Nghiên cứu thử nghiệm tạo ván dăm từ hỗn hợp lốp xe phế liệu và xơ dừa

Vì thế, các nhà nghiên cứu và các nhà sản xuất cũng đã nghiên cứu và sản xuất ra nhiều loại ván dăm sử dụng nguyên liệu tổng hợp từ các loại gỗ, các phế phẩm từ lâm nghiệp, nông nghiệp v

LÊ TUẤN QUANG

NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM TẠO VÁN DĂM

TỪ HỖN HỢP LỐP XE PHẾ LIỆU VÀ XƠ DỪA

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Hà Nội, 2012

LÊ TUẤN QUANG

NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM TẠO VÁN DĂM

TỪ HỖN HỢP LỐP XE PHẾ LIỆU VÀ XƠ DỪA

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY, THIẾT BỊ VÀ

CÔNG NGHỆ GỖ GIẤY

MÃ SỐ: 60.52.24

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS LÝ TUẤN TRƯỜNG

Hà Nội, 2012

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất

kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Tác giả

LÊ TUẤN QUANG

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy TS.Lý Tuấn Trường đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn đến các thầy, cô giáo, các nhà khoa học thuộc Trường Đại Học Lâm Nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ tôi về phương pháp nghiên cứu, tài liệu chuyên môn đến luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo, tập thể giáo viên, công nhân viên Cơ sở 2 Trường Đại Học Lâm Nghiệp đã hết lòng giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Qua đây, cũng xin được gởi lời cảm ơn tới gia đình, bàn bè đã động viên và tạo những điều kiện tốt nhất đêt tôi hoàn thành tốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Xin gởi lời cảm ơn chân thành và lời chúc sức khỏe!

Tác giả

LÊ TUẤN QUANG

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU viii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix

DANH MỤC CÁC BẢNG x

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xii

MỞ ĐẦU 1

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

2 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 2

a Ý nghĩa khoa học 2

b Ý nghĩa thực tiễn 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 LƯỢC SỬ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT VÁN DĂM 3

1.1.1 Trên thế giới 3

1.1.2 Tại Việt Nam 5

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN NGUYÊN LIỆU CHO SẢN XUẤT VÁN DĂM 8

1.2.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng vật liệu ngoài gỗ làm nguyên liệu cho sản xuất ván dăm 8

1.2.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng xơ dừa làm nguyên liệu cho sản xuất ván dăm 9

1.3 TÌNH HÌNH LỐP XE PHẾ LIỆU VÀ KHẢ NĂNG TÁI CHẾ 12

1.3.1 Tình hình vỏ xe phế liệu trên thế giới 12

1.3.2 Ở Việt Nam 13

1.3.3 Sự cần thiết phải tái sinh vỏ xe 13

1.3.4 Lịch sử ngành công nghiệp tái chế 15

1.3.5 Một số sản phẩm từ quá trình tái chế vỏ xe 16

1.4 TIỂU KẾT 17

CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 18

2.1.1 Mục tiêu tổng quát 18

2.1.2 Mục tiêu cụ thể 18

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 18

2.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 18

2.3.1 Đối tượng nghiên cứu 18

2.3.2 Phạm vi nghiên cứu 18

2.3.2.1.Vật liệu nghiên cứu 18

2.3.2.2 Thông số công nghệ 19

2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

2.4.1 Phương pháp kế thừa 19

2.4.2 Phương pháp chuyên gia 19

2.4.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 19

2.4.3.1 Kế hoạch thực nghiệm đơn yếu tố 20

2.4.3.2 Kế hoạch thực nghiệm đa yếu tố 20

2.4.4 Phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả thực nghiệm 23

2.4.4.1 Xử lý số liệu 23

a Phương pháp xử lý số liệu 23

b Phân tích đánh giá mô hình hồi quy bậc 2 24

2.4.4.2 Kiểm tra kích thước dăm 25

2.4.4.3 Khối lượng thể tích ván dăm 25

2.4.4.4 Tỷ lệ trương nở theo chiều dày 26

2.4.4.5 Độ bền kéo vuông góc với bề mặt ván 27

CHƯƠNG 3 CƠ SỞ LÝ LUẬN 29

3.1 KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HÌNH THÀNH VÁN DĂM 29

3.2 NGUYÊN LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÁN DĂM 29

3.2.1 Nguyên liệu sản xuất ván dăm 29

3.2.1.1 Hình dạng và kích thước dăm công nghệ 30

3.2.1.2 Lượng bột (hạt nhỏ) bụi (hạt mịn) ở trong dăm 34

3.2.2 Khối lượng thể tích ván 35

3.2.3 Loại và lượng keo 35

3.2.4 Trộn keo – dăm 35

3.2.5 Độ ẩm của hỗn hợp dăm keo 36

3.2.6 Trải thảm 37

3.2.7 Nhiệt độ của tấm gia nhiệt 37

3.2.8 Thời gian giữ sản phẩm trên máy 38

3.2.9 Ép ván dăm 38

3.2.10 Ép sơ bộ 40

3.2.11 Áp lực ép và nhiệt độ 43

3.2.11.1 Áp lực ép 43

3.2.11.2 Nhiệt tác động trong quá trình ép 47

3.2.11.3 Quá trình biến đổi ẩm trong thảm dăm khi ép nhiệt 47

3.3 ĐẶC ĐIỂM VÀ TÍNH CHẤT CỦA XƠ DỪA 48

3.3.1 Vỏ quả dừa và xơ dừa 48

3.3.2 Một số tính chất vật lý của xơ dừa 49

3.3.3 Tính chất cơ học của xơ dừa 50

3.3.4 Những đặc điểm của xơ dừa 51

3.4 CẤU TẠO VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LỐP XE 52

3.4.1 Cấu tạo lốp xe 52

3.4.2 Thành phần hóa học của lốp xe 53

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 54

4.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT TẠO DĂM XƠ DỪA 54

4.1.1 Quá trình tạo dăm 54

4.1.2 Thông số công nghệ của dăm xơ dừa 56

4.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT TẠO DĂM TỪ LỐP XE 58

4.2.1 Phương pháp tạo dăm 58

4.2.2 Thông số công nghệ của dăm từ lốp xe 59

4.2.2.1 Kích thước dăm công nghệ 59

4.2.2.2 Khối lượng thể tích của dăm vỏ xe phế liệu : 60

4.2.2.3 Độ hút nước, hút ẩm 61

4.2.2.4 Nhận xét về dăm vỏ xe cao su phế liệu 62

4.3 KẾT QUẢ KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG DÁN DÍNH CỦA LỐP XE BẰNG KEO UF 62

4.3.1 Quá trình thí nghiệm 62

4.3.2 Kết quả kiểm tra độ bền bám dính của liên kết 63

4.4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ KHẢ NĂNG TẠO VÁN DĂM TỪ LỐP XE PHẾ LIỆU VÀ XƠ DỪA 66

4.4.1 Tính toán lựa chọn thông số công nghệ 66

4.4.1.1 Khối lượng thể tích của ván hỗn hợp 66

4.4.1.2 Tính lượng keo 66

4.4.1.3 Trị số áp lực ép 68

4.4.1.4.Thí nghiệm xác định tỷ lệ dăm hợp lý 68

4.4.2 Thực nghiệm tạo ván 72

4.4.2.1 Chuẩn bị nguyên vật liệu 72

4.4.2.2 Trộn keo 72

4.4.2.3 Lên khuôn 73

4.4.2.4 Ép nhiệt 73

4.4.2.5 Ổn định ván 74

4.4.3 Kết quả kiểm tra độ bền uốn tĩnh của ván 74

4.4.4 Kết quả kiểm tra độ bền liên kết của ván (kéo vuông góc bề mặt) 76

4.4.5 Kết quả kiểm tra tính trương nở của ván 78

4.4.6 Ép ván theo chế độ công nghệ hợp lý 79

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81

5.1 KẾT LUẬN 81

5.2 KIẾN NGHỊ 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

PHỤ LỤC 85

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

Kí hiệu Ý nghĩa kí hiệu

D Độ trương nở chiều dày

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Số lượng, công suất các nhà máy ván dăm trên thế giới 4 Bảng 1.2 Phân bố và công suất nhà máy ván dăm theo vùng 5

Bảng 1.3 Tình hình sản xuất ván dăm ở Việt Nam từ năm

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của chiều dày dăm đến lượng keo sử dụng 31

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của chiều rộng dăm đến độ bền uốn tĩnh

Bảng 3.5 Trị số áp lực ép giai đoạn 1 theo khối lượng thể tích 46

Bảng 3.8 Khối lượng thể tích của sợi xơ dừa theo đường kính sợi 50

Bảng 3.10 So sánh độ bền kéo của một xơ dừa với gỗ cao su 51

Bảng 4.2 Khối lượng thể tích của vỏ xe phế liệu 60 Bảng 4.3 Trọng lượng mẫu vỏ xe sau khi ngâm nước 61 Bảng 4.4 Thí nghiệm khả năng dán dính vỏ xe theo nhiệt độ 63

Bảng 4.6 Trị số áp lực ép giai đoạn 1 theo khối lượng thể tích 68

Bảng 4.7 Độ bền uốn tĩnh của ván thí nghiệm theo các tỷ lệ

Bảng 4.8 Độ bền uốn tĩnh của ván thí nghiệm 74 Bảng 4.9 Kết quả kiểm tra độ bền kéo vuông góc của ván thí nghiệm 76 Bảng 4.10 Kết quả kiểm tra tỷ lệ trương nở chiều dày ván thí nghiệm 78

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Tình hình sản xuất ván dăm ở Việt Nam 8 Hình 1.2 a –Vỏ dừa; b – Xơ dừa đóng kiện; c – Xơ dừa xe sợi và

Hình 2.1 Sơ đồ mô hình toán học nghiên cứu chế độ công nghệ 21

Hình 2.6 Sàng phân loại và máy kiểm tra tính chất cơ học 28

Hình 3.1.c Đặc trưng biến đổi của quá trình ép ván dăm 39

Hình 3.2.a Sự phụ thuộc của mức độ nén thảm dăm vào tốc độ nén,

Hình 4.2 Máy cắt vỏ dừa và mảnh vỏ sau cắt 55 Hình 4.3 Mảnh vỏ dừa sau khi cắt được đóng kiện 55

Hình 4.4 Vỏ dừa sau khi nghiền (a), bột mịn (b) và xơ dừa (c) 57

Hình 4.6

Mẫu vỏ xe dán dính bằng keo UF Mẫu 1 – Dán dính 2 mặt phía ngoài của vỏ xe Mẫu 2 – Dán dính 2 mặt phía trong vỏ xe Mẫu 3 –Dán dính mặt phía ngoài với mặt phía trong của vỏ xe

63

Hình 4.8 Ván ép từ hỗn hợp xơ dừa lẫn bột mịn hạt xốp và dăm

Hình 4.12 Biểu đồ biểu diễn tương quan X1 và X2 đối với σut 75

Hình 4.13 Biểu đồ biểu diễn tương quan X1 và X2 đối với σkvg 77

Hình 4.14 Mẫu ván dăm vỏ xe phế liệu + dăm xơ dừa với chất kết

dính là keo UF ép theo thông số công nghệ tối ưu 80

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong những năm gần đây, khi nguồn gỗ khai thác từ rừng tự nhiên ngày càng cạn kiệt, việc sản xuất và sử dụng ván dăm ngày càng trở nên phổ biến Ván dăm với ưu điểm là loại vật liệu được sản xuất từ nguyên liệu có yêu cầu không quá cao, có thể tận dụng bìa bắp, phế liệu gỗ, gỗ tỉa thưa đã góp phần làm đa dạng hóa sản phẩm, thay thế gỗ tự nhiên và được sử dụng rộng rãi trong sản xuất đồ mộc và sản phẩm mộc xuất khẩu Vì thế, các nhà nghiên cứu và các nhà sản xuất cũng đã nghiên cứu và sản xuất ra nhiều loại ván dăm sử dụng nguyên liệu tổng hợp từ các loại gỗ, các phế phẩm từ lâm nghiệp, nông nghiệp và các vật liệu của các ngành khác Vì vậy, việc nghiên cứu sản xuất ván dăm từ nguồn nguyên liệu khác đóng vai trò rất quan trọng,

nó mở ra một hướng mới về sử dụng nguyên liệu cho sản xuất Bên cạnh đó, sản xuất ván dán có chiều hướng đi xuống do khó khăn về nguyên liệu thì sản xuất các loại ván dăm, ván sợi ngày càng gia tăng Ván dăm có nhiều thuận lợi về mặt nguyên liệu, sản phẩm làm ra có kích thước lớn, cấu trúc khá đồng đều nên được sử dụng rộng rãi trong sản xuất

Trên cơ sở vừa phân tích, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tại

“NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM TẠO VÁN DĂM TỪ HỖN HỢP LỐP XE

PHẾ LIỆU VÀ XƠ DỪA” dưới sự hướng dẫn khoa học của TS.Lý Tuấn

Trường Chúng tôi mong rằng sẽ góp phần làm phong phú thêm nguồn nguyên liệu cho ngành chế biến gỗ nói chúng và trong sản xuất ván dăm nói riêng

2 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

a Ý nghĩa khoa học

Trong điều kiện nghiên cứu và sản xuất của Việt nam, luận văn đưa ra những vấn đề lý thuyết của sản xuất ván dăm

- Xác định các thông số về dăm từ vỏ xe phế liệu và xơ dừa

- Xác định thông số công nghệ tạo ván từ hỗn hợp vỏ xe phế liệu và xơ dừa với chất kết dính là keo UF

- Các vấn đề về kỹ thuật khi tạo ván dăm từ vỏ xe phế liệu và xơ dừa với chất kết dính là keo UF như: sự ảnh hưởng của nhiệt độ ép, thời gian ép đến các chỉ tiêu chất lượng ván

b Ý nghĩa thực tiễn

Tạo ván dăm từ các nguồn phế liệu vỏ xe , vỏ quả dừa là vấn đề có ý nghĩa thực tiễn lớn Những kết quả nghiên cứu và kết luận của luận văn là bước khởi đầu để nghiên cứu áp dụng vào thực tiễn sản xuất ván dăm của Việt Nam Điều này mở ra hướng sử dụng vật liệu mới

ưu điểm trong sử dụng Năm 1936 – 1937, xưởng ván dăm Torfit đầu tiên trên thế giới được xây dựng tại Đức Năm 1938 Tiệp khắc xây dựng xưởng ván dăm Dias Năm 1941, Thụy điển, Pháp… cũng phát triển loại hình sản phẩm này Năm 1942 – Công ty Farley – Loetscher xây dựng nhà máy ván dăm đầu tiên ở Mỹ Sản phẩm của công ty này có tên Loctex (ván không phủ mặt) Và Faloctex (ván có phủ mặt) Khối lượng thể tích của ván từ 0,7 – 1,8 g/cm3 Tại Liên xô, đến năm 1955 – một xưởng sản xuất ván dăm nhỏ lần đầu tiên được đưa vào hoạt động tại nhà máy gỗ dán xây dựng UFA Sản phẩm ván dăm có khối lượng thể tích thấp (400 kg/m3), không đáp ứng các yêu cầu về độ bền Năm 1957, hai dây chuyền sản xuất ván dăm đặt mua của Anh bắt đầu hoạt động Từ năm 1959 đến 1990, có 40 dây chuyền công suất 25.000 m3/năm, thiết bị do Liên xô tự chế tạo Sau đó, tại Nga tổ chức lắp đặt

51 dây chuyền Tuy nhiên, công nghiệp ván dăm của Nga thời gian này không hiệu quả và chỉ đạt 2 triệu m3 năm 1998

Sang thế kỷ 21, sản xuất ván dăm ở Nga đã khác Năm 2003: có 38 dây chuyền với công suất thiết kế: 3.868.000 m3, công suất thực tế: 3.176.000

m3 Năm 2004: 38 dây chuyềnvới công suất thiết kế: 4.011.000 m3, công suất thực tế: 3.626.000 m3; Năm 2005: lắp đặt 39 dây chuyền, công suất thiết kế: 4.098.000 m3, công suất thực tế: 3930.000 m3 Năm 2006: lắp 44 dây chuyền, công suất thiết kế: 5.275.000 m3, công suất thực tế: 4.717.000 m3 Năm 2007:

45 dây chuyền, công suất thiết kế: 6.209.000 m3; công suất thực tế: 5.170.000

m3 Năm 2007 nước Nga sản xuất sản lượng lên tới 5.170.000 m3 ván dăm, trong khi công suất thiết kế là 6.209.000 m3 Ván dăm là loại ván nhân tạo hàng đầu ở Nga

Một cách tổng quát, tình hình sản xuất ván dăm trên thế giới những năm đầu thế kỷ 21 như sau : Ván dăm được phát triển sản xuất rộng rãi ở tất

cả các châu lục, mạnh nhất là châu Âu, rồi đến châu Á, Bắc Mỹ Năm 2001, toàn thế giới có 733 nhà máy, tổng công suất 81.972.000 m3, năm 2005 có

719 nhà máy tổng công suất 85.844.000 m3 tăng 4,7% Bảng1.1 và 1.2 cho biết một cách tổng thể số lượng nhà máy, công suất ván dăm trên toàn thế giới, ở các vùng và ở một số nước

Bảng 1.1 Số lượng, công suất các nhà máy ván dăm trên thế giới Loại nhà

máy ván

dăm

trưởng (%)

Số lượng Công suất

1.000 m 3 Số lượng Công suất

1.000 m 3

(Nguồn: Tóm tắt và tổng hợp theo tạp chí Panel & Funiture TFU năm 2006)

Bảng 1.2 Phân bố và công suất nhà máy ván dăm theo vùng

Ván

dăm 64 13891 215 44431 454 23650 57 13792 215 44780 447 27272

(Nguồn: Tóm tắt và tổng hợp theo tạp chí Panel & Funiture TFU năm 2006)

Qua những số liệu trên có thể thấy sản xuất ván dăm trên thế giới vẫn phát triển với tốc độ rất nhanh, chỉ sau 4 năm mức tăng trưởng đạt 4,7% Và sản lượng ván dăm toàn thế giới được dự báo tăng khoảng 20%(dự báo của BIS Shrapnel) từ 69,9 triệu m3 trong năm 2009 lên 84,1 triệu m3 vào năm

2013 Mức tiêu thụ trung bình mỗi năm sẽ tăng trưởng 6% trong giai đoạn

2010 – 2013 Điều này cũng có nghĩa là nguyên liệu sử dụng để sản xuất ván dăm cũng cần phải tăng lên tương ứng Sự phát triển của ván dăm đồng thời làm thay đổi cả những thành phần tham gia vào trong cấu trúc của sản phẩm này

1.1.2 Tại Việt Nam

Tại Việt nam, sản phẩm ván dăm xuất hiện từ những năm đầu thập kỷ

70 của thế kỷ trước, nhưng không phát triển Năm 1972, Cộng hòa dân chủ Đức viện trợ một dây chuyền sản xuất ván dăm có công suất 1000m3 / năm, lắp đặt tại Quảng Ninh Năm 1974, Thụy Điển cũng viện trợ một dây chuyền ván dăm có công suất 1000m3 / năm lắp đặt tại Việt Trì Sau khi chạy thử cả hai dây chuyền ván dăm này đều không hoạt động Năm 1974, ở miền Nam, một dây chuyền sản xuất ván dăm theo phương pháp ép đùn đã được lắp đặt tại Tân Mai, Biên hòa, nhưng chưa đưa vào hoạt động Cho đến những năm đầu của thập kỷ 90 của thế kỷ trước, sản phẩm ván dăm vẫn xa lạ với người

tiêu dùng Việt Nam Phải đến năm1994, dây chuyền sản xuất ván dăm tương đối hoàn chỉnh được lắp đặt tại Nhà máy đường Hiệp Hòa – Long An với máy

và thiết bị nhập toàn bộ từ Trung quốc Năm 1995, lần đầu tiên sản phẩm ván dăm Việt nam sản xuất từ phế liệu bã mía xuất hiện trên thị trường, sản lượng 5000m3, và đến năm 1998 sản lượng được nâng lên 8500 m3 / năm, sử dụng thêm nguyên liệu gỗ điều và bạch đàn Đến năm 2005 nhà máy đường La Ngà – Đồng Nai, tổ chức lắp đặt dây chuyền máy thiết bị sản xuất ván dăm từ bã mía nhập đồng bộ từ Trung Quốc có công suất 5000 m3/năm và tiến hành sản xuất vào năm 2007 Cũng năm 2007, Tổng công ty Lâm Nghiệp Việt Nam đưa dây chuyền ván dăm gỗ nhập từ Trung quốc, lắp đặt tại Phú Xá, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên đi vào sản xuất, với công suất thiết kế 16.500 m3 sản phẩm/năm, được áp dụng hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001-2000, trang bị công nghệ hiện đại, sản phẩm xuất xưởng có độ dày từ 8 – 32 mm Tiêu chuẩn về chất lượng của ván dăm Thái Nguyên đạt ứng suất uốn tĩnh ≥14,71MPa, độ dãn nở theo chiều dày ≤ 8%, độ ẩm của ván 5 – 11%, khối lượng riêng từ 500 – 850 kg/m3 (theo số liệu của Tổng công ty Lâm nghiệp Việt Nam Vianfor cung cấp)

Những nhà máy nêu trên đều hoạt động có hiệu quả, chất lượng sản phẩm

có sức cạnh tranh trên thị trường Ngoài ra các công ty ở nhiều địa phương trong cả nước cũng lắp đặt các dây chuyền sản xuất ván dăm với quy mô nhỏ

từ 1000 – 3500 m3/ năm như: Công ty chế biến Lâm sản Đắc Lắc, công ty chế biến gỗ Hòa Bình (Kon Tum), nhà máy ván dăm Hương Quỳnh (Bình Dương), Công ty Hiệp Nguyên (Bình Dương), Công ty Lâm nghiệp U Minh Thượng (Cà Mau), công ty ván dăm Tân Phú (Đồng Nai), Công ty chỉ xơ dừa 25/8 (Bến Tre)….đưa tổng sản lượng ván dăm Việt Nam tử 20.000 m3 năm

1995 tăng lên 200.000 m3 năm 2010

Mặc dù sản lượng ván dăm tại Việt Nam ngày càng tăng tuy nhiên vẫn chưa đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng Bên cạnh đó, chất lượng của ván dăm trong nước vẫn chưa cạnh tranh được với ván dăm ngoại nhập nên dẫn đến tình trạng nhập siêu Cụ thể năm 2002, sản lượng ván dăm sản xuất tại Việt Nam chỉ đạt 2000 m3 nhưng đến năm 2007 đã đạt được 180.000 m3 Cũng trong năm 2007 Việt Nam phải nhập khẩu 153.400 m3 ván dăm nhưng chỉ xuất khẩu 200 m3

Bảng 1.3 Tình hình sản xuất ván dăm ở Việt Nam từ năm 2002-2007(m 3 )

Sản lượng 2.000 43.500 48.000 243.000 256.000 180.000

Bảng 1.4 Tình hình xuất nhập khẩu ván dăm ở Việt Nam từ năm

2002-2011 Năm 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Nhập

Hình 1.1: Tình hình sản xuất ván dăm ở Việt Nam 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN NGUYÊN LIỆU CHO SẢN XUẤT VÁN DĂM

1.2.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng vật liệu ngoài gỗ làm nguyên liệu cho sản xuất ván dăm

Thành phần tham gia vào kết cấu sản phẩm ván dăm ban đầu là gỗ và chất kết dính Nhưng cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, nhu cầu

sử dụng gỗ không ngừng tăng lên nên các nhà nghiên cứu không ngừng tìm kiếm nguồn nguyên liệu thay thế thành phần gỗ trong kết cấu sản phẩm ván dăm để giảm áp lực cung cấp gỗ từ rừng Vì vậy có rất nhiều loại hình sản phẩm ván dăm xuất hiện mà thành phần nguyên liệu chính không phải là gỗ,

thay vào đó là vật liệu phi gỗ

Ở Việt Nam, nghiên cứu nguyên liệu ngoài gỗ và phế liệu nông nghiệp

để sản xuất ván dăm được nhiều người nghiên cứu: Nguyễn Trọng Nhân –

1993 – Nghiên cứu sản xuất ván dăm từ cọng dừa nước; Hoàng Xuân Niên –

2003 – Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván dăm từ xơ dừa; Hoàng Xuân Niên – 2007 – Nghiên cứu khả năng tạo ván từ một số phế liệu nông nghiệp; Phạm Ngọc Nam – 2009 – Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm phối trộn từ trấu và rơm rạ; Lâm Trần Vũ – 2009 – Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm từ trấu và mụn chỉ xơ dừa …Nhưng cho đến nay, chỉ

có ván dăm từ bã mía (công ty Đường Hiệp Hòa, công ty Đường La Ngà) và ván dăm xơ dừa (công ty Chỉ Xơ dừa 25/8 – Bến Tre) đưa ra sản phẩm thương mại tiêu thụ ngoài thị trường

Từ những thông tin nêu trên có thể thấy tất cả sản phẩm ván dăm đều

có thành phần chính là gỗ hoặc vật liệu phi gỗ Những chủng loại nguyên liệu này đều có chung một điểm là thực vật (hoặc bộ phận của nó) có chứa xenlulo với tỷ lệ trên 30% (yêu cầu quan trọng đối với nguyên liệu sản xuất ván dăm) Ngoài ra những thành phần hóa học khác cũng tương tự như gỗ chỉ khác nhau

về tỷ lệ các chất trong mỗi loại nguyên liệu Do đó, hoàn toàn có thể sử dụng chất kết dính UF, PF, MUF, UPF… để tạo sản phẩm như đối với ván dăm gỗ Mặt khác, gỗ và những vật liệu phi gỗ nói trên có khối lượng thể tích trung bình và thấp nên việc nén ép dễ dàng

Nhưng nghiên cứu của đề tài hướng tới một dạng nguyên liệu có những đặc tính hoàn toàn khác những nguồn nguyên liệu nói trên: không chứa xenlulo, khối lượng thể tích lớn, khó nén ép do tính đàn hồi của vật liệu khá cao – đó là vỏ xe phế liệu kết hợp với vật liệu có chứa xenlulo là xơ dừa

1.2.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng xơ dừa làm nguyên liệu cho sản xuất ván dăm

Dừa là cây nông nghiệp được trồng nhiều ở Nam Bộ và duyên hải miền Trung, miền Tây Nam Bộ, diện tích trồng dừa khoảng 185 – 200.000 ha Duyên hải miền Trung gần 27 – 30.000 ha Cây dừa trồng với mật độ khoảng

140 cây/ha, năng suất 40 – 50 trái/cây/năm, tức là khoảng 560 – 750

trái/ha/năm Thời gian cho trái khoảng 30 – 40 năm Năng suất ổn định, rải đều trong các tháng, trừ 2 tháng dừa treo Tùy theo giống và điều kiện sinh trưởng vỏ dừa có nhiều kích thước khác nhau Loại vỏ dừa lớn có trọng lượng trung bình từ 600 – 650 g, chu vi chiều dài sọc vỏ trung bình 50 – 60 cm, chu

vi trung bình theo chiều ngang 52 – 56 cm

Quả dừa khô sau khi thu hoạch, được tách vỏ ra để lấy gáo dừa (chứa cơm dừa và nước dừa) Vỏ dừa đươc ngâm hoặc tưới đẫm nước, sau đó đánh sợi Phân loại để lấy sợi dài Sợi ngắn được sử dụng dệt thảm Phần mô mềm

có lẫn xơ ngắn gọi là mụn xơ dừa tận dụng làm phân bón cây và sản xuất đất sạch Sợi dài phơi đến độ ẩm 21% đóng kiện xuất khẩu hoặc sử dụng để xe sợi, đan tết thành các dây dài Những sợi này tùy mục đích sử dụng có thể đan dệt lưới hoặc xe thành dây neo tàu…

Hình 1.2 a –Vỏ dừa; b – Xơ dừa đóng kiện; c – Xơ dừa xe sợi và bện dây

Năm 2003, TS.Hoàng Xuân Niên đã thực hiện đề tài nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván dăm từ nguyên liệu xơ dừa Nguyên vật liêu thí nghiệm gồm dăm xơ dừa, với chiều dài của dăm từ 1,5 – 2 cm chiếm tỷ lệ 98 – 99%, độ ẩm 5 ± 2% Chất kết dính được sử dụng là keo UF có hàm lượng khô 50 – 52%, độ pH=8, không sử dụng chất chống ẩm Sử dụng NH4Cl tỷ lệ

< 1% làm chất đóng rắn Kết cấu ván dăm một lớp, tỷ trọng ván 650 kg/m3, kích thước ván (dài x rộng x dày) 500x500x14 mm, với áp lực ép ván 1,62MPa Kết quả thu được khối lượng thể tích của ván dăm xơ dừa thí nghiệm là 0,67 – 0,68 g/cm3; ứng suất uốn tĩnh trung bình 18,81MPa; ứng

suất kéo vuông góc là 0,41 MPa; tỷ lệ trương nở theo chiều dày 4,3%; độ bám đinh vít song song là 124 kG; độ bền bám đinh vít vuông góc là 156 kG Đây

là một loại nguyên liệu mới, đáp ứng được những yêu cầu của tiêu chuẩn ngành ván dăm sản xuất hàng mộc (Hoàng Xuân Niên, 2004) Kết quả nghiên cứu đã chuyển giao cho công ty Chỉ xơ dừa 25/8 – Bến Tre sản xuất sản phẩm thương mại

Năm 2009, Tiến sỹ Lâm Trần Vũ – Viện Cơ điện Nông nghiệp miền nam thực hiện đề tài cấp bộ: Sản xuất ván dăm từ mụn chỉ xơ dừa và trấu

Xơ dừa cũng được sử dụng để sản xuất ván dăm xi măng Xơ dừa để nguyên sợi dài, trộn với xi măng trải thảm thủ công, ép nguội trong thời gian

28 ngày, tạo thành sản phẩm dạng tấm sử dụng làm vách ngăn, bàn … hoặc

ép theo khuôn làm tấm lợp Một sản phẩm tiêu dùng khác được sản xuất bằng

xơ dừa là nệm xơ dừa do Trung quốc sản xuất

Nhìn chung, đến nay xơ dừa chủ yếu được tách để xuất khẩu, sản xuất ván chỉ một xí nghiệp ở Bến Tre

Hình 1.3 Ván xơ dừa xi măng làm tấm lợp

Hình 1.4 Ván xơ dừa làm tường cách âm 1.3 TÌNH HÌNH LỐP XE PHẾ LIỆU VÀ KHẢ NĂNG TÁI CHẾ

1.3.1 Tình hình vỏ xe phế liệu trên thế giới

Mỗi năm trung bình mỗi quốc gia thải ra hàng triệu vỏ xe các loại Như vậy trên toàn thế giới mỗi năm nhận khoảng 1 tỷ vỏ xe các loại Đây thực sự

là thách thức lớn cho môi trường sống của con người Hầu hết chất thải từ cao

su rất khó phân hủy, phải mất khoảng vài chục năm nó mới có khả năng phân hủy vào trong đất Có thực tế rằng đi đâu ta cũng thấy những núi rác cao su Rác thải từ mọi thành phần, chất thải từ công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt…dù có bao nhiêu bãi rác đi nữa thì đến lúc nào đó không thể chứa nổi Song song đó là sự ô nhiễm môi trường sống, đe dọa trực tiếp đến sức khỏe của con người Với sự quá tải về lượng rác như hiện nay, thì các loại rác khó phân hủy cần phải tìm một hướng giải quyết mới để hạn chế mức thấp nhất thải ra môi trường

Hằng năm, lượng vỏ xe phế thải tăng lên đáng kể vì tiêu chuẩn cho sự

đi lại của con người vẫn là các loại xe Cuộc sống càng hiện đại thì nhu cầu

cho sự di chuyển ngày càng tăng thì vỏ xe bị vứt đi ngày càng nhiều Dẫn đầu

về số lượng vỏ xe phế thải là Bắc Mĩ, các nước Tây Âu, Viễn Đông

vỏ xe còn sử dụng được sẽ để dành bán cho các xe tải công trường, còn không

sử dụng được sẽ đem “xẻ thịt, làm dây su, làm bố chỉ bán cho các cơ sở sản xuất lốp xe Những mảnh lốp còn lại được xay nhỏ thành hạt bán sang Trung Quốc Ngoài ra, người dân còn tái chế thành những thùng cho thợ hồ đổ bê tông hay máng cho heo ăn Với cách làm này, chẳng có gì từ những phế phẩm này là thứ bỏ đi cả Tuy nhiên, người làm công việc tái chề vỏ xe phế thải rất nhọc nhằn: đi thu gom phải chịu cảnh nắng mưa, ăn ngủ vô định, còn khâu

“xẻ thịt” vỏ xe lại vô cùng nặng nhọc, thân thể luôn đen nhẻm vì dính bụi cao

su, chưa kể hít phải thức bụi này thường xuyên dễ sinh ra các bệnh đường hô hấp Tiền công tái chế 5 – 7 vỏ xe / mỗi ngày, khoảng 100 – 150 ngàn đồng Tước bố chỉ gia công, tiền công mỗi người khoảng 100 ngàn đồng/ngày

1.3.3 Sự cần thiết phải tái sinh vỏ xe

Lượng vỏ xe phế liệu trên thế giới chia ra như sau: vứt trên mặt đất 50%; đốt 40%; tái sử dụng 10% Như vậy, tỷ lệ tái sử dụng lại chỉ chiếm 10%, con số này thực sự rất nhỏ so với lượng vỏ xe phải đem đi đốt hoặc vứt

bỏ trên những bãi rác

Vấn đề là để vỏ xe trên những bãi rác lưu niên như vậy sẽ là nguồn gây bệnh Những bệnh truyền nhiễm gây ra từ loài muỗi có thể gây chết người

không còn là mới đối với những dân ở ban Ohio trong năm 2002 Những bệnh truyền nhiễm từ loài muỗi có thể kể đến là bệnh sốt vàng hay bệnh sốt rét Những căn bệnh này đã cướp đi mạng sống của nhiều người dân ở các nước thuộc địa trước đây khi những vỏ xe phế thải đã bị vứt bỏ ở các vùng đất trống trên các nước này Mỗi vỏ xe có thể là nơi tuyệt vời để sinh ra hàng nghìn con muổi mang mầm bệnh trong mùa hè Virus West Nile là loại nguy hiểm có thể gây ra chết người được truyền từ các loài muỗi mang mầm bệnh này Người ta đã thống kê năm 1999, lần đầu tiên phát hiện loại virus này thì đến năm 2002 nó đã lan rộng ra 44 bang của Mỹ và đã có hơn 4000 trường hợp nhiễm bệnh, trong đó có 263 người đã chết Có thể thấy, những đống vỏ

xe như vậy là nguồn lây lan bệnh tật có thể cướp đi mạng sống của nhiều người

Trước khi ngành công nghiệp tái sử dụng vỏ xe được định hình vào những năm 1960 và đầu những năm 1970 thì những vỏ xe phế thải được tập trung thành đống lớn trên những bãi đất trống, quanh các công trình, quanh các đường lộ để đốt Nhưng nếu đốt vỏ xe thì lại gây ra vấn đề môi trường Lửa cháy rất dữ dội khi đốt những đóng vỏ xe lớn và rất khó nếu muốn dập tắt

nó Có những đống vỏ xe đến hàng tháng mới cháy hết, khi cháy chúng bốc lên những cột khói đen mang đầy khí độc tỏa lên bầu trời và những dòng chất lỏng làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước Việc đốt vỏ xe không chỉ làm ô nhiễm nguồn nước, không khí, đất mà nó còn làm cho trái đất ngày càng nóng lên

Nhận thấy những điều này, ở nhiều nước đã ngăn cấm việc đốt và vứt

vỏ xe bừa bãi Ngoài ra, người ta còn nghiền những vỏ xe ra và chôn chúng vào trong lòng đất Tuy nhiên điều này nhanh chóng bị nhiều nước lên tiếng phản đối khi họ nhận ra những vỏ xe bị chôn dưới lòng đất sẽ tác động đến nguồn nước ngầm và làm nhiễm bẩn nguồn nước

Vì vậy, việc tái sử dụng lốp xe phế liệu là vấn đề hiển nhiên và thực sự cần thiết đối với mỗi quốc gia, chỉ có tái sử dụng lại mới có thể giải quyết được vấn đề vỏ xe phế liệu như hiện nay

1.3.4 Lịch sử ngành công nghiệp tái chế

Ngành công nghiệp tái sử dụng cao su phế liệu ra đời hầu như cùng lúc với ngành sản xuất cao su Năm 1820, chỉ một năm sau khi bắt đầu làm chiếc

áo mưa đầu tiên bằng vải tráng cao su, Charles Macintosh đã phải cần nhiều cao su hơn lượng cao su mà ông ta có thể nhập Nghiên cứu của người cộng

sự Thomas Hancock, đã đem đến hướng giải quyết cho vấn đề

Hancock đã tạo ra một chiếc máy để nghiền những miếng cao su bỏ ra trong quá trình tạo áo mưa Những miếng nhỏ cao su này sau đó sẽ được trộn với nhau và tạo thành những khối để đưa ngược trở lại với quá trình sản xuất

áo mưa

Handcock đã gọi chiếc máy này là một cái hàm nhai bởi vì bản chất của

nó là nhai những miếng cao su bỏ đi thành những phần nhỏ hơn nhưng nó được sử dụng rộng rãi với cái tên “pickle”

Quá trình lưu hóa được áp dụng để tạo ra những sản phẩm cao su chịu được thời tiết và làm khó khăn trong việc tái sử dụng lại cao su Vì sự lưu hóa nên cao su không thể nóng chảy được và rất khó trong việc tạo ra những sản phẩm khác, bởi bản chất của sự lưu hóa chính là sự tạo mạng liên kết ngang trong các phân tử của cao su, tạo thành một khối vững chắc

Việc tái sử dụng lại cao su được tiến hành hết sức mạnh mẽ vào thế kỷ

20 bởi giá cả của cao su nguyên liệu – thiên nhiên và tổng hợp – trở nên đắt

đỏ Năm 1910, giá của 28,35g (1 ounce) cao su tương đương với giá của 28,35 gam bạc Đó là một lý do cho dự án tái sử dụng 50% cao su phế liệu ở thế kỷ 20

Nhưng vào năm 1960 thì tốc độ tái sử dụng giảm xuống còn 20%, lý

do là giá dầu mỏ rẻ và ngành công nghiệp sản xuất cao su tổng hợp phát triển mạnh mẻ làm giá thành của cao su giảm xuống Vào cuối những năm 1960, sự phát triển của những vỏ xe radial đã làm cho ngành công nghiệp tái sử dụng gặp nhiều khó khăn Năm 1995, chỉ có 2% cao su tái sinh được sử dụng cho toàn ngành công nghiệp cao su Những lợi nhuận mang lại cho nền kinh tế trong thời gian ngắn nhưng đồng thời nó mang lại những rủi ro về lâu dài đối với cuộc sống của con người Một bằng chứng là ngày qua ngày có càng nhiều những vỏ xe phế thải bị vứt đầy trên mặt đất và những đống rác vỏ xe bất hợp pháp mọc lên nhiều nơi.Những cuộn khói màu đen mang đầy chất độc hại bốc lên bầu trời khi đốt những vỏ xe phế liệu hay đầy rẩy những mầm bệnh quanh những đống rác này Như vậy, tình trạng ô nhiễm sống và nguy

cơ bệnh tật cho con người là không thể tránh khỏi

Ngày nay, nhiều quốc gia đã ý thức được những tác hại có thể gây ra từ những vỏ xe bị vứt một cách bừa bãi Họ đã bắt đầu quan tâm đến việc tái sử dụng lại những vỏ xe một phần để giải quyết tình trạng quá tải như hiện nay

và một phần cũng do những lợi nhuận mà nó có thể mang lại cho nhiều nhà đầu tư Và ngày càng nhiều sản phẩm đã được làm ra từ nguồn nguyên liệu là nguồn cao su tái sử dung Ngành công nghiệp này đang từng bước thu hút sự đầu tư

1.3.5 Một số sản phẩm từ quá trình tái chế vỏ xe

Sản phẩm chính chủ yếu từ dây chuyền là dầu đốt, sản lượng dầu đạt tới 40 – 45% luợng nguyên liệu lốp xe Sản phẩm dầu dùng cho công nghiệp Sản phẩm chính thứ 2 thu được từ việc tái chế lốp xe là Carbon Black đạt tới

30 – 35% tổng lượng nguyên liệu đầu vào (tùy theo kiểu nguyên liệu) Carbon Black được sử dụng làm nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp và hóa chất khác nhau Carbon Black được sản xuất từ quy trình Pyrolysis (CBp) có

tính kinh tế cao hơn so với carbon black được chế tạo từ dầu khí và giá thành tốt hơn Sản phẩm được dùng làm nguyên liệu cho các ngành chế bến cong nghiệp như: vỏ cáp điện, tấm băng tải, tấm cửa, túi ni lông đen, phụ gia cao

su, phụ tùng ô tô xe máy, vật liệu cách nhiệt nguyên liệu mầu cho cao su, ống nhựa Sản phẩm thứ 3 là thép sợi thu từ lốp xe chiếm tỷ lệ 10 – 15% trong tổng số lượng nguyên liệu đầu vào (tùy loại lốp xe) Tòan bộ phần sợi thép có trong lốp xe được thu hồi sau khi được đưa vào tái chế trong các lò nấu thép Sản phẩm thứ tư là khí ga thu được từ 10 – 12% Khí ga thu từ tái chế vỏ xe

có nhiệt trị cao

1.4 TIỂU KẾT

Qua những nội dung tổng hợp khái quát trên đây cho thấy, trong những năm gần đây, ván dăm với các ưu điểm của nó đã và đang là loại vật liệu góp phần làm đa dạng hóa sản phẩm, thay thế gỗ tự nhiên được sử dụng rộng rãi trong sản xuất đồ mộc và sản phẩm xuất khẩu Vì vậy, việc tìm kiếm nguồn nguyên liệu mới đóng vai trò cho sự tồn tại và phát triển ngành công nghiệp chế biến lâm sản nói chung và sản xuất ván dăm nó riêng, trong đó hướng nghiên cứu tận dụng các nguồn phế liệu nông nghiệp, lâm nghiệp,…sẽ góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng gỗ Việc nghiên cứu sản xuất ván dăm từ xơ dừa và lốp xe phế liệu sẽ đong vai trò rất quan trọng vì nó mở ra hướng mới dụng nguyên liệu trong sản xuất ván dăm

CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

2.1.1 Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu khả năng tạo ván từ vỏ xe phế liệu và xơ dừa với chất kết dính là keo UF bằng công nghệ sản xuất ván dăm, trong điều kiện sản xuất tại Việt Nam Đóng góp những căn cứ khoa học ban đầu cho việc sản xuất sản phẩm từ hỗn hợp vật liệu không chứa xenlulo và vật liệu chứa xenlulo với

chất kết dính là keo UF

2.1.2 Mục tiêu cụ thể

Tìm ra các thông số công nghệ (nhiệt độ ép, thời gian ép), các giải pháp công nghệ tạo ván dăm từ hỗn hợp dăm vỏ xe phế liệu và xơ dừa trong điều kiện sản xuất ván dăm của Việt Nam

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu đặc điểm công nghệ của nguyên liệu

- Nghiên cứu khả năng dán dính của nguyên liệu với keo UF

- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ép, thời gian ép đến chất lượng ván dăm từ dăm vỏ xe phế liệu và keo UF

2.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

2.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Các thông số công nghệ tạo ván dăm từ vỏ xe phế liệu và xơ dừa với chất kết dính là keo UF (nhiệt độ ép, thời gian ép)

2.3.2 Phạm vi nghiên cứu

2.3.2.1.Vật liệu nghiên cứu

- Vỏ xe phế liệu (vỏ xe đạp và xe gắn máy)

- Xơ dừa

- Keo UF do hãng Giai hân – Đài loan sản xuất tại xả Bình Chuẩn, Thị

xã Thuận An, Tỉnh Bình Dương

2.3.2.2 Thông số công nghệ

Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến chất lượng ván

dăm từ vỏ xe phế liệu và keo UF

2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.4.1 Phương pháp kế thừa

- Kế thừa các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về công nghệ sản

xuất ván dăm thông dụng vào nghiên cứu sản xuất ván dăm từ vỏ xe phế liệu,

xơ dừa và keo UF

- Ngoài ra phương pháp này còn tìm hiểu và lựa chọn để kế thừa những

yếu tố công nghệ thích hợp phù hợp với mục đích nghiên cứu của đề tài nhằm

rút ngắn được thời gian và kinh phí nghiên cứu

2.4.2 Phương pháp chuyên gia

Phương pháp chuyên gia được sử dụng khi điều tra, khảo sát nghiên cứu

về hiện trạng công nghệ sản xuất ván dăm, khi tạo ván dăm từ vỏ xe phế liệu,

và keo UF Các tư liệu, tài liệu có tính lịch sử, tài liệu cung cấp các thông tin

tổng quan về kinh tế xã hội, tự nhiên thuộc các vùng lãnh thổ và các kết quả

nghiên cứu có liên quan đã được xuất bản,

2.4.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Căn cứ vào nội dung luận văn, điều kiện tiến hành luận văn, chúng tôi

chọn phương pháp nghiên cứu thực nghiệm theo lý thuyết quy hoạch thực

nghiệm Phương pháp thực nghiệm trong luận văn gồm: kế hoạch thực

nghiệm đơn yếu tố và kế hoạch thực nghiệm đa yếu tố

2.4.3.1 Kế hoạch thực nghiệm đơn yếu tố

Chúng tôi tiến hành các thí nghiệm theo kế hoạch thực nghiệm đơn yếu

tố nhằm nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố riêng lẻ: Thời gian ép, nhiệt độ

ép đến chất lượng ván dăm từ vỏ xe phế liệu, xơ dừa và keo UF

Thực nghiệm đơn yếu tố được tiến hành theo các bước sau:

- Thực hiện thí nghiệm với thông số thay đổi với số mức không nhỏ hơn

4, khoảng thay đổi lớn hơn 2 lần sai số bình phương trung bình của phép đo giá trị thông số đó Số thí nghiệm lặp lại n = 3 (theo tính toán)

- Sau khi thí nghiệm xong, tiến hành xác định độ tin cậy về ảnh hưởng của một số yếu tố đến chất lượng ván dăm từ dăm phế liệu vỏ xe và xơ dừa

- Đánh giá tính thuần nhất của phương sai trong quá trình thí nghiệm, để chứng tỏ ảnh hưởng khác đối với thông số cần xét là không có hoặc không đáng kể

- Kiểm tra độ tương thích của mô hình theo tiêu chuẩn Fisher

- Quan hệ giữ các hàm chỉ tiêu Y và các thông số ảnh hưởng xi:

Y = bo + bi xi + bii xi2 (2.1) Trong công thức: Y – các hàm chỉ tiêu (tỷ lệ co rút, tỷ lệ giãn nở ); xi – giá trị mã hóa của các biến số; bo – hệ số tự do; bi – các hệ số tuyến tính; bii– các hệ số bậc hai

2.4.3.2 Kế hoạch thực nghiệm đa yếu tố

Mục đích của kế hoạch đa yếu tố là nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt

độ ép, thời gian ép, đến các tính chất vật lý, cơ học của ván dăm từ vỏ xe phế liệu và keo UF Có rất nhiều yếu tố công nghệ tham gia vào quá trình sản xuất

sản phẩm Tuy nhiên, dựa trên tính điều khiển được, khả năng tác động mạnh

đến chất lượng, năng suất, giá thành của quá trình sản xuất của của các yếu tố, chúng tôi lựa chọn các yếu tố nghiên cứu như sau:

- Nhiệt độ ép T (0C): mã hóa (X1)

- Thời gian ép  (phút) : ký hiệu (X2)

Các trị số của 2 thông số này lựa chọn trên cơ sở các trị số đã được chọn trong các nghiên cứu về ván dăm sản xuất từ vật liệu gỗ và thực vật có sôi khác Trong đó, nhiệt độ có các trị số trong khoảng 120 – 1800C Thời gian có các trị số từ 20 giây đến 90 giây/1mm chiều dày Áp suất ép chọn theo khối

lượng thể tích ván là 1,75 – 2,1MPa (25)

Các chỉ tiêu chất lượng đầu ra của ván dăm chọn trên cơ sở ván dăm cấp

3 loại A dùng cho đồ mộc như sau: độ bền uốn tĩnh ut=Y1≥13,73MPa, tỷ lệ trương nở chiều dày TS = Y3 12% [TCVN 7754 : 2007 Trang 40, 41 Bảng 3

và Bảng 4.] (1)

Có thể diễn tả mô hình khối mô hình nghiên cứu thực nghiệm tạo ván theo sơ đồ ở Hình 2.1

Nhiệt độ ép (0C) Độ bền kéo vuông góc Mpa/cm2

Thời gian ép(phút) Tỷ lệ trương nở chiều dày (%)

Hình 2.1 Sơ đồ mô hình toán học nghiên cứu chế độ công nghệ

Như đã chọn và từ kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình bài toán tối ưu ở Hình 2.1 thuộc dạng bậc hai

Quan hệ giữa hàm Y và các thông số x1, x2… xn được mô tả bằng phương trình hồi quy đa thức bậc hai

(2.2) Trong công thức : xi = (Xi - Xio )/ ∆Xi ;

Xi – giá trị mã hoá của các thông số vào; b0 - hệ số tự do; bi – các hệ số tuyến tính; bij (i ≠ j) – các hệ số tương tác lặp; bii – các hệ số bậc 2; Xi – giá trị

2 1

i ij i

k

i

b b



Hộp đen

thực của các thông số vào; Xio - giá trị mức cơ sở của các thông số; ∆Xi - bước thay đổi của các thông số; k - số thông số thí nghiệm; i - các yếu tố, i = 1; 2; n

- Các thí nghiệm của luận văn tiến hành theo kế hoạch thực nghiệm các yếu tố rút gọn (TYR) [17], [21]

- Tổng số thí nghiệm: N= k(2m + 2m + 1) = 3(22 + 2.2 + 1) = 3.9 = 27 (2.3)