Quản bào gỗ lá kim “so với” sợi gỗ gỗ lá rộng: chiều dài của nó lớn, tỷ lệ chiều dài so với chiều rộng lớn, vách tế bào dày.. Tính đồng nhất của hình thái sợi Cường độ kết hợp giữa các s
Trang 1Chương 1
Nguyên liệu
1 Nguyên liệu
2 Xử lý nguyên liệu
Chương 1 Nguyên liệu
1 Nguyên liệu
1 Gỗ
2 Ng liệu ngoài gỗ:cây có sợi 1 lá mầm (tre nứa, song mây…) + phế liệu N2(rơm rạ, vỏ trấu, vỏ hạt hướng dương, bã mía, cỏ…)
2 Xử lý nguyên liệu
1 Kho, bãi
2 Tạo dăm
3 Sàng tuyển + Rửa
4 Bóc vỏ
5 Vận chuyển & Cất giữ
Nguyên liệu
1 Yêu cầu: sợi thực vật có hàm lượng cellulose trên
30%
2 Ng liệu gỗ:
1 Gỗ tròn đường kính nhỏ
2 Phế liệu khai thác (gỗ tỉa thưa, cành ngọn, củi)
3 Phế liệu gia công (đầu mẩu, bìa bắp, lõi gỗ, ván mỏng
vụn)
4 Phế thải cũ thu hồi
5 Dăm gỗ
3 Ở Việt nam: gỗ Keo các loại, bạch đàn, bồ đề,
thông
Sợi gỗ
I Chất lượng sợi
1 Sợi gỗ:
A Hình thái sợi: (dài, dày vách, dài/rộng): Tế bào vách dày (quản bào; sợi gỗ, mạch gỗ) & tế bào vách mỏng
B Cường độ sợi
C Đặc điểm co dãn sợi gỗ
2 Thành phần hoá học chủ yếu
3 Vỏ cây, gỗ mục
4 Các vấn đề khác: tính đồng đều về khối lượng thể tích; loại gỗ
II Lựa chọn nguyên liệu
A Hình thái sợi gỗ
1 Tế bào vách dày (quản bào; sợi gỗ, mạch
gỗ): tạo cường độ giúp cây chống uốn và
chịu ép nhất định Tế bào này nhỏ nhưng
dài, vách dày nhưng ruột rất hẹp, hai đầu
tương đối nhỏ, đều gọi là tế bào sợi.
2 Tế bào vách mỏng (tế bào mô mềm, tia)
mảnh vụn hoặc hình dạng nhỏ Æ Bụi rất
nhỏ, làm cho tốc độ trải thảm chậm lại,
chất lượng sản phẩm giảm xuống.
Gỗ lá kim
0,2 Rất ít
7 93
Hoàng Sam
0,7
4 - 5 94
Thông 5 lá
0,5 – 1,0
5 - 8
91 - 95 Thông
6 - 10
91 - 84 Lãnh Sam
0,2 – 0,3
5 - 7
93 - 95 Vân Sam
Tế bào tiết nhựa %
Tế bào vách mỏng %
Tế bào tia
gỗ % Quản bào % Loài cây
Trang 2Gỗ lá rộng
10 36 54 Dương lá nhỏ 25 17
58
Bạch đàn
đỏ
10 35 55 Mao bạch dương 14 18
68
Bạch đàn
trắng
8,3 55,6 36,1
Mỹ đoạn 26
25
49
Gỗ Trùng
Dương
18,8 54,9 26,3 Sồi chân Mỹ 12,8 21,4
63,8
Điền hoa
80 4 16 Thích đồng 4,6
9,3
86,1
Vưu bì hoa
TB vách mỏng
Ống mạch Sợi
TB vách mỏng
Ống
mạch
Sợi
Hàm lượng tế bào % Loài cây
Hàm lượng tế bào %
Loài cây
A Hình thái sợi gỗ
1 Quản bào (gỗ lá kim) “so với” sợi gỗ (gỗ lá rộng): chiều dài của
nó lớn, tỷ lệ chiều dài so với chiều rộng lớn, vách tế bào dày
2 Hình thái sợi:loài cây, tuổi cây, điều kiện lập địa và vị trí ở trong cây
• Sợi gỗ sớm so với sợi gỗ muộn: chiều dài ngắn hơn, tỷ lệ dài/rộng nhỏ, vách tế bào mỏng hơn
• Chiều dài sợi: tăng dần từ gốc lên trên, đến ngọn cây bắt đầu ngắn lại, phần cành càng ngắn
• Theo vòng sinh trưởng: từ tuỷ tâm ra ngoài chiều dài sợi tăng dần, sau khi đến thời kỳ thành thục có xu thế ổn định Thời kỳ thành thục của cây lá kim kéo dài trên 60 năm, thành thục của cây lá rộng tương đối sớm, như gỗ Dương sau 10 năm có thể đạt chiều dài sợi lớn nhất
3 Tính đồng nhất của hình thái sợi
Cường độ kết hợp giữa các sợi
Cường độ kết hợp = Tính năng đan xen của sợi + Chế độ ép
Hình thái sợi – Tính năng đan xen:
1 Sợi có chiều dài lớn, tỷ lệ dài/rộng lớn Æ tính năng kết hợp
tương đối tốt
2 Sợi có vách tế bào tương đối mỏng, tỷ lệ vách/ ruột tương
đối nhỏ, trong quá trình phân ly sợi và ép nhiệt dễ bị ép bẹp,
thành dạng dải, tính mềm dẻo tương đối tốt Æ diện tích tiếp
xúc tương đối lớn
3 Phối hợp hợp lý sợi ngắn, dài, thô, mịn, có thể lấp đầy khe
hở giữa các sợi Æ tăng mặt tiếp xúc, nâng cao khối lượng
thể tích và cường độ kết hợp của sản phẩm
A Hình thái sợi gỗ
MOR (MPa)
Tỷ lệ sợi vụn (%)
B Cường độ sợi
Cường độ sợi trong ván = Cường độ sợi trong nguyên liệu - Mức
độ bị phá huỷ trong quá trình sản xuất
Cường độ của tế bào thực vật: độ đa tụ và độ kết tinh của
cellulose + hình thái vi mô của bản thân sợi
Chiều dày của vách tế bào, tỷ lệ vách/ ruột càng lớn Æ cường độ
càng lớn
Góc (α) giữa microfibril và trục sợi trong lớp giữa (S2) vách thứ
sinh của vách tế bào càng nhỏ Æ cường độ kéo của sợi càng cao
Cường độ ván = cường độ sợi trong ván + cường độ kết hợp
giữa các sợi (keo)
C Tính chịu nước & tỷ lệ co dãn
• Mao quản (ruột tế bào)
• Vi mao quản (khe hở giữa các microfibril)
Æ Đường chuyển dịch + nơi cất giữ nước.
• Kích thước và số lượng của các loại mao quản
• Kết cấu của lỗ thông ngang trên vách tế bào
Æ đều ảnh hưởng đến năng lực hút nước của sợi
• Vách thứ sinh S2 dày, là bộ phận chủ yếu của toàn bộ tế bào, góc α của lớp này rất nhỏ Sau khi sợi hút ẩm hoặc hút nước, tỷ lệ trương nở chiều ngang (XT + TT) rất lớn, chiều dọc rất nhỏ.
• Do hướng trục của sợi song song với mặt ván, hơn nữa sắp xếp hai chiều dài, rộng cơ bản đồng đều.
ÆTỷ lệ trương nở chiều dày của MDF lớn hơn rất nhiều chiều dài, và tỷ lệ trương nở chiều dài, rộng chênh lệch không lớn KLTT của ván càng lớn, số lượng sợi sắp xếp trong cùng một chiều dày càng nhiều, tỷ lệ này càng lớn.
• Góc α khác nhau theo: loài cây, điều kiện lập điạ và vị trí khác nhau của tế bào trong cây.
• Ngoài ra, chiều dày của lớp S2 trong các loại vách tế bào cũng khác nhau.
Æ Nguyên liệu khác nhau, tỷ lệ trương nở, co rút của ván cũng khác nhau rõ rệt
α
Trang 31- Lignin 2- Hemicellulose 3- Cellulosse
2 Thành phần hoá học chủ yếu sợi gỗ
M: 0,1
P: 0,2-0,3
S: 20
(μm)
3D Structure of lignin
Sợi gỗ
1 Cellulose: cường độ sợi
2 Hemicellulose: (hút ẩm) tăng tính dẻo sợi, nâng cao
lực kết hợp giữa các sợi
3 Lignin (mềm hóa):
• Phát huy tác dụng kết dính rất mạnh, làm cho
các sợi dính lại với nhau
• Cải thiện tính chịu nước ván
4 Chất chiết suất (axit, bazơ, nước): ngăn cản nhất
định đối với kết hợp giữa các sợi
Thân cây, cành cây, vỏ cây
Phối hợp các loại gỗ
Gỗ hông 30%
Gỗ hông 10%
Phong lương 30%
Phong lương 10%
Tỷ lệ phối hợp giữa các loài cây
Chỉ tiêu tính năng
Thông đuôi ngựa 100%
Sam mộc
100%
Thông đuôi ngựa 70%
Sam mộc
70%
Thông đuôi ngựa 90%
Sam mộc
90%
Thông đuôi ngựa 70%
Sam mộc
70%
Thông đuôi ngựa 90%
Sam mộc
90%
KLTT (g/cm 3 ) 0,72 0,72 0,74 0,75 0,74 0,70 0,72 0,71 0,69 0,67 MOR (MPa) 21,4 37,1 32,5 37,2 26,3 35,1 30,7 35,6 28,7 35,6
IB (MPa) 0,29 0,46 0,74 0,41 0,44 0,51 0,57 0,68 0,46 0,62 Hút nước (%) 53,3 17,4 23,8 20,4 39,7 21,9 43,8 17,7 66,3 14,0 Trương nở
chiều dày (%) 25,6 6,2 12,6 7,6 23,8 7,2 14,9 9,0 22,1 4,2
Trang 43 Ảnh hưởng của vỏ cây
Tỷ lệ vỏ cây (%)
MOR (MPa)
1- Chiều dài sợi 1.50 mm 2- Chiều dài sợi 1.30 mm 3- Chiều dài sợi 0.75 mm
Tỷ lệ vỏ cây (%)
MOR
(MPa)
Ván 0,7 g/cm3; keo 8%
4 Ảnh hưởng của gỗ mục
• Gỗ mục (do nấm) khiến tổn thất gỗ tăng: xảy ra ở khâu băm dăm, sàng, phân ly sợi và sấy
• Sử dụng gỗ mục, màu sắc mặt ván tối và không đều, tính năng vật lý, cơ học giảm xuống
• Trong sản xuất phương pháp khô, có thể dùng gỗ mục làm nguyên liệu lớp lõi
• Khi sử dụng gỗ mục ở lớp lõi, để đảm bảo cường độ ván thì chỉ có biện pháp là tăng lượng keo dùng
II Căn cứ lựa chọn nguyên liệu
1 Chất lượng: tốt
2 Sản lượng: nguồn phong phú, có thể thoả mãn yêu cầu qui mô
của xí nghiệp
3 Giá sản phẩm: rẻ
• Sử dụng phế liệu làm nguyên liệu: phải thận trọng dự báo phạm
vi thu gom Nếu thu gom và vận chuyển khó khăn, tất nhiên dẫn
đến giá tăng cao
• Đặc biệt khi sử dụng nguyên liệu thực vật một lá mầm một năm,
phải xem xét đến tính thời vụ cung ứng nguyên liệu
• Xưởng nên gần khu nguyên liệu, qui mô xưởng phải phù hợp
Nếu không sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của sản phẩm
Chương 1 Nguyên liệu
1 Nguyên liệu
1 Gỗ
2 Ng liệu ngoài gỗ
2 Xử lý nguyên liệu
1 Kho, bãi
2 Tạo dăm
3 Sàng tuyển + Rửa
4 Bóc vỏ
5 Vận chuyển & Cất giữ
Xử lý nguyên liệu
Gỗ tròn
Máy băm dăm kiểu mâm
Máy băm dăm kiểu trống
Phế liệu gia công
Nạp dăm gỗ
Cyclon
Phễu nạp dăm
Sàng dăm
Bụi ra Silo dăm
Rửa nước dăm
Xử lý nguyên liệu
Trang 51 Kho bãi
1 Mục tiêu: đảm bảo sản xuất bình thường
2 Yêu cầu:
Lượng cất giữ Căn cứ:
1 Quy mô sản xuất
2 Điều kiện cung ứng nguyên liệu
3 Điều kiện vận chuyển,… quyết định
Thông thường ít nhất cần có lượng dự trữ một tháng.
Để xây dựng điều kiện công nghệ hợp lý, đảm bảo chất lượng sản phẩm và nâng cao năng suất của thiết bị, phải xếp đống riêng đối với từng loại nguyên liệu khác nhau
Kho bãi
1 Khô, phẳng và có điều kiện thoát nước tốt
2 Chống cháy và đảm bảo thông gió tốt và khô của nguyên liệu
3 Thuận tiện cho bốc xếp, có khoảng cách giữa các đống nguyên liệu
Chiều cao (kích thước) đống nguyên liệu:
• Vận chuyển thủ công: 2,0 –2,5 m (6-7 m nếu diện tích bãi bị hạn chế)
• Vận chuyển cơ giới cho phép đến trên 10m
Bãi cất giữ lớn đều dùng vận chuyển đường sắt Cũng có thể dùng băng
tải đưa đến bãi cất giữ xếp đống
Các bãi cất giữ nguyên liệu loại vừa: xem xét từ phương diện
• Đầu tư
• Tỷ lệ lợi dụng thiết bị
Æ Nên dùng phương thức dùng máy kéo xe chở nguyên liệu
2 Tạo dăm
1 Yêu cầu
2 Thiết bị
1 Máy băm dăm kiểu trống
2 Máy băm dăm kiểu mâm
≤ 3-5 Nhỏ hơn 5
Quá vụn
≤ 8-12 5-15
Dăm loại nhỏ
≥ 70-76 16-30
mảnh kim loại, độ
ẩm của dăm
35-50 %.
< 6-8 Lớn hơn 30
Dăm loại lớn
Ghi chú
Tổ thành % Chiều dài (mm)
Loại dăm gỗ
Dăm tiêu chuẩn:
• Dài (L) 16-30 mm
• Rộng (B) 15-25 mm
• Dày (t) 3-5 mm
2 Dăm
L
B t
Máy băm dăm kiểu trống
Phế liệu gia công
Trang 6Gỗ tròn, bìa bắp, rọc cạnh,
gỗ tỉa thưa, phế liệu ván
mỏng hoặc xén cạnh
Nguyên liệu
3-132 ton/hour
Năng suất
37-1600 kW
Công suất
động cơ
PallmanDrum Chipper,
PHT
Loại
Pallet, thùng, hộp, gỗ phế liệu, cành nhánh, phế liệu
gỗ công nghiệp Nguyên liệu
15-80 ton/hour Năng suất
250-800 kW Công suất
động cơ
PallmanImpact Hammer Mill, PHPH Loại
Máy băm dăm kiểu mâm
Mâm dao Máng nạp gỗ
Vỏ ngoài
Bánh dây đai
Gỗ tròn
Nhân tố ảnh hưởng chất lượng dăm gỗ
1 Chất lượng nguyên liệu: kích thước chuẩn + MC (>35%) + không mục
2 Loại hình máy băm dăm
3 Mức độ sắc của dao: thời gian thay dao
• Dao bay: 4-8 giờ
• Dao đáy: 10-20 ngày
4 Lắp dao: quyết định kích thước dăm Khoảng cách giữa dao bay và dao đáy:
• Máy băm dăm kiểu mâm: 0,3-0,5 mm
• Máy băm dăm kiểu trống: 0,8-1,0 mm
3 Sàng + Rửa
1 Mục đích:
• Sàng: phân loại dăm theo quy cách, loại bỏ
dăm bụi và dăm quá lớn.
• Rửa: loại bỏ đất cát, kim loại
2 Yêu cầu:
• Phân loại triệt để, tách được đất cát
giản, ít tiêu hao năng lượng.
3 Sàng
Sàng rung kiểu khung dăm gỗ
Cửa dăm
Lò so Khung Lưới sàng
Trang 73 Rửa nước
1- Máy khuấy kiểu trống, 2,7-Val thải chất bẩn,
3- Bồn hỗn hợp, 4- Bơm dăm gỗ, 5- Thiết bị
tách nước cánh xoắn, 6- Bồn đựng nước tuần
hoàn.
MC dăm = 56 %
3 Rửa khô (gió)
Hệ thống truyền động
bộ phận rung
Ống gió vào Chụp hút bụi
Quạt máy
Hệ thống tuần hoàn
Thùng phân cấp Giá đỡ
Đường ống
Bộ phận rung
Thiết bị cyclon
Thiết bị val quay
4 Bóc vỏ
• Tỷ lệ vỏ chiếm từ 6-20 % của cây (trung bình 10 %)
• Bìa ván xẻ chiếm trên 10 %
• Gỗ đường kính nhỏ và cành ngọn chiếm từ 13-28 % (trung bình
trên 20%)
• Hàm lượng sợi trong vỏ cây rất thấp, trong quá trình phân ly sợi
có mảnh vỏ bị ép vụn, mảnh bị nghiền thành bột, khi tạo ván ở mặt
ván ảnh hưởng mỹ quan sản phẩm, ở trong ván ảnh hưởng đến
cường độ và tính năng chịu nước của sản phẩm
• Khi tỷ lệ vỏ cây trong nguyên liệu vượt quá 20 %, thường yêu cầu
tiến hành xử lý bóc vỏ nguyên liệu hoặc loại bỏ dăm gỗ
4 Bóc vỏ gỗ tròn
http://www.vhlc.com.au/debarker-3.jpg
http://www.savico.com/en/images/realisations/ecorceur/debarker.jpg
Trang 84 Bóc vỏ dăm gỗ
Sơ đồ dây chuyền công nghệ ép dăm gỗ hơi nước loại vỏ
1- Ôtô tải, 2- Máy vận chuyển, 3- Sàng 4- Máy băm lại, 5- Quạt máy, 6- Silo dăm gỗ 7- Phễu dăm gỗ, 8- Thiết bị nạp liệu cánh xoắn 9- Val quay, 10- Thiết bị gia nhiệt trước 11- Silo phần đáy hoạt động, 12 Tấm chắn
13, 15- Máy vận chuyển 14- Bộ phận nam châm 16- Rulo ép, 17- Sàng rung
Áp suất hơi nước:
196 – 294 kPa Thời gian: 5 phút
5 Vận chuyển & Cất giữ
1 Vận chuyển
• Băng tải, tấm gạt: góc nghiêng < 14-160(< 450)
• Nâng kiểu gầu: góc nghiêng = 45-90 0
• Dòng khí:
– nồng độ dăm 0,35-0,5 kg/m3
– tốc độ gió: 15-25 m/s
2 Cất giữ
• Lượng: 1-2 ngày
• Silo dăm: 150-170 kg dăm khô kiệt/m3
Problems
1 Đa dạng nguồn nguyên liệu:
Phế thứ liệu chế biến gỗ, nông nghiệp (biomass), tre nứa
2 Chế độ tạo dăm:
Nhằm nâng cao chất lượng dăm
