NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÁN DĂM SỬ DỤNG CHẤT KẾT DÍNH CELLULOSE VI KHUẨNNGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÁN DĂM SỬ DỤNG CHẤT KẾT DÍNH CELLULOSE VI KHUẨN
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH
… Y Z …
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG NHU
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÁN DĂM SỬ DỤNG CHẤT KẾT DÍNH
CELLULOSE VI KHUẨN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT
Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 06/2010
Trang 2BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH
… Y Z …
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG NHU
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
Trang 3LÝ LỊCH CÁ NHÂN
Họ và tên: Nguyễn Thị Phương Nhu
Sinh ngày 14 tháng 8 năm 1984 tại huyện Đăk-Pơ tỉnh Gia Lai Con Ông Nguyễn Dinh và bà Lê Thị Kính
Tốt nghiệp tú tài tại Trường Trung học Phổ thông Quang Trung, Tỉnh Gia Lai năm 2002
Tốt nghiệp Đại học ngành Chế Biến Lâm sản hệ chính quy tại Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh năm 2006
Sau đó làm việc tại Công ty TNHH Thiên Nam, Tỉnh Bình Định với chức
vụ là nhân viên kinh doanh
Từ tháng 9 năm 2007 theo học Cao học ngành: Kỹ thuật máy, thiết bị và công nghệ gỗ, giấy tại Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Tình trạng gia đình: độc thân
Địa chỉ liên lạc: 43/5A – Điện Biên Phủ – Phường 15 – Quận Bình Thạnh – Tp Hồ Chí Minh
Điện thoại: 0905012702
Email: tidieu148@yahoo.com
Trang 4LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và
chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào
Nguyễn Thị Phương Nhu
Trang 5LỜI CẢM ƠN
Trân trọng cảm ơn quý thầy cô trong Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, Phòng Đào tạo sau Đại học và quý Phòng ban đã giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện đề tài
Trân trọng cảm ơn Ban Chủ nhiệm Khoa Lâm nghiệp, quý thầy cô trong
Bộ môn Chế biến lâm sản đã tạo điều kiện thuận lợi trong thời gian học tập và đã giúp đỡ về cơ sở vật chất và thông tin tư liệu
Trân trọng cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của GVHD: TS Hoàng Thị Thanh Hương
Trân trọng cảm ơn PGS.TS Đặng Đình Bôi, PGS.TS Hồ Xuân Các, PGS.TS Hứa Thị Huần, TS Phạm Ngọc Nam, TS Hoàng Xuân Niên, PGS Phạm Thành Hổ đã giúp đỡ tôi về phương pháp nghiên cứu và truyền đạt những kiến thức quý báu
Trân trọng cảm ơn công ty TNHH Kiến Sáng, cùng toàn thể bạn bè đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn
Qua đây cũng xin được gửi lời cảm ơn tới gia đình tôi Đã động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn
Trang 6TÓM TẮT
Đề tài “ Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm sử dụng chất kết dính Cellulose vi khuẩn” được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Chế biến lâm sản, Khoa Lâm nghiệp trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 4 đến tháng 10 năm 2009 Kết quả như sau:
1 Cellulose vi khuẩn là một loại cellulose sinh học có thể bị phân hủy hoàn toàn và là nguồn năng lượng có thể phục hồi Cellulose vi khuẩn có khả năng kết dính với các phần tử dăm để tạo nên các sản phẩm ván dăm thân thiện với môi trường
2 Tìm ra được phương trình tương quan biểu diễn sự phụ thuộc của độ bền uốn tĩnh (Y2-1), độ bền kéo vuông góc (Y2-2), lực bám đinh vít (Y2-3) và độ trương nở theo chiều dày ván dăm (Y2-4) vào nhiệt độ ép, tỷ lệ chất kết dính
BC và thời gian ép với hàm bậc hai như sau:
Hàm phương trình tương quan của độ bền uốn tĩnh
Y2-1 = 110,256 + 15,805X1 + 8,138X2 + 18,455X3 + 6,375X2X3 – 9,65X12 – 13,739X22 – 10,965X32
Giải bài toán tối ưu khi Y2-1 max, với điều kiện ràng buộc của X1, X2, X3 (-1,68
≤ Xi ≤ 1,68; i = 1,3) Kết quả tối ưu đạt được: Y2-1 = 128,05 khi nhiệt độ ép là 168,190C; tỷ lệ chất kết dính BC là 77,64%; thời gian ép là 44,97 phút
Hàm phương trình tương quan của độ bền kéo vuông góc
Y2-2 = 2,52 + 0,115X1 + 0,03X2 + 0,108X3 + 0,163X2X3 – 0,118X22 – 0,125X32Giải bài toán tối ưu khi Y2-2 max, với điều kiện ràng buộc của X1, X2, X3 (-1,68 ≤ Xi ≤ 1,68; i = 1,3) Kết quả tối ưu đạt được: Y2-2 = 2,775 khi nhiệt độ ép là 176,80C; tỷ lệ chất kết dính BC là 78,85%; thời gian ép là 44,56 phút
Hàm phương trình tương quan của lực bám đinh vít
Y2-3 = 87,282 + 6,373X1 + 1,804X2 + 7,259X3 + 3,645X1X2 – 2,66X1X3 +1,575X2X3 – 4,87X22 – 4,905X32
Trang 7Giải bài toán tối ưu khi Y2-3 max, với điều kiện ràng buộc của X1, X2, X3 1,68 ≤ Xi ≤ 1,68; i = 1,3) Kết quả tối ưu đạt được: Y2-3 = 93,349 khi nhiệt độ ép là 170,780C; tỷ lệ chất kết dính BC là 78,39%; thời gian ép là 42,78 phút
(- Hàm phương trình tương quan của độ trương nở chiều dày
Y2-4 = 19,823 – 0,312X1 + 0,568X2 – 0,373X3 – 0,191X12 – 0,641X22 – 0,29X32 Giải bài toán tối ưu khi Y2-4 min, với điều kiện ràng buộc của X1, X2, X3 (-1,68 ≤ Xi ≤ 1,68; i = 1,3) Kết quả tối ưu đạt được: Y2-4 = 14,55 khi nhiệt độ ép là 176,80C; tỷ lệ chất kết dính BC là 78,87%; thời gian ép là 48,4 phút
3 Giải phương trình Y chung theo điều kiền ràng buộc X1, X2, X3 và điều kiện hai hàm lực bám đinh vít và tỷ lệ trương nở chiều dày Với: Lực bám đinh vít Nmax (88,06 ≤ Y2-3 ≤ 93,349); tỷ lệ trương nở chiều dày Tsmin (12,454 ≤ Y2-4
≤ 20,04) cho kết quả các giá trị tối ưu : X1 = 0,673 (ứng với T = 166,730C) ;
+ Độ trương nở chiều dày : Ts = 18,85 (%)
4 Đề xuất công nghệ sản xuất ván dăm sử dụng chất kết dính Cellulose vi khuẩn
Trang 8SUMMARY
The Thesis “Study of the Particle board producting technology using the bacterium cellulose adhesive” is carried out at the laboratory of Forestry Product Processing Branch, the Forestry Department of the University of Agriculture and Forestry Ho Chi Minh city from April to September of the year 2009 Resul as following:
1 Bacterium cellulose is biological cellulose which is completely disintegrated and is a recoverable energy Bacterium cellulose has ability to stick together with timber chip elements to create Particle board which is friendly with environment
2 The interrelation equation that shows out the dependence of the static bending durability (Y2-1), the endurance square corners (Y2-2), nail holding intensity (Y2-3), the bloom of the thick of Particle board (Y2-4) on the pressure temperature, the rate between glue-chips and pressure time as below:
*The interrelation equation functions of static bending durability
Y2-1 = 110,256 + 15,805X1 + 8,138X2 + 18,455X3 + 6,375X2X3 – 9,654X12 – 13,739X22 – 10,965X32
The equation is optimal when Y2-1 Æ max, with the bind condition of X1, X2, X3 1,68 ≤ Xi ≤ 1,68; i = 1,3) The optimal result is: Y2-1 = 128,048 when the pressure temperature reached 168,190C and the glue BC rate is 77,64% with time of press is 44,97 minutes
(-*The interrelation equation functions of endurance square corners
Y2-2 = 2,52 + 0,115X1 + 0,03X2 + 0,108X3 + 0,163X2X3 – 0,118X22 – 0,125X32
The equation is optimal when Y2-2 Æ max, with the bind condition of X1, X2, X3 1,68 ≤ Xi ≤ 1,68; i = 1,3) The optimal result is: Y2-2 = 2,775 when the pressure temperature reached 176,80C and the glue BC rate is 78,85% with time of press is 44,56 minutes
(-*The interrelation equation functions of nail holding intensity
Trang 9Y2-3 = 87,282 + 6,373X1 + 1,804X2 + 7,259X3 + 3,645X1X2 – 2,66X1X3 +1,575X2X3 – 4,87X22 – 4,905X32
The equation is optimal when Y2-3 Æ max, with the bind condition of X1, X2, X3 1,68 ≤ Xi ≤ 1,68; i = 1,3) The optimal result is: Y2-3 = 93,349 when the pressure temperature reached 170,780C and the glue BC rate is 78,39% with time of press is 42,78 minutes
(-*The interrelation equation functions of bloom of the thick of chipboard
Y2-4 = 19,823 – 0,312X1 + 0,569X2 – 0,373X3 – 0,191X12 – 0,64X22 – 0,29X32 The equation is optimal when Y2-4 Æ min, with the bind condition of X1, X2, X3 (-1,68 ≤ Xi ≤ 1,68; i = 1,3) The optimal result is: Y2-3 = 14,552 when the pressure temperature reached 176,80C and the glue BC rate is 78,867% with time of press is 48,4 minutes
The general Y equation is solved follow the bind condition of X1, X2, X3 and the conditions of the two functions nail holding intensity and bloom of the thick of Particle board With nail holding intensity (Nmax) is (88,06 ≤ Y2-3 ≤ 93,349) and the rate of bloom of the thick of Particle board (Tsmin) is (12,454 ≤ Y2-4 ≤ 20,04), the optimal result is X1 = 0,673 (corresponding with T = 166,730C) ; X2 = 0,58 (corresponding with K = 77,9%) and X3 = 1,13 (corresponding with τ = 45,65 minutes)
With above technology parameters, the Particle board quality is reached:
The static bending durability: σut = 127,648 (kG/cm2)
The endurance square corners: σkéo = 2,644 (kG/cm2)
The nail holding intensity: N = 93,349 (KG) = 952,16 (N)
The bloom of the thick of chipboard: Ts = 18,85 (%)
3 Putting forward technology process of producing Particle board using bacterium cellulose
Trang 10MỤC LỤC
CHƯƠNG TRANG
Trang tựa
Trang Chuẩn Y i
Lý Lịch Cá Nhân ii
Lời Cam đoan iii
Lời cảm ơn iv
Tóm tắt v
Mục lục vi
Danh sách các chữ viết tắt vii
Danh sách các hình viii
Danh sách các bảng ix
1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1.1 Đặt vấn đề 1
1.2 Tính cấp thiết của đề tài 3
1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 4
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4
1.5 Phạm vi nghiên cứu của đề tài 5
2 TỔNG QUAN 6
2.1 Tổng quan tình hình sản xuất ván nhân tạo trên thế giới và ở Việt Nam 6
2.2 Tình hình nghiên cứu ván dăm trên thế giới và Việt Nam 10
2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 9
2.2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 11
2.3 Tổng quan tình hình sử dụng keo dán trong sản xuất ván nhân tạo 14
2.4 Tổng quan về chất kết dính cellulose vi khuẩn (BC) 19
2.4.1 Đặc điểm BC 19
2.4.1.1 Đặc tính cấu trúc 19
2.4.1.2 Tính chất lý hóa 19
Trang 112.4.2 Nguồn vi khuẩn sản xuất BC 21
2.4.3 Nguồn nguyên liệu cho quá trình lên men sản xuất BC 22
2.4.4 Sự hình thành và dự đoán trử lượng keo BC 22
2.4.5 Ứng dụng sinh khối A.xylinum làm tác nhân kết dính 24
2.5 Cơ sở lý thuyết tạo ván dăm 26
2.5.1 Khảo sát các chỉ tiêu về nguyên liệu dăm gỗ 28
2.5.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ván dăm 31
2.5.2.1 Những yếu tố thuộc về vật liệu 31
2.5.2.2 Những yếu tố công nghệ 36
2.6 Các thuyết liên kết của keo và gỗ 37
3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42
3.1 Nội dung nghiên cứu của đề tài 42
3.2 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 42
3.2.1 Vật liệu nghiên cứu 42
3.2.2 Phương pháp nghiên cứu 44
3.2.2.1 Giới hạn các thông số nghiên cứu 45
3.2.2.2 Mô hình thí nghiệm 46
3.2.2.3 Quy hoạch thực nghiệm 47
3.2.2.4 Phân tích đánh giá mô hình hồi quy bậc hai 50
3.2.2.5 Phương pháp xác định tính chất của ván 52
4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 55
4.1 Kết quả nội dung thí nghiệm ép ván dăm sử dụng chất kết dính BC 55
4.2 Kết quả nghiên cứu thí nghiệm ván dăm sử dụng chất kết dính BC 56
4.2.1 Xử lý kết quả thí nghiệm ở mô hình bậc nhất 57
4.2.2 Xử lý kết quả thí nghiệm ở mô hình bậc hai 59
4.2.3 Phân tích kết quả thí nghiệm ở mô hình bậc hai 61
4.2.4 Kết quả xác định các thông số công nghệ tối ưu 69
4.3 Thảo luận kết quả nghiên cứu 71
4.4 Đề xuất quy trình công nghệ sản xuất ván dăm 73
5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79
Trang 125.1 Kết luận 79
5.2 Kiến nghị 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO 82
PHỤ LỤC 86
Trang 13DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ts – Độ trương nở theo chiều dày (%)
ANOVA – Phân tích phương sai
Ftính – Giá trị F tính theo tiêu chuẩn Fisher
Fbảng – Giá trị F tra bảng theo tiêu chuẩn Fisher
R – Hệ số tương quan
n – Số thí nghiệm lặp lại
ГOCT – Tiêu chuẩn quốc gia Liên Xô cũ
Y1-1 – Hàm phương trình tương quan bậc nhất độ bền uốn tĩnh dạng mã hóa
Y1-2 – Hàm phương trình tương quan bậc nhất độ bền kéo vuông góc dạng mã hóa Y1-3 – Hàm phương trình tương quan bậc nhất lực bám đinh vít dạng mã hóa
Y1-4 – Hàm phương trình tương quan bậc nhất độ trương nở chiều dày dạng mã hóa
Y2-1 – Hàm phương trình tương quan bậc hai độ bền uốn tĩnh dạng mã hóa
Y2-2 – Hàm phương trình tương quan bậc hai độ bền kéo vuông góc dạng mã hóa Y2-3 – Hàm phương trình tương quan bậc hai lực bám đinh vít dạng mã hóa
Y2-4 – Hàm phương trình tương quan bậc hai độ trương nở chiều dày dạng mã hóa Δσut – Hàm phương trình tương quan độ bền uốn tĩnh dạng thực
Trang 14Δσkeo – Hàm phương trình tương quan độ bền kéo vuông góc dạng thực
ΔN – Hàm phương trình tương quan lực bám đinh vít dạng thực
ΔTs – Hàm phương trình tương quan tỷ lệ trương nở chiều dày dạng thực
Trang 15DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG TRANG Bảng 2.1 Tình hình sản xuất gỗ xẻ và một số ván nhân tạo trên thế giới 6
Bảng 2.2 Sản lượng ván dăm trên thế giới năm 2008 7
Bảng 2.4 Khả năng chịu lực của sản phẩm kết dính bằng phương pháp
Bảng 2.5 Khả năng chịu lực của một số sản phẩm kết dính bằng bột BC 25
Bảng 2.6 Ảnh hưởng của độ ẩm gỗ đối với chất lượng dăm và cường độ
của ván dăm 28
Bảng 2.7 Kích thước dăm sử dụng trong sản xuất ván dăm 33
Bảng 2.8 Ảnh hưởng của kích thước dăm đến độ bền ván 33
Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật của dăm công nghệ 41
Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật của chất kết dính cellulose vi khuẩn 42
Bảng 3.3 Các yếu tố tác động và miền biến động thí nghiệm 47
Bảng 3.4 Ma trận kế hoạch thực nghiệm bậc nhất 37
Bảng 3.5 Ma trận kế hoạch thực nghiệm bậc hai 48
Bảng 4.1 Kết quả thí nghiệm sản xuất ván dăm sử dụng chất kết dính BC 56
Bảng 4.2 Kết qủa xác định các chỉ tiêu cơ, lý ván dăm sử dụng chất kết
Trang 16DANH MỤC CÁC HÌNH
HÌNH TRANG Hình 2.1 Cấu trúc của bacterial cellulose và plant cellulose 19
Hình 2.2 Mối quan hệ giữa khối lượng thể tích và ứng suất của ván 31
Hình 2.3 Cấu trúc của dãy dài cellulose kết dính nhau 39
Hình 3.2 Mô hình thí nghiệm nghiên cứu công nghệ sản xuất ván
dăm sử dụng chất kết dính BC 46
Hình 3.3 Sơ đồ lấy mẫu thí nghiệm trên tấm ván dăm gỗ 51
Hình 3.4 Sơ đồ vị trí kiểm tra chiều dày mẫu thử khối lượng thể tích ván
dăm 51
Hình 3.5 Sơ đồ mẫu thử độ bền kéo vuông góc bề mặt ván dăm 52
Hình 3.6 Sơ đồ mẫu thử độ bền uốn tĩnh ván dăm 53
Hình 4.1 Biểu đồ ép ván dăm 54
Hình 4.2 Đồ thị ảnh hưởng của các hệ số hồi quy tới hàm Y2-1 dạng mã hóa 61
Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn quan hệ X1 – X2 – Y1 dạng không gian 3 chiều 61
Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn quan hệ X1 – X3 – Y1 dạng không gian 3 chiều 62
Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn quan hệ X2 – X3 – Y1 dạng không gian 3 chiều 62
Hình 4.6 Đồ thị ảnh hưởng của các hệ số hồi quy tới hàm Y2-2 dạng mã hóa 63
Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn quan hệ X1 – X2 – Y2 dạng không gian 3 chiều 63
Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn quan hệ X1 – X3 – Y2 dạng không gian 3 chiều 64
Hình 4.9 Đồ thị biểu diễn quan hệ X2 – X3 – Y3 dạng không gian 3 chiều 64
Hình 4.10 Đồ thị ảnh hưởng của các hệ số hồi quy tới hàm Y2-3 dạng mã
Hình 4.11 Đồ thị biểu diễn quan hệ X1 – X2 – Y3 dạng không gian 3 chiều 65
Hình 4.12 Đồ thị biểu diễn quan hệ X1 – X3 – Y3 dạng không gian 3 chiều 66
Hình 4.13 Đồ thị biểu diễn quan hệ X2 – X3 – Y3 dạng không gian 3 chiều 66
Trang 17Hình 4.14 Đồ thị ảnh hưởng của các hệ số hồi quy tới hàm Y2-4 dạng mã
Hình 4.15 Đồ thị biểu diễn quan hệ X1 – X2 – Y4 dạng không gian 3 chiều 67 Hình 4.16 Đồ thị biểu diễn quan hệ X1 – X3 – Y4 dạng không gian 3 chiều 68 Hình 4.17 Đồ thị biểu diễn quan hệ X2 – X3 – Y4 dạng không gian 3 chiều 68
Hình 4.18 Công nghệ sản xuất ván dăm sử dụng chất kết dính BC 73
Trang 18Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay, những tiến bộ khoa học kỹ thuật đang được ứng dụng rộng rãi vào đời sống tinh thần cũng như vật chất của mỗi con người Chính những sự phát triển này đã đặt ra những đòi hỏi nhằm đảm bảo khả năng ứng dụng một cách có hiệu quả nhất, các sản phẩm thân thiện với môi trường và đặc biệt không gây nguy hại cho người sử dụng
Ván nhân tạo ra đời giải quyết tốt nhu cầu sử dụng của con người, những sản phẩm đòi hỏi những tấm ván lớn với khối lượng thể tích và kích thước theo yêu cầu sử dụng, ít bị nấm mốc mối mọt tấn công,…Ván nhân tạo ra đời là một bước ngoặt lớn trong việc giải quyết tốt vấn đề nguyên liệu gỗ rừng trồng ngày càng bị cạn kiệt bởi nhiều nguyên nhân khác nhau như: Chặt phá rừng bừa bãi, khai thác không đi đôi với bảo vệ và phục hồi, do thiên tai, hạn hán, nhu cầu lương thực tăng không ngừng, do đó nhiều diện tích rừng bị biến mất để nhường chỗ cho việc gieo trồng những loại cây lương thực Thêm vào đó, nạn cháy rừng xảy ra ở tất cả các châu lục làm cho diện tích rừng ở trên thế giới ngày càng thu hẹp, khả năng cung cấp gỗ cho rừng tự nhiên ngày càng giảm xuống Việt nam cũng không nằm ngoài quy luật đó, theo kết quả sơ bộ điều tra dân số của Tổng cục thống kê, tính đến 0 giờ ngày 1/4/2009, dân số của Việt Nam là khoảng 86 triệu người Như vậy nếu bình quân mỗi người sử dụng 0,05 m3 gỗ/năm (mức bình quân thấp nhất của nhiều quốc gia), thì nhu cầu sử dụng gỗ đòi hỏi ít nhất là 4,3 triệu m3/năm – một khối lượng vuợt quá khả năng cung ứng rừng tự nhiên hiện nay của nước ta
Tập trung củng cố, phát triển công nghệ sản xuất ván nhân tạo nói chung
và công nghệ sản xuất ván dăm nói riêng đang là mục tiêu quan trọng trong chiến
Trang 19lược phát triển ngành chế biến gỗ nước ta, nhằm tháo gỡ những thiếu hụt về nguyên liệu gỗ hiện nay, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội để xây dựng, phát triển bền vững nền kinh tế và môi sinh của đất nước Để thực hiện được những mục tiêu trên, phải tiến hành giải quyết đồng bộ nhiều khía cạnh từ việc lựa chọn nguyên liệu, đầu tư thiết bị, cải tiến công nghệ,…trong đó vấn đề nâng cao chất lượng sản phẩm có vai trò hết sức quan trọng và phải đi trước một bước
Ngày nay, khi khoa học đã và đang có những bước tiến bộ vượt bậc, đặc biệt trong lĩnh vực sinh học đã cho ra đời nhiều công trình nghiên cứu mang tính ứng dụng cao Phát minh về sự lên men vi sinh vật sớm được ứng dụng ở quy mô công nghiệp từ đầu thế kỷ XX và phát triển cho đến nay Sự phát minh ra tế bào
vi khuẩn Acetobacter xylinum, trong đó có cellulose vi khuẩn (BC) có khả năng
kết dính để tạo một số vật liệu có giá trị từ các phế thải nông lâm nghiệp đang dần được nghiên cứu ứng dụng
Khi ngành ván nhân tạo mới hình thành và phát triển, con người thường tận dụng tất cả những phế liệu từ các ngành công nghiệp khác, các nguồn nguyên liệu từ những khu rừng đã bị chặt phá và bỏ lại,…kết hợp với các loại chất kết dính để sản xuất ra những loại ván theo yêu cầu sử dụng Nhưng một đặc điểm cần phải đặc biệt được quan tâm, đó là các loại chất kết dính này có khả năng phát tán formaldehyde rất lớn nên có thể gây hại cho môi trường và người sử dụng mà sau này mới có những phương pháp thử để kiểm nghiệm chúng
Sản phẩm ván dăm của Việt Nam đã có từ những năm 1970, song mãi gần đây mới xuất hiện khả năng sử dụng, tiêu thụ và sản lượng ngày càng tăng trên thị trường Do đó, các cơ sở sản xuất ván dăm đang được xây dựng ở nhiều tỉnh thành của nước ta
Trước thực trạng đó, vấn đề nghiên cứu và sử dụng những chất kết dính mới không gây ô nhiễm môi trường và gây nguy hại cho người sử dụng là một hướng nghiên cứu đúng đắn cho cả mục tiêu trước mắt và lâu dài Việc nghiên cứu này phải đi trước một bước nhằm tìm ra các giải pháp công nghệ hợp lý ứng dụng vào sản xuất
Trang 20Xuất phát từ những nhận định trên bước đầu chúng tôi tiến hành nghiên
cứu đề tài: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm sử dụng chất kết dính cellulose vi khuẩn”
1.2 Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, sản xuất nhiều loại ván ép trong nước phải hạn chế do sử dụng keo phenol – formaldehyde và keo ure – formaldehyde gây độc hại 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 phẩm, 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 BC 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
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 bấp bênh 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 vật liệu dồi dào cho sản xuất các chế phẩm kết dính bằng BC
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
ra 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
Trang 21khối cellulose vi khuẩn với các loại phế liệu nông lâm nghiệp Chúng tôi nhận thấy, có thể ứng dụng sinh khối cellulose vi khuẩn làm chất kết dính mới trong công nghệ sản xuất ván nhân tạo nói chung và ván dăm nói riêng Quá trình nghiên cứu xác định các thông số công nghệ trong sản xuất ván dăm sử dụng chất kết dính cellulose vi khuẩn là một hướng đi thật sự cần thiết và cần nhanh chóng hoàn thiện quy trình
1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ hợp lý cho việc thiết lập công nghệ sản xuất ván dăm phù hợp với loại chất kết dính cellulose vi khuẩn, đáp ứng được những yêu cầu kỹ thuật của ván dăm dùng trong sản xuất hàng mộc, trang trí nội thất và trong điều kiện công nghệ sản xuất của Việt Nam
Cụ thể tìm ra các thông số công nghệ (tỷ lệ chất kết dính sử dụng, nhiệt độ
ép ván, thời gian đóng rắn của chất kết dính hợp lý), từ đó đề xuất công nghệ sản xuất ván dăm sử dụng chất kết dính BC
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học
- Nghiên cứu biopolymer BC chịu sự phân hủy sinh học làm vật liệu mới là một hướng nghiên cứu được phát triển mạnh trên thế giới có ý nghĩa quan trọng làm giảm sử dụng plastic hóa học gây ô nhiễm
- Khai thác thêm một tính chất mới của BC là vấn đề mới cần xây dựng cơ
sở khoa học cho các ứng dụng rộng hơn
- Cellulose vi khuẩn có rất nhiều ứng dụng, nhưng đây là ứng dụng đầu tiên
sử dụng làm chất kết dính trong công nghệ sản xuất ván nhân tạo
Trang 22- Các sản phẩm mới dự kiến như ván dăm, ván dán, ván sàn công nghiệp, ván ốp trần, tường kết dính bằng BC không độc, không mùi có tính cạnh tranh cao so với các sản phẩm truyền thống nên có thể xâm nhập thị trường
1.5 Phạm vi nghiên cứu của đề tài
Tuy dùng BC có thể kết dính nhiều loại phế phụ phẩm như dăm gỗ, xơ dừa, bã mía, các loại phế liệu nông nghiệp…nhưng đề tài chỉ tập trung nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm tổng hợp từ nguyên liệu gỗ rừng trồng để khẳng định khả năng kết dính của cellulose vi khuẩn
Cellulose vi khuẩn có thể được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau, với những tính chất cơ lý khác nhau Nhưng đề tài chọn loại chất kết dính cellulose vi khuẩn đã được nghiên cứu sản xuất tại trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh làm chất kết dính trong suốt quá trình nghiên cứu
Trong sản xuất ván dăm, có nhiều loại ván dăm với nhiều quy cách khác nhau, nhưng đề tài chỉ tập trung nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm ba lớp, với quy cách chiều dày được chọn là 18mm Sở dĩ chúng tôi xác định phạm vi đề tài như trên vì ván dăm 3 lớp hiện nay đang được sản xuất và sử dụng rộng rãi trên thế giới và Việt Nam, đặc biệt trong trang trí nội thất và trong sản xuất đồ mộc dân dụng
Trang 23Chương 2 TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan tình hình sản xuất ván nhân tạo trên thế giới và ở Việt Nam
Đến cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX cùng với sự phát triển của khoa học
kỹ thuật, công nghệ sản xuất ván nhân tạo ra đời Nhà máy ván dăm đầu tiên xây dựng ở Đức năm 1941 Năm 1942, ở Mỹ xây dựng nhà máy ván dăm đầu tiên thuộc công ty Farley và Loetscher, khối lượng thể tích của ván từ 0.7 – 1.8 g/cm3 Năm 1947, Ottokreibaum (người Đức) giới thiệu phương pháp sản xuất ván dăm ép đùn, phương pháp này phát triển rất mạnh ở Mỹ vào những năm 50 (Phạm Ngọc Nam, 2006)
Sau chiến tranh thế giới thứ II, đặc biệt những năm 60, khoa học kỹ thuật
và công nghệ trên thế giới phát triển mạnh mẽ, thúc đẩy công nghệ sản xuất ván dăm có những bước tiến bộ vượt bậc cả về quy mô và chất lượng Cùng với ván dăm, ván sợi đã được phát minh từ cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 Cho đến giữa thế kỷ 20 nền công nghiệp sản xuất ván sợi mới phát triển mạnh và ngày càng hoàn thiện đáp ứng yêu cầu xã hội
Bảng 2.1: Tình hình sản xuất gỗ xẻ và một số ván nhân tạo trên thế giới
dăm 50.441.500 84.818.503 87.561.219 100.647.990 106.454.830Ván sợi 20.215.627 33.554.594 40.185.146 46.357.370 52.205.193
Theo faostat.fao.org
Trang 24Trong những năm gần đây, ván dăm là loại sản phẩm chiếm tỷ trọng giá trị lớn trong sản xuất ván nhân tạo (45 – 50 tỷ USD), ván dăm được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau: nhà ở, xây dựng, đồ mộc và lĩnh vực sử dụng ngày càng rộng rãi Trên thế giới trong 15 – 20 năm gần đây có xu hướng phát triển mạnh chủng loại gỗ OSB (Oriented Strand Board) và ván sợi có khối lượng thể tích trung bình MDF (Medium Density Fibreboard) Phát triển ván nhân tạo
đã tạo ra khả năng tận dụng gỗ các loại, từ gỗ lá kim đến gỗ lá rộng, từ phế liệu
gỗ đến gỗ tạp, gỗ rừng trồng mọc nhanh, phế liệu nông nghiệp,…với khối lượng rất lớn và tỷ lệ lợi dụng nguyên liệu cao (Phạm Văn Chương, 1998)
Bảng 2.2: Sản lượng ván dăm trên toàn thế giới năm 2008
222000 m3 trong năm Đài Loan dân số trên 22 triệu người hàng năm nhập
350000 m3 ván nhân tạo Việt Nam, với dân số khoảng 86 triệu người, dự án phát
Trang 25triển sản xuất 1 triệu m3 ván nhân tạo vào năm 2010, so với các nước lân cận vẫn
là một chỉ tiêu khiêm tốn (Phạm Văn Chương, 1998)
Quốc gia tiêu dùng khối lượng ván nhân tạo lớn nhất là Mỹ (chiếm 33% khối lượng tiêu dùng toàn thế giới), Liên Xô (chiếm 10%),…
Hiện nay Trung Quốc đã trở thành nước sản xuất MDF lớn nhất Châu Á: năm 2001 Trung Quốc có 189 nhà máy MDF tổng công suất 5.422.000 m3; năm
2005 có 259 nhà máy tổng công suất 15.364.000 m3; tăng 18,3%; đến năm 2008 sản lượng của Trung Quốc đạt 19.970.00 m3 chiếm 31,6% sản lượng toàn thế giới (Phạm Văn Chương, 1998)
Ván dăm được phát triển rộng rãi ở tất cả các châu lục, mạnh nhất ở Châu
Âu, kế đến là Châu Á, Bắc Mỹ Năm 2001 toàn thế giới có 719 nhà máy, tổng công suất 81.972.000 m3, năm 2005 có 733 nhà máy tổng công suất 85.844.000
m3; tăng 4,7% (Hoàng Tiến Đượng, 2001)
Ván gỗ dán là loại ván nhân tạo đang trong giai đoạn được phát triển nhưng đôi khi cũng đã bị con người lãng quên Sản lượng ván gỗ dán đã tăng từ
44 triệu m3 (năm 1985) lên gần 60 triệu m3 (năm 2005) tăng 36,3% Trên thị trường thế giới ván gỗ dán có khối lượng buôn bán là 20 triệu m3/năm, chỉ sau ván dăm Từ giữa những năm 1990, Brazil đã trở thành nhà sản xuất và xuất khẩu chính về ván gỗ dán trên thế giới, chiếm hơn 60% công suất toàn thế giới (Bùi Văn Ái, 2007)
Ván sàn công nghiệp có dán mặt trên cơ sở phát triển công dụng của MDF hứa hẹn tương lai phát triển mạnh mẽ: năm 2000 sản lượng toàn thế giới là 350 triệu m3, năm 2004 đã đạt 600 triệu m3 (Phạm Văn Chương, 1998)
Qua đây nhận thấy, những nhân tố ảnh hưởng đến việc phát triển sản xuất ván nhân tạo trên toàn thế giới:
Nền kinh tế Châu Á đang trên đà phát triển hưng thịnh, đặc biệt là nền kinh tế Trung Quốc thời gian qua việc xây dựng nhà máy phát triển mạnh
mẽ, sản lượng đồ mộc tăng 7 – 10%; bên cạnh đó việc xây dựng nhà cửa ở Hàn Quốc bùng nổ (lên tới mức 700.000 căn hộ/năm) Điều đó đã thúc đẩy việc sản xuất ván nhân tạo thế giới đạt tới những đỉnh cao, đặc biệt là
Trang 26việc sản xuất ván MDF và ván dán phát triển mạnh hơn ván dăm và OSB Việc sản xuất ván sàn công nghiệp trên cơ sở ván MDF có dán mặt đã góp phần đẩy mạnh sản xuất ván MDF
Âu Châu và Hoa Kỳ đã cố gắng cân bằng cung cầu về ván nhân tạo (đặc biệt là ván MDF và ván dăm) trên cơ sở đóng cửa các dây chuyền nhà máy cũ kỹ kém hiệu quả Chuyển dịch đầu tư từ Tây Âu sang Đông Đức,
Ba Lan, Nga,…
Ở Việt Nam, công nghiệp chế biến gỗ chậm phát triển và vẫn còn ở trình
độ thấp so với thế giới Sản phẩm chủ yếu gồm đồ gỗ gia dụng, hàng thủ công
mỹ nghệ, gỗ xây dựng cơ bản,…
Tuy nhiên, ngành chế biến gỗ Việt Nam đang phát triển với tốc độ rất nhanh trong những năm gần đây, vươn lên là một trong 7 mặt hàng đem lại kim ngạch xuất khẩu hàng gỗ chế biến lớn nhất ở khu vực Đông Nam Á Theo Hội
mỹ nghệ và chế biến gỗ Tp Hcm (HAWA), hiện cả nước có khoảng 2.600 doanh nghiệp chế biến gỗ với năng lực chế biến 2,2 – 2,5 triệu mét khối gỗ tròn mỗi năm, trong đó có 450 công ty chuyên sản xuất xuất khẩu (120 công ty chuyên sản xuất hàng ngoài trời và 330 công ty sản xuất hàng nội thất)
Những nước sản xuất ván dăm nhiều trên thế giới là: Malaysia, Việt Nam, New Zealand, Thái Lan, Úc Nơi sản xuất ván dăm lớn nhất Việt Nam hiện nay
là Nhà máy Ván dăm Thái Nguyên, với công suất thiết kế 16.500 m3 sản phẩm/năm, được áp dụng hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001-2000; trang bị công nghệ hiện đại, sản phẩm xuất xưởng có độ dày từ 8mm đến 32 mm
Hiện tại, hầu hết các sản phẩm gỗ ván ép của Việt Nam cũng như Đông Nam Á không xuất khẩu được sang thị trường châu Âu, châu Mỹ vì chưa đáp ứng được các tiêu chuẩn về kỹ thuật Vì vậy để thúc đẩy xuất khẩu, đạt mục tiêu xuất khẩu gỗ do Chính phủ đề ra, các doanh nghiệp xuất khẩu gỗ cần tăng cường nghiên cứu công nghệ mới để ứng dụng vào sản xuất, khắc phục những nhược điểm của sản phẩm gỗ nhân tạo của Việt Nam
Trang 272.2 Tình hình nghiên cứu ván dăm trên thế giới và Việt Nam
2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Trong lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất ván nhân tạo, ván dăm đã được đề cập từ thế kỷ XIX Ý tưởng ban đầu của ông Arst Hubbar người Đức vào năm
1887, ông đã đề xuất phương án sản xuất ván dăm từ mùn cưa và keo albumin 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
Ván dăm từ nguyên liệu gỗ Vân sam và một số loại gỗ mềm khác được sản xuất theo quy mô công nghiệp vào năm 1941 tại Đức với công suất 10 tấn/năm, sử dụng keo phenol, với áp suất ép P = 80 – 100 kG/cm2, nhiệt độ ép T
= 1000C, tỷ lệ keo 8 – 10%, với hai cỡ chiều dày 4mm và 25mm, khối lượng thể tích ván từ 0,8 đến 1,1 g/cm3; độ bền uốn tĩnh của ván đạt 200 ÷ 500 kG/cm2(Trần Ngọc Thiệp và Vũ Thành Minh, 1993)
Đến năm 1948, máy ép đùn kiểu liên tục được sáng chế và đến những năm
50 của thế kỷ XX bắt đầu sản xuất máy ép nhiệt một tầng Do sản lượng keo tổng hợp được sản xuất với khối lượng ngày càng tăng dẫn đến giá thành của keo giảm đã góp phần thúc đẩy phát triển công nghiệp sản xuất ván dăm và làm cho
nó trở thành một loại ván có sản lượng cao hơn so với ván sợi và ván dán
Vào năm 1970 – 1980 các nhà khoa học Liên Xô cũ đã chế tạo ván dăm chậm cháy Ván dăm có nhiều nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng ván và đa dạng hóa nguồn nguyên vật liệu, các loại ván dăm chịu nhiệt chịu ẩm, ván dăm
có độ bền cơ học cao được ra đời từ những nghiên cứu đó Trung quốc cũng có nhiều nghiên cứu về ván dăm gỗ, ván dăm tre, dăm tre gỗ kết hợp (Trần Văn Chứ, 2001)
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 (trích dẫn bởi Bùi Văn Ái, 2007)
Trang 28Năm 1994, Wang – Sigun, 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 lệ lượng dăm tre và gỗ, dạng cấu trúc tạo ván đến một số chỉ tiêu chất lượng của 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
Năm 1996, một số nhà máy tại Mỹ đã sản xuất ván dăm từ nguyên liệu vỏ trấu Công nghệ này đã góp phần làm giảm nguy cơ cháy từ vỏ trấu và mang lại thu nhập cho người nông dân
Năm 2000, trường đại học Port Harcourt, Nigeria đã nghiên cứu sử dụng nguyên liệu là vỏ hạt điều, vỏ hạt cao su và keo dán từ vỏ hạt điều để tạo ván dăm có độ dày 12mm Các tính chất của ván được đánh giá đạt tiêu chuẩn quy định dùng trong xây dựng Độ bền uốn, tính chịu nước và hệ số dãn nở của ván đạt tốt hơn so với ván dăm thương mại thông dụng
2.2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
Công nghiệp sản xuất ván dăm ở Việt Nam ra đời muộn hơn so với các nước trên thế giới Hầu hết công nghệ sản xuất ván dăm ở Việt Nam là nhập từ nước ngoài Năm 1967, nhà máy ván dăm Việt Trì là nhà máy ván dăm đầu tiên
ở nước ta, 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, với thiết bị của Đức, sản xuất ván Okal theo phương pháp ép đùn từ nguồn nguyên liệu lấy từ dây chuyền công nghệ sản xuất ván dán
Năm 1998, nhà máy ván dăm Hiệp Hòa – Long An được xây dựng với công suất 5000 m3 sản phẩm/năm, thiết bị của Trung Quốc, ván được sản xuất từ nguyên liệu bã mía
Trang 29Năm 2003, nhà máy ván dăm Thái Nguyên được xây dựng với công suất thiết kế 16.500 m3 sản phẩm/năm, trang bị công nghệ hiện đại
Ngoài ra, hiện nay đang có nhiều nhà máy ván dăm đang được xây dựng như: ván dăm Bình Thuận Nhìn chung sản xuất ván dăm của nước ta chưa được ưa chuộng và chưa cạnh tranh được với những sản phẩm cùng loại ở nước ngoài, do vậy mức tiêu thụ còn thấp Ngay trong nước, sản phẩm ván dăm của nước ta có sức cạnh tranh kém so với các sản phẩm nhập từ Malayxia và Indonexia Để góp phần khắc phục những hạn chế này, bên cạnh việc quy hoạch
và hình thành các vùng nguyên liệu tập trung cho sản xuất công nghiệp, công tác nghiên cứu khoa học cũng cần được đẩy mạnh để nghiên cứu nâng cao chất lượng ván và đa dạng hóa nguồn nguyên vật liệu sản xuất ván dăm đáp ứng tốt hơn nhu cầu sử dụng của con người
Cùng với quá trình phát triển công nghệ sản xuất ván dăm trên thế giới và trong nước, các nhà khoa học Việt Nam đã tiếp thu và vận dụng những thành quả khoa học để ứng dụng vào điều kiện Việt Nam Nhiều đề tài nghiên cứu về ván dăm đã được thực hiện
+ Trong báo cáo “Định hướng tính chất ván dăm để sản xuất đồ mộc ở Việt Nam”, Nguyễn Trọng Nhân đã nêu, khi tạo ván dăm thí nghiệm với lượng chất kết dính lớp trong 8%, lớp ngoài 10% so với lượng dăm khô, tạo loại ván có khối lượng thể tích 739 kg/m3; độ bền uốn tĩnh đạt 124 kG/cm2; độ hút nước đạt 55,5%; độ dãn nở dày đạt 15% Nghiên cứu tương tự, với lượng chất kết dính 12% lớp trong; 14% lớp ngoài tạo ván dăm thí nghiệm có khối lượng thể tích 735 kg/m3; độ bền uốn tĩnh đạt 140 kG/cm2; độ hút nước đạt 29,5%; độ dãn nở dày đạt 7,74% (trích dẫn bởi Bùi Văn Ái, 2007)
+ Kết quả nghiên cứu của Phạm Ngọc Nam đã công bố trong luận án tiến
sỹ “Nghiên cứu cơ sở khoa học và công nghệ chế biến gỗ cao su sau trích nhựa”
từ phế liệu gỗ cao su tạo loại ván có khối lượng thể tích 0,75 g/cm3; độ bền uốn tĩnh đạt 163 kG/cm2, độ dãn nở dày đạt 11,79% (trích dẫn bởi Bùi Văn Ái, 2007) + Để nâng cao khả năng phòng chống cháy, các tác nhân phi sinh vật và sinh vật gây hại ván dăm đã có một số tác giả quan tâm nghiên cứu Trần Văn
Trang 30Chứ (2001) đã nghiên cứu tạo ván dăm chậm cháy Phạm Văn Chương (2004) nghiên cứu chống mốc cho ván dăm Tác giả đã xác định một số hỗn hợp hóa chất gồm PCP – Na, Na2B4O7 và H3PO4 có khả năng chống mốc cho ván dăm gỗ
Bồ Đề bằng cách trộn chất chống mốc với keo dán (Phạm Văn Chương và Nguyễn Hữu Quang, 2004)
+ Tác giả Hoàng Tiến Đượng (2001), Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam “Nghiên cứu tạo ván dăm chất lượng cao” Nghiên cứu tập trung sử dụng keo ure formaldehyde và chất phụ gia anhydrite axetic để làm tăng độ bền cơ học, độ hút nước và làm giảm độ trương nở của ván dăm
Nghiên cứu đa dạng hóa nguồn nguyên liệu ngoài gỗ để sản xuất ván dăm
ở trong nước cũng đã có nhiều tác giả đề cập đến:
+ Công trình nghiên cứu cọng dừa nước để tạo ván dăm đã được Nguyễn Trọng Nhân, Viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam tiến hành Đề tài được nghiệm thu năm 1997, tác giả đã đưa ra được quy trình công nghệ và một số chỉ tiêu kỹ thuật để sản xuất ván dăm từ cọng dừa nước (trích dẫn bởi Bùi Văn Ái, 2007)
+ Với đề tài “Nghiên cứu một số yếu tố của công nghệ sản xuất ván dăm
từ tre Việt Nam” tác giả Nguyễn Phan Thiết (1993), đã chỉ ra rằng các bước công nghệ sản xuất ván dăm từ tre gai có khác so với sản xuất ván dăm từ nguyên liệu
gỗ ở khâu băm dăm, trước khi băm dăm tre qua khâu chẻ theo chiều xuyên tâm Tác giả cũng đưa ra các thông số công nghệ của quá trình sản xuất ván dăm từ tre Gai: nhiệt độ ép 1400C, áp suất ép 11,5 – 12,5 kG/cm2; thời gian ép 10 phút với chiều dày ván 10mm, loại keo UF, hàm lượng keo 12% Tính chất cơ học của ván dăm tre cao hơn ván dăm từ gỗ Ứng suất uốn tĩnh đạt 394,1 kG/cm2; ứng suất kéo vuông góc đạt 6,16 kG/cm2
+ Hoàng Thị Thanh Hương (2002), đã nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm một lớp nguyên liệu từ dăm tre lồ ô kết hợp với dăm gỗ cao su Kết quả cho thấy, với tỷ lệ thích hợp dăm tre là 72,5%; dăm gỗ 27,5%; hàm lượng keo UF 11,6%; áp suất ép 13 kG/cm2 đã cho sản phẩm có độ bền uốn cao Tác giả đã đề xuất các thông số công nghệ của quá trình sản xuất và đã tiến hành sản xuất thử
Trang 31nghiệm tại xí nghiệp Tân Mai Kết quả ván dăm tre gỗ kết hợp có các tính chất
cơ học tương đương với sản phẩm ván dăm của xí nghiệp, riêng độ bền uốn tĩnh đạt cao hơn
+ Hoàng Xuân Niên (2003), đã nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván dăm từ nguyên liệu xơ dừa Từ kết quả nhận được, tác giả đã khẳng định xơ dừa đáp ứng được yêu cầu nguyên liệu sản xuất ván dăm, đã xây dựng
cơ sở lý thuyết về lực cắt và các thông số cơ bản của công nghệ sản xuất ván Ván dăm xơ dừa đáp ứng tiêu chuẩn làm nguyên liệu sản xuất đồ mộc
Nhận xét:
Từ tổng quan tình hình sản xuất và nghiên cứu ván dăm trên thế giới và ở Việt Nam cho thấy, công nghệ và thiết bị sản xuất ván dăm thông dụng đã được nghiên cứu và ổn định sản xuất với khối lượng lớn Các nghiên cứu tập trung theo hướng nâng cao chất lượng ván dăm và đa dạng hóa nguồn nguyên liệu sản xuất là chủ yếu Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, khi thay đổi nguồn nguyên liệu cho sản xuất ván dăm, đòi hỏi phải có những nghiên cứu đánh giá, điều chỉnh các thông số công nghệ như tỷ lệ keo dùng, chế độ ép,…để phù hợp với đặc điểm của từng loại nguyên vật liệu cụ thể và từng yêu cầu sử dụng ván Các công trình nghiên cứu về ván dăm đạt được có ý nghĩa lớn trong thực tiễn sản xuất, từ đó từng bước khẳng định chất lượng ván dăm Việt Nam trong khu vực và trên thế giới Tuy nhiên hướng nghiên cứu các loại chất kết dính mới có khả năng sử dụng trong công nghệ sản xuất ván dăm thì chưa được nghiên cứu nhiều Đây chính là phần hạn chế cần được khắc phục và đầu tư nghiên cứu để hoàn thiện hơn nữa công nghệ sản xuất ván dăm nói riêng ván nhân tạo nói chung
2.3 Tổng quan về hình hình sử dụng keo dán trong sản xuất ván nhân tạo
Keo dán có mặt trên nhiều lĩnh vực trong ngành kinh tế quốc dân Riêng ngành chế biến gỗ, keo dán là loại vật liệu thứ hai không thể thiếu trong hầu hết các loại sản phẩm gỗ, đặc biệt trong công nghệ sản xuất ván nhân tạo
Keo dán được chế tạo từ nhựa tổng hợp và đã được sử dụng từ rất lâu đời,
có nhiều tài liệu trên thế giới đã chứng minh loài người đã biết sử dụng keo cách
Trang 32đây từ 3000 năm trước công nguyên, thông qua việc khai quật các công trình kiến trúc cổ Ở nước ta, cho tới thế kỷ thứ XVIII keo dán vẫn chỉ hạn chế ở 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 (Hứa Thị Huần, 2004)
Đến năm 1909 nhà bác học Backeland đã chế tạo ra nhựa tổng hợp phenol formaldehyde và ứng dụng chúng để tẩm và dán gỗ Sau đại chiến thế giới thứ hai song song với sự phát triển của công nghệ ván nhân tạo, keo dán gỗ càng được phát triển mạnh và sử dụng rộng rãi, dần dần thay thế keo albumin
Hầu hết, ván dăm sử dụng cho đồ mộc và xây dựng đều dùng keo ure – formaldehyde (U - F) Do tính chịu ẩm của ván sử dụng keo U – F có hạn, cùng với xu thế sử dụng ván dăm ngoài trời, cao tầng ngày càng cao, vì thế công nghiệp sử dụng ván dăm không thể không sử dụng loại keo mới có thể chịu được
ở điều kiện khí hậu khắt khe, vì lẽ đó keo phenol – formaldehyde đóng rắn trong môi trường bazơ đã chứng minh được tính thích hợp của nó trong công nghiệp 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 (Hứa Thị Huần, 2004)
Ván dăm sản xuất bằng keo phenol – formaldehyde (P - F) đương nhiên cũng tồn tại một số nhược điểm như: thời gian ép nhiệt quá dài, giá thành cao
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), keo P – U hai thành phần ngày càng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất ván dăm Keo sử dụng nước thải sunfit (trong sản xuất bột giấy) và tanin – formaldehyde cũng được sản xuất
Ngoài keo hữu cơ ra, keo vô cơ cũng dùng làm chất kết dính trong công nghiệp gỗ Keo có nguồn gốc từ các chất vô cơ là các loại xi măng mác cao, thạch cao, thủy tinh nước chỉ được sử dụng để dán 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 sản phẩm ván dăm sử dụng keo vô cơ chỉ dùng
Trang 33trong xây dựng Các loại keo này đều có những nhược điểm nhất định nên ít được sử dụng Cụ thể:
- Keo có nguồn gốc từ động vật:
Bao gồm: keo sữa (keo casein), keo máu (keo albumin), keo xương (keo zelalin) Các loại keo này chịu nước kém, dễ bị vi sinh vật phá hủy, nhất là trong môi trường ẩm ướt, cường độ dán dính không cao Trước khi keo tổng hợp ra đời các loại keo này được dùng nhiều trong sản xuất đồ mộc
- Keo có nguồn gốc từ thực vật và các chất vô cơ:
Keo từ thực vật được sử dụng hạn chế vì không đáp ứng được các yêu cầu của công nghiệp chế biến gỗ Tính chịu nước và chịu các tác dụng của môi trường kém (trừ keo từ Sơn ta), nhóm keo này đòi hỏi lượng tráng lớn từ 400 –
500 g/m2, chủ yếu được ép ở nhiệt độ thường tối đa là 700C Thời gian từ 2 đến
48 giờ tùy thuộc từng loại keo (Hứa Thị Huần, 2004)
Căn cứ chủ yếu để chọn keo là chất lượng chống ẩm, kích thước ổn định, khả năng chịu bền lâu dài sau khi ván dăm được hình thành Nhưng nhìn từ góc
độ công nghệ thời gian ép nhiệt, áp suất…cũng có tác dụng nhất định Ngoài ra,
để ván đạt được cường độ nhất định, lượng keo sử dụng cũng không hoàn toàn giống nhau, khi chọn keo thích hợp, loại hình thiết bị cũng có tác dụng nhất định
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
Tuy nhiên, việc sử dụng các loại keo trên trong sản xuất ván dăm có ảnh hưởng xấu đến môi trường và gây nguy hại cho người sử dụng, đặc biệt là hai loại keo ure – formaldehyde và keo phenol – formaldehyde (Edimone Roffael, 1996) Khả năng phát tán formaldehyde rất lớn và được phát sinh từ các nguồn sau:
Trang 34- Khả năng hình thành formaldehyde khi sấy dăm:
Khi gỗ phân giải có khả năng lignin sẽ hình thành formaldehyde: dưới tác dụng của nhiệt sẽ hình thành axit béo mạch thẳng như: axit acetic, axit formic, những axit này có tác dụng thủy phân lignin, có thể dẫn đến lignin phân giải hình thành formaldehyde Theo Freudenberg (1928) cho rằng, dưới tác dụng của axit trong kết cấu của lignin có thể tách ra những đơn nguyên formaldehyde
Nguồn thứ hai của formaldehyde là những bụi nhỏ sinh ra trong quá trình sản xuất ván Ở một số xí nghiệp ngoài việc dùng dầu diezen còn đốt bụi từ khâu đánh nhẵn có hàm lượng keo cao Đặc biệt khi đốt bụi đánh nhẵn ván sản xuất bằng keo U – F sẽ hình thành formaldehyde Căn cứ vào kết quả kiểm tra trong khí thải của thiết bị sấy dăm dùng bụi đánh nhẵn ván làm một phần nhiên liệu thì nồng độ formaldehyde có thể đạt từ 10 – 12 mg/m3 Bụi đánh nhẵn ván sản xuất
từ keo P – F (đóng rắn trong môi trường bazơ) khi không bị đốt cháy hoàn toàn, lượng phenol thải ra cao hơn rất nhiều khi đốt dăm chưa trộn keo (Edimone Roffael, 1996)
- Formaldehyde phát tán trong quá trình sản xuất ván dăm:
Sau khi sấy dăm, tiến hành trộn keo, dăm sau khi trộn keo trải thảm và dưới tác dụng của áp suất, nhiệt độ, hình thành ván dăm 90% ván dăm tiêu thụ trên thị trường được sản xuất bằng keo U – F, loại keo này sau khi cho chất đóng rắn (tính axit) dưới tác dụng của nhiệt, xảy ra phản ứng đa tụ, keo U – F được phân theo tỷ lệ mol giữa urea và formaldehyde Sau khi kết thúc quá trình ép nhiệt, trong ván vẫn tồn tại một lượng nhỏ formaldehyde, theo thời gian lượng formaldehyde này liên tục phát tán ra môi trường xung quanh Lượng phát tán này có quan hệ với nhiều yếu tố bên ngoài như: nhiệt độ, độ ẩm của không khí và các yếu tố bên trong (loại keo, loại nguyên liệu, điều kiện sản xuất ván,…)
Nghiên cứu khảo sát ban đầu 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 sâu trong
nguyên liệu (bụi xơ dừa, bã mía) cho thấy khả năng kết dính của các phần tử rời
Trang 35rạc 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
• Kết quả đạt được
Thử nghiệm với hai phương pháp: phương pháp ngâm, nhúng nguyên liệu vào môi trường lên men sau 7 ngày len men thu sản phẩm kết dính, để khô tự nhiên, ép sản phẩm bằng máy ép thủy lực với lực ép cố định là 12 – 14 kG/cm2
và phương pháp phối trộn BC với phế liệu đã qua xử lý
Kết quả thu được cho thấy, phương pháp phối trộn BC với phế phẩm nông nghiệp và ép bằng máy thủy lực dễ thực hiện, nhanh và sản phẩm ổn định hơn
Tỷ lệ bột cellulose vi khuẩn càng cao thì các tính chất cơ lý của vật liệu càng cao
Tỷ lệ phối trộn tối thiểu giữa bột cellulose vi khuẩn so với phế liệu là 25% cho sản phẩm kết dính có các chỉ tiêu độ chịu lực tương đối cao và có thể so sánh với một số sản phẩm tương tự như ván ép (Nguyễn Thị Thúy Hương và Phạm Thành
Hổ, 2004)
Tuy nhiên, hướng nghiên cứu chưa xác định được các thông số công nghệ
ép, tỷ lệ chất kết dính sử dụng, quy trình công nghệ sản xuất,…Nên cần thiết được chọn để tiếp tục phát triển và hoàn thiện quy trình
Tuy còn nhiều nghiên cứu của nhiều tác giả về công nghệ sản xuất và các loại keo dán sử dụng trong sản xuất ván dăm chưa được trình bày ở đây nhưng cũng có thể đánh giá được rằng:
- Sản xuất ván dăm hiện nay thường dùng hai loại keo tổng hợp là ure formaldehyde và phenol formaldehyde Hai loại keo này là những loại keo gây độc hại, nên việc sử dụng chúng bị hạn chế và xu hướng giảm dần tỉ
lệ thấp
- Các nghiên cứu chưa tập trung đi sâu vào việc nghiên cứu các loại chất kết dính mới và khả năng liết kết keo – gỗ chưa được chú trọng nhiều
- Riêng về khảo sát ban đầu của nhóm nhà khoa học trường Đại học Khoa
học Tự nhiên, tuy đã khẳng định có thể sử dụng tế bào vi khuẩn A
xylinum và BC làm tác nhân kết dính mới trong sản xuất ván dăm, nhưng
chưa có một nghiên cứu cụ thể nào xác định tỷ lệ chất kết dính sử dụng,
Trang 36các thông số chế độ ép và đề xuất quy trình công nghệ sản xuất ván dăm
từ chất kết dính BC
Do vậy, việc tìm kiếm một chất kết dính mới có khả năng ứng dụng trong công nghệ sản xuất ván nhân tạo nói chung, ván dăm nói riêng đang là vấn đề cần thiết hiện nay
2.4 Tổng quan về chất kết dính cellulose vi khuẩn
2.4.1 Đặc điểm của cellulose vi khuẩn
2.4.1.1 Đặc tính cấu trúc
BC là chuỗi polymer của các nhóm glucose được nối với nhau bằng nối 1,4-glucan Các chuỗi đơn phân tử glucan liên kết với nhau bằng liên kết Van der Waals Các lớp đơn phân tử này liên kết với nhau bằng liên kết hydro tạo nên cấu trúc tiền sợi (subfibril) với chiều rộng 1,5 nm Các tiền sợi (subfibril) kết hợp với nhau tạo thành vi sợi (microfibril) Vi sợi kết hợp lại tạo thành các bó (bundle) sau đó các bó hợp lại thành các dải (ribbon) Theo Brown và ctv (1976), kích thước của các dải này là 3,2x133nm; theo Yamanaka (2000) là 4,1x177nm và bề dày là 34 nm, rộng 7080 nm (trích dẫn bởi Đinh Thị Kim Nhung, 2004)
Trang 37là cellulose I BC có khả năng giữ nước đặc biệt, trong điều kiện ngập nước, nước có thể xen vào các sợi cellulose Lớp màng cellulose có thể được tổng hợp một cách trực tiếp, vì vậy việc sản xuất các sản phẩm không cần phải qua các bước trung gian, ví dụ như bước se chỉ trong quá trình dệt hay bột giấy trong sản xuất giấy Vi khuẩn có thể tạo được các màng siêu mỏng và các sợi siêu nhỏ (Nguyễn Thị Thúy Hương và Phạm Thành Hổ, 2003)
Trong suốt quá trình nuôi cấy, chúng ta có thể kiểm soát được các đặc điểm lý học của cellulose (trọng lượng phân tử và khả năng kết tinh) bằng cách quan sát cấu trúc của chúng khi bổ sung thuốc nhuộm vào môi trường nuôi cấy hoặc tác động lên các gene có liên quan đến sự tổng hợp cellulose (Đinh Thị Kim Nhung, 2000)
BC có thể chế biến thành dạng bột bằng cách sử dụng máy nghiền hay máy đồng thể hóa truyền thống từ màng thạch trong quá trình nuôi cấy Bằng cách trộn bột BC này với các vật liệu khác ta có thể thu được các tấm composite khác nhau Những sợi vật liệu này tự nó không thể gắn kết với nhau mà là do BC
có khả năng kết dính mạnh Huyền phù bột BC nghiền có thể dùng làm chất làm cứng, chất phân tán, chất tạo nhũ, chất ổn định cho nhiều vật liệu khác nhau (Nguyễn Thị Thúy Hương và Phạm Thành Hổ, 2003)
Chung và Shyu (1999), đã nghiên cứu các tính chất của BC như độ cứng,
độ dính, độ dai và ảnh hưởng của dung dịch đường, muối và các chất gum lên tính chất của BC Các mảnh BC có độ cứng là 3,68 kg/cm2, độ cứng của miếng
BC giảm khi chúng được nhúng vào dung dịch đuờng, HM pectin,…và độ cứng tăng lên khi được nhúng vào dung dịch muối (trích dẫn bởi Nguyễn Thị Thúy Hương, 1998)
Sản phẩm của BC có một số tính chất sau:
- Độ bền hóa học, độ bền cơ học và sức căng cao
- Khả năng giữ nuớc và độ ẩm cao, do đó có thể điều chỉnh được độ xốp
- Có thể theo dõi, kiểm soát lý tính của cellulose do cấu trúc của BC có khả năng biến đổi trong quá trình nuôi cấy
Trang 38- Kiểm soát được kích thước, cấu trúc và chất lượng của cellulose (kiểm soát được C kết tinh định hình) trong quá trình nuôi cấy tạo cellulose
- BC là cellulose sinh học duy nhất được tổng hợp mà không gắn lignin, có thể dễ dàng bị phân hủy bởi một số nhóm vi sinh vật Vì vậy, BC được xem là nguồn vật liệu mới có nhiều ưu thế trong tương lai
2.4.2 Nguồn vi khuẩn sản xuất BC
Ngoài thực vật, cellulose cũng được tổng hợp bởi tảo lam (Valonia) và một vài loại vi khuẩn, chủ yếu là giống Acetobacter, Sarcina và Agrobacterium Trong đó người ta đặc biệt chú ý đến Acetobacter xylinum, một loại vi khuẩn
tổng hợp cellulose hiệu quả nhất bằng cách chuyển hóa glucose thành cellulose (tạo thành váng dày trên cơ chất) (Nguyễn Thị Thúy Hương, 1998)
Giống Cấu trúc cellulose
-Acetobacter -Achromobacter -Aerobacter -Agrobacterium -Alcaligenes -Pseudomonas -Rhizobium -Sarcina -Zoogloea
-Là các dải celllulose -Thớ, sợi cellulose -Thớ, sợi cellulose -Sợi ngắn
-Thớ, sợi cellulose -Sợi không tách biệt -Sợi ngắn
-Sợi vô định hình -Chưa xác định rõ cấu trúc
Trang 39cellulose của các giống vi sinh vật khác nhau có trạng thái kết tinh khác nhau, do
đó có độ bền, độ hòa tan trong dung môi và độ chịu lực khác nhau
2.4.3 Nguồn nguyên liệu cho quá trình lên men sản xuất BC
2.4.3.1 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
2.4.3.2 Môi trường nước mía
Với hàm lượng chất dinh dưỡng cao, nước 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 thăm dò ban đầu chỉ dừng lại ở mức phối trộn nước dừa và nước mía
2.4.3.3 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
2.4.4 Sự hình thành và dự đoán trử lượng chất kết dính BC
2.4.4.1 Sự hình thành chất kết dính BC
• Hình thành chất kết dính trong sản xuất công nghiệp
Chất kết dính 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 xay
Trang 40nhuyễn thành dạng lỏng (paste) Sau đó trộn chung hỗn hợp này với các nguyên liệu như keo hóa học
• Hình thành chất kết dính trong phòng thí nghiệm
- Nuôi cấy bề mặt trong các khay nhựa với các điều kiện theo 2 cách sau: + 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 sản phẩm để hình thành lớp màng ở giữa khối sản phẩm 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 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
1994, Indonesia xuất khẩu được 102 triệu USD sản phẩm đường từ mật hoa dừa
Ở Philippine, 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 200.000 ha, 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 (38.000 ha), 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