NGHIÊN CÚU SẢN XUẤT VÁN GHÉP THANH TỪ CÂY DỪA TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm, chúng tôi bước đầu xây dựng được quy trình sản xuất ván ghép thanh từ nguyên liệu dừa có thể ứng dụng vào thực tế sản xuất.. Các nội dung nghiên c

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA LÂM NGHIỆP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA LÂM NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỷ thuật nên đã có nhiều dạng, loại vật liệu mới ra đời Song không vì thế mà vật liệu gỗ mất đi vị thế của mình, vật liệu gỗ vẩn được con người ưa chuộng và sử dụng rộng rải

Nhu cầu sử dụng không ngừng tăng lên do sự phát triển sự phát triển của các ngành kinh tế kỹ thuật và sự bùng nổ dân số Trong khi diện tích rừng và đất rừng ngày càng giảm xuống, dẩn đến khả năng cung cấp gỗ cũng ngày càng giảm xuống Đứng trước tình hình này để đáp ứng cho nhu cầu xã hội ngành chế biến gỗ đã không ngừng vận động, phát triển…Ván nhân tạo là một thành quả của quá trình đó, ván nhân tạo ra đời đóng một vai trò quan trọng trong việc tiết kiệm và tận dụng nguyên liệu gỗ cũng như lâm sản ngoài gỗ

Ván nhân tạo có nhiều loại trong số đó ván ghép thanh ra đời sau nhưng có những bước phát triển mạnh mẽ Chúng được sử dụng rộng rải trong nhiều lĩnh vực Hiện nay ván ghép thanh đã dùng nhiều loại nguyên liệu gỗ khác nhau, nhưng thân cây dừa thì hầu như chưa được ứng dụng nhiều Từ trước tới nay chủ yếu để khai thác cơm dừa và nước dừa Do vậy để nâng cao hơn nữa giá trị sử dụng của cây dừa và được sự đồng ý của thầy TS Hoàng Xuân Niên cho phép chúng tôi thực hiện nghiên cứu đề tài:

“NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT VÁN GHÉP THANH TỪ CÂY DỪA

LỜI CẢM ƠN

Xin chân thành cảm ơn:

 Gia đình tôi đã giúp đỡ động viên tôi suốt quá trình học tập, cũng như trong thời gian thực hiện đề tài

 Quý thầy cô Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt

là cô giáo, thầy giáo Khoa Lâm Nghiệp trong suốt thời gian vừa qua đã giảng dạy, hướng dẩn và truyền đạt kiến thức thiết thực cho tôi

 Thầy Hoàng Xuân Niên giáo viên hướng dẩn người đã giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này

 Ban giám đốc công ty chế biến gỗ Trường Tiền, cũng như các anh chị trong công ty đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài

 Cảm ơn thầy cô bộ môn sức bền vật liệu Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh

 Toàn thể các bạn lớp CBLS 29 đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu sản xuầt ván ghép thanh từ cây dừa trong phòng thí nghiệm được thực hiện từ ngày 2 tháng 4 đến 30 tháng 6 năm 2007 tại phòng thí nghiệm khoa Lâm Nghiệp trường Đại Học Nông Lâm TP HCM

Với trử lượng khá lớn được trồng tập trung ở Duyên hải miền trung và Nam bộ khoảng 185000 ha hay khoảng 17 triệu m3là rất đáng quan tâm xây dựng thành ngành công nghiệp chế biến gỗ dừa

Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm, chúng tôi bước đầu xây dựng được quy trình sản xuất ván ghép thanh từ nguyên liệu dừa có thể ứng dụng vào thực tế sản xuất

Qua quá trình nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy dừa có những đặc điểm khác gỗ: Cây dừa dáng thẳng đứng, ít khuyết tật, không có tia gỗ Tính chất cơ lý, khối lượng thể tích phụ thuộc vào tuổi cây và vị trí trên thân cây Nhưng có thể chia theo mặt cắt ngang ra 3 vùng có khối lượng riêng tương đối đồng nhất (I, II, III tính từ ngoài vào tâm) và tiến hành ghép không nối đầu cùng lớp với nhau của các cây cùng độ tuổi lượng keo dùng từ 200 – 250 g/m2, thời gian ép từ 30 – 35 phút

Sau khi ép 3 loại ván có 3 vùng tỉ trọng khác nhau trên thì ván lớp I đạt tiêu chuẩn sử dụng hàng mộc trong nhà, ván lớp II, lớp III tuy có sự ổn định nhưng cường độ cơ học không đạt cần tiến hành lợp mặt mới sử dụng được trong sản xuất hàng mộc

SUMARY

Name of project: The research of processing lamiboard in the laboratory

Time: April 2 to June 30, 2007

At Forestry Faculty’s laboratory of Nong Lam University, Ho Chi Minh City

A rather big reserve of coconut trees which are centrally planted in the Middle Coast and Southern region is about 185000 hectares or 17 million m3 that should be concerned in constructing the coconut wood processing industry

By the method of experimental project, we have first constructed a process of producing lamiboard from the coconut trees that can be applied in producing reality

Through our researching process, we have recognized that coconut has some different characteristics compared to wood

The coconut tress is rather straight has a small level of peak flattening It has

a little flaw and no ray of wood Its mechanical and physical characteristic, weight and volume depend on the tree’s age and its position on the trunk But we can divide it according to a diametral plane into three areas of private weight which are relatively identical (I, II, III from the outside to the centre) and complement joining without connecting head with the same layer of the same age trees (The best age is between 50 to 60) The amount of used glue is between 200 to 250g/m2 Time for joining is between 30 to 35 minutes

After joining the above 3 board categories which have three different private weight areas, the first layer of board can reach the standard of being used as indoor wood products Although the second and third layer boards have stability, the mechanical intensity is not good So they should be carried out covering a new surface to apply in producing indoor wood products

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT ii

SUMARY iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC CÁC H ÌNH viii

DANH MỤC CÁC BẢNG ix

Chương I MỞ ĐẦU 1

1.1 Sơ lược tình hình chế biến gỗ dừa và triển vọng 1

1.2 Tính cấp thiết đề tài 1

1.3 Mục đích đề tài 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Phạm vi nghiên cứu và ứng dụng 2

1.6 Đối tượng nghiên cứu 3

Chương II TỔNG QUAN 4

2.1 Về cây dừa 4

2.1.1 Tên gọi 4

2.1.2 Điều kiện sinh trưởng, đặc tính sinh thái 4

2.1.3 Thân cây dừa – Nguồn nguyên liệu chế biến lâm sản tiềm năng 7

2.1.3.1 Trử lượng 7

2.1.3.2 Cấu tạo 7

2.1.3.3 Tính chất cơ lý của gỗ dừa 9

2.1.3.4 Những chất chứa trong thân cây dừa 10

2.2 Nhu cầu sản xuất ván ghép thanh 10

Chương III NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12

3.1 Cơ sở lý luận 12

3.1.1 Ván ghép thanh: Sự hình thành và phát triển 12

3.1.2 Nguyên lý tạo ván 12

3.2 Một số ảnh hưởng đến chất lượng ván ghép thanh 17

3.2.1 Ảnh hưởng nguyên liệu đến chất lượng ván ghép thanh 18

3.2.2 Ảnh hưởng các yếu tố công nghệ đến chất lượng ván ghép 18

3.3 Nội dung nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu 19

3.3.1 Nội dung nghiên cứu 19

3.3.2 Phương pháp nghiên cứu 23

3.3.2.1Phương pháp cổ điển 23

3.3.2.2 phương pháp thực nghiệm 24

3.4 Một số yêu cầu trong ván ghép thanh 27

Chương IV KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 29

4.1 Quy trình sản xuất thử ván ghép từ dừa không phủ mặt 29

4.2 Kết quả thí nghiệm của ván 34

4.2.1 Tính chất của ván 34

4.2.1.1 Khối lượng thể tích ván 36

4.2.1.2 Độ hút nước của ván 36

4.2.1.3 Độ trương nở của ván 37

4.2.1.4 Độ ẩm của ván 37

4.2.1.5 Ứng suất trượt 38

4.3 Đánh giá kêt quả nghiên cứu 38

4.3.1 Ảnh hưởng của nguyên liệu 38

4.3.1.1 Ảnh hưởng của độ tuổi 38

4.3.1.2 Ảnh hưởng vị trí trên thân cây 38

4.3.1.3 Ảnh hưởng của độ ẩm nguyên liệu đến chất lượng ván 39

4.3.2 Ảnh hưởng của thông số ép 40

4.3.2.1 Ảnh hưởng của lượng keo 40

4.3.2.2 ảnh hưởng của thời gian ép 40

4.3.3 Ảnh hưởng của các giải pháp kết hợp đến chất lượng ván 40

4.3.4 Tính sơ bộ hiệu quả kinh tế 41

Chương V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42

5.1 Kết luận 42

5.2 Kiến nghị 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

PHỤ LỤC 44

DANH MỤC CÁC H ÌNH

Hình 2.1 Cây dừa ven biển 5

Hình 2.2 Cây dừa non 5

Hình 2.3 Mô phổng chia vùng trên mặt cắt ngang cây dừa 8

Hình 3.1a: Nối răng lược đơn 13

Hình 3.1b Nối răng lược kép 13

Hình 3.2: Nối xiên góc 14

Hình 3.3: Nối xiên góc 14

Hình 3.4: Sơ đồ mối ghép không dán keo 16

Hình 3.5: Mối ghép bằng keo dán từng đoạn 16

Hình 3.6: Sơ đồ mối ghép cạnh âm dương 17

Hình 3.7: Sơ đồ ghép cạnh mộng thẳng 17

Hình 3.8 Sơ đồ ghép thanh tạo ván 20

Hình 3.9 Sơ đồ ghép thanh tạo ván 20

Hình 3.10 Sơ đồ ghép thanh tạo ván 20

Hình 3.11 Sơ đồ ghép thanh tạo ván 21

Hình 3.12 Sơ đồ ghép thanh tạo ván 21

Hình 3.13 Sơ đồ ghép thanh tạo ván 21

Hình 4.1: Quy trình công nghệ sản xuất ván ghép từ nguyên liệu dừa không phủ mặt 29

Hình 4.2 mô phổng sơ đồ xẻ 31

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Sản lượng dừa của một số địa phương Việt Nam 6

Bảng 2.2 Thông tin chung về cây dừa khu vực Nam Bộ 6

Bảng 2.3 Thông tin về thân cây dừa 7

Bảng 3.1: Biến thiên các yếu tố công nghệ 24

Bảng 3.2: Ma trận thí nghiệm dạng mã hoá 25

Bảng 4.1.a Ma trận thí nghiệm mã hóa và kết quả ván lớp I 34

Bảng 4.1.b Ma trận thí nghiệm mã hóa và kết quả ván lớp II 35

Bảng 4.1.c Ma trận thí nghiệm mã hóa và kết quả ván lớp III 35

Bảng 5.2 Giá thành sản phẩm 41

Chương I

MỞ ĐẦU

1.1 Sơ lược tình hình chế biến gỗ dừa và triển vọng

Các tỉnh trồng dừa ở miền nam đều có xưởng chế biến gỗ dừa, song với quy

mô nhỏ, gổm 1-2 cưa CD4 và 1-3 cưa đĩa, một số địa phương có các cơ sở sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ

Công nghệ gia công và thiết bị gần giống như trong gia công gỗ Công nghệ chế biến dừa hiện đang còn mang tính tập quán cũ, hiệu quả thấp

Mặt hàng từ cây dừa hiện có trên 20 nhóm, nhìn chung hiện nay vẩn chưa có nhiều tác động khoa học kỹ thuật để nâng cao hiệu quả sử dụng thân cây dừa nói riêng và cây dừa nói chung

Nhưng với trử lượng khá lớn và sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật hứa hẹn cây dừa sẽ đem lại nguồn nguyên liệu quan trọng trong chế biến nông lâm sản

1.2 Tính cấp thiết đề tài

Hiện nay nguồn nguyên liệu gỗ ngày càng cạn kiệt trong khi nhu cầu về gỗ càng tăng Nhưng một trử lượng lớn thân cây dừa chưa được quan tâm khai thác hiệu quả Do vậy cần có những nghiên cứu để làm tăng khả năng sử dụng thân cây

dừa trong chế biến lâm sản Đề tài ra đời nhằm giải quyết phần nào vấn đề đó

1.3 Mục đích đề tài

 Mục đích chính của đề tài là sản xuất thử ván ghép thanh từ cây dừa đảm bảo được tiêu chí kỷ thuật

 Mở rộng hướng sử dụng cây dừa

Các nội dung nghiên cứu trong đề tài

 Xác định một số tính chất cơ lý cây dừa có khả năng ảnh hưởng đến quá trình ghép ván

 Nghiên cứu phương pháp ghép thanh cho cây dừa

 Nghiên cứa ảnh hưởng một số thông số công nghệ sản xuất tới tính chất của ván

 Xác định tính chất của ván sản xuất thử

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Dựa trên cơ sở lý thuyết hình thành ván ghép thanh từ gỗ và thực nghiệm đối với gỗ dừa để xác định chế độ công nghệ ghép thanh gỗ dừa

Ván ghép thanh từ cây dừa được sử dụng trong hàng mộc, trang trí nội thất …

có thể thay thế cho ván ghép thanh từ gỗ hoàn toàn

1.6 Đối tượng nghiên cứu

Hiện nay dừa đang được ứng dụng ngày càng nhiều vào ngành chế biến gỗ, đối tượng nghiên cứa của đề tài là thân cây dừa trồng tại Bến Tre

Chương II TỔNG QUAN

2.1 Về cây dừa

2.1.1 Tên gọi

Tên việt nam: Cây dừa

Tên khoa học : Cocos Nucifera L

2.1.2 Điều kiện sinh trưởng, đặc tính sinh thái

 Điều kiện sinh trưởng

Nguồn gốc của loài thực vật này là chủ đề gây tranh cãi, trong đó một số học giả cho rằng nó có nguồn gốc ở khu vực đông nam châu Á trong khi những người khác cho rằng nó có nguồn gốc ở miền tây bắc Nam Mỹ Các mẫu hóa thạch tìm thấy ở New Zealand chỉ ra rằng các loại thực vật nhỏ tương tự như cây dừa đã mọc

ở khu vực này từ khoảng 15 triệu năm trước Thậm chí những hóa thạch có niên đại

sớm hơn cũng đã được phát hiện tại Rajasthan và Maharashtra, Ấn Độ

Dừa là cây một lá mầm, được trồng từ quả, thích hợp trên vùng đất thấp có độ cao dưới 300 m, ở vĩ độ 150 với lượng mưa đều trong năm, phân bố tự nhiên của cây dừa là vùng đất cát ven biển, ven các sông và cửa biển.Dừa phát triển tốt trên đất pha cát, có khả năng chống chịu mặn tốt cũng như nó ưa thích các nơi có nhiều nắng và lượng mưa bình thường (750–2.000 mm hàng năm) Điều này giúp dừa trở thành loại cây sinh trưởng bên các bờ biển nhiệt đới một cách tương đối dễ dàng Dừa cần độ ẩm cao (70–80%) để có thể phát triển một cách tốt nhất, nên rất ít khi tìm thấy trong các khu vực có độ ẩm thấp (ví dụ khu vực Địa Trung Hải), thậm chí

cả khi các khu vực này có nhiệt độ đủ cao Nó rất khó trồng và phát triển trong các khu vực khô cằn

Hình 2.1 Cây dừa ven biển Hình 2.2 thân cây dừa non

Đặc tính sinh thái

Cây dừa có dáng thẳng đứng, hình trụ tròn, độ thon ít Các tàu lá dài 2,5 – 3,5

m, mọc quanh thân Lá kép lông chim dài 0,5 – 1 m rộng 3 – 4 cm Dừa là cây có hoa đơn tính, không cuống Hoa cái từ 25 – 35 hoa/ buồng, hoa đực từ 7000 – 9000 hoa/ buồng Hoa cái màu vàng pha lục nhạt, đường kính từ 1 – 2 cm Dừa ra hoa liên tục với hoa cái tạo ra hạt Quả dừa gồm có vỏ, cơm, gáo và nước dừa

Vỏ quả ngoài nổi rõ 3 gờ, lớp ngoài dày khoảng 0.5mm, cứng nhẵn bóng Ngay sát lớp ngoài là lớp giữa gồm các sợi xơ dừa và mô mềm Bên trong vỏ là gáo dừa (hoặc sọ dừa) hóa gỗ cứng, trên sọ dừa có ba lỗ mầm có thể nhìn thấy rất rõ từ phía mặt ngoài (gọi là các mắt dừa) Thông qua một trong các lỗ này thì rễ mầm sẽ thò ra khi phôi nảy mầm Bên trong gáo dừa là cơm dừa màu trắng và nước dừa Tất cả các bộ phận cấu thành quả dừa khô đều được sử dụng Xơ dừa làm nệm, ván dăm…Bột làm đất sạch xuất khẩu Gáo dừa sản xuất than hoạt tính, đồ thủ công mỹ nghệ Cơm dừa làm thực phẩm, bánh kẹo… và sản xuất dầu dừa Nước dừa làm thạch dừa và chế biến thực phẩm

Việt Nam, dừa được trồng rộng rải ở nhiều tỉnh, tổng diện tích che phủ

khoảng 185000 ha Tập trung là vùng duyên hải Miền Trung và tây Nam Bộ Sản lượng dừa bình quân 1.200.000 – 1.300.000 tấn/ năm Như vậy, cây dừa có tiềm năng lớn, nếu biết khai thách và sử dụng hợp lý, nó thực sự trở thành nguồn tài nguyên có giá trị về nhiều mặt

Tóm lại cây dừa đã trồng ở nước ta từ lâu Trong khi trái dừa được sử dụng làm sản phẩm thương mại đa dạng và có giá trị cao thì thân cây dừa mới được sử dụng ở dạng chế biến thô, chất lượng thấp, chưa được đầu tư, thiếu sự cạnh tranh, giá trị kinh tế của thân cây dừa còn rất thấp Vì vậy cần sớm có tác động công nghệ vào khâu chế biến nâng cao vị thế của cây dừa cũng như tăng thu nhập cho người trồng dừa

Bảng 2.1 Sản lượng dừa của một số địa phương Việt Nam (tấn)

Địa Danh 1990 1995 1996 1997 1998 Toàn Quốc

Duyên Hải Trung Bộ

Năng suất trái/cây/ha

Năng suất trái/ha/năm

Giá một quả dừa (VNĐ)

Giá một tấn xơ dừa loại một (USD)

Giá một tấn than từ gáo dừa (USD)

Giá 1 tấn bột xơ dừa (USD)

Giá 1 m thân cây dừa ( VNĐ)

2.1.3 Thân cây dừa – Nguồn nguyên liệu chế biến lâm sản tiềm năng

Ở đây chúng tôi sử dụng thuật ngữ “gỗ dừa” để chỉ phần thân cây dừa

2.1.3.1 Trử lượng

Cây dừa được tập trung ở khu vực Nam bộ và Duyên hải miền trung Hằng năm có một số lượng thân cây dừa được chặt đi để trồng mới Thông thường trước khi chặt người ta đã trồng một cây con thay thế trước đó vài năm, nên vườn dừa luôn có một mật độ ổn định

Bảng 2.3 Thông tin về thân cây dừa

Số lượng cây dừa/ha (cây/ha)

Đường kính gốc trung bình (cm)

Đường kính ngọn trung bình (cm)

Chiều dài thân trung bình (m)

Thể tích trung bình cây dừa 40 năm (m3)

Khối lượng tính cho 100 cây/ ha (m3)

Khối lượng thân cây dừa tính cho tổng diện tích (m3)

140 – 150

30

20

20 0.9

90 16.650.000

Diện tích trồng dừa ở Nam bộ khoảng 155.000 ha, Duyên hải miền trung khoảng 30.000 ha Như vậy hiện có khoảng 17 triệu m3 gỗ dừa ở hai vùng trọng điểm trồng dừa là một trữ lượng rất đáng quan tâm để xây dựng một ngành công nghiệp chế biến gỗ dừa

77, 69, 51, 45, 40 Xung quanh có các tổ chức nhu mô màu hơi vàng, đường kính

khoảng 1 -1,5mm Hệ thống vận chuyển chất dinh dưỡng, gần giống như đường ống, dày, tạo nên độ cứng vững của cây Tổ chức nhu mô có chức năng chính là dự trữ chất dinh dưỡng Kết quả giải phẫu cho thấy sự phân bố vật chất của cây dừa không đều cả hai phương: hướng tâm và dọc trục Mật độ vật chất phía sát vỏ cao, giảm dần đến tâm cây Theo chiều từ ngoài vào tâm, khối lượng riêng giảm dần, khối lượng riêng của thân cây dừa phân bố tuỳ thuộc vào vị trí trên thân cây, vùng sinh thái, độ tuổi…nhưng trên một đường tròn đồng tâm thì trị số tương đối đồng đều Theo chiều dọc thân cây khối lượng riêng giảm dần Chúng ta có thể chia làm

3 vùng theo khối lượng riêng khác nhau, nhưng trong một vùng thì khối lượng riêng tương đối đồng nhất

Trên hình 1.7 vùng I từ ngoài vào là vùng khối lượng riêng cao, vùng II- trung bình, vùng III –thấp

Hình 2.3 Mô phổng chia vùng trên mặt cắt ngang cây dừa

Ở những vùng có sự có khối lượng thể tích khác nhau nhiều, tạo nên sự co rút rất khác nhau, nên một thanh cơ bản có thể tạo nên sự xoán vặn, móp méo, biến dạng, co rút, khi tồn tại các lớp thể tích khác nhau

Ngoài ra thân cây dừa còn có một số đặc điểm khác là:

+ Gỗ dừa xẻ ngâm trong nước không bị côn trùng phá hoại Khi sử dụng ngoài trời gỗ dừa bị phá hoại nhanh, vì vậy cần bảo quản

+ Khi sử dụng các loại đinh kim loại làm mối ghép sẽ bị hủy hoại nhanh và tại chỗ đóng đinh gỗ dừa cũng bị phân hủy

2.1.3.3 Tính chất cơ lý của gỗ dừa

Do cây dừa chưa được nghiên cứu đầy đủ, nên những tính chất cơ lý chưa được công bố một cách hệ thống để làm cơ sở cho nghiên cứu ghép thanh tạo ván từ cây dừa chúng tôi xác định một số thông số sau

 Tính chất vật lý

Vì do điều kiện về kinh tế cũng như lý do khách quan và chủ quan khác chúng tôi chỉ tiến hành nghiên cứu một số tính chất cơ lý của gỗ dừa và chỉ tiến hành cho lớp I và lớp II để kiểm chứng những dự đoán và làm cơ sở cho nghiên cứu công nghệ ghép ván

Khối lượng thể tích ván

Khối lượng thể tích phụ thuộc nhiều yếu tố: tuổi dừa, loại dừa, vị trí trên thân,

vị trí mặt cắt ngang Cây già thường có khối lượng thể tích lớn hơn cây non Khối lượng thể tích còn phụ thuộc phần lớn vào mật độ phân bố lỗ mạch Chúng tôi đếm

số lỗ mạch trên 1 cm2 lần lượt từ ngoài vào tâm là 115, 112, 110, 108, 85, 77, 69,

51, 45, 40, do vậy lớp ngoài khối lượng thể tích lớn hơn lớp trong, càng gần góc khối lượng thể tích lớn hơn

2.1.3.4 Những chất chứa trong thân cây dừa

Chúng tôi tiến hành phân tích độ pH và lượng muối trong thân dừa tại trung tâm Công Nghệ Và Quản Lý Môi Trường & Tài Nguyên trường đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh kết quả như sau:

pH (1:5) = 5.16

NaCl = 0.88 %

Với sự tồn tại những chất trên trong thân dừa có thể ảnh hưởng đến các mối ghép bằng đinh kim loại

2.2 Nhu cầu sản xuất ván ghép thanh

Cùng với sự phát triển cầu nền kinh tế xã hội và khoa học kỹ thuật trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng thì môi trường sống ngày càng bị hủy hoại nghiêm trọng, và sự hiếu hụt dần các nguồn nguyên liệu, đặc biệt là vốn rừng tự nhiên ngày càng cạn kiệt

Đối với ngành chế biến gỗ thì nguồn nguyên liệu ngày càng khan hiếm Do vậy, việc trồng rừng đang được triển khai ở trên toàn thế giới để tạo nguồn nguyên liệu Từ khi trồng mới đến khi khai thác đòi hỏi nhiều thời gian vì vậy để đáp ứng

kịp thời nhu cầu xã hội thì ngành chế biến gỗ đã có những bước đột phá, tìm cách

sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu mọc nhanh hay nguồn nguyên liệu mới trong lâm sản và không ngừng đổi mới công nghệ sản xuất ván nhân tạo, đặc biệt là ván ghép thanh được ứng dụng rộng rải

Hiện nay, hầu hết các doanh nghiệp chế biến gỗ và chế biến hàng mộc đều quan tâm và sử dụng ván ghép thanh trong sản phẩm của mình Vì ván ghép thanh hiện nay đã có thể thay thế hoàn toàn cho gỗ nguyên trong việc tạo ra sản phẩm mộc sử dụng trong nước và xuất khẩu

Trên thị trường hiện có nhiều sản phẩm ghép thanh Tuy nhiên chất lượng và giá cả biến động đáng kể tuỳ thuộc vào cơ sở sản xuất Do dó cần quan tâm hơn nữa đến tiêu chuẩn chất lượng và phát triển công nghệ

Với trử lượng và tính chất cơ lý như vậy hứa hẹn cây dừa là nguồn nguyên liệu cho ghép thanh được ứng dụng rộng rải trong chế biến lâm sản

Chương III NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Cơ sở lý luận

3.1.1 Ván ghép thanh: Sự hình thành và phát triển

Ván ghép thanh là một dạng của ván nhân tạo và sản phẩm thu được bằng cách ghép các thanh lõi (thanh cơ bản) với nhau nhờ keo trong những điều kiện nhất định hoặc không keo Thanh lõi có thể là thanh gỗ nguyên hoặc nhiều mẩu gỗ ghép nối lại với nhau

Ván ghép thanh là một loại sản phẩm ván nhân tạo xuất hiện từ rất sớm Ở Việt Nam ván ghép thanh chỉ phổ biến những năm gần đây nhưng phát triển rất mạnh mẽ vì công nghệ của chúng không phức tạp, dễ cơ giới hóa và tự động hóa Ván ghép thanh được sử dụng rộng rãi trong sản xuất đồ mộc cũng như trang trí nội thất…

Ván ghép thanh có một số ưu điểm: Nguyên liệu sản xuất chủ yếu từ gỗ có kích thước nhỏ, độ bền cơ học thấp, dễ nâng cao tỉ lệ lợi dụng gỗ, sản phẩm đồng đều về độ ẩm, linh động khi liên kết và lắp ghép, khắc phục một số nhược điểm của ván từ gỗ nguyên (mắt sống, mắt chết, gỗ nhỏ, gỗ ngắn…), bề mặt rộng hơn so với ván tự nhiên…

3.1.2 Nguyên lý tạo ván

Trong công nghệ sản xuất ván nhân tạo, ván ghép thanh hình thành từ nhiều phương pháp khác nhau

 Phương pháp ghép khối

 Phương pháp ghép thanh (có keo, không keo)

 Phương pháp ghép khối xiên

Ghép thanh tạo ván: để được tấm ván có kích thước theo ý muốn ta tiến hành ghép các thanh dài lại với nhau, trong quá trình ghép ta cần chú ý các vấn đề sau:

 Lựa chọn và sắp xếp các thanh sao cho sự co rút về ứng suất và dản nở toàn bộ sau khi tấm ván hoàn thiện không bị công vênh, mo…

 Tránh tình trạng tập trung ứng suất của các thanh kề nhau liên tiếp

 Các thanh gỗ trên cùng một tấm ván phải cùng một loại gỗ nhằm gia tăng tính đồng nhất cho tấm ván

 Các thanh thành phần phải đảm bảo gia công đúng quy cách

 Phải đảm bảo độ kín khít khi xếp các thanh

 Lượng keo tráng từ 150 – 250 g/m2

Một số giải pháp hình thành ván ghép thanh

Ván ghép thanh là một dạng ván nhân tạo và sản phẩm thu được là một ván gồm nhiều thanh ghép lại với nhau nhờ keo Các thanh ghép có thể có kích thước chiều dài khác nhau nối lại với nhau bằng các giải pháp sau đây:

 Nối đầu thanh

Nối đầu thanh nhằm tạo ra những thanh gỗ có đủ chiều dài cần thiết cho việc

sử dụng Có hai giải pháp nối đầu thanh là nối răng lược và nối xiên góc

 Nối răng lược: ( Hình3.1) việc nối các đầu thanh lại với nhau phải dùng các thiết bị chuyên dùng, đó là các máy phay răng lược hoặc các máy dập răng lược

để gia công các đầu thanh gỗ cần được nối, sau đó cố định mối nối bằng keo và lực

ép

Hình 3.1a: Nối răng lược đơn Hình 3.1b Nối răng lược kép

 Nối xiên góc: (Hình 3.2 và Hình 3.3) Các nối đầu thanh bằng giải pháp nối xiên góc thì đơn giản hơn so với giải pháp nối răng lược Thiết bị gia công vát xiên

đầu thanh có thể dùng cưa đĩa thông thường, vì thế rất phù hợp với các xí nghiệp có quy mô sản xuất nhỏ Sau khi vát xiên đầu các thanh gỗ một góc so với phương trục của thanh, ta tráng keo lên bề mặt xiên và ép chúng lại với nhau trong một khoảng thời gian

 Xoay lật và sắp xếp các thanh lõi sao cho sự sắp xếp toàn bộ các thanh lõi tạo thành tấm ván ghép xuyên tâm

 Rải đều mối nối đầu của các thanh gỗ trên toàn bộ diện tích bề mặt tấm ván ghép, nhằm mục đích tránh tình trạng tẩp trung ứng suất ở các mối nối đầu liền nhau của các thanh nằm kề nhau trong tấm ván ghép

 Các thanh gỗ cùng nằm trong một tấm ván ghép chỉ được phép ghép với nhau khi chúng cùng một loại gỗ, nhằm làm tăng tính đồng nhất vả ổn định cho tấm ván ghép

 Các thanh gỗ sau khi được nối đầu thanh đủ kích thước chiều dài và đảm bảo các nguyên tắc như trên sẽ được tiến hành tạo mối liên kết cạnh thẳng của thanh lại với nhau

 Giải pháp nối các cạnh thẳng

Các thanh gỗ sau khi được nối đầu đủ kích thước chiều dài và đảm bảo 4 nguyên tắc sắp xếp như đã nêu ở trên sẽ được tiến hành tạo mối liên kết các cạnh của các thanh lại với nhau

Giải pháp ghép cạnh thẳng này thì các thanh gỗ thành phần đều có cùng tiết diện ngang là hình chữ nhật, mà các mặt cạnh tiếp xúc của các thanh liền nhau phải đảm bảo liền khít tốt, tạo điều kiện cho chất lượng các mối dán dính cao nhất  Với giải pháp cạnh thẳng nàycó 3 cách tạo mối liên kết là:

+ Mối ghép không dán keo

+ Mối ghép dán bằng keo dán từng đoạn

+ Mối ghép bằng keo dán suốt chiều dài cạnh

- Mối ghép không dán keo (Hình 3.4): Để tạo được tấm ván của lớp giữa mà không dán keo thì đầu tiên chúng ta tiến hành sắp xếp các thanh đúng yêu cầu Sau

đó sử dụng máy phay rãnh thẳng song song dọc theo chiều dài ở hai bìa cạnh của tấm ván rồi dùng dây lạt hoặc dây giấy chèn cứng 2 rãnh này để tạo mộng giả Ta sẽ được một tấm ván liên kết tạm thời để chúng ta có thể xoay lật, di chuyển tấm ván trong các quá trình gia công sau đó

Hình 3.4: Sơ đồ mối ghép không dán keo

- Mối ghép bằng keo từng đoạn (Hình 3.5): Dùng keo đóng rắn nguội để tráng từng đoạn cách đều nhau cho các mặt cạnh dán dính Mỗi đoạn tráng keo từ 2-5cm, đoạn cách đoạn cũng tương đương độ dài có tráng keo Sau đó ép trên máy ép nguội với lực ép 3- 5kgf/cm2 thời gian ép tuỳ thuộc vào lượng chất đóng rắn pha trong keo

Hình 3.5: Mối ghép bằng keo dán từng đoạn

- Mối ghép bằng keo dài suốt chiều dài cạnh: Chiều dài cạnh thanh được tráng keo toàn phần suốt chiều dài cạnh Dùng các loại keo đóng rắn nguội với liều lượng150-170g/m2 lực ép 3-5kgf/cm2 Nhìn chung mối ghép cạnh thẳng gia công đơn giản dễ cơ giới hoá và tự động hoá

 Giải pháp ghép cạnh âm dương

Các chi tiết gỗ thanh có mặt cắt ngang hình chữ nhật như ghép cạnh thẳng, sau đo tiếp tục gia công bằng cách phay 2 mặt cạnh của thanh sao cho tạo nên 2 gờ ngược phía nhau, với các thông số hình học như hình vẽ:

Hình 3.6: Sơ đồ mối ghép cạnh âm dương

 Giải pháp ghép cạnh mộng thẳng

Các thanh gỗ sau khi đã gia công đúng kích thước chiềư dài, và có hình dạng chữ nhật thì chúng ta tiếp tục gia công bằng cách phay suốt chiều cạnh một thân mộng thẳng và cạnh kia một rãnh mộng thẳng tương ứng

Hình 3.7: Sơ đồ ghép cạnh mộng thẳng

Từ những cơ sở trên và dựa vào đặc điểm của nguyên liệu chúng tôi chọn một số giải pháp liên kết bằng keo dán Tuỳ vào từng trường hợp mà ta có thể áp dụng các giải pháp khác nhau Đối với nguyên liệu là dừa thì việc gia công thường gặp nhiều khó khăn, do đó nó cũng phụ thuộc vào cấu trúc sản phẩm, phụ thuộc vào đặc điểm nguyên liệu để chọn những phương án nối thanh hợp lý

3.2 Một số ảnh hưởng đến chất lượng ván ghép thanh

Quá trình nghiên cứu công nghệ sản xuất ván ghép thanh từ cây dừa muốn đạt chất lượng thì cần quan tâm đến những yếu tố ảnh hưởng tới ván ghép thanh, có

nhiều yếu tố gây ảnh hưởng tới chất lượng ván ghép thanh, tuy nhiên có hai nhân tố

cơ bản là yếu tố nguyên liệu và yếu tố công nghệ

3.2.1 Ảnh hưởng nguyên liệu đến chất lượng ván ghép thanh

Ảnh hưởng chủng loại nguyên liệu ghép

Tùy thuộc vào từng chủng loại nguyên liệu mà chúng ta xây dựng chế độ công nghệ cho phù hợp Nếu xây dựng chế độ công nghệ không phù hợp thì ảnh hưởng đến chất lượng sau này

Ảnh hưởng của độ ẩm nguyên liệu khi ghép

Độ ẩm phôi ghép là một yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ghép Nếu độ ẩm phôi ghép lớn sẽ làm giảm độ nhớt của keo do đó dể tạo màng keo không liên tục và kéo dài thời gian đống rắn của keo Ngược lại, khi dộ

ẩm phôi ghép nhỏ, gỗ sẽ hút nước của dung dịch keo làm cho nồng độ keo tăng lên dẩn đến khó trải màng keo trên bề mặt vật liệu, dẩn đến chất lượng dán dính giảm

Ảnh hưởng của chất lượng bề mặt nguyên liệu khi ghép

Trong quá trình cưa, bào cạnh thanh (ghép cạnh thanh tạo ván) có thể lưỡi dao

bị cùn, do đó bề mặt nguyên liệu dán bị mấp mô Độ mấp mô càng lớn thì khi tràng keo màng keo sẽ khôg đều ảnh hưởng đến chất lượng dán dính

3.2.2 Ảnh hưởng các yếu tố công nghệ đến chất lượng ván ghép

 Ảnh hưởng của keo dán

Trong sản xuất ván ghép thanh keo dán đóng vai trò quan trọng trong công nghệ

Keo dán chất lượng tốt thì độ bền của ván được nâng lên và ngược lại

 Ảnh hưởng của nồng độ keo

Nồng độ keo có ảnh hưởng đến chất lượng mối dán nếu nống độ của keo thấp thì độ ẩm sản phẩm sẽ cao Ngoài ra, khi nồng độ keo thấp keo dể đống rắn trước khi đưa vào ghép ván Khi nồng độ keo dán cao màng keo trải sẽ khó đồng đều trên bề mặt vật dán, vì vậy chất lượng mối dán sẽ giảm

 Ảnh hưởng của độ nhớt keo

Độ nhớt keo thể hiện nội lực keo sinh ra khi các phân tử chuyển động, nó quyết định khẳ năng thấm ướt của keo Khi độ nhớt keo phù hợp sẽ đảm bảo được màng keo liên tục và đủ mỏng, chất lượng dán dính sẽ tốt

Độ nhớt keo thấp: chứng tỏ chất lượng trùng ngưng thấp, chất lượng dán dính giảm Độ nhớt keo cao sẽ sản sinh nội lực keo lớn, dẫn đến khó trải đầu màng keo, màng keo sẽ không liên tục

 Ảnh hưởng của số lượng keo tráng

Lượng keo tráng phải tạo thành màng keo liên tục và đủ mỏng

Hiện nay việc tráng keo phụ thuộc rất nhiều vào thiết bị công nghệ tráng keo, loại keo và còn phụ thuộc vào bề mặt tráng

 Ảnh hưởng của thông số chế độ ép

Ván ghép thanh hiện nay thường dùng chế độ ép nguội Vì vậy nhiệt độ ép thường bằng với nhiệt độ môi trường

3.3 Nội dung nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Nội dung nghiên cứu

Đặc trưng quan trọng nhất của mỗi loại ván là các tính chất cơ lý của chúng, như khối lượng thể tích, độ dản nở …

Cây dừa có đặc điểm là thân thường khá thẳng, ít khuyết tật, không có tia gỗ, trên cùng một đường tròn thì tỉ trọng và kết cấu gỗ khá đồng đều nên có thể chia (từ ngoài vỏ vào ruột) ra ba phần hoặc có thể nhiều hơn theo mục đích sử dụng gỗ, có tính chất cơ lý tương đối đồng đều nhau

Qua đó chúng tôi đề xuất một số phương pháp ghép là:

 Phương án ghép 1: Ghép cùng lớp với nhau không nối đầu ghép ngược phía

Hình 3.8 Sơ đồ ghép thanh tạo ván

 Phương án ghép 2: Ghép cùng lớp với nhau không nối đầu ghép cùng phía

Hình 3.9 Sơ đồ ghép thanh tạo ván

 Phương án ghép 3: Ghép lộn xộn khác lớp với nhau không nối đầu

Hình 3.10 Sơ đồ ghép thanh tạo ván

 Phương án 4: Ghép có nối đầu cùng lớp ngược phía

Hình 3.11 Sơ đồ ghép thanh tạo ván

 Phương án 5: Ghép có nối đầu cùng lớp cùng phía

Hình 3.12 Sơ đồ ghép thanh tạo ván

 Phương án 6: Ghép có nối đầu khác lớp

Hình 3.13 Sơ đồ ghép thanh tạo ván

Phân tích ưu nhược điểm của từng phương án

 Phương án 1: tạo ván có tính chất cơ lý tốt, mặt ván đẹp, ván đảm bảo sự đồng màu, độ bền cơ học cao, không sinh ra ứng suất, ván không bị cong vênh…Nhược điểm của ván là khâu xẻ nguyên liệu phải phân loại phức tạp

 Phương án 2: ván có những tính chất, và ưu nhược điểm như phương án 1, nhưng màu sắc không đẹp vì xuất hiện chổ đậm nhạt khác nhau trên bề mặt Có tính ổn định thấp hơn, nếu để cho ván hút nước, ẩm nhiều ván có hiện tượng cong, mo

 Phương án 3: dễ thực hiện, dễ cơ giới hóa và tự động hóa Nhược điểm là sinh ra ứng suất, ván dễ cong mo, độ bền không cao

 Phương án 4: độ bền cơ học khá cao Ván có những ưu điểm như phương

án 1 nhưng cần phải nối đầu tốn thời gian cũng như tăng chi phí

 Phương án 5: ván có những tính chất tương tự phương án 4 Nhưng củng như phương án 2 màu sắc không đẹp vì xuất hiện chổ đậm nhạt khác nhau của bề mặt Có tính ổn định thấp hơn, nếu để cho ván hút nước, ẩm nhiều ván có hiện tượng cong, mo

 Phương án 6: là phương pháp ván có độ bền cơ học kém nhất Ván có tính thiếu ổn định nhất, do sự không đồng đều trong nguyên liệu như khối lượng thể tích, độ co rút… nên ván dễ cong, mo, sinh ra ứng suất nội tại lớn

Qua quá trình tìm hiểu nguyên liệu và các phương pháp ghép thanh chúng tôi nhận thấy phương pháp 1 và 2 là hiệu quả nhất, tùy theo từng mục đích sử dụng mà lựa chọn phương án 1 hoặc phương án 2 Nhưng khi lựa chọn phương án 2 thì phải chú ý có các biện pháp cách ẩm Trong đề tài này chúng tôi do không đủ điều kiện dung biện pháp kỹ thuật cách ẩm nên chúng tôi lựa chọn phương án 1

Muốn có ván ghép thanh tốt thì các tính chất của nó phải đảm bảo, vì vậy nội dung nghiên cứu công nghệ sản xuất ván ghép thanh từ cây dừa, và ứng dụng

phương pháp quy hoặch thực nghiệm nhằm kiểm tra, đánh giá các tiêu chí chất lượng của ván ghép thanh sau khi sản xuất thử

Các thông số cần kiểm tra

 Khối lượng thể tích ván

 Độ ẩm ván

 Độ hút nước của ván

 Độ trương nở của ván

 Giới hạn bền kéo trượt của ván

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi nghiên cứu và nhận xét, kết luận các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ván ghép

 Ảnh hưởng lượng keo dán (g/m2)

 Ảnh hưởng của thời gian ép (phút / tấm)

 Ảnh hưởng của vị trí trên thân cây đến chất lượng ván

3.3.2 Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình nghiên cứu việc chọn các phương pháp nghiên cứu có ý nghĩa rất quan trọng nó ảnh hưởng đến quá trình thí nghiệm và kết quả thí nghiệm vì vậy việc chọn phương pháp nghiên cứu là rất cần thiết

Hiện nay có nhiều phương pháp để lựa chọn cho quá trình nghiên cứu thí nghiệm, nhưng có hai phương pháp phổ biến là phương pháp cổ điển và phương pháp thực nghiệm

3.3.2.1 Phương pháp cổ điển (phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên)

Giả sử ta có n yếu tố cần nghiên cứu, ta cho yếu tố x1 thay đổi và cố định các yếu tố x2,x3,…,xn,tiếp theo các yếu tố x2 thay đổi và cố định yếu tố x1, x2, x3,…, xn, tiếp theo lại cho yếu tố x3 thay đổi và cố định các yếu tố x1, x2, x3,…, xn Cứ như thế

ta thu được nhiều giá trị độc lập tương ứng, đó là phương pháp cổ điển

Phưong pháp này có ưu điểm là đơn giản dễ tiến hành thí nghiệm, xử lý số liệu dễ dàng Nhưng lại có nhược điểm là kết quả thí nghiệm có độ chính xác không cao, số lần thí nghiêm lớn, tốn nhiều thời gian và chi phí, trong khi không chủ động

được quá trình thí nghiệm cũng như không thể hiện được mối quan hệ giữa các yếu

xử lý số liệu nhận được

Phương pháp này có ưu điểm là thí nghiệm dễ tiến hành, đối tượng nghiên cứu đa dạng, chỉ quan tâm các yếu tố đầu vào và các yếu tố đầu ra Ngoài ra còn có thể khống chế các yếu tố đầu vào và giảm sự ảnh hưởng các yếu tố khác tác động đến, số lần thí nghiệm ít Với phương pháp thực nghiệm này, các thông số ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu được dự kiến biến đổi đồng thời Vì vậy còn gọi là phương pháp hoạch định thí nghiệm nhiều yếu tố

Nhược điểm của phương pháp này là việc tính toán khá phức tạp, nhưng chúng ta có thể tính toán được với sự hỗ trợ của máy vi tính

Chúng tôi lựa chọn phương pháp quy hoạch thực nghiệm cho quá trình nghiên cứu của mình

Các thông số như sau:

Bảng 3.1: Biến thiên các yếu tố công nghệ

Yếu tố công nghệ Kí hiệu

Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm

Kiểm tra xử lý kết quả của mẩu theo phương pháp xử lý thống kê để loại bỏ thông số thô

 Phương pháp xác định : cân – đo

 Mẫu được trên cưa đĩa cắt ngang

 Sau đó dùng kích thước kẹp có độ chính xác 0.1 mm để đo kích thước ba chiều : L x B x S

 Dùng cân điện tử có độ chình xác 0.001g để cân mẩu (chúng tôi dùng cân ở phòng thí nghiệm khoa Lâm Nghiệp)

 Số lượng mẩu thử : 3 mẩu/1 tấm ván lấy giá trị trung bình

 Đo chiều dày các điểm rồi lấy giá trị trung bình

 khối lượng thể tích ván tiến hành theo công thức:

)/(l b t





Trong đó:

m khối lượng mẩu (gr)

l chiều dài mẫu (cm)

b chiều rộng mẫu (cm)

t chiều dày mẫu (cm)

 Độ hút nước, trương nở thể tích của ván

Mẩu được cắt theo kích thước : LxBxS = 100 x 100 x S

 Dùng thước kẹp có độ chính xác 0.1 mm để đo kích thước mẫu, dùng ống thủy để đo nhiệt độ phòng thí nghiệm khoa Lâm Nghiệp đo nhiệt độ nước:23oC

 Số lượng mẫu : 3 mẫu/1 tấm mỗi loại ván chúng tôi tiến hành thử trên 3 tấm sau đó chúng tôi tiến hành lấy giá trị trung bình

 Mẫu thử được ngâm chìm trong nước ở nhiệt độ 23oC sau 24 giờ vớt ra đem cân lại, đo độ trương nở

 Phương pháp thí nghiệm : cân – đo

 Độ trương nở tính theo công thức :

1 1 2

V V V

