NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÁN DĂM TỪ CÀNH NGỌN BÌA BẮP GỖ TRÀM BÔNG VÀNG KẾT HỢP DĂM CÂY BẮP

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA LÂM NGHIỆP NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÁN DĂM TỪ CÀNH NGỌN BÌA BẮP GỖ TRÀM BÔNG VÀNG KẾT HỢP DĂM CÂY BẮP LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH CHẾ

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA LÂM NGHIỆP

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA LÂM NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÁN DĂM

TỪ CÀNH NGỌN BÌA BẮP GỖ TRÀM BÔNG

VÀNG KẾT HỢP DĂM CÂY BẮP

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH CHẾ BIẾN LÂM SẢN

Người hướng dẫn: Tiến sĩ Phạm Ngọc Nam

Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Giang

Thành Phố Hồ Chí Minh, Tháng 07/2007

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn đến:

Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh Thầy cô khoa cơ bản

Thầy cô khoa Lâm Nghiệp và đặc biệt là quý thầy cô bộ môn Chế Biến Lâm Sản

Thầy tiến sĩ Phạm Ngọc Nam người đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu đề tài

Thầy tiến sĩ Hoàng Xuân Niên người đã giúp tôi trong quá trình chuẩn bị nguyên liệu

Cô Nguyễn Thị Tường Vy đã giúp tôi trong quá trình chuẩn bị phòng thí nghiệm

Bạn Đặng Minh Hải, người đã cùng tôi thực hiện đề tài

Ban Giám Đốc và toàn thể anh chị em công ty Trường Tiền đã giúp tôi trong quá trình gia công mẫu thí nghiệm

Thầy cô Trường Đại học Bách Khoa đã giúp tôi trong quá trình kiểm tra mẫu thí nghiệm

Gia đình và toàn thể các bạn sinh viên lớp chế biến lâm sản khóa 29 đã giúp

đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu đề tài

TÓM TẮT

Đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm từ cành ngọn bìa bắp gỗ tram bong vàng kết hợp dăm cây bắp” Tại phòng thí nghiệm bộ môn Chế Biến Lâm Sản khoa Lâm Nghiệp Trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, từ ngày 1/2/2007 đến ngày 30/05/2007 Chúng tôi, đã thực hiện những công đoạn sau: Khâu chuẩn bị nguyên liệu bao gồm dăm gỗ tràm bông vàng, dăm cây bắp, keo và chất đóng rắn …Dăm được sấy cà phân loại để đạt yêu cầu sản xuất ván dăm Keo

và chất đóng rắn được pha lại để đạt nồng độ và độ pH theo yêu cầu Chúng tôi, tiến hành sản xuất thử sau đó mới sản xuất ván dăm theo số lượng và quy trình công nghệ đã định trước

Qua thời gian nghiên cứu đề tài thu được kết quả như sau:

Đối với ván dăm 3 lớp phối trộn dăm gỗ tràm bông vàng với dăm cây bắp Chi tiêu tối ưu: YDN tiến tới giá trị Ymin là 9,66 %; YUSUT tiến tới giá trị

Ymax là 189 KG/cm2

Các thông số tối ưu: Thời gian ép là 7,37 phút và Nhiệt độ ép là 1850C Đối với ván dăm 3 lớp phân biệt: dăm cây bắp – dăm gỗ tràm bông vàng – dăm cây bắp

Chi tiêu tối ưu: YDN tiến tới giá trị Ymin là 9,59 %; YUSUT tiến tới giá trị

Ymax là 192 KG/cm2

Các thông số tối ưu: Thời gian ép là 7,03 phút và Nhiệt độ ép là 1780C

SUMMARY

Subject “Research the slap_branch of Acacia auriculiformis and corntree wafer paticurleboard manufacture technology” The thesis was realized at the faculty of forestry laboratory_Agriculture and forestry University from 1/2/2007 to 30/05/2007

Materials are corntree wafer, acacia auriculiformis wafer, glue, hardener Corntree and acacia auriculiformis wafer were dried and sorted to meet particleboard manufacture requirements Glue and hardener were mixed to meet the concentration and degree requirements

After raseaching process, we get the results as:

Three layer paticuleboard from Acacia auriculiformis and corntree wafer

+ Optimal specification: YDN to Ymin 9,66 %; YUSSUT to Ymax 189 KG/cm2

+ Optimal technical data: Pressing time 7,37 minutes; Pressing temperature 1850C

Distinet corn tree wafer - Acacia auriculiformis wafer – corn tree wafer three layer particleboard:

+ Optimal specification: YDN to Ymin 9,59 %; YUSSUT to Ymax

192 KG/cm2+ Optimal technical data: Pressing time 7,03 minutes; Pressing temperature 1780C

MỤC LỤC

Trang

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.3 Mục tiêu của đề tài 2

1.4 Ý nghĩa của đề tài 2

Chương 2: TỔNG QUAN 4

2.1 Khái quát về lịch sử phát triển công nghệ sản xuất ván dăm 4

2.2 Một số kết quả nghiên cứu ván dăm trong nước 5

2.3 Khái quát công nghệ sản xuất ván dăm 6

2.4 Sơ lược về nguồn nguyên liệu 7

2.4.1 Sơ lược về cây Bắp 7

2.4.1.1 Tình hình sản xuất bắp trên thế giới 7

2.4.1.2 Tình hình sản xuất bắp ở Việt Nam 9

2.4.2 Nguyên liệu gỗ tràm bông vàng (keo lá tràm) 11

2.5 Keo sử dụng trong sản xuất ván dăm 12

Chương 3: NỘI DUNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

3.1 Nội dung nghiên cứu 14

3.2 Phương pháp nghiên cứu 14

3.2.1 Phương pháp cổ điển 15

3.2.2 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 15

3.3 Giới hạn các thông số thí nghiệm 17

3.4 Xác định các tính chất cơ lý của ván 19

3.5 Thiết bị thí nghiệm 21

Chương 4: KẾT QUẢ – THẢO LUẬN 22

4.1 Quy trình công nghệ sản xuất ván dăm 22

4.2.1.1 Dăm cây bắp 23

4.2.1.2 Dăm gỗ tràm bông vàng 24

4.2.2 Quá trình trộn keo và chất chống ẩm 24

4.2.3 Trải thảm dăm và ép sơ bộ 25

4.2.4 Ép nhiệt 26

4.2.5 Xử lý ván 27

4.3 Thiết lập công thức sản xuất ván dăm thí nghiệm 28

4.3.1 Tính nguyên liệu dăm và keo 28

4.3.2 Tính toán lực ép ván 31

4.4 Xây dựng phương trình tương quan 32

4.4.1 Ván dăm 3 lớp phối trộn dăm gỗ tràm bông vàng/dăm cây bắp 32

4.4.1.1 Xử lý số liệu và xây dựng phương trình hồi quy 32

4.4.1.2 Chuyển mô hình về dạng thực 34

4.4.1.3 Xác định các thông số tối ưu 35

4.4.2 Ván dăm 3 lớp phân biệt dăm cây bắp – dăm gỗ tràm bông vàng – dăm cây bắp 36

4.4.2.1 Xử lý số liệu và xây dựng phương trình hồi quy 36

4.4.2.2 Chuyển mô hình về dạng thực 38

4.4.2.3 Xác định các thông số tối ưu 38

4.5 So sánh với một số loại ván dăm khác 40

Chương 5: KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 41

5.1 Kết luận 41

5.2 Kiến nghị 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

PHỤ LỤC 44

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

Ký tự viết tắt Tên FAO

Khối lượng dăm lớp mặt Khối lượng dăm khô kiệt Khối lượng keo khô kiệt Khối lượng dung dịch keo Khối lượng chất đóng rắn Hàm dãn nỡ

Hàm ứng suất uốn tĩnh Ứng suất uốn tĩnh

DANH SÁCH CÁC BẢNG SỐ

Trang

Bảng 2.1: Dự báo về nhu cầu sử dụng ván dăm ở Việt Nam

giai đoạn 2005 – 2010 7

Bảng 2.2: Tình hình sản xuất bắp trên thế giới năm 2000 – 2004 8

Bảng 2.3: Tình hình sản xuất bắp một số nước trên thế giới năm 2004 9

Bảng 2.4: Diện tích và sản lượng cây bắp ở nước ta qua các năm 10

Bảng 3.1: Mức và khoảng biến thiên của các yếu tố của ván dăm 3 lớp phối trộn

dăm gỗ tràm bông vàng/dăm cây bắp 18

Bảng 3.2: Mức và khoảng biến thiên của các yếu tố của ván dăm 3 lớp dăm cây

bắp – dăm gỗ tràm bông vàng – dăm cây bắp 19

Bảng 4.1: Kết quả nghiên cứu thu được như sau: 22

Bảng 4.2: Kết quả tính toán hàm một mục tiêu 23

Bảng 4.3: Kết quả tính toán tối ưu của hàm đa mục tiêu 25

Bảng 4.4: Kết quả thí nghiệm nghiên cứu ván dăm 3 lớp dăm cây bắp – dăm gỗ tràm bông vàng – dăm cây bắp 25

Bảng 4.5: Kết quả tính toán tối ưu của hàm một mục tiêu 26

Bảng 4.6: Kết quả tính toán tối ưu hóa hàm đa mục tiêu 26

Bảng 4.7: So sánh với ván dăm trên thị trường Error! Bookmark not defined.

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

Trang

Hình 3.1: Mô hình sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn 16

Hình 3.2: Mô hình sản xuất ván dăm 3 lớp phân biệt 17

Hình 3.3: Ván mẫu thử chiều dày 20

Hình 3.4: Sơ đồ kiểm tra độ bền uốn tĩnh 21

Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn 22

Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất ván dăm 3 lớp phân biệt 23

Hình 4.3:Trộn keo bằng phương pháp phun và Trộn thủ công sau khi phun keo 25 Hình 4.4: Quét chất chống ẩm Parafin lên tấm lót kim loại 25

Hình 4.5: Trải thảm dăm 26

Hình 4.6: Ép sơ bộ 27

Hình 4.7: Máy ép nhiệt ( lúc đang tiến hành ép) 27

Hình 4.8: Biểu đồ ép nóng trong sản xuất ván thí nghiệm 27

Chương 1: MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của đất nước trong những năm qua, cụ thể là

từ những năm đầu thập kỷ 90 của thế kỷ trước nền công nghiệp chế biến gỗ đã bắt đầu hồi phục và phát triển một cách mạnh mẽ Bên cạnh những thành tựu đạt được thì ngành chế biến phải đối mặt với một vấn đề lớn là thiếu hụt nguồn nguyên liệu

đề đáp ứng cho ngành công nghiệp đang phát triển Hàng năm, ngành công nghiệp trong nước phải nhập khẩu từ 70 – 80 % nguồn nguyên liệu từ nước ngoài Cùng với lệnh đóng cửa rừng (của chính phủ) thì ngành sản xuất ván nhân tạo đã góp phần cung cấp nguyên liệu cho ngành chế biến gỗ thay thế phần nào cho nguồn gỗ tự nhiên góp phần bảo vệ môi trường

Ngành công nghiệp sản xuất ván nhân tạo đã xuất hiệu từ khá lâu, tuy lúc đầu không được quan tâm phát triển Ngày nay, con người đã nhận thấy tầm quan trọng của ván nhân tạo nên đã được quan tâm phát triển và cho ra nhiều loại ván nhân tạo khác nhau, đa dạng về kích thước, hình dạng, chủng loại,… chẳng hạn như ván MDF, ván dăm, ván ghép thanh,… Tuy vậy, sản phẩm ván nhân tạo vẫn không đáp ứng được nhu cầu của ngành chế biến gỗ hiện nay, một số lượng lớn nguyên liệu phải nhập từ nước ngoài Chính vì vậy, mà việc tìm ra một loại nguyên liệu mới để cung cấp cho việc sản xuất ván nhân tạo là mục tiêu hàng đầu của ngành chế biến lâm sản

Vì vậy, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu một số yếu tố công nghệ trong quá trình sản xuất ván dăm từ dăm cây bắp (phế thải trong nông nghiệp) kết hợp với dăm gỗ tràm bông vàng lấy từ bìa bắp, cành ngọn gỗ tràm bông vàng trong sản xuất hàng mộc hoặc trong quá trình tỉa thưa rừng (phế thải lâm nghiệp) Mục đích là đưa ra loại ván không những đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng về giá

cả, hình thức mà còn đa dạng hóa nguyên liệu trong sản xuất ván dăm

Mặt khác góp phần làm tăng thu nhập cho người trồng trọt, đồng thời cũng giải quyết tình trạng những phế thải này đem đốt gây ô nhiễm môi trường Bên cạnh

đó chúng ta góp phần vào việc sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên rừng

1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Sản xuất ván dăm từ cây Bắp kết hợp với bìa bắp gỗ Tràm Bông Vàng cùng với keo Urea-Formaldehyd

Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu các thông số công nghệ cơ bản của chế độ

ép là nhiệt độ ép, thời gian ép và tỷ lệ phối trộn giữa dăm cây bắp với dăm gỗ tràm bông vàng Nghiên cứu thời gian ảnh hưởng đến chất lượng ván dăm như: Độ hút nước, độ trương nỡ, độ ẩm ván, khối lượng riêng cũng như ứng suất uốn tĩnh,… của ván dăm sản xuất theo phương pháp ép bằng

1.3 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu tìm ra công nghệ sản xuất thích hợp nhằm tận dụng được nguồn phế thải từ nông nghiệp và phế thải lâm nghiệp tạo ra một loại ván dăm mới có chất lượng và giá trị thẩm mỹ cao

Thiết lâp các phương trình tương quan giữa các thông số nghiên cứu nhằm đưa ra những thống số hợp lý để sản xuất ra loại ván tốt nhất đáp ứng những yêu cầu của sản xuất hàng mộc, góp phần thay thế dần gỗ tự nhiên trong các lĩnh vực xây dựng, sản xuất hàng mộc, trang trí nội thất…

 Đối với ván dăm 3 lớp phối trộn dăm gỗ tràm bông vàng với dăm cây bắp

- Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn dăm gỗ tràm bông vàng với

dăm cây bắp

- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ép

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ép

 Đối với ván dăm 3 lớp dăm cây bắp – dăm gỗ tràm bông vàng – dăm cây bắp

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ép đến chất lượng sản phẩm

- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ép đến chất lượng sản phẩm

Tận dụng nguồn nguyên liệu từ phế thải nông – lâm nghiệp tạo ra ván dăm phục vụ cho sản xuất hàng mộc xuất khẩu

Góp phần bảo vệ tài nguyên rừng Góp phần làm tăng thu nhập cho người nông dân và giải quyết công ăn việc làm cho một bộ phận người lao động

Chương 2: TỔNG QUAN

2.1 Khái quát về lịch sử phát triển công nghệ sản xuất ván dăm

Ván dăm được phát triển từ cuối thế kỷ 18 và cho đến đầu thế kỷ 20 nó cũng chỉ mang tính chất ở dạng phát minh khoa học Cho đến nữa thế kỷ 20 nền công nghiệp sản xuất ván dăm mới bắt đầu hình thành và phát triển ở một số nước công nghiệp phát triển

Như: Xưởng ván dăm “TarPit” 10 tấn đầu tiên của Đức cũng là xưởng ván dăm đầu tiên trên thế giới Xưởng này hình thành vào đầu chiến tranh thế giới thứ hai ở Bremen- hemelingen Dăm được sử dụng là loại gỗ mềm, mùn cưa, được ép ở áp suất 80 – 100 KG/cm2, nhiệt độ ép khoảng 1600C với hàm lượng keo 3 – 10 % Loại sản phẩm này ở thị trường mang nhãn hiệu gỗ ép “Pek” có kích thước 2000 x 3000

mm với hai loại bề dày 4mm và 25mm ván có khối lượng riêng từ 0,3 – 1,1 g/cm3 Ứng suất uốn tĩnh của ván USUT = 200 – 500 KG/cm2

Năm 1939 Pháp đã công bố các số liệu về tính chất cơ lý của ván dăm và Pháp cũng là nước đầu tiên trên thế giới sản xuất ván dăm 3 lớp, tiền thân của ván dăm “Novopan” quen thuộc ngày nay

Đặc biệt sau chiến tranh thế giới thứ hai ván dăm phát triển nhanh chóng ở nhiều nước trên thế giới, nhất là Cộng Hoà Liên Bang Đức Tuy nhiên, xu hướng hiện nay trên thế giới là bảo vệ rừng tự nhiên, bảo vệ môi trường Nên việc sản xuất ván nhân tạo mà nguyên liệu là gỗ rừng trồng rất phát triển điển hình là Trung Quốc

Ở Trung Quốc tỷ lệ che phủ rừng chỉ đạt 13,96%, hàng năm nguyên liệu từ lâm sản không đáp ứng đủ nhu cầu cho ngành chế biến lâm sản trong nước nên việc trồng những cây có tốc độ phát triển nhanh được ngành lâm nghiệp nước này rất quan tâm Bên cạnh đó để sử dụng hiệu quả gỗ rừng trồng Trung Quốc còn đẩy mạnh việc nghiên cứu sản xuất ván nhân tạo, trong đó có ván dăm Kết quả nghiên cứu hàng loạt ván dăm đã ra đời như ván dăm chậm cháy, ván dăm định hướng, ván dăm kết

Riêng ở Việt Nam, nhà máy ván dăm đầu tiên ở nước ta được xây dựng đó là nhà máy ván dăm Việt Trì (1967) với thiết bị của Nam Tư, sản xuất ván dăm 3 lớp

từ gỗ bồ đề với phương pháp ép phẳng, công suất thiết kế là 6000 m3 sản phẩm/năm Năm 1970 nhà máy ván dăm Đồng Nai được xây dựng với công suất thiết kế là

2000 m3 sản phẩm/năm, sản xuất ván okal theo phương pháp ép đùn và nguồn nguyên liệu lấy từ dây chuyền công nghệ sản xuất ván dán Những năm gần đây hàng loạt nhà máy ván nhân tạo đã ra đời như nhà máy MDF Gia Lai, nhà máy ván dăm Hiệp Hòa – Long An, nhà máy ván dăm Thái Nguyên…

2.2 Một số kết quả nghiên cứu ván dăm trong nước

Năm 1997, Đặng Đình Bôi: Nghiên cứu sản xuất ván dăm sơ dừa không keo Nguyên lý hình thành ván dăm sơ dừa không keo theo phương pháp ép nóng không keo là nhờ áp lực và nhiệt độ cao mà các phân tử dăm được nén chặt lại với nhau tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng hoá học phân giải mạch cacbon – lignhin, đây cũng là điều kiện để quá trình kết dính xảy ra

Các thông số kỹ thuật như sau: Chiều dày dăm: 0,1 – 0,4 mm Chiều rộng dăm: 2 – 4 mm Chiều dài dăm: 30 – 50 mm Ép không keo ở nhiệt độ: t = 1530C

Độ ẩm dăm: W = 23% Thời gian: T = 1 phút/mm bề dày sản phẩm

Kết quả thu được ván dăm sơ dừa chấp nhận được

Năm 1999, Phạm Ngọc Nam và Nguyễn Trọng Nhân: Nghiên cứu sản xuất ván dăm làm từ cọng dừa nước

Các thông số kỹ thuật: Chiều dày dăm: 0,1 – 0,3 mm Chiều rộng dăm: 3 – 5mm Chiều dài dăm: 30 – 50 mm Nhiệt độ ép: t = 1400C Dùng keo Ure – Formaldehyd với hàm lượng khô 50%, pH = 7 – 7,5 Thời gian ép 14 -16 phút cho ván dày 16mm

Kết quả thu được ván dăm có các chỉ tiêu như sau: Độ hút nước sau khi ngâm

là 28,3% Độ trương nở sau khi ngâm trong nước là 10,76 % Ứng suất uốn tĩnh:

124 KG/cm2

Năm 2000, Phạm Ngọc Nam: Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm từ cành ngọn và bìa bắp gỗ cao su

Các thông số kỹ thuật: Chiều dày dăm: 0,2 – 0,3 mm Chiều rộng dăm:1,5 – 2,5mm Chiều dài dăm: 10 – 20 mm Độ ẩm dăm: W = 4 – 6 % Keo sử dụng là Ure Formaldehyd của công ty Dyno ở dạng bột có hàm lượng khô 50 – 60 %, chất đóng rắn NH4Cl

Kết quả thu được :Khối lượng thể tích : π = 0,75 g/cm3 Độ giãn nở sau khi ngâm trong nước là 9,2% Ứng suất uốn tĩnh là 163 KG/cm2

Như vậy, việc nghiên cứu công nghệ và nguyên liệu để sản xuất ván dăm đã

có, song còn hạn chế

2.3 Khái quát công nghệ sản xuất ván dăm

Ngày nay việc nghiên cứu sản xuất ra loại hình sản phẩm mới từ nguồn nguyên liệu rẻ tiền hoặc phế thải trong nông nghiệp, lâm nghiệp là một vấn đề đang được quan tâm không chỉ ở nước ta mà ở một số nước trên thế giới

Quá trình sản xuất ván dăm: Từ nguyên liệu qua khâu băm dăm để tạo những mẫu gỗ vụn có kích thước nhất định, sau đó chuyển qua khâu nghiền dăm để tạo ra loại dăm có kích thước cuối cùng phù hợp với công nghệ sản xuất ván dăm Khi dăm đã đạt kích thước phù hợp thì chuyển qua khâu sấy dăm mục đích của sấy dăm

là tạo ra dăm có độ ẩm đạt yêu cầu sản xuất Dăm đã được sấy sẽ qua khâu sàng dăm nhằm loại bỏ những dăm không đạt quy cách đồng thời cũng phân loại thành dăm lớp mặt và dăm lớp lõi ( sản xuất dăm 3 lớp trở lên) Keo dùng để sản xuất ván dăm có nhiều loại như keo phenolformaldehyd, Ure – formaldehyd, Anbumin … Tuy nhiên, trong sản xuất ván dăm hiện nay loại keo được dùng nhiều nhất là Ure – formaldehyd vì nó ít độc hại với con người và môi trường Dăm sau khi đã trộn keo chuyển qua bộ phận rải dăm để tạo ra bánh dăm trước khi ép Bánh dăm được đưa vào máy ép với chế độ ép định trước Sau đó ván được ủ để keo đóng rắn hoàn toàn Các quá trình công nghệ được ứng dụng có quy mô khác nhau và sản xuất nhiều loại ván khác nhau (ván 1 lớp hoặc nhiều lớp) Tuy nhiên, công nghệ sản xuất ván 3 lớp

là phổ biến nhất

Bảng 2.1: Dự báo về nhu cầu sử dụng ván dăm ở Việt Nam giai đoạn 2005 – 2010

Chỉ tiêu Đơn vị Năm 2005 Năm 2010

Khu vực thành thị m3 221146 315182 Dân số Người 21366764 26265208 Tiêu dùng/người - năm m3/người –năm 0.01 0.012

Khu vực nông thôn m3 61575 76670 Dân số Người 61574746 63891128 Tiêu dùng/người - năm m3/người –năm 0.001 0.0012

2.4 Sơ lược về nguồn nguyên liệu

2.4.1 Sơ lược về cây Bắp

Cây bắp thuộc: Họ Gramineae

Tộc : Maydeae Chi : Zea L

Loài : Zea mays Bắp là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế nông nghiệp toàn cầu

Bắp góp phần nuôi sống 1/3 dân số thế giới Toàn thế giới sử dụng 21% sản lượng

bắp làm lương thực do bắp có nhiều dinh dưỡng

Nhiều nước xem bắp là nguồn lương thực chính, không thể thiếu được trong

khẩu phần ăn hàng ngày Bắp còn là thức ăn quan trọng cho gia súc, là nguyên liệu

chính cho các nhà máy thức ăn gia súc tổng hợp, cho công nghiệp sản xuất cồn, dầu,

bánh kẹo… Hiện nay, trên toàn thế giới bắp đứng thứ nhất về năng suất và sản

lượng, thứ ba về diện tích trong các cây ngũ cốc khác

2.4.1.1 Tình hình sản xuất bắp trên thế giới

So với nhiều cây trồng khác thì bắp có lịch sử trồng trọt tương đối trẻ Mãi

đến thế kỷ 15 mới nhập vào châu Âu và đầu thế kỷ 16 mới nhập vào châu Á nhưng

cây bắp đã phát triển và toả rộng với tốc độ rất nhanh

Hiện nay, trên thế giới cây bắp đứng thứ 3 về diện tích khoảng 135 - 140

triệu ha so với cây lúa mì và cây lúa nước, sản lượng hàng năm khoảng 600-700

triệu tấn Trong những năm gần đây nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật, áp

dụng những công nghệ mới vào sản xuất nên đã làm tăng năng suất Bắp lên một cách đáng kể

Theo tài liệu nghiên cứu của trung tâm cải tạo giống Bắp và lúa mì quốc tế (CIMMYT) trong vòng 20 năm qua thì bắp có xu hướng tăng 1% mỗi năm Tuy nhiên, từ năm 2000 đến nay thì diện tích trồng bắp có xu hướng giảm do nhiều nguyên nhân như hạn hán, lũ lụt, sa mạc hoá, thời tiết khí hậu…làm cho diện tích bắp trên toàn thế giới giảm mạnh khoảng 10% so với diện tích bắp năm 1998 Mặt

dù diện tích bắp giảm nhưng năng suất và sản lượng bắp trên toàn thế giới không giảm mà vẫn ổn định và có xu hướng tăng, đạt được những thành tựu như vậy là nhờ áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật Năm 1995 năng suất đạt 3,79 tấn/ha thì đến năm 1997 thì năng suất là 4,14 tấn/ha (tăng 9,26%) và đến năm 2001 năng suất là 4,42 tấn/ha (tăng 15,59%) Đến năm 2004 năng suất bắp bình quân trên thế giới đạt 4,85 tấn/ha

Bảng 2.2: Tình hình sản xuất bắp trên thế giới năm 2000 – 2004

Năm

Chỉ tiêu 2000 2001 2002 2003 2004 Diện tích (ha) 138441644 139158093 138418371 143392867 145142583Năng suất

(tấn/ha) 4.28 4.42 4.35 4.46 4.85 Sản lượng (tấn) 592484256 614754770 601994057 640064440 705293226

( Nguồn: FAO, 2005 – trích từ Trần Thị Dạ Thảo) Cây bắp là một trong những cây trồng quan trọng nhất của các nước vùng ôn đới cũng như những nước ở vùng nhiết đới ẩm Do bắp có nhiều ưu điểm so với các cây trồng khác nên bắp được trồng ở nhiều nước trên thế giới Một số nước trồng bắp với diện tích rất lớn và đạt năng suất cao

Bảng 2.3: Tình hình sản xuất bắp một số nước trên thế giới năm 2004

Quốc gia Diện tích (ha) Năng suất

(tấn/ha)

Sản lượng (tấn) Hoa Kỳ 29668230 10.05 298233088 Trung Quốc 25583990 5.15 131860000 Brazil 12436620 3.37 41947004 Mexico 8000000 2.51 20000000

Ấn Độ 6800000 2.06 14000000

(Nguồn: FAO, 2005 – trích từ Trần Thị Dạ Thảo)

2.4.1.2 Tình hình sản xuất bắp ở Việt Nam

Cây bắp đã được đưa vào Việt Nam khoảng 300 năm về trước (Ngô Hữu Tình, 1997) Bắp là cây lương thực quan trọng thứ hai sau lúa Nó cũng là cây trồng rất có ý nghĩa cho chăn nuôi Trước đây, cây bắp không được chú trọng do truyền thống lúa nước nên chưa phát huy được tìm năng của nó ở Việt Nam

Những năm gần đây nhờ có chính sách khuyến khích của nhà nước và áp dụng nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật, cây bắp có nhiệu bước tiến về diện tích, năng suất và sản lượng Một số địa phương có năng suất bình quân 5 – 6 tấn/ha, một vài địa phương có năng suất đạt 10 – 12 tấn/ha Nhìn chung năng suất bắp bình quân của cả nước vẫn còn thấp hơn so với thế giới Nguyên nhân là do giống, canh tác, thuỷ lợi và vấn đề phòng trừ sâu bệnh chưa được chú trọng đúng mức Khả năng đưa năng suất bắp của Việt Nam lên cao còn nhiều nếu giải quyết được những vấn

đề trên (Trần Hồng Uy, 1999)

Đặc biệt là từ những năm 90 đến nay, nhờ có sự tiến bộ vượt bật trong sản xuất và nghiên cứu những giông bắp lai “lai không quy ước và lai quy ước” được ứng dụng vào sản xuất nên diện tích, năng suất và sản lượng bắp tăng nhanh

Bảng 2.4: Diện tích và sản lượng cây bắp ở nước ta qua các năm

Năm Diện tích (nghìn ha) Sản lượng (nghìn tấn)

Mật độ trồng: từ 7,5 – 8 vạn cây/ha (Trần Hồng Uy, 1999)

Một số điểm cần lưu ý của cây bắp khi dùng làm ván dăm:

Lúc còn tươi: Một thân cây bắp bỏ trái, bỏ lá đi nặng: 300 – 500g, nhưng khi sấy khô đến độ ẩm 5% thì nặng còn 100g (giá trị trung bình) Như vậy: Với mật độ trồng 7,5 – 8 vạn cây/ha thì với một ha cây bắp ta thu được khối lượng dăm là: 7,5 –

8 tấn dăm

Thành phần nhu mô của cây nhiều, được phân bố theo tỷ lệ giảm dần từ trong

ra ngoài và tăng dần từ gốc tới ngọn Đây là thành phần ảnh hưởng trực tiếp lên chất lượng ván, tỷ lệ nhu mô cao sẻ ảnh hưởng xấu đến chất lượng ván sau này

Sợi nhiều, dài được phân bố giảm dần từ ngoài vào trong và tăng dần từ ngọn đến gốc Là thành phần chủ yếu quyết định đến tính chất cơ học của ván Độ

ẩm trung bình của bắp: W = 17,34 % Khối lượng thể tích cơ bản: D = 0,182 g/cm3

Trong điều kiện bình thường cây bắp cao: 1,8 – 2m (thay đổi tuỳ thuộc vào giống): Giống bắp ngắn ngày cây cao: 1,2 – 1,5m , có 14 – 15 lóng Giống bắp trung ngày cây cao: 1,8 – 2 m, có 18 – 22 lóng Giống bắp dài ngày cây cao: 2 – 2,5 m ,

có từ 20 – 22 lóng

Chiều dài lóng không đều nhau, ở gốc thì lóng ngắn, lên cao tì lóng to và dài, phát triển nhất là lóng mang trái bắp Các lóng về phía ngọn càng ngắn và càng bé dần

2.4.2 Nguyên liệu gỗ tràm bông vàng (keo lá tràm)

Keo lá tràm là cây gỗ nhỏ sinh trưởng nhanh có nguồn gốc từ Ôtrâylia được nhập vào Việt Nam từ những năm 1960, nhưng từ năm 1976 trở lại đây mới được phát triển rộng rãi nhiều vùng trên cả nước Keo lá tràm là cây “đa mục đích” dễ gây trồng, có giá trị nhiều mặt cả về kinh tế lẫn phòng hộ bảo vệ môi trường Đặc biệt trong chương trình trồng 5 triệu ha rừng, keo lá tràm là một loài cây trồng chính để phủ xanh đất trống đồi trọc và cũng là cung cấp nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp chế biến và giấy sợi trong những năm qua (Viện nghiên cứu và phổ biến kiến thức bách khoa: chủ đề nông nghiệp và nông thôn – TS Nguyễn Huy Sơn)

Theo Little (1983) và Peddy (1978) thì tràm bông vàng là cây gỗ nhỏ, lá thường xanh ở điều kiện sinh trưởng bình thường, cây đạt chiều cao trung bình khoảng 15 – 20 m, đường kính trung bình từ 30 – 40 cm Điều kiện sinh trưởng thuận lợi cây có thể đạt chiều cao 25 – 30 m Hình dạng cây thay đổi từ gốc tới ngọn, khúc thân dưới cành khá dài, nhưng nói chung thường thì thân không thẳng, cong, ngắn, có khuynh hướng cho nhiều cành nhánh to Thân có vỏ dày từ 3 –

10 cm Vỏ có màu nâu nhạt, rãnh nứt dọc hông Cây già vỏ nứt thành từng mảnh dễ bóc Tán cây thường dày, rậm, rộng, cành mỏng thon, dài, mềm rủ xuống, có dáng như cành liễu Trong điều kiện đất tốt cây con 1 – 1,5 tuổi cành mềm có thể dài 1 –

1,5 m Tràm bông vàng là loại có tốc độ tăng trưởng mạnh, sinh khối trung bình hàng năm theo số liệu của viện nghiên cứu Lâm Nghiệp Phía Nam là 7 m3/ha

Nhưng cây keo lá tràm có đường kính từ 25 cm trở lên, gỗ có màu và vân thớ giống như gỗ cẩm lai Bà Rịa (Dalbergia bariensis), nên nhân dân vùng Đông Nam

Bộ gọi là “gỗ cẩm lai giả”

Keo lá tràm sợi ngắn, chiều dài sợi khoảng 840mm, ở giai đoạn dưới 10 tuổi (tương đương cỡ đường kính 15cm) tỷ lệ gỗ giác nhiều hơn gỗ lõi hoặc chưa có lõi, hàm lượng xenlulô chiếm 48,89 – 50,58 % ; hàm lượng lignhin là 23,41 – 24,75%; pentozan là 19,56 – 22,47 %; các chất tan trong cồn và benzen là 2,65 - 4,78 %; các chất tan trong sút (NaOH) là 11,42 – 13,42%; các chất tan trong nước nóng là 1,89 – 2,94 %; các chất tan trong nước lạnh là 1,07 – 2,02%; và tro là 0,31 – 0,32% (Lê Đình Khải, 1999)

Keo lá tràm có thể trồng rừng kinh doanh gỗ lớn để làm vật liệu xây dựng, đồ mộc gia dụng, trang trí nội thất, đồ mỹ nghệ cao cấp Bên cạnh đó keo lá tràm còn

có tiềm năng bột giấy khá cao, trung bình đạt 275 – 285 Kg bột/m3 gỗ nguyên liệu, trong khi đó keo tai tượng (A mangium) chỉ có 255 kg/m3, bạch đàn chỉ có 166 –

182 kg/m3 (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1993) Gỗ keo lá tràm có nhiệt lượng cao trên

4800 kcal/kg nên còn sử dụng làm chất đốt thích hợp cho một số ngành công nghiệp, đặc biệt sản xuất than hoạt tính ít khói để chạy máy chống ô nhiễm môi trường, hoặc cung cấp chất đốt hàng ngày cho nhân dân…

Nguyên liệu để sản xuất ván dăm là cành ngọn lấy từ quá trình tỉa thưa rừng tràm bông vàng hoặc bìa bắp trong quá trình sản xuất Nguyên liệu này được bóc bỏ

vỏ, sau đó đem đi băm dăm

2.5 Keo sử dụng trong sản xuất ván dăm

Hiện nay, trong sản xuất ván dăm thường dùng các loại keo sau:

Keo Phenol Formaldehyd (PF): Đây là loại keo đóng rắn nóng, thường là nhựa tan trong nước hoặc rượu, nhiệt độ đóng rắn có thể dao động trong một giới hạn lớn Keo có màu vàng sẫm, chịu nhiệt tốt, giá thành cao và có thời gian đóng

rắn dài hơn các loại keo khác Tuy nhiên, với đặc tính màu sắc (làm biến màu sản phẩm ván) và độ độc hại nên loại keo này ít được sử dụng

Keo Ure Formaldehyd (UF): loại keo này chịu sáng, màu trắng hoặc trong suốt, có thể nhuộm màu, trùng ngưng ở thời kì đầu, tan trong nước không cần dung môi cồn Khi dán ép ở nhiệt độ thấp, chất đóng rắn đơn giản, có thể ép ở nhiệt độ thường Keo Ure chịu nước kém hơn keo Phênol, nhưng cao hơn keo Albumin rất nhiều, chịu ăn mòn, chịu nhiệt, cường độ cũng tương tự keo Phênol chịu được tác dụng của nước ở 800C Để tăng tính bền vững và ổn định trong nước sôi 1000C, trong khi điều chế keo, người ta thường phải pha thêm một ít phenol hoặc Melamin

Để tăng tính chống ẩm trong khi pha chế thường cho thêm vào dung dịch keo Resorsin Ưu điểm của keo Ure là giá thành rẻ hơn so với các loại keo khác nên loại keo này được sử dụng rộng rãi trong sản xuất ván dăm

Với đề tài nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm từ cây Bắp kết hợp với gỗ tràm bông vàng Chúng tôi chọn loại keo là Ure Formaldehyd để thí nghiệm

Loại keo này có thông số cơ bản sau: Hàm lượng khô của keo: 53% ; Độ nhớt: 21s ; Độ pH = 7 – 7,5

Đối vối chất chống ẩm chúng tôi sử dụng chất chống ẩm là Parafin tỷ lệ 1%, chất đóng rắn là NH4Cl với nồng độ 20%, dùng với tỷ lệ 1%

Chương 3: NỘI DUNG – PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván dăm từ cây bắp kết hợp với gỗ tràm bông vàng Cụ thể chúng tôi tiến hành xác định các thông số:

Đối với ván dăm 3 lớp phối trộn dăm gỗ tràm bông vàng/ dăm cây bắp

 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn dăm gỗ tràm bông vàng với dăm cây bắp (%)

 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ép (0C )

 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ép (phút)

Đối với ván dăm 3 lớp dăm cây bắp – dăm gỗ tràm bông vàng– dăm cây bắp

 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ép (phút)

 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ép (0C)

Sau khi sản xuất những tấm ván dăm từ dăm cây bắp kết hợp với dăm gỗ tràm bông vàng tại phòng thí nghiệm bộ môn Chế Biến Lâm Sản Khoa Lâm Nghiệp, tiếp theo chúng tôi tiến hành thử các tính chất cơ lý của ván theo tiêu chuẩn TC04TCN02 - 1999 để xác định những chỉ tiêu sau:

Độ ẩm của ván (%) Khối lượng thể tích của ván

Độ trương nở của ván sau khi ngâm trong nước 2h (%)

Độ hút nước của ván sau khi ngâm trong nước 2h (%) Ứng suất của ván (KG/cm2)

Sau đó tiến hành xử lý số liệu thí nghiệm để đề xuất phương án tối ưu cho sản xuất ván dăm từ dăm cây bắp kết hợp với dăm gỗ tràm bông vàng Bên cạnh đó còn tiến hành so sánh các tính chất của ván dăm thí nghiệm với một số loại ván dăm tương đương khác

Hiện nay có nhiều phương pháp để lựa chọn cho quá trình thí nghiệm nhưng

có 2 phương pháp được sử dụng phổ biến là phương pháp cổ điển và phương pháp quy hoạch thực nghiệm

3.2.1 Phương pháp cổ điển

Giả sử có n yếu tố cần nghiên cứu thì phương pháp này được tiến hành như sau: Chỉ cho yếu tố x1 thay đổi và cố định các yếu tố x2, x3, x4…,xn Kế đến cho thay đổi yếu tố x2 và giữ nguyên các yếu tố x1, x3, x4,…, xn Phương pháp này cho nhiều kết quả có giá trị độc lập với nhau

Ưu điểm của phương pháp này là đơn giãn, dễ dàng tiến hành thí nghiệm Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là độ chính xác không cao, không thể hiện được mối liên hệ giữa các yếu tố, không chủ động được quá trình thí nghiệm, số lần thí nghiệm lớn tốn kém thời gian và chi phí

3.2.2 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm là phương pháp chủ động, có hoạch định trước Ngoài ra, chúng ta có thể thay đổi đồng thời các yếu tố tham gia thí nghiệm Nguyên tắc cả phương pháp này là thí nghiệm không trùng các thí nghiệm khác cả về yếu tố đầu vào

Ưu điểm của phương pháp này là các thí nghiệm dễ dàng tiến hành, đối tượng nghiên cứu đa dạng, chúng ta chỉ quan tâm đến các yếu tố đầu vào và yếu tố đầu ra Ngoài ra, ta có thể không chế các yếu tố đầu vào hoặc làm giảm sự ảnh hưởng của các yếu tố khác tác động tới, số lần thí nghiệm ít, tiết kiện được thời gian cũng như chi phí, phương pháp này có thể xây dựng phương pháp hồi quy rất thuận tiện cho việc khoả sát kết quả tìm phương pháp tối ưu

Nhược điểm của phương pháp quy hoạch thực nghiệm là tính toán khá phức tạp Tuy nhiên, chúng ta có thể giải quyết vấn đề này bằng máy vi tính

Vậy :

Từ những ưu nhược điểm của hai phương pháp trên chúng tôi chọn phương pháp quy hoạch thực nghiệm cho quá trình nghiên cứu để xác định mối tương quan giữa các thông số đầu vào cũng như các thông số đầu ra

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm tiến hành theo phương pháp bất biến quay bậc II

Phương trình tổng quát như sau:

i x

b

1 0





j i

n i

ij x b

bij : là hệ số hồi quy tuyến tính

xk : là các biến bao gồm : thời gian ép T ( phút) kí hiệu là x1, nhiệt độ ép

N (0C) kí hiệu là x2, tỷ lệ dăm bắp/ tràm K (%) kí hiệu là x3 các yếu tố còn lại cố định trong suốt quá trình thí nghiệm

 Quá trình thí nghiệm được mô tả như sau :

 Đối với ván dăm 3 lớp phối trộn dăm gỗ tràm bông vàng/dăm cây bắp

X1 : thời gian ép y1:ứngsuất uốn tĩnh(KG/cm2)

X2 : nhiệt độ ép

X3 : tỷ lệ dăm cây bắp/gỗ y2 : độ dãn nở dày (%)

tràm bông vàng

Hình 3.1: Mô hình sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn

Trong đó : X1 , X2 , X3 : là các thông số đầu vào

y1 , y2 : là các thông số đầu ra

 Đối với ván dăm 3 lớp: dăm cây bắp – dăm gỗ tràm bông vàng – dăm cây bắp

Quá trình sản xuất ván dăm

X1 : thời gian ép y1:ứngsuất uốn tĩnh(KG/cm2)

X2 : nhiệt độ ép y2 : độ dãn nở dày ( %)

Hình 3.2: Mô hình sản xuất ván dăm 3 lớp phân biệt

Trong đó: : X1 , X2 : các yếu tố dầu vào

y1 , y2 : là các thông số đầu ra

3.3 Giới hạn các thông số thí nghiệm

Có rất nhiều thông số ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của ván có thể thống kê các nhân tố ảnh hưởng theo các nhóm đặc trưng sau:

Nhóm thông số ảnh hưởng của nguyên liệu bao gồm: Loại nguyên liệu, độ

ẩm dăm, kích thước dăm, tỷ lệ vỏ, độ bụi …

Nhóm thông số đặc trưng cho keo như: Loại keo, độ nhớt, độ pH, hàm lượng khô…

Nhóm thông số đặc trưng cho chể độ ép bao gồm: Nhiệt độ ép, thời gian ép

và áp suất ép

Cơ sở để giới hạn các thông số đầu vào

Căn cứ vào lý thuyết, một số kết quả nghiên cứu thăm dò trong quá trình sản xuất thử, từ thực tế điều kiện phòng thí nghiệm, và tham khảo các thông số công nghệ của các công trình nghiên cứu trước Các thông số đầu vào phải có ý nghĩa là đại lượng đo được và điều khiển được Do vậy, trong nghiên cứu này chúng tôi cố định các thông số về kích thước dăm, độ ẩm dăm, áp lực ép cũng như loại, lượng keo sử dụng và chất đóng rắn Chọn các thông số sau đây để nghiên cứu

 Đối với ván dăm 3 lớp phối trộn dăm gỗ tràm bông vàng/dăm cây bắp

 Tỷ lệ phối trộn dăm gỗ tràm bông vàng/dăm cây bắp (%)

 Nhiệt độ ép (0C )

 Thời gian ép (phút)

Bảng 3.1: Mức và khoảng biến thiên của các yếu tố của ván dăm 3 lớp phối trộn

dăm gỗ tràm bông vàng/dăm cây bắp

X2 (t) nhiệt độ ép (0C)

X3 (K) tỷ lệ phối trộn

(%) Mức sao trên +α 9,36 203,63 60,23 Mức trên +1 8 190 50

mức sao dưới -α 2,64 136,36 9,77 Khoảng biến thiên Δl 2 20 15

Bảng 3.2: Mức và khoảng biến thiên của các yếu tố của ván dăm 3 lớp dăm cây bắp

– dăm gỗ tràm bông vàng – dăm cây bắp

Mức và khoảng

Biến thiên Giá trị mã

Giá trị thực của các thông số

X1 (T) thời gian ép (phút) X2 (t) nhiệt độ ép (0C)

Ván sau khi ủ 24 giờ được cắt thành mẫu thí nghiệm Các mẫu thí nghiệm

được lấy theo tiêu chuẩn ngành 04TCN2 – 1999

a Xác định độ ẩm của ván (W %)

Mẫu thí nghiệm được cắt theo tiêu chuẩn ngành 04TCN2 – 1999 có quy cách

là 100x100x18 mm Được cân trên cân điện tử có độ chính xác đến 0,01 g đạt khối

lượng là m1(g) Sau đó đem các mẫu thử này sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ trên 1000C

b Xác định khối lượng thể tích của ván

Mẫu thử được đặt trong điều kiện chuẩn cho đến khi khối lượng không thay đổi Mẫu thí nghiệm được cắt theo tiêu chuẩn ngành 04TCN2 – 1999 có quy cách là 100x100x18 mm Đem cân đến độ chính xác 0,01 g

Đo chiều dày mẫu thí nghiệm tại 4 vị trí được khoanh tròn dưới dây Mẫu thử được đo bằng thước kẹp với độ chính xác lên tới 0,01 mm Sau đó tính lấy giá trị trung bình của 4 điểm đo đó, chính xác đến 0,01mm

Hình 3.3: Ván mẫu thử chiều dày

Khối lượng thể tích tính theo công thức sau:

ρ = m/v Trong đó: ρ : khối lượng thể tích mẫu thử (kg/cm3); m : khối lượng mẫu thử (kg); v : thể tích mẫu thử (m3)

c Xác định độ trương nở và độ hút nước của ván

Trương nở chiều dày khi hút nước là tỷ lệ tăng chiều dày sau hút nước so với chiều dày ban đầu trước khi hút nước, tính theo phần trăm (%) Mẫu thử độ trương

nở và hút nước được cắt theo tiêu chuẩn ngành 04TCN2-1999 có quy cách là 25x25x18 mm

Độ trương nở và độ hút nước là mục tiêu cần nghiên cứu Dụng cụ để xác định là cân điện tử và thước kẹp với độ chính xác tới 0,01 Ván dùng để thử được đem cân để xác định m1 và đo chiều dày (tại 4 điểm sau đó lấy giá trị trung bình)

Cách xác định độ trương nở và hút nước như sau:

m2 ,h2 : khối lượng và chiều dày ván sau khi ngâm nước

d Xác định ứng suất uốn tĩnh của ván

Mẫu ứng suất uốn tĩnh của ván được cắt cĩ quy cách là: 230x50x18mm

Ứng suất uốn tĩnh được tính theo cơng thức sau

 ut = 3PL/2bh2 ( KG/cm2); (N/mm2) Trong đĩ: P: lực cực đại (N),(KG)

L: khoảng cách giữa hai gối đở (cm) b: chiều rộng ván kiểm tra (cm) t: chiều dày ván kiểm tra (cm)

Mơ hình thí nghiệm như sau:

Tải trọng

Hình 3.4: Sơ đồ kiểm tra độ bền uốn tĩnh 3.5 Thiết bị thí nghiệm

Các thiết bị thí nghiệm cĩ thể liệt kê như sau:

Các lọ thuỷ tinh cĩ chia vạch, bình phun keo, cân đồng hồ, cốc Bz4, thảm lĩt trãi dăm, khuơn định hình, máy ép thuỷ lực, thước kẹp…

Chương 4: KẾT QUẢ – THẢO LUẬN

4.1 Quy trình công nghệ sản xuất ván dăm

Quy trình công nghệ sản xuất ván dăm kết hợp dăm cây bắp với dăm gỗ tràm bông vàng Sau khi tiến hành băm dăm tại cơ sở băm với nguyên liệu là cây bắp và

gỗ tràm bông vàng Chúng tôi, sản xuất ván dăm theo quy trình công nghệ sau:

Đối với ván dăm 3 lớp phối trộn: dăm gỗ tràm bông vàng/dăm cây bắp

Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn

Trộn: Hỗn hợp dăm

lớp mặt

Trộn: Hỗn hợp dăm lớp lõi

Trộn keo lớp mặt

Trộn keo lớp lõi Trãi thảm

Ép sơ bộ

Ép nhiệt

Ủ ván

Dăm cây bắp Dăm gỗ tràm bông vàng

Sàng dăm và phân loại Sàng dăm và phân loại

Dăm lớp mặt

bắp

Dăm lớp lõi bắp

Dăm lớp mặt tràm Dăm lớp lõi tràm

Đối với ván 3 lớp phân biệt: dăm cây bắp – dăm gỗ tràm bông vàng – dăm

cây bắp

Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất ván dăm 3 lớp phân biệt

4.2 Các công đoạn sản xuất ván dăm gỗ tràm bông vàng kết hợp dăm cây bắp 4.2.1 Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu

4.2.1.1 Dăm cây bắp

Sau khi thu hoạch trái những cây bắp này được thu gom lại để phơi khô Sau

đó tiến hành bóc vỏ rồi đưa vào máy băm dăm, mục đích là tạo ra những dăm đúng quy cách

Dăm này được sàng để loại những dăm không đúng quy cách đồng thời ta phân ra dăm lớp mặt và dăm lớp lõi Những dăm này được đem sấy để đạt độ ẩm 5 – 7 % và được bảo quản để dăm không bị hồi ẩm

4.2.1.2 Dăm gỗ tràm bông vàng

Dăm gỗ tràm bộng vàng được lấy từ những bìa bắp của gỗ tràm bông vàng trong sản xuất hàng mộc Nên phải qua khâu băm dăm nhằm tạo ra dăm có kích thước đạt yêu cầu sản xuất ván dăm Sau đó được sàng tuyển để loại bỏ dăm có kích thước không đạt yêu cầu và phân thành dăm lớp mặt và dăm lớp lõi Sau đó chúng tôi tiến hành sấy để dăm đạt độ ẩm 6 – 8 % Dăm gỗ tràm cũng được bảo quản để dăm không bị hồi ẩm

4.2.2 Quá trình trộn keo và chất chống ẩm

Đây là quá trình làm cho keo và dăm được trộn đều với nhau Trong công đoạn này yêu cầu lượng keo trên bề mặt dăm phải đồng đều nhau Vì độ ẩm của dăm sau khi trộn keo không những chịu ảnh hưởng của dăm sau khi sấy mà còn phụ thuộc vào nồng độ của keo Lượng nước trong keo ảnh hưởng trực tiếp đến độ ẩm của dăm sau khi trộn

Nếu độ ẩm sau khi trộn quá lớn sẽ gây nên các khuyết tật sau: keo thấm vào dăm ảnh hưởng đến độ dán dính Trong quá trình ép nhiệt bên trong ván tạo nhiều bọt khí, dễ gây phồng rộp ván Đồng thời để ván thoát được lượng hơi nước này ra ngoài cần thời gian ép lâu hơn

Nếu độ ẩm dăm quá thấp sẽ giảm tính dẻo của dăm, ván dăm khó ép mà phải tăng áp lực ép Ngoài ra tính dẫn nhiệt của dăm chậm hơn

Chất lượng trộn keo phụ thuộc rất nhiều vào nguyên lý làm việc của thiết bị trộn Để dăm kết dính tốt, trộn keo phân bố đều trên bề mặt dăm là một vấn đề kỹ thuật phức tạp Về nguyên lý chung có thể đưa keo lên bề mặt ván dăm bằng các phương pháp chính sau:

Tạo keo thành màng chảy liên tục để tiếp xúc với dăm

Phun keo ở dặng sương mù vào dăm

Tuy nhiên để keo phân bố đều trên bề mặt ván dăm, có nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng, trong đó công nghệ trộn là một trong những yếu tố quan trọng nhất Các phương pháp công nghệ gắng liền với thiết bị trộn keo có thể phân ra 3 loại: phương

Trong đề tài này chúng tôi chọn phương pháp phun keo Ngoài ra để cho keo được đồng đều hơn sau khi phun chúng tôi tiến hành trộn hỗn hợp dăm keo lại bằng tay Ở khâu trộn keo có thể trộn thêm các chất phụ gia như : chất chống ẩm Parafin, chất chống cháy amôn cacbonat, chất bảo quản chống mối mọt …

Với nghiên cứu sản xuất ván dăm gỗ tràm bông vàng kết hợp với dăm cây bắp chúng tôi dùng Parafin làm chất chống ẩm để bôi lên tấm lót kim loại

Hình 4.3:Trộn keo bằng phương pháp phun và Trộn thủ công sau khi phun keo

Hình 4.4: Quét chất chống ẩm Parafin lên tấm lót kim loại

4.2.3 Trải thảm dăm và ép sơ bộ

Trong công nghiệp sản xuất ván dăm sau khi dăm đã được trộn keo thì tiếp tục đưa lên máy trải dăm Trong điều kiện phòng thí nghiệm có hạn nên việc trải thảm dăm được tiến hành bằng tay Dăm được phân ra thành dăm lớp mặt và dăm lớp lõi, với dăm lớp mặt chúng tôi tiếp tục phân thành hai phần bằng nhau Dăm

được trải vào khuôn theo kích thước đã định, thứ tự dăm lớp mặt được trải trước rồi tới lớp lõi sau đó là lớp mặt còn lại Sau đó tiến hành ép sơ bộ

Yêu cầu chung của công đoạn này là trải thảm dăm phải đồng đều để ván không bị cong vênh

Ép nhiệt nhằm làm cho keo đóng rắn, làm cho ván dăm đạt đến chiều dày nhất định Mỗi loại ván có chế độ ép khác nhau với các thông số khi ép nhiệt là : nhiệt độ ép, thời gian ép và áp suất ép

Với những thí nghiệm này chúng tôi thực hiện việc tăng áp một cấp tức là tăng lên đến giá trị đã tính trước Sau thời gian ép đã định thì tiến hành hạ áp, hạ áp chậm và nếu hạ áp mà quá nhanh dễ gây nên hiện tượng nổ ván

Hình 4.7: Máy ép nhiệt ( lúc đang tiến hành ép)

Trong quá trình ép ván thí nghiệm thì biểu nhiệt được áp dung theo biểu đồ sau

P P max

KG/cm2

0 1 2 3 4 T(phút)

Hình 4.8: Biểu đồ ép nóng trong sản xuất ván thí nghiệm

Các giai đoạn trong quá trình ép:

Từ 1 – 2: thời gian tăng áp

Từ 2 – 3: thời gian giữ áp ( duy trì áp lực cao nhất )

Từ 3 – 4: thời gian hạ áp

4.2.5 Xử lý ván

Ván được lấy ra khỏi mặt bàn ép và được ổn định bằng một lực thấp hơn lực

ép Ván mới lấy ra cần phải được ổn định nhằm làm cho keo đóng rắn hoàn toàn và

vì mới lấy ra nhiệt độ và áp suất bên trong ván còn cao hơn bên ngoài nên cần phải được ổn định nhằm tránh những khuyết tật cho ván sau này như bị cong vênh, dễ bị tách lớp…

Trong sản xuất có rất nhiều cách xử lý ván: phương pháp xếp đống và làm nguội cục bộ là làm cho bề mặt ván dăm nguội đến nhiệt độ 38 – 60 0C, sau đó xếp đống chặt hoặc có thanh kê, phương pháp cho những tấm ván vào những cánh quạt dạng trống quay làm cho ván nhanh nguội hơn

Ván sau khi xử lý mới tiến hành rong cạnh, cắt mẫu để thử tính chất cơ lý

4.3 Thiết lập công thức sản xuất ván dăm thí nghiệm

4.3.1 Tính nguyên liệu dăm và keo

Độ ẩm của hỗn hợp dăm cây bắp –gỗ tràm bông vàng: 6 %

 Đối với ván dăm 3 lớp phối trộn dăm gỗ tràm bông vàng/dăm cây bắp

Khối lượng một tấm ván thí nghiệm

Mv = b x h x l x ρ = 20 x 1,8 x 25 x 0,65 = 585 (g) Chọn tỷ lệ dăm lớp mặt lớp lõi là: 0,3 và 0,7

Khối lượng dăm lớp lõi, dăm lớp mặt là

Dăm lớp lõi: Mll = 585 x 0,7 = 409,5 (g) Dăm lớp mặt: Mlm = 585 x 0,3 = 175,5 (g) Khối lượng dăm khô kiệt

Dăm khô kiệt lớp lõi:

Mdkk = (mll*104)/[(100 + P1)*(100 + Wv)]