống. Trước đây, sản phẩm sứ dân dụng chủ yếu được sử dụng với mục đích chính là để chứa đựng thức ăn, nước uống, cắm hoa với chất lượng và chủng loại còn hạn chế. Ngày nay, sứ dân dụng, đặc biệt là sứ dân dụng cao cấp, không chỉ đóng vai trò là các vật dụng hàng ngày, mà nó còn được sử dụng làm đồ trang trí, mang nhiều tính thẩm mỹ, thể hiện sự sang trọng, đẳng cấp của người sử dụng… với nhiều chủng loại, mẫu mã đa dạng, phong phú.

Những năm gần đây, nhu cầu sử dụng các sản phẩm sứ dân dụng cao cấp của người dân trong nước tăng cao. Nắm bắt được xu hướng đó, các công ty sản xuất sứ dân dụng trong nước đã cho ra đời nhiều loại sản phẩm có mẫu mã đẹp, chất lượng cao. Tuy nhiên, với cơ chế thị trường mở, các công ty trong nước cũng phải cạnh tranh với các sản phẩm sứ dân dụng cao cấp đến từ các nước Nhật Bản, Ấn Độ, Trung Quốc…

Để có thể cạnh tranh được với các sản phẩm trong và ngoài nước, các phương pháp sản xuất luôn được nghiên cứu và đổi mới để có thể cho ra những sản phẩm có hình thức đẹp, chất lượng sản phẩm tốt mà vẫn đảm bảo được giá thành phải chăng. Một trong những đề xuất đó chính là sử dụng SiO₂ có trong tro trấu để thay thế cho nguyên liệu quartz.

Từ thực tế đó, Viện Nghiên cứu Sành sứ Thủy tinh Công nghiệp đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng silica siêu mịn từ tro trấu để giảm nhiệt độ nung trong sản xuất sứ dân dụng cao cấp”. Đề tài do KS. Nguyễn Thị Tỵ làm chủ nhiệm với mục tiêu nhằm làm rõ hơn tác động của silica siêu mịn từ tro trấu tới các tính chất của sứ dân dụng và đánh giá khả năng ứng dụng của silica siêu mịn từ tro trấu trong công nghệ sản xuất gốm sứ.

Ảnh hưởng của SiO₂ siêu mịn từ tro trấu đến cường độ cơ học.

Theo KS. Nguyễn Thị Tỵ, việc sử dụng SiO₂ có trong tro trấu để thay thế cho nguyên liệu quartz không những giải quyết vấn đề về vỏ trấu - một sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất lúa gạo trong nước, mà còn giúp chúng ta giải bài toán về nguyên liệu ngày càng có hạn và các vấn đề môi trường khi tiến hành khai thác chúng. Bên cạnh đó, việc ứng dụng SiO₂ siêu mịn từ tro trấu hứa hẹn sẽ làm tăng một số tính chất quan trọng của sản phẩm như cường độ, giảm nhiệt độ nung.

Thực hiện đề tài nhóm nghiên cứu tiến hành kiểm tra, đánh giá các tính chất của nguyên liệu silica siêu mịn từ tro trấu. Đồng thời nghiên cứu sự ảnh hưởng của silica siêu mịn từ tro trấu đến các tính chất của phối liệu gồm: mức độ kết khối, độ co, độ trắng, cường độ uốn của sản phẩm sứ.

Từ kết quả đạt được nhóm đã lựa chọn được hàm lượng silica siêu mịn từ tro trấu thích hợp dùng trong phối liệu là 2%, đảm bảo được các thông số công nghệ như độ ẩm tạo hình, độ co của sản phẩm sứ dân dụng cao cấp. Với bài phối liệu dùng 2% silica siêu mịn từ tro trấu thì có thể giảm nhiệt độ nung 10^oC mà vẫn đảm bảo được độ kết khối và các tính chất kỹ thuật của sản phẩm

Để kiểm tra chất lượng của sản phẩm, nhóm nghiên cứu tiến hành chế thử 10 sản phẩm sứ. Kết quả, các thông số kỹ thuật đạt yêu cầu với độ hút nước 0.01%, độ trắng 76% và độ trong 4%.

Sản phẩm được sản xuất từ bài phối liệu dùng silica siêu mịn từ tro trấu.

Đánh giá về hiệu quả tiết kiệm năng lượng, KS. Nguyễn Thị Tỵ cho biết, nếu xét cùng một chế độ nung giữa sản phẩm sứ thông thường và sản phẩm sứ có sử dụng 2% SiO₂ siêu mịn từ tro trấu nung thì nhiệt độ nung của sứ có sử dụng SiO₂ siêu mịn từ tro trấu nung giảm 10^oC so với sứ thông thường. Trong quy trình nung thì giai đoạn khử (khoảng 1000^oC đến nhiệt độ cao nhất) là giai đoạn tiêu hao nhiều nhiên liệu nhất, giai đoạn này chiếm khoảng 60% tổng nhiên liệu trong quá trình nung. Khi nung sản phẩm sứ của đề tài thì việc giảm 10^oC tương ứng với việc giảm thời gian nung ở giai đoạn khử đồng nghĩa với việc giảm khoảng 2% lượng nhiên liệu tiêu tốn.

"Với sản phẩm sứ thông thường tiêu tốn 0,52 kg Gas/1 kg sản phẩm thì sản phẩm sứ đề tài tiêu tốn 0,51 kg Gas/1 kg sản phẩm, tức là giảm 0.01 kg Gas/1kg sản phẩm. Với quy mô sản xuất lớn, lò nung dung tích lớn thì việc giảm 0.01 kg Gas/1kg sản phẩm có ý nghĩa lớn về mặt tiết kiệm năng lượng cho một lần nung." - KS. Nguyễn Thị Tỵ nhấn mạnh.

Mai Anh

Nghiên cứu thành công sản xuất sứ dân dụng cao cấp từ silica siêu mịn

Tập trung nguồn lực trình Quốc hội thông qua Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả vào tháng 6/2025

Máy kéo sợi Polyester FDY tiết kiệm 25% năng lượng

Bản quyền thuộc Vụ Tiết kiệm năng lượng và Phát triển bền vững, Bộ Công Thương