Bước đầu nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm sử dụng dăm gỗ phế liệu xà cừ và chất kết dính thạch dừa có pha tinh bột

Năm 1994, Hua – Yukun nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm định hướng từ nguyên liệu tổng hợp tre và gỗ bạch dương Composite Oriented Stands Board, Composite OSB các

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay, sản xuất nhiều loại ván ép trong nước phải hạn chế do sử dụng keo Phenol – Formandehyde và keo Ure – Formandehyde gây độc hại hoặc nếu sử dụng phải nhập khẩu các loại ván thân thiện môi trường, nghiên cứu tìm ra các loại keo khác ít độc hại hơn Bên cạnh đó, trên thế giới, A.xylinum và BC đã được nghiên cứu nhiều và cho thấy tiềm năng ứng dụng độc đáo Đặc biệt BC có nhiều ưu điểm khi sử dụng như biopolymer làm vật liệu mới trong các lĩnh vực khác nhau ngoài thực phẩm như: y học, khoa học vật liệu, mỹ thuật,…A.xylinum là một loại vi khuẩn có trong sinh khối của thạch dừa, mà thành phần chủ yếu là cellulose nên gọi

là cellulose vi khuẩn (Bacterial Cellulose – BC)

Tuy nhiên, hướng nghiên cứu sử dụng thạch dừa có pha tinh bột làm tác nhân kết dính với các nguồn phế liệu nông lâm nghiệp để tạo các vật liệu có giá trị hơn còn ít Các nghiên cứu đầu tiên của nhóm cộng tác viên trường Đại học Khoa học

Tự nhiên - ĐH Quốc gia TP Hồ Chí Minh đã cho những kết quả khả quan, cần tiếp tục hoàn thiện sản phẩm và xây dựng quy trình công nghệ cho sản xuất lớn

Nhiều nhà báo khoa học nước ngoài thông báo về các kết quả nghiên cứu một cách toàn diện về thạch dừa như cấu trúc thạch dừa, các dạng cellulose kết tinh, tính chất lý hóa như độ tinh khiết, các kiểu lên men,…đồng thời, các nghiên cứu cho thấy thạch dừa có nhiều ứng dụng rộng rãi, đặc biệt trong việc dùng làm vật liệu mới (R Malcolm Brown, 2001)

Tạo nguồn tiêu thụ ổn định cho thạch dừa Bến Tre, nơi có hàng trăm cơ sở sản xuất từ nước dừa già, nhưng tiêu thụ không ổn định do bị ép giá Ngoài ra, có thể mở rộng sản xuất thạch dừa ở nhiều địa điểm khác nhau bằng mật rỉ đường gần các cơ sở sản xuất ván ép Như vậy sẽ tạo thêm việc làm góp phần xóa đói giảm nghèo ở nông thôn, nơi có nguồn nguyên liệu dồi dào cho sản xuất các chế phẩm kết dính bằng thạch dừa

Tuy nhiên, ý tưởng và các sản phẩm đề tài đều mới so với trong nước và trên thế giới Nhiều sản phẩm tương tự ván ép, nhưng cách sản xuất có nhiều điểm khác

cơ bản, cũng như các chỉ tiêu đánh giá cũng khác nhau Điều này đặt vấn đề xây

dựng quy trình công nghệ mới, mà việc tiến tới thương phẩm phải có quá trình tiếp tục thử nghiệm và hoàn thiện quy trình

Dựa vào nhu cầu thực tiễn sử dụng của người tiêu dùng và sự phát triển của ngành công nghệ sinh học, trong việc phát hiện ra khả năng kết dính của sinh khối Cellulose vi khuẩn với các loại phế liệu nông lâm nghiệp Có thể khẳng định rằng, chất kết dính thạch dừa với ưu điểm giá thành không cao, lại dễ phân hủy sinh học

và không độc hại có thể thay thế cho các loại keo hóa học trong sản xuất ván nhân tạo nói chung và ván dăm nói riêng Quá trính nghiên cứu xác định các thông số công nghệ trong sản xuất ván dăm sử dụng chất kết dính thạch dừa có pha tinh bột

là một hướng đi thật cần thiết và cần nhanh chóng hoàn thiện quy trình

Ưu điểm giá thành không cao, lại dễ phân hủy sinh học và không độc hại có thể thay thế cho các loại keo hóa học trong sản xuất ván nhân tạo nói chung và ván

dăm nói riêng Chính vì vậy tôi đã chọn đề tài: “Bước đầu nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm sử dụng dăm gỗ phế liệu xà cừ và chất kết dính thạch dừa có pha tinh bột”

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ VÁN DĂM

1.1.1 Lịch sử nghiên cứu và sản xuất sản phẩm ván dăm

1936, E.C Loetscher đã tiến hành nghiên cứu các thông số sản xuất ván dăm và hệ thống thiết bị đồng bộ Năm 1936 đến 1937 xưởng ván dăm đầu tiên trên thế giới mới được xây dựng tại Đức, có tên là Torfit Nguyên liệu sản xuất là mạt cưa gỗ vụn và keo phenol Năm 1938 Tiệp khắc xây dựng xưởng ván dăm Dias Năm 1939 pháp công bố số liệu về tính chất cơ lý của ván dăm, bước đầu đánh giá chất lượng ván dăm và là nước đi đầu trong sản xuất ván dăm 3 lớp Năm 1941, Thụy điển 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÷0,8)g/cm3 Tại Liên xô, năm 1955, lần đầu tiên một phân xưởng sản xuất ván dăm nhỏ thuộc nhà máy gỗ dán xây dựng UFA được đưa vào hoạt động Đến năm

1957 hai dây chuyền ép ván dăm kiểu liên tục đặt mua của Anh bắt đầu hoạt động

Từ năm 1959 đến 1990, Liên xô tự chế tạo máy và thiết bị sản xuất ván dăm đồng

bộ, tổng số khoảng 40 dây chuyền công suất 25.000 m3/năm Những dây chuyền do Liên xô tự chế tạo ban đầu hoạt động không ổn định Đến năm 1965, dây chuyền ở

Подрезково (quận Химкински – Москвa) do Liên xô chế tạo và lắp đặt lần đầu tiên đạt công suất thiết kế Vào năm 1970 đến 1980 các nhà khoa học Liên Xô cũa

đã chế tạo ván dăm chậm cháy Ván dăm có nhiều nghiên cứu nâng cao chất lượng ván và đa dạng hóa nguồn nguyên liệu, các loại ván dăm chịu nhiệt chịu ẩm, ván dăm có độ bền cơ học cao được ra đời từ nghiên cứu về ván dăm gỗ, ván dăm tre và dăm tre gỗ kết hợp Sau đó, ngành công nghiệp sản xuất ván dăm lắp đặt thêm 51 dây chuyền Nhưng do lỗi kỹ thuật, nên mức sản xuất ván dăm giảm nhiều và chỉ đạt 2 triệu m3 năm 1998 Năm 2003: có 38 dây chuyền với công suất thiết kế/công suất thực tế: 3.868.000 m3/3.176.000 m3 Năm 2004: 38 dây chuyền với công suất thiết kế/công suất thực tế: 4.011.000 m3/3.626.000 m3; năm 2005: lắp đặt 39 dây chuyền, công suất thiết kế/công suất thực tế: 4.098.000 m3/3930.000 m3 Năm 2006: lắp 44 dây chuyền, công suất thiết kế/công suất thực tế: 5.275.000 m3/4.717.000 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 đã sản xuất 7,2 triệu m3 gỗ ván nhân tạo, không

kể ván dán Riêng sản lượng ván dăm công suất thiết kế/công suất thực tế là 6.209.000 m3/5.170.000 m3 (theo Wood- Based and Their Future – A.Leonovich và A.Voropaev)

Năm 1993, An Tô Châu (Hội Khoa học kỹ thuật Bộ Lâm Nghiệp, Trung Quốc) đã nghiên cứu “Công nghệ và tính chất của ván dăm tre định hướng”, tác giả

đã đi sâu nghiên cứu ảnh hưởng của tinh tre và ruột tre đến tính chất ván và đã kết luận những yếu tố cấu tạo tre đã không làm ảnh hưởng đến tính chất ván

Năm 1994, Hua – Yukun nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm định hướng từ nguyên liệu tổng hợp tre và gỗ bạch dương (Composite Oriented Stands Board, Composite OSB) các tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởng của chủng loại keo, chiều dày ván dăm, tỷ kệ lượng dăm tre và gỗ, dạng cấu trúc ván đến một số chỉ tiêu chất lượng ván Tác giả đưa ra một số kết luận: keo P – F (Phenol Formaldehyde) và U – F (Ure Formaldehyde) có thể sử dụng làm chất kết dính sản xuất ván OSB từ tre và gỗ Bạch Dương đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng ván tương đương Ván dăm từ nguyên liệu gỗ Vân sam và một số loại gổ mềm khác

được sản xuất theo keo phenol, với ván suất ép P = (80 ÷ 100)Kg/cm2, nhiệt độ ép

T = 100oC, tỷ lệ keo (8 ÷ 10)%, với hai cỡ chiều dài 4mm và 25mm, khối lượng thể tích ván từ 0,8 đến 1,1g/cm3: độ bền uốn tĩnh của ván đạt (200÷500)Kg/cm2

Có thể nói, ngành công nghiệp ván dăm trên thế giới thực sự phát triển sau khi chiến tranh thế giới thứ 2 kết thúc Từ 1952 đến 1957 sản lượng ván dăm trên thế giới tăng hơn 10 lần Và phát triển liên tục từ đó đến nay

1.1.1.2 Tại Việt Nam

Sản phẩm ván dăm xuất hiện ở Việt nam hơi muộn, nên những nghiên cứu về ván dăm cũng chỉ bắt đầu từ những năm bảy mươi của thế kỷ trước

Ván dăm xuất hiện ở Việt nam vào những năm đầu thập kỷ 70 của thế kỷ trước, nhưng không phát triển Năm 1972 một dây chuyền sản xuất ván dăm có công suất 1000m3 / năm của Cộng hòa dân chủ Đức viện trợ được lắp đặt tại Quảng Ninh Năm 1974 dây chuyền ván dăm do Thụy điển viện trợ cũng có công suất 1000m3 / năm lắp đặt tại Việt Trì Cả hai dây chuyền này đều có chung một đặc điểm là không đưa được sản phẩm ra thị trường Cũng vào thời điểm này, ở miền Nam, tại Tân mai, Biên hòa một dây chuyền sản xuất ván dăm theo phương pháp ép đẩy đã lắp đặt nhưng chưa đưa vào hoạt động Trên thực tế, đến những năm 80 của thế kỷ 20 ngành sản xuất ván dăm của Việt nam vẫn ở mức không Chỉ từ những năm 1990, ván dăm ở Việt nam mới được chú ý sản xuất và liên tục phát triển cho đến nay Năm 1994, Nhà máy đường Hiệp Hòa – Long An lắp đặt phân xưởng sản xuất ván dăm với máy và thiết bị nhập toàn bộ từ Trung quốc Năm 1995 tổ chức sản xuất sản phẩm ván dăm từ phế liệu bã mía, 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 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 (1.000 ÷ 3.500)

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 từ 20.000 m3 năm 1995 tăng lên 200.000 m3 năm 2010

Những nghiên cứu về ván dăm được nghiên cứu ở viện Khoa học Lâm nghiệp Việt nam, trường Đại học Lâm nghiệp nghiên cứu từ những năm 80 của thế kỷ trước, tiếp tục cho đến hiện nay gồm những công trình của các tác giả: Nguyễn Phan Thiết (Nghiên cứu ván dăm tre), Nguyễn Trọng Nhân (viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam) nghiên cứu sử dụng cọng dừa nước làm nguyên liệu sản xuất ván dăm Trần Văn Chứ (ván dăm chậm cháy) Hoàng Xuân Niên (ván dăm xơ dừa) Hoàng Thị Thanh Hương (Ván dăm tre gỗ kết hợp) Ván dăm tiếp tục được TS Phạm Ngọc Nam, Lâm Trần Vũ, Hoàng Xuân Niên…nghiên công nghệ sản xuất ván dăm từ nguyên liệu ngoài gỗ và phế liệu nông nghiệp như thân cây mỳ (sắn); thân cây ngô; vỏ đậu phộng; vỏ cà phê; thân chuối; rơm rạ kết hợp với trấu; mụn chỉ

xơ dừa kết hợp với trấu …

1.1.2 Nguyên liệu sản xuất ván dăm

Ván dăm (wood particleboarbds/particleboards) được hình thành bằng cách trộn dăm với keo và phụ gia rồi ép dưới điều kiện áp suất và/hoặc nhiệt độ (TCVN 7751- 2007) Theo định nghĩa này, có ít nhất 2 thành tố tham gia vào cấu trúc sản phẩm ván dăm là dăm và keo

1.1.2.1 Dăm (particle)

Là những phần tử nhỏ được tách ra từ gỗ hoặc thực vật có xenlulo khác Có nhiều loại dăm khác nhau được sản xuất từ gỗ có khối lượng thể tích trung bình và thấp Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, thực vật và phế liệu nông nghiệp

có chứa xen lu lô cũng được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất ván dăm như: rơm

rạ, thân cây bông, thân cỏ, thân chuối thân cây sắn, bã mía, vỏ cà phê, vỏ hạt hướng dương…

1.1.2.2 Keo (glue/adhesive)

Là chất để kết dính các dăm lại với nhau Ván dăm đầu tiên được nghiên cứu bằng cách trộn gỗ vụn, dăm bào, mạt cưa với chất kết dính là những loại keo mà nguyên liệu có sẵn trong thiên nhiên như keo da, keo xương, keo máu,… được gọi tên chung là keo Albumin Những loại keo này có độ bền chịu nước kém và dễ bị vi sinh vật phá hủy Đến năm 1909 nhà bác học Backeland đã chế tạo ra nhựa tổng hợp Phenol formaldehyde và keo Ure formaldehyde Hai loại keo này nhanh chóng được sử dụng thay thế keo Albumin trong sản xuất ván nhân tạo

Hầu hết, ván dăm sử dụng cho đồ mộc và xây dựng đều dùng keo Ure – Formaldehyde (U-F) Nhưng ván dăm sản xuất với chất kết dính là keo UF có tính chịu tải trong điều kiện nhiệt ẩm kém Do đó trong điều kiện khí hậu khắt khe, người ta sử dụng loại ván dăm sản xuất ván với chất kết dính là keo Phenol – formaldehyde đóng rắn trong môi trường bazơ Loại keo này được dùng trong công nghiệp ván dăm bắt đầu vào năm 1963, đến năm 1980 ở Đức đã có 9% tổng sản lượng ván dăm được sản xuất bằng keo Phenol đóng rắn ở môi trường bazơ Ván dăm sản xuất bằng keo phenol – formaldehyde (P-F) cũng tồn tại một số nhược điểm như: thời gian ép nhiệt quá dài, giá thành cao, độc hại…Do nhược điểm này, bắt đầu sử dụng những loại keo khác có khả năng chống chịu điều kiện khí hậu khắc nghiệt hơn để sản xuất ván dăm Keo Melamin – Formaldehyde (M-F)

Ngoài những loại keo nói trên, keo có nguồn gốc từ các chất vô cơ là các loại

xi măng mác cao, thạch cao, thủy tinh nước cũng được sử dụng sản xuất các sản phẩm đặc biệt Hiện nay, một số nước dùng xi măng làm chất kết dính để sản xuất ván dăm với qui mô nhỏ Nhưng ván dăm sử dụng keo vô cơ chỉ dùng trong xây dựng

Quan điểm kinh tế cũng có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc chọn lựa keo Chi phí cho keo là một yếu tố giá thành quan trọng trong quá trình sản xuất ván dăm Những năm gần đây với những nước không có công nghệ sản xuất keo dán,

trước tình hình giá keo tăng mạnh đã gây không ít khó khăn cho công nghiệp sản xuất ván dăm

1.1.2.3 Thạch dừa

Là sản phẩm của ngành thực phẩm, nhưng bắt đầu từ nghiên cứu khảo sát của nhóm nhà khoa học trường Đại học khoa học tự nhiên về đa dạng hóa nguồn chất kết dính sử dụng trong ván dăm, khi tạo điều kiện cho các tế bào vi khuẩn A Xylinum lên men mọc sau trong nguyên liệu (bụi xơ dừa, bã mía) cho thấy khả năng kết dính của các phần tử rời rạc của nguyên liệu trên với nhau khi ép chặt và sấy khô mà không cần keo hóa học đã cho những kết quả khả quan

a Nguồn nguyên liệu cho quá trình lên men sản xuất BC

+ Môi trường nước dừa

Hiện nay Việt Nam và một số quốc gia khác, nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất BC là nước dừa Tùy theo giống dừa mà hình dạng kích thước và trọng lượng trái dừa cũng khác nhau, trong đó nước dừa chiếm một trọng lượng khá lớn Trung bình một trái dừa chứa khoảng 300ml nước (chiếm (21 ÷ 25)% trọng lượng trái) Trong nước dừa già có chứa nhiều carbohydrate, vitamin, acid amin, các chất kích thích sinh trưởng…, do đó nước dừa là môi trường dinh dưỡng rất thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn A.xylinum và là nguyên liệu truyền thống để sản xuất Nata-de Coco

+ Môi trường nước mía

Với hàm lượng chất dinh dưỡng cao, mía cũng là môi trường dinh dưỡng lý tưởng cho vi khuẩn A.xylinum phát triển Dịch nước mía pha loãng có thể được sử dụng làm môi trường lên men sản xuất BC ở quy mô lớn Tuy nhiên những năm

thăm dò ban đầu chỉ dừng lại ở mức phối trộn nước dừa và nước mía

+ Môi trường rỉ đường

Thành phần rỉ đường có chứa (15 ÷ 20)% nước và (80 ÷ 85)% chất khô hòa tan Đặc biệt trong rỉ đường chứa khá nhiều loại vitamin Khi bảo quản lâu ngày, chất lượng của rỉ đường thường giảm Cần có chế độ bảo quản hợp lý để quá trình

lên men đạt hiệu quả cao Trong môi trường rỉ đường cũng phải cung cấp thêm nguồn nitơ như trong môi trường nước dừa

b Sự hình thành và dự đoán trữ lượng chất kết dính BC

* Sự hình thành chất kết dính BC

+ Hình thành chất kết dính trong phòng thí nghiệm

- Nuôi cấy bề mặt trong các khay nhựa với các điều kiện, với 2 cách:

 Cho các nguyên liệu vào môi trường rỉ đường lỏng cho đầy khay, sau vài ngày lớp màng BC hình thành trên bề mặt sẽ nâng khối nguyên liệu để hình thành lớp màng ở giữa khối nguyên liệu hoặc có thể đảo lật bề mặt dưới lên trên để tạo màng BC từ phía dưới và nhận chế phẩm có lõi và 2 mặt BC để

ép

 Cho khối nguyên liệu (bụi xơ dừa),… ngấm vào môi trường rỉ đường tối ưu rồi nhấc cao lên để không khí cho vi khuẩn mọc ở sâu trong khối nguyên liệu Thực chất đây là kiểu lên men bán rắn có kết hợp bổ sung dinh dưỡng, nhằm tận dụng không khí tự nhiên không dùng máy sục khí

- Trộn BC nguyên chất nghiền nhỏ với nguyên liệu hoặc hỗn hợp nhiều loại để

kết dính

+ Hình thành chất kết dính trong sản xuất công nghiệp

Keo BC được hình thành từ quá trình nuôi cấy vi khuẩn A.Xylinum trong sản xuất thạch dừa Sau khi nuôi cấy vi khuẩn A.Xylinum thu được miếng BC và xử lý rửa BC, ta cắt nhỏ thành các miếng lập phương vào xoay nhuyễn thành dạng lỏng (paste) Sau đó trộn chung với nguyên liệu như các sản phẩm keo hóa học

+ Thạch dừa chất kết dính: Các chất kết dính là keo tổng hợp dán dính gỗ và thực vật ngoài gỗ được lý giải theo các quan điểm dán dính khác nhau Nhìn chung đến nay vẫn chưa có một lý thuyết chung giải thích cho tất cả các trường hợp dán dính khác nhau Trường hợp sử dụng thạch dừa là chất kết dính, trong những nghiên cứu ban đầu của chúng tôi cho thấy với các thông số công nghệ ép ván thích hợp thì các phần tử dăm gỗ liên kết với nhau khá bền vững Khi cho thêm một lượng tinh bột trộn vào thạch dừa thì khả năng liên kết của tinh bột – thạch dừa với gỗ lại tăng

lên nhiều, các tính chất của ván được cải thiện theo chiều hướng tốt Như vậy khả năng kết dính của thạch dừa được chứng minh bằng thực nghiệm Tuy nhiên, giải thích cơ chế dán dính của chất kết dính này với dăm gỗ là việc khó, cần phải có những nghiên cứu riêng Ở đây, chúng tôi đưa ra lý giải như sau: Khi dăm gỗ chịu tác động của nhiệt độ cao, thành phần lignin biến đổi thành chất kết dính, sau đó liên kết với Xenlulo thuần khiết từ thạch dừa và tạo thành liên kết mới Xenlulo – lignin Chính liên kết này tạo nên liên kết những phần tử dăm gỗ lại với nhau thành một khối vững chắc Ngoài ra, còn có những liên kết hóa học, liên kết điện từ…

tham gia vào liên kết dăm gỗ – thạch dừa – dăm gỗ

* Dự đoán trữ lượng chất kết dính BC

Cho đến nay các quốc gia thành viên của Hiệp hội Dừa Châu Á – Thái Bình Dương (APCC) đã sản xuất và xuất khẩu được hơn 70 chủng loại sản phẩm từ dừa, trong đó Philippines đóng góp hơn 40 loại sản phẩm từ dầu dừa, từ các sản phẩm cao cấp phục vụ công nghiệp như alcohol béo cho đến hàng thủ công mỹ nghệ Ấn

Độ và Sri Lanka lại xuất khẩu nhiều loại sản phẩm từ xơ dừa Năm 1994, Indonesia xuất khẩu được 102 triệu USD sản phẩm đường từ mật hoa dừa

Ở Philippines, thạch dừa được xuất khẩu thu ngoại tệ hơn 26 triệu USD trong năm 1993 và hơn 17 triệu USD trong năm 1996

Ở Việt Nam, hiện nay diện tích trồng dừa đạt khoảng 200.000ha, được trồng

từ Bắc đến Nam nhưng nhiều nhất là ở vùng ĐBSCL với trên 70% kế đến là các tỉnh Nam Trung Bộ (từ Đà Nẵng trở vào) chiếm gần 20% Ở ĐBSCL, diện tích trồng dừa nhiều nhất là Bến Tre (38.000ha), kế đến là Trà Vinh (12.418 ha), Bình Định (12.000 ha) Từ năm 2004 đến nay do hoạt động chế biến dừa trái gia tăng, giá bán nguyên liệu dừa trái lên rất cao nên diện tích trồng dừa ở các địa phương liên tục tăng, riêng tỉnh Bến Tre đã tăng thêm gần 3.000 ha, đạt 38.000 ha, tiếp tục giữ

vị trí tỉnh trồng dừa nhiều nhất cả nước

Theo thống kê của Tổng cục Hải Quan, kim ngạch xuất khẩu dừa tháng 11/2007 đạt 3,2 triệu USD, tăng 13,2% so với tháng 10/2007 Cả nước có 29 doanh nghiệp tham gia xuất khẩu các sản phẩm từ dừa, chủ yếu dưới dạng cơm dừa sấy,

dừa quả khô và thạch dừa Riêng đối mặt hàng thạch dừa, kim ngạch xuất khẩu đạt 37,52 nghìn USD

Tóm lại, chúng tôi nhận thấy nguồn dừa trong nước và trên thế giới hiện nay rất phong phú Các sản phẩm được chế biến từ dừa hiện nay rất đa dạng và có nhiều

cơ hội cho công nghiệp dừa Việt Nam phát triển thông qua chế biến, đa dạng hóa sản phẩm Các mặt hàng như thạch dừa, chỉ xơ dừa, cơm dừa nạo sấy, các sản phẩm thủ công mỹ nghệ từ dừa,… không chỉ góp phần giải quyết việc làm cho hàng vạn lao động, tận dụng thời gian nông nhàn và giải quyết lao động dư thừa ở nông thôn, gia tăng thu nhập cho người trồng dừa, và góp phần xóa đói giảm nghèo, đồng thời góp phần cung cấp một phần thực phẩm và hàng tiêu dùng cho nhu cầu tại chỗ Việc tận dụng nguồn phế liệu sau khi chế biến các sản phẩm từ dừa này là rất lớn, làm nguồn cơ sở vững chắc cho việc sản xuất một lượng lớn keo Cellulose vi khuẩn đáp ứng một phần nào đó trong nhu cầu sản xuất ván nhân tạo phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước và khả năng xuất khẩu

1.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Ván dăm được hình thành bằng cách trộn dăm với keo và phụ gia rồi ép dưới điều kiện áp suất và nhiệt độ Như vậy, ván dăm có ít nhất hai thành tố tham gia vào trong kết cấu sản phẩm là dăm và keo Keo là chất kết dính được lựa chọn phù hợp với loại nguyên liệu điều chế dăm Thông thường trong sản xuất ván dăm chất kết dính là keo UF Dăm được điều chế từ nguyên liệu truyền thống sử dụng trong công nghiệp sản xuất ván dăm là gỗ Nhưng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và mức độ khan hiếm nguyên liệu gỗ tăng dần nên nhiều thực vật ngoài gỗ và phế liệu nông nghiệp có chứa xenlulo được nghiên cứu sử dụng làm nguyên liệu sản xuất ván dăm Vì thế, dăm là những phần tử nhỏ có hình dạng khác nhau được tách ra từ

gỗ hoặc thực vật có xenlulo khác Tuy nhiên, các nhà khoa học nghiên cứu về ván dăm coi một dăm cơ bản là dăm phẳng có dạng hình học là hình hộp chữ nhật, đặc trưng bằng 3 kích thước: Chiều dài (l), chiều rộng (W), và chiều dày (t) Ảnh hưởng của dăm công nghệ, các yếu tố công nghệ, biến đổi hóa lý trong quá trình ép ván để hình thành ván dăm là cơ sở lý thuyết của vấn đề nghiên cứu

1.2.1 Ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến tính chất của ván dăm

Tính chất cơ lý của ván dăm được quyết định phần lớn từ quá trình công nghệ sản xuất Một thay đổi nhỏ của yếu tố công nghệ, có thể đưa tới những tính chất xác định của sản phẩm Điều đó cho phép tính toán phạm vi sử dụng ván dăm, đồng thời

có thể hạ giá thành Để tổ chức sản xuất ván dăm hợp lý, cần biết những nhân tố công nghệ cơ bản ảnh hưởng tới tính chất cơ lý của ván Những nhân tố đó là: khối lượng thể tích của ván, loại và lượng chất kết dính, chất phụ gia trong keo, hình dạng và kích thước dăm, loại vật liệu tạo ván, vỏ lẫn trong dăm, lượng bụi trong dăm, độ ẩm của hỗn hợp dăm keo trước khi ép sơ bộ Nhiệt độ bàn ép và thời gian giữ ván trong máy ép, kết cấu của nó

1.2.2 Hình dạng và kích thước dăm công nghệ

Trong sản xuất ván dăm, dăm gỗ được coi là những phần tử có mặt cắt ngang hình chữ nhật, đặc trưng bằng 3 kích thước: Chiều dài (L), chiều rộng (W), và chiều dày (t) Bảng 1.1 dẫn ra tên gọi, hình dạng và kích thước một số loại dăm gỗ thường

sử dụng trong sản xuất ván dăm

Bảng 1.1 Hình dạng và kích thước của dăm (mm) trong sản xuất ván dăm

Hình dạng dăm Chiều dày Chiều rộng Chiều dài

Ảnh hưởng lớn nhất đến tính chất cơ học của ván dăm là chiều dầy của dăm,

nó quyết định tỷ lệ diện tích giữa bề mặt dăm, khối lượng dăm và lượng keo tráng Dăm càng dày, càng rộng thì cường độ uốn tĩnh càng thấp Khi giảm bề dày dăm từ

1,0mm xuống đến còn 0,1mm thì diện tích riêng của mỗi đơn vị khối lượng dăm tăng từ 0,74m2 lên đến 4,7m2

Đặc trưng cơ bản về kích thước hình học của một dăm gỗ có mặt cắt ngang hình chữ nhật hoặc hình vuông là các kích thước chiều dài, chiều rộng, chiều dày

Đa số các nhà khoa học đều sử dụng hai khái niệm “mảnh” và “dẹt” để đánh giá hình dạng của dăm

Tỷ số mảnh S (Slaenderness ratio) là đại lượng không thứ nguyên tạo thành

từ phép chia giữa chiều dài và chiều dày: S = Chiều dài/ chiều dày = L/t

t

L Chiêuday

Chiêurong

Dễ dàng nhận ra rằng L = w thì J = S: chiều dài và chiều rộng dăm bằng nhau;

J = 1 và w = t: dăm có mặt cắt ngang hình vuông

Tỷ số giữa chiều dài và chiều dày chính là yếu tố ảnh hưởng đến hoàng loạt các yếu tố trong quá trình tạo ra ván dăm và tính chất của sản phẩm như: diện tích của dăm trong tấm, tính chất cơ học của sản phẩm, lượng keo tiêu hao cho toàn bộ những đặc tính của sản phẩm đã dự kiến trước

Khi giảm trị số của S, giữ nguyên trị số của L có nghĩa là trị số của t tăng, sẽ làm tăng lượng keo trên một đơn vị diện tích bề mặt dăm Những dăm ở lớp trong, khi giảm trị số S thường đòi hỏi một lượng keo lớn hơn, tính trên một đơn vị diện tích dán dính so với diện tích bề mặt ngoài của dăm

Các nghiên cứu của A.A Moslemi, Kimito, và các tác giả khác đã chỉ ra rằng những dăm có trị số S trong phạm vi (120÷200) đặc trưng cho dăm mỏng và dài, ván có khả năng chịu uốn cao Trị số S tăng đến một mức nào đó có thể hạn chế mức độ hút nước và ổn định kích thước, trị số S đạt đến trị số 50 thì khả năng bám dính của sản phẩm tăng cao, vượt trị số khả năng bám dính không còn nữa Lớp dăm ở giữa ván thường có tỷ lệ mỏng thấp, trị số S khoảng 60 Khi S < 150 thì

cường độ uốn tĩnh của ván sẽ tăng lên theo sự tăng của S Khi S > 150 thì cường độ uốn tĩnh thay đổi không rõ rệt Thông thường người ta cho rằng:

S = 100÷200 ( đối với dăm bề mặt) và 60 (đối với dăm lớp lõi) là hợp lý

Tuy nhiên các công thứ trên có những nhược điểm về mặt lý luận như dăm

có cùng một trị số S nhưng chiều dày và chiều dài khác nhau hoặc cùng trị số J nhưng chiều rộng và chiều dày khác nhau Điều này dẫn đến những trường hợp dăm

có chỉ số S bằng nhau nhưng kích thước dăm hoàn toàn khác nhau, do đó ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm cũng hoàn toàn khác nhau

Những nhà khoa học Nga nghiên cứu về hình dạng và kích thước dăm bằng thực nghiệm Các trị số của kích thước dăm và ảnh hưởng của chúng đến độ bền của ván được dẫn ra trong bảng …

Bảng 1.2 Kích thước dăm sử dụng trong sản xuất ván dăm

Bảng 1.3 Ảnh hưởng của kích thước dăm đến độ bền ván

Chiều dài dăm

(mm)

Độ bền uốn tĩnh (Mpa)

Chiều rộng dăm (mm)

Độ bền uốn tĩnh (Mpa)

Theo các nghà khoa học Nga: Tỷ lệ kích thước dăm sử dụng trong sản xuất ván dăm ta nên chọn như sau: dày: rộng: dài = 1:10:100, tức là nếu chọn bề dày dăm là 0,2mm, thì bề mặt rộng của dăm là 2mm và bề dài dăm là 20mm

1.2.3 Ảnh hưởng của độ ẩm thảm dăm

Lượng ẩm trong thảm dăm tồn tại do quá trình sấy dăm chưa khô kiệt và do lượng nước trong chất kết dính đưa vào Chất kết dính sử dụng trong quá trình sản xuất ván dăm là Cellulose vi khuẩn chiếm lượng nước lên đến 95%, một phần của lượng nước này bay hơi trong quá trình ép nhiệt, phần còn lại xâm nhập vào dăm trong quá trình trộn dăm Nước từ keo có thể nâng độ ẩm thảm dăm lên (20÷40)%

Độ ẩm của thảm dăm quá lớn gây khó khăn cho quá trình sản xuất và làm giảm chất lượng của ván Độ bền ván đạt giá trị cực đại khi độ ẩm ván từ (8÷12)%

Độ ẩm phôi cao làm dăm dẻo hơn, độ bền uốn dăm cao và độ ẩm của thảm dăm sẽ giúp cho quá trình vận chuyển nhiệt từ bề mặt đến lõi thuận lợi hơn Tuy nhiên, nếu độ ẩm dăm quá cao sẽ làm cho thời gian ép tăng lên vì độ ẩm cao của thảm dăm làm chậm lại phản ứng trong lúc đóng rắn keo, hiện tượng cong vênh của ván xảy ra ảnh hưởng đến chất lượng ván Độ ẩm của thảm dăm quá thấp làm chậm lại quá trình vận chuyển nhiệt tư bề mặt vào lớp giữa của thảm dăm, gây nên chênh lệch chất lượng rất lớn giữa bề mặt và phần lõi ván

Các nghiên cứu chỉ ra rằng, để nâng cao chất lượng ván dăm nên sử dụng dăm lớp mặt có độ ẩm cao hơn dăm lớp lõi Dăm lớp lõi có độ ẩm thấp tránh hiện tượng vỡ ván hoặc giảm chất lượng ván khi ép Dăm lớp mặt có độ ẩm cao hơn tạo điều kiện cho bề mặt ván bóng, mịn hơn và tạo điều kiện vận chuyển nhiệt từ bề mặt vào lớp trung tâm Đối với các loại keo là các hợp chất cao phân tử thì độ ẩm dăm lớp giữa (lớp trung tâm của thảm dăm) thông thường là 6%, lớp mặt là 8%

1.2.4 Áp lực ép

Áp lực ép trong ép nhiệt tạo nên sự tiếp xúc dăm – dăm và được xác định bởi khối lượng riêng tính toán của ván Nếu ép với áp lực nhỏ, khối lượng riêng của ván nhỏ hơn khối lượng riêng tính toán và ngược lại Trong thực tế để đạt liên kết tốt, trường hợp lượng keo thấp nên sử dụng áp lực ép cao hơn Dưới tác dụng của áp

lực, thảm dăm bị nén lại Do đó dẫn đến sự không đồng đều về chiều dày của ván ở các lần ép khác nhau Khắc phục điều này người ta sử dụng thanh cữ bằng kim loại

1.2.5 Thời gian ép

Thời gian ép có vai trò quan trọng trong sản xuất ván dăm Nếu thời gian ép nhiệt ngắn, keo đóng rắn không hoàn toàn và lượng ẩm có trong thảm chưa kịp thoát ra ngoài, dẫn đến ván có kết cấu yếu và tách lớp Khi tác động nhiệt cao và thời gian kéo dài các sợi gỗ bị sấy khô trở nên giòn, ảnh hưởng xấu đến tính chất cơ

lý của sản phẩm Ngược lại, với tác động của nhiệt độ cao có thể rút ngắn thời gian giữ ván ở trong máy Xác định đúng thời gian ép sẽ tạo được sản phẩm có chất lượng và hiệu quả kinh tế cao

1.2.6 Nhiệt độ ép

Nhiệt độ ép phụ thuộc vào loại nguyên liệu dăm, loại keo và một số thông số khác của chế độ ép Để nâng cao năng suất và chất lượng, hiện nay xu hướng của các nhà sản xuất ván dăm thường hướng tới sử dụng chế độ ép với nhiệt độ cao, áp suất lớn và thời gian ngắn Nhiệt độ bàn ép có thể từ (120 ÷ 190)0C Nhìn chung,

nhiệt độ càng cao thời gian ép rút ngắn lại và chất lượng ván tốt hơn

1.3 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA QUÁ TRÌNH ÉP SẢN PHẨM

1.3.1 Tính toán nguyên liệu tạo ván

1.3.1.1 Khối lượng thể tích của ván

Khối lượng thể tích, ở một mức độ đáng kể, ảnh hưởng đến tất cả tính chất

cơ học, vật lý của ván dăm Khối lượng thể tích của ván, được xác định theo tiêu chuẩn [TCVN 7756 – 4 : 2007] và tính toán theo công thức:

γ

V

m

 106 γ: (kg/m³) là khối lượng thể tích của mẫu ván

m: khối lượng của mẫu (kg hoặc g)

V= b1 x b2 x d: thể tích của mẫu (m³ hoặc cm³)

b1: chiều dài mẫu thử (mm)

b2: chiều rộng mẫu thử (mm)

d: chiều dày mẫu thử (mm)

Sự khác biệt trong kết cấu của ván một lớp, ba lớp, nhiều lớp gây ra sự khác nhau về tính chất của lớp trong và lớp ngoài Ngay cả ván một lớp , ở giữa ván, khối lượng thể tích ván cũng giảm so với phía ngoài theo chiều dày, còn ván ba lớp

và nhiều lớp sự khác biệt còn lớn hơn Khối lượng thể tích của cả tấm ván phụ thuộc vào khối lượng của từng lớp ván và có thể xác định theo công thức:

γt: khối lượng thể tích lớp trong

γn: khối lượng thể tích lớp ngoài

p: tỷ lệ chiều dày lớp ngoài so với chiều dày chung của tấm ván ( %)

Khối lượng thể tích ván được tính theo khối lượng thể tích của mỗi lớp và ngược lại, khối lượng thể tích mỗi lớp tính theo khối lượng thể tích chung của cả tấm ván, sai số khoảng 1%, hoàn toàn trong giới hạn cho phép Điều này cho phép sản xuất ván với những tính chất có thể dự kiến trước

Thông thường, trong sản xuất và sử dụng, người ta muốn tạo được sản phẩm ván dăm có khối lượng thể tích trung bình, nhưng độ bền tương đối cao Hoàn toàn

có thể đạt được điều này với những sản phẩm ván dăm có khối lượng thể tích khoảng (0,60,65)g/cm3

1.3.1.2.Tính lượng dăm

Lượng dăm được tính theo công thức:

Gi =

)100

)(

100(10

)100(





P w

Trong đó: Gi: là lượng dăm công nghệ của lớp i (kg)

i: Khối lượng thể tích của lớp i (kg/m3)

Wli: Độ ẩm trước khi trộn keo của lớp i (%)

P: Tổng tỷ lệ keo và phụ gia (%)

1.3.1.3.Tính lượng keo và phụ gia

Lượng keo và phụ gia tính theo trọng lượng dăm tạo ván khô kiệt và trọng lượng keo cũng khô kiệt

Goi =

li w100

có thể bằng bội số (320) lần chiều dày của ván Trong quá trình vận chuyển trong xưởng, vùng biên của thảm dăm dày, xốp sẽ rơi xuống làm tăng thêm hao phí khi cắt cạnh bên của sản phẩm Những dăm nhẹ, nhỏ sẽ rơi xuống bên dưới thảm qua lỗ hổng xốp Kết quả là lớp trên của thảm có nhiều dăm thô, còn lớp dưới nhiều dăm nhỏ mịn Những khuyết điểm trên sẽ bị loại bỏ khi thực hiện ép sơ bộ, nghĩa là nén cho các dăm sít lại

Bản chất vật lý của quá trình ép sơ bộ như sau: Dăm dùng trải thảm có hình dạng, kích thước, độ ẩm khác nhau Giữa các dăm tạo thành những lỗ hổng chứa không khí trong thảm dăm.Thể tích tổng cộng của thảm dăm bằng thể tích của các phần từ dăm, cộng với thể tích không khí trong các lỗ hổng, xốp của thảm dăm

Vtd = Vd + Vkk Giai đoạn đầu và giai đoạn tiếp theo khi nén thảm dăm xảy ra cùng lúc việc các dăm sít lại gần nhau với việc thoát không khí từ các lỗ hổng (xốp) của thảm dăm Nhưng quá trình này xảy ra từ từ Đầu tiên là lớp trên, sau đó đến các lớp dưới Những lớp này sít lại, truyền áp lực lên các lớp tiếp theo v.v… Kết quả này là thảm dăm được nén không đồng đều Những lớp phân bố ở gần tấm gia nhiệt của máy ép, sẽ được nén chặt hơn Những lớp phân bố ở xa được nén ít hơn Những dăm ở lớp trên xáo trộn lấp đầy các khoảng trống để tiếp giáp với nhau Sau đó, lực

ép không bị hao phí vào việc làm dăm lớp trên sát vào nhau và biến dạng Qua lớp

dăm đã ép sát vào nhau, áp lực tiếp tục truyền tới các lớp tiếp theo Các lớp này cũng sít vào nhau và không biến dạng Cứ như thế cho đến lớp dăm ở giữa Chiều dày cuối cùng của quá trình nén sơ bộ này là S1 Tỷ lệ giữa chiều dày ban đầu và chiều dày cuối cùng là:

 = 2

1

S S

Quá trình ép sơ bộ diễn ra trong một thời gian nhất định Nếu tăng áp lực chậm thì khả năng chuyển dịch của các dăm nhiều hơn so với tăng áp lực nhanh Khi ép nhanh, trong thảm dăm tăng nhanh nội ứng xuất chống lại lực ma sát, mà lực

ma sát này cản trở chuyển dịch của dăm Vì vậy, khi tăng nhanh áp lực ép, thảm dăm bị ép ít hơn và không đồng đều hơn, so với ép chậm Tăng áp lực ép càng chậm thì mức độ nén càng lớn

Ngoài ra, khi nén nhanh thảm dăm, một phần không khí giữa các dăm không kịp thoát ra ngoài theo các cạnh bên, đã len sâu vào trong thảm Lượng không khí này được nén cùng với thảm dăm ở một áp lực tương đối cao Đến khi huỷ bỏ áp lực, đặc biệt là thực hiện nhanh sẽ phục hồi lại thể tích ban đầu, phá huỷ và làm yếu thảm dăm Nếu huỷ bỏ ứng suất ép một cách từ từ, chiều dày của thảm dăm được phục hồi một phần nhờ sự đàn hồi của các phần từ gỗ, đồng thời tham gia vào việc nâng cao sự đồng đều về khối lượng thể tích hơn Nhưng chiều dày cuối cùng vẫn nhỏ hơn chiều dày ban đầu Nghĩa là: S0 > Scc > S1

Hình 1.1 Chỉ ra sự ảnh hưởng của áp lực ép đến mức độ nén thảm dăm (chiều dày dăm 0,4mm, độ ẩm 4%).Từ đồ thị, có thể thấy áp lực ép làm tăng mức

độ nén thảm dăm Đường đồ thị 1 là nén thảm dăm trong thời gian 10 giây, đường (2÷20) giây; đường (3÷30) giây; đường (4÷ 40) giây

Hình 1.1 Sự phụ thuộc của mức độ nén thảm dăm vào áp lực ép, thời gian ép

Nhưng nguyên nhân thực sự ảnh hưởng đến mức độ nén của thảm dăm là chiều dày của dăm Vì khi dăm dày, độ cứng của dăm tăng, dẫn đến khả năng kháng nén của thảm tăng Ngoài ra, tăng độ ẩm của dăm, mức độ nén của thảm cũng tăng Nhưng đến một giới hạn nào đó, dù độ ẩm của dăm tăng, mức độ nén của thảm dăm cũng không thay đổi đáng kể

1.3.2.2 Quá trình ép sản phẩm

Hỗn hợp những phần tử gỗ cùng với chất kết dính đưa vào ép nhiệt tạo thành một khối vật liệu gồm ba pha: chất rắn (gỗ và chất khô trong chất kết dính), chất lỏng (nước trong các phần tử gỗ và chất kết dính), chất khí (không khí trong các phần tử gỗ và giữa chúng) Dưới ảnh hưởng của áp lực và sự đốt nóng, trong thảm

dăm xảy ra một loạt các quá trình hoá lý phức tạp Kết quả là tạo ra tấm ván dăm

Hình 1.2 cho thấy đặc trưng biến đổi của các thông số cơ bản, xác định các quá trình hoá lý diễn ra trong thảm dăm theo thời gian ép Trong quá trình ép, chiều dày

và độ ẩm của thảm dăm giảm xuống, còn nhiệt độ và độ bền được tăng lên Sự lựa chọn đúng các điều kiện ép sẽ đảm bảo các thông số hoá – lý của tấm ván là tốt nhất, với thời gian ép tối thiểu Vì vậy cần khảo sát một cách chi tiết hơn các quá trình hoá lý trong quá trình ép và phương pháp tác động lên chúng bằng cách thay đổi các yếu tố công nghệ, bao gồm: áp lực ép, nhiệt truyền cho thảm dăm, thời gian

Áp lực ép

ép liên tục và kể cả sự thay đổi đặc điểm vật lý của thảm dăm (độ ẩm, khối lượng thể tích của các phần tử gỗ, tốc độ đóng rắn của chất kết dính…)

Hình1.2 Đặc trưng biến đổi của quá trình ép ván dăm

1-Nhiệt độ lớp ngoài; 2- Nhiệt độ lớp trong; 3- Độ ẩm lớp trong; 4- Độ ẩm của thảm

ép; 5- Khối lượng thể tích; 6- Độ bền

a Tác động của áp lực đến sự biến đổi trong thảm dăm

Những mảnh dăm trong thảm dăm được phun một lớp keo mỏng dạng sương

mù Chỉ ép sơ bộ cũng đã loại bỏ được không khí có trong thảm dăm Dưới tác dụng của áp lực và nhiệt, chất kết dính chảy loang trên bề mặt dăm Như đã biết, sự dán dính chỉ có thể xảy ra khi tạo được những điểm liên kết bề mặt nhờ chất kết dính trung gian dẫn vào giữa chúng và duy trì những điểm này từ khi đóng rắn từng phần đến đóng rắn hoàn toàn, đảm bảo cho mối ghép keo đủ bền vững Mối liên kết như vậy ở sản phẩm ván dăm xảy ra theo từng điểm riêng biệt Trong đó có những giọt chất kết dính khá lớn lấp đầy sự mấp mô của bề mặt các mảnh dăm Để tạo ra những điểm liên kết bề mặt của các mảnh dăm nhờ chất kết dính, thì thảm dăm phải chịu sự tác động của ngoại lực (áp lực ngoài) Trong trường hợp này, các phần tử gỗ sát dần lại với nhau và ép không khí giữa chúng thoát ra ngoài Trong khi sát lại

gần nhau, các dăm gỗ tạo nên một sức bền nào đó của thảm dăm nhờ lực liên kết phân tử giữa chúng Độ bền này càng tăng lên, nhờ sự đan chéo vào nhau của các dăm gỗ riêng biệt Tiếp tục tăng áp lực ép (ngoại lực), các dăm gỗ bị biến dạng, làm tăng lực liên kết phân tử, tăng diện tích tiếp xúc giữa các dăm gỗ, dẫn đến làm tăng

độ bền của mối dán dính

Như vậy, ban đầu khi ép thảm dăm trong máy ép nhiệt, xảy ra hiện tượng như ép nguội Nhưng tiếp tục truyền nhiệt từ tấm gia nhiệt hoặc từ nguồn khác vào thảm dăm, xảy ra sự thay đổi các thông số hoá lý rõ rệt Do những thay đổi này, thảm dăm được nén mạnh Áp lực bên ngoài (ngoại lực) khi ép, được xác định bởi khối lượng thể tích đã định trước của sản phẩm Khi áp lực ép quá cao, khối lượng thể tích đạt được của sản phẩm lớn hơn tính toán ban đầu, nhưng chiểu dày có thể nhỏ hơn dự kiến

Khi áp lực ép cao, thảm dăm đạt tới chiều dày dự kiến nhanh hơn so với áp lực ép thấp Sau khi đạt đến chiều dày dự kiến (và ngay cả trong quá trình nén), nhiệt tác động nhanh lên lớp ngoài, làm dăm được nung nóng mạnh hơn lớp trong Dăm đang ở trong thái đàn hồi chuyển qua trạng thái dẻo, dần dần mất tính đàn hồi Trong thời gian này, dăm lớp trong chưa được truyền nhiệt đầy đủ nên vẫn giữ được tính đàn hồi, tiếp tục kháng lại lực ép Lực kháng ép này tác động lên lớp ngoài Chính vì vậy mà lớp bên trong được giảm mức độ nén, còn lớp ngoài bị nén nhiều hơn, dẫn đến khối lượng thể tích của các lớp không đều Nếu ép với áp lực nhỏ, khối lượng thể tích của sản phẩm nhỏ hơn tính toán ban đầu

Một nguyên nhân khác làm khối lượng thể tích của ván dăm không đếu là do

độ dao động lún khi ép ván qua lớn Trường hợp ép ván dán, độ lún ván khi nén khoảng (10÷20)% Nhưng sản xuất ván dăm độ lún tới (70÷90)% Như vậy, độ dao động lún khi ép ván dăm rất lớn so với ván dán Điều này dẫn đến sự không đồng đều về khối lượng thể tích và chiều dày của sản phẩm Để giảm mức độ không đều

về chiều dày người ta sử dụng thanh cữ kim loại đặt xung quanh tấm gia nhiệt của máy ép

Thanh cữ ngăn cản tấm gia nhiệt của máy vượt quá điểm thấp nhất quy định

về chiều dày sản phẩm Thanh cữ có chiều dày bằng tổng cộng chiều dày sản phẩm

và chiều dày tấm đệm nếu nó nằm giữa hai tấm gia nhiệt, hoặc bằng chiều dày của sản phẩm nếu thanh cữ nằm giữa tấm đệm và tấm gia nhiệt trên Quá trình ép có sử dụng thanh cữ, cần phải tính toán kỹ vì chiều dày của sản phẩm phụ thuộc đáng kể vào tính chất vật lý của thảm dăm và điều kiện ép

Tấm gia nhiệt của máy ép có thể coi như trục bị uốn cong nằm giữa hai ổ đỡ

là thanh cữ Để tránh trường hợp tấm gia nhiệt bị uốn cong, chiều dày của tấm gia nhiệt phải từ (140 ÷180)mm Ở Việt nam, thông số chế tạo đối với tấm gia nhiệt của máy ép nhiệt chỉ khoảng (50 ÷ 70)mm Tấm gia nhiệt chiều dày lớn đảm bảo mức

độ ổn định nhiệt giữa các lần ép ván hơn so với tấm gia nhiệt có chiều dày bé

Để nhận được chất lượng cao của mối liên kết, cần phải giữ cho áp lực ép không đổi ở giai đoạn đầu Điều đó được giải thích rằng: chất kết dính không chỉ phủ ở bên ngoài dăm gỗ mà còn dẫn vào những lỗ tế vi bên trong gỗ Để hiểu điều này, có thể hình dung gỗ như một vật liệu có nhiều lỗ nhỏ Thoạt đầu của quá trình

ép, áp lực tăng, nén các dăm gỗ có tính đàn hồi sát lại gần nhau, làm giảm thể tích các phần rỗng bên trong Khi giảm áp lực, các khoảng trống được khôi phục lại và tạo nên vùng chân không, dưới tác dụng của vùng chân không, chất kết dính bị hút vào dăm gỗ

Ngoài ra khi tạo dăm, có các vết nứt rất nhỏ trên bề mặt chúng, việc thấm hút một lượng nhỏ chất kết dính vào dăm gỗ, làm độ bền của tấm ván dăm được nâng cao Nhưng mặt khác do việc thấm hút này mà lượng chất kết dính tham gia vào mối liên kết chung của các dăm bị giảm, dẫn đến độ bền của ván dăm giảm Thực tế sản xuất ván dăm chỉ rằng việc thấm hút chất kết dính vào trong dăm gỗ là không tránh khỏi Vì vậy, để đảm bảo độ bền tính toán của ván ,cần tăng thêm lượng chất kết dính cho phần thấm vào gỗ Đó là điều không mong muốn

Ép ván dăm với một áp lực quá lớn (giai đoạn đầu) dẫn đến độ không đều về khối lượng thể tích của ván lớn Khi đó, khối lượng thể tích của lớp ngoài lớn hơn lớp giữa của tấm Kết quả là ở trong một tấm ván có khối lượng thể tích của các lớp

không đồng đều Điều này được giải thích như sau: Trong quá trình nén, khi áp lực cao, thanh cữ nhanh chóng tiến sát tới tấm ép trên, thảm dăm cũng đạt tới chiếu dày

dự kiến nhanh hơn so với áp lực thấp Từ khi nén cho đến khi khoang ép đóng kín, thảm dăm được nung nóng và làm khô, nên từ trạng thái nén đàn hồi chuyển qua trạng thái nén dẻo có nghĩa là thoát khỏi áp lực nén Trong quá trình đó lớp ngoài được nung nóng nhanh hơn so với bên trong, dần dần mất tính chất đàn hồi Cùng thời gian, lớp bên trong được nung nóng không đầy đủ, vẫn giữ được tính đàn hồi, tiếp tục chống lại độ nén Lực kháng nén này tác động thông qua lớp ngoài làm cho lớp ngoài được nén nhiếu hơn, nên khối lượng thể tích cao hơn Còn lớp bên trong của ván được giảm độ ép nên khối lượng thể tích thấp hơn

Như vậy áp lực ép ban đầu khá quan trọng, nên lực chọn đúng trị số yêu cầu

là rất cần thiết Bảng 1.4 là trị số áp lực ép giai đoạn đầu theo khối lượng thể tích của từng loại ván, được dẫn ra để tham khảo

Bảng 1.4 Trị số áp lực ép giai đoạn 1 theo khối lượng thể tích

KLTT

ván kg/m3

Chiều dày ván ( mm)

Áp lực GĐ1 Mpa

KLTT ván kg/m3

Chiều dày ván mm

Áp lực GĐ1(Mpa)

b Quá trình biến đổi nhiệt trong thảm dăm

Nhiệt độ tác dụng lên thảm dăm được truyền vào từ tấm gia nhiệt của máy ép Cường độ làm nóng không đều theo diện tích và chiều dày của thảm Nhiệt độ lớp ngoài của thảm rất nhanh chóng đạt tới nhiệt độ của tấm gia nhiệt và diễn ra đồng thời ở khắp diện tích mặt ngoài từ diểm giữa của bề mặt thảm đến cạnh bên

Nhưng, hiện tượng diễn ra hoàn toàn khác khi truyền nhiệt vào lớp trong của thảm dăm Khoảng cách từ bề mặt tấm gia nhiệt của máy đến các điểm theo chiều

dày của thảm dăm đều nhau Tuy nhiên, phân bố vật chất theo chiều dày của thảm dăm không đều Có thể hình dung thảm dăm như vật thể xốp có độ ẩm lớn Vì vậy, khi ép thảm dăm, sự tăng nhiệt được thực hiện nhờ sự dẫn nhiệt bằng chuyển dịch vật thể Quá trình đó như sau: Khi ép nóng, duới tác động của nhiệt, lớp ngoài của thảm được nung nóng và chứa đựng trong nó ẩm được đun sôi Tốc độ tạo thành hơi tăng, đẩy nhanh tốc độ chuyển dịch hơi vào bên trong thảm dăm Vì có sự cản trở chuyển dịch này từ phía các mảnh dăm, trong thảm dăm tạo nên gradien áp suất hơi

dư Dưới tác dụng của gradien áp suất, dòng ẩm từ lớp ngoài chuyển vào lớp trong của thảm dăm Tốc độ hóa hơi tỷ lệ với gradien nhiệt độ và độ dẫn nhiệt của thảm dăm được gia nhiệt Còn tốc độ chuyển dịch tỷ lệ với gradien áp suất hơi và độ xốp

Ở đây, cần lưu ý là khi nâng cao nhiệt độ của quá trình ép, có nghĩa là gradien áp suất hơi dư được nâng cao, quá trình cấp nhiệt cho thảm dăm nhờ chuyển dịch vật thể được tăng tốc Cũng trong thời điểm này, khối lượng thể tích tăng đến trị số tính toán, làm giảm độ rỗng của thảm dăm Do vậy, làm tăng khả năng cản trở hơi truyền từ lớp ngoài vào lớp trong Sau đó cản trở cả việc thoát hơi từ trong thảm ra ngoài mặt bên

Đồ thị ở hình 1.3 chỉ ra quá trình nung nóng thảm dăm ở những lớp khác nhau theo chiều dày của thảm dăm Đối với lớp ngoài ( lớp bề mặt ) lúc đầu quá trình tăng nhiệt xảy ra hầu như theo đường thẳng và trong khi tiến dần đến nhiệt độ của tấm ép gia nhiệt, tốc độ nung nóng giảm dần Nhưng quá trình nung nóng lớp bên trong ( đường 2,3,4,5,6 ) có diễn biến khác Ban đầu của quá trình ép, nhiệt độ của lớp bên trong không có gì thay đổi Sau đó, do ảnh hưởng của lớp ngoài (nhờ độ dẫn nhiệt và chuyển dịch vật thể) nhiệt độ lớp trong được nâng lên (100-107)0C, nghĩa là đến quá trình hoá hơi mạnh và nhiệt độ này của lớp trong thảm dăm hầu như không thay đổi đến giai đoạn cuối của quá trình hoá hơi và thoát hơi của thảm dăm ra mặt đầu Nhiệt độ của các lớp trung gian cũng có thể thay đổi tương tự

Hình 1.3 Diễn biến thay đổi nhiệt trong thảm dăm của quá trình ép ván

1 Trên bề mặt thảm; 2 Cách 2mm; 3 Cách 4mm; 4 Cách 6mm; 5 Cách 8mm;

6 Cách 9,5mm Đường cong tăng nhiệt ở vùng biên của lớp trong được đặc trưng bởi 3 giai đoạn Giai đoạn đầu diễn ra quá trình nung nóng nhanh lớp trong đến nhiệt độ hóa hơi của nước (100 ÷ 107)0C (tuỳ thuộc vào áp lực ép), ở giai đoạn này đường cong tăng nhiệt (nung nóng) vùng biên của lớp trong hầu như giống với đường cong tăng nhiệt (nung nóng) vùng giữa Ở giai đoạn hai, đường cong nung nóng biểu thị bằng đoạn cong gần vuông góc, đặc trưng cho việc giảm tốc độ tăng nhiệt Khi đó ẩm bắt đầu hoá hơi mạnh Toàn bộ năng lượng nhiệt của tấm gia nhiệt truyền vào đều tiêu hao cho việc hoá hơi này

Ở những phần xa cạnh biên, hơi tạo ra lúc đầu không bị cản trở trong thảm dăm Tiếp tục nung nóng, áp lực hơi ở vùng giữa tăng lên và hơi bắt đầu thoát từ thảm dăm ra môi trường, kéo theo sự giảm tốc độ nung nóng của thảm Càng tiếp tục những điểm ở phía trong thảm dăm cách xa lớp ngoài đòi hỏi áp lực lớn để hơi

có thể vượt quá sức cản của thảm dăm (do độ chặt khít tạo nên) và thoát ra ngoài Giai đoạn ba tiến gần đến thời điểm cuối của quá trình ẩm hoá hơi mạnh, nhiệt độ lại tăng

Ba giai đoạn tăng nhiệt độ để nung nóng thảm dăm không phải diễn ra tuần

tự mà gián đoạn, từng phần theo thời gian Ví dụ: trong lúc nung nóng lớp trong đến (100-107)0C, nhưng lớp kế trước nó đạt tới nhiệt độ này sớm hơn nên một phần ẩm

đã thoát ra ngoài theo mặt bên

c Quá trình biến đổi ẩm trong thảm dăm khi ép nhiệt:

Trong khi nhiệt độ của thảm dăm có những biến đổi như đã nói ở trên thì, độ

ẩm của thảm dăm khi ép nhiệt có những biến đổi như ở hình 1.4

Hình 1.4 Diễn biến độ ẩm của thảm dăm

1- chung; 2 - lớp ngoài; 3 - lớp trong

Hình 1.4 Chỉ ra độ ẩm của lớp ngoài thảm dăm do sự truyền nhiệt cực mạnh tạo ra hơi và sự chuyển động của nó vào bên trong thảm làm cho độ ẩm bên trong từ

từ tăng lên Tiếp tục sự chuyển động của hơi nước vào bên trong thảm, độ ẩm bên trong đạt trị số tối đa sau đó giảm vì sự thoát hơi ra mặt bên của thảm và điều đó dẫn đến sự giảm ẩm chung của thảm dăm

CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

2.1.1 Mục tiêu lý thuyết

Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ tạo ván từ dăm gỗ xà cừ phế liệu và chất kết dính thạch dừa có bổ sung tinh bột mỳ để sản xuất đồ mộc, trong điều kiện sản xuất tại Việt nam Đồng thời đóng góp những cơ sở khoa học cho việc sử dụng

chất kết dính từ sinh vật lên men và chất độn hữu cơ

2.1.2 Mục tiêu thực tiễn

- Tìm các thông số công nghệ hợp lý, các giải pháp công nghệ tạo ván dăm

phù hợp khi sản xuất ván dăm từ chất kết dính thạch dừa, tinh bột và dăm gỗ xà cừ trong điều kiện sản xuất ván dăm của Việt Nam

- Đề xuất quy trình công nghệ sản xuất ván dăm thạch dừa kết hợp chất độn tinh bột

2.2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Các thông số công nghệ tạo ván dăm từ chất kết dính thạch dừa và dăm gỗ gỗ

xà cừ phế liệu (nhiệt độ ép, thời gian ép, lượng keo) Tỷ lệ tinh bột cho vào thạch dừa

2.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ép, thời gian ép đến chất lượng ván dăm

từ dăm gỗ xà cừ và chất kết dính thạch dừa, tinh bột

2.5.1 Phương pháp chuyên gia

Thảo luận với các nhà phân phối, nhà sản xuất ván dăm khi điều tra, khảo sát

nghiên cứu về hiện trạng công nghệ sản xuất ván dăm

2.5.2 Phương pháp kế thừa

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

ván dăm thông dụng

- 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

2.5.3 Phương pháp thực nghiệm

Căn cứ 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

2.5.3.1 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 dăm gỗ xà cừ và chất kết dính thạch dừa có độn tinh bột

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 gỗ xà cừ và chất kết dính thạch 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

2.5.3.2 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 dăm gỗ xà cừ và chất kết dính thạch dừa kết hợp với tinh bột

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 kế thừa các kết quả nghiên cứu của các tác giả nghiên cứu vế ván dăm trong và ngoài nước Trong đó, nhiệt độ

có các trị số trong khoảng (120÷180)0C Thời gian có các trị số từ 60 giây đến 150 giây/1mm chiều dày Áp suất ép chọn theo khối lượng thể tích ván (0,65÷0,85)g/cm3 là (1,75÷2,1)MPa

Các chỉ tiêu chất lượng đầu ra của ván dăm chọn trên cơ sở ván dăm sử dụng trong điều kiện khô như sau: độ bền uốn tĩnh u=Y1140KG/cm2, tỷ lệ trương nở chiều dày TS = Y3 12% [TCVN 7754 - 2007]

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 uốn tĩnh Mpa/cm3

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

Mô hình toán học

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 1

i ij i

k

i

b b

Trong công thức (2.2): 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 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 lần lặp lại (theo tính toán k = 3)

m: các biến số thí nghiệm (m = 2)

Với 2 biến số thí nghiệm, số thí nghiệm với 01 lần lặp là 9

Hộp đen

Các mức thí nghiệm và bước thay đổi của các thông số thí nghiệm được trình bày ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Mức, bước thay đổi của các thông số thí nghiệm

tn

yt S S

Công thức (2.4): S2 yt: phương sai do sự thay đổi của các thông số vào gây nên

S2 tn: phương sai do nhiễu thực nghiệm gây ra

Để kiểm nghiệm “giả định không” so sánh F với Fb, nếu F > Fb thì ảnh hưởng của các yếu tố là đáng tin cậy

Fb: chuẩn Fisher tra bảng với mức ý nghĩa α = 0,05 và 2 bậc tự do (k-1), k(m-1) + Tính đồng nhất của phương sai đánh giá qua tiêu chuẩn Kohren





 N

u u S

S G

1 2

b Phân tích đánh giá mô hình hồi quy bậc 2

Phần này, chúng tôi sử dụng chương trình phần mềm Stagraphic 7.0 để xử lý kết quả thực nghiệm bậc hai , sử dụng excel để giải bài toán tối ưu

+ Kiểm tra độ tương thích của mô hình hồi quy

Độ tương thích của mô hình hồi quy kiểm tra theo tiêu chuẩn Fisher Giá trị tính toán của tiêu chuẩn Fisher là:

2 2

b

a tt

Bậc tự do ở đây bao gồm:

ka = N – k*

kb = N(m-1)

m: số lần lặp lại của mỗi thí nghiệm

Nếu Ftt nhỏ hơn giá trị Fisher tra bảng với bậc tự do ka, kb với mức ý nghĩa

α = 0,05 thì mô hình tương thích

+ Kiểm tra mức ý nghĩa của các hệ số hồi quy

Mức ý nghĩa của các hệ số hồi quy kiểm tra theo tiêu chuẩn Student Chuẩn Student của từng hệ số hồi quy tính theo công thức

b

t  ;

bij

ij ij S

b

t  ;

bii

ii ii S

+ Chuyển phương trình hồi quy sang dạng chính tắc

Để phương trình hồi quy ở dạng đơn giản hơn và phản ánh rõ tính chất hình học của nó, cần chuyển phương trình hồi quy từ dạng mã sang dạng chính tắc bằng cách rời gốc toạ độ O(x1 = 0, x2 = 0, …xk = 0) về điểm đặc biệt: S(xs 1, x s 2,…x s k) Ở dạng chính tắc phương trình hồi quy sẽ là:

2 i k

1X

Trong công thức (2.8)

ys: cực trị của hàm tối ưu

Xi: các thông số vào theo giá trị mới

Bii: hệ số của phương trình chính tắc

k: thông số

c Giải bài toán tối ưu theo phương pháp trao đổi giá trị phụ

Haimes là người đề xướng phương pháp trao đổi giá trị phụ để giải bài toán tối

ưu đa mục tiêu

Theo Haimes, bài toán tối ưu đa mục tiêu được chuyển về bài toán một mục tiêu như sau:

Y1 -→ min

Với điều kiện: Yj(xi) < εj ; j ≠ 1 ; j = 1, 2,…, m

Hàm mục tiêu được biểu diễn theo phiếm hàm Lagrăngiơ dạng tổng

m

F(x, λ) = Y1(x) + ∑ λji[Yj (x) - εj]; j ≠ 1 (2.9)

j ≠ 1

Trong công thức (2.9)

λji: nhân tử Lagrăngiơ, có ý nghĩa như hàm trao đổi

λji = ∂F/∂Yj , với x Є X và εj > 0

Tại điểm tối ưu: Y1(x*, λ*) = F (x*, λ*) và ∂F/∂xi = 0 và ∂F/∂ λji = 0

2.5.4 Kiểm tra chất lượng ván dăm

2.5.4.1 Kiểm tra kích thước dăm

Kiểm tra kích thước ván dăm là kiểm tra độ đồng đều về chiều dày theo tiêu chuẩn [TCVN 7754 – 2007] Sử dụng thước kẹp điện tử hiện số để kiểm tra chiều dày ván dăm

Mẫu thử để trong điều kiện phòng thí nghiệm có độ ẩm tương đối của không khí là 65 ± 5 % , nhiệt độ 27 ± 20C cho đến khi khối lượng không thay đổi Xác định chiều dày ván ở 4 điểm khoanh tròn (hình 2.2), chính xác đến 0,01mm Tính

giá trị bình quân chiều dày ván ở 4 điểm, chính xác đến 0,01mm Chiều dày, chiều rộng mẫu thử đo ở điểm giữa cạnh mẫu, chính xác đến 0,01mm Hình 2.2 là sơ đồ

đo kiểm tra chiều dày mẫu thử

Hình 2.2 Vị trí kiểm tra chiều dày mẫu thử

2.5.4.2 Khối lượng thể tích ván dăm

Theo tiêu chuẩn TCVN 7756 – 4: 2007 Khối lượng thể tích mẫu thử tính theo công thức sau, chính xác đến 0,01g/cm3

Trong đó: γ : khối lượng thể tích mẫu thử (g/cm3)

m : khối lượng mẫu thử (g)

V : thể tích mẫu thử (cm3)

Khối lượng thể tích của một tấm ván là trị số bình quân toán học của khối lượng thể tích toàn bộ mẫu thử trong cùng tấm ván đó, chính xác đến 0,01g Biểu thị chênh lệch % của khối lượng thể tích 1 tấm ván được tính theo công thức sau, chính xác đến 0,1%:

Trong đó: Δγ: chênh lệch khối lượng thể tích (%)

γmax: khối lượng thể tích lớn nhất (g/cm3)

γmin: khối lượng thể tích nhỏ nhất (g/cm3)

 : khối lượng thể tích bình quân (g/cm3)

2.5.4.3 Tỷ lệ trương nở theo chiều dày

Dụng cụ: Thước kẹp điện tử hiện số, độ chính xác 0,1mm

Phương pháp đo: mẫu đặt trong điều kiện chuẩn cho đến khi khối lượng không thay đổi Xác định chiều dày ở trung tâm của điểm đo, chính xác đến 0,01mm Mẫu được ngâm trong bình nước ở nhiệt độ 20 ± 20C, ngập trong nước khoảng 20mm Mặt dưới mẫu và đáy bình cách nhau một khoảng nhất định, giữa các mẫu có khe hở nhất định để đảm bảo mẫu trương nở tự do Sau khi ngâm 2h ± 5 phút, lấy mẫu ra, lau nước bám trên bề mặt mẫu Đo chiều dày ở điểm đo, việc đo phải tiến hành trong 30 phút

Kết quả được xác định theo công thức sau:

100 x1

1 2

t

t t

 Trong đó: D: độ trương nở chiều dày (%)

t1: chiều dày mẫu thử trước khi ngâm nước (mm)

t2: chiều dày mẫu thử sau khi ngâm nước (mm)

Giá trị bình quân có độ chính xác đến 0,1% Giá trị trương nở được công bố

là giá trị trương nở trung bình nhất của các mẫu thử của ván

2.5.4.4 Độ bền uốn tĩnh của ván dăm

Độ bền uốn tĩnh, độ bền kéo vuông góc, tỷ lệ trương nở chiều dày, khối lượng thể tích của ván dăm kiểm tra theo tiêu chuẩn TCVN 7756 – 6 : 2007

Hình 2.3 Sơ đồ kiểm tra độ bền uốn tĩnh

Tải trọng