KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẤY GỖ CĂM XE INDONESIA TẠI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN LÂM SẢN, GIẤY VÀ BỘT GIẤY TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Wa Kộ ẩm tương đối của gỗ % Dcb, D0, Dkk Khối lượng thể tích cơ bản, khô kiệt, khô trong không khí g/cm3 tk , tư Nhiệt độ nhiệt kế khô và nhiệt độ nhiệt kế ướt 0C Δt Chênh lệch nhiệt độ

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

****************

DƯƠNG VŨ ĐIỆP

KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẤY GỖ CĂM XE INDONESIA TẠI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN LÂM SẢN, GIẤY VÀ BỘT GIẤY TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CHẾ BIẾN LÂM SẢN

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 07/ 2011

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

****************

DƯƠNG VŨ ĐIỆP

KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẤY GỖ CĂM XE INDONESIA TẠI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN LÂM SẢN, GIẤY VÀ BỘT GIẤY TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Ngành :Chế Biến Lâm Sản

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn : PGS.TS ĐẶNG ĐÌNH BÔI

Thành phố Hồ Chí Minh

Tháng 07/ 2011

CẢM TẠ

Với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô bộ môn Chế Biến Lâm Sản, khoa Lâm Nghiệp trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh và gia đình, bạn bè tôi

đã hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Tôi xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến :

● Ba mẹ và các thành viên trong gia đình đã luôn động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi suốt thời gian qua

● Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm, quý thầy cô trong trường, đặc biệt là quý thầy cô trong khoa Lâm Nghiệp đã tận tình dìu dắt và truyền đạt cho tôi những kiến thức hữu ích trong suốt khóa học

● Thầy PGS TS Đặng Đình Bôi đã hết lòng hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp này

● Thầy Hoàng Văn Hòa và tập thể kỹ sư, nhân viên Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản, Giấy và Bột giấy trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình giúp đỡ tôi trong thời gian thực tập làm khóa luận tốt nghiệp này

● Tất cả các bạn bè thân hữu đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập tại trường và thực hiện luận văn tốt nghiệp này

Dương Vũ Điệp

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Khảo sát công nghệ sấy gỗ căm xe Indonesia tại Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản, Giấy và Bột giấy trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh” được thực hiện từ ngày 22 tháng 2 năm 2011 đến ngày 20 tháng 7 năm 2011 tại Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản, Giấy và Bột giấy trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh

Xưởng nghiên cứu và thực hành sấy tại Trung tâm gồm có 11 lò sấy hơi nước với ba kích cỡ khác nhau Các lò được cung cấp nhiệt bởi 1 nồi hơi đốt bằng phoi bào với công suất 1000kg hơi/giờ thông qua một ống dẫn chính bằng thép đi đến các ống nhỏ hơn và phân bố đến giàn gia nhiệt

Gỗ căm xe có tên khoa học là Xylia Xylocarpa được nhập khẩu với số lượng

lớn hàng năm nhằm phục vụ cho ngành chế biến gỗ nước ta Theo thống kê của tổng cục hải quan thì khối lượng nhập khẩu gỗ căm xe có xu hướng tăng mạnh từ năm 2008 đến nay

Trong thời gian làm đề tài nghiên cứu tại Trung tâm, tôi đã khảo sát quy trình sấy 8 mẻ sấy gỗ căm xe được nhập khẩu từ Indonesia (căm xe Indo) với 2 quy cách chiều dày là 47 mm và 57 mm Với kết quả về chất lượng gỗ sấy và thời gian sấy trên từng mẻ sấy, đồng thời cùng với việc theo dõi quá trình diễn biến độ ẩm và khuyết tật trong quá trình sấy, tôi tiến hành đánh giá và lựa chọn nhằm đề xuất chế

độ sấy hợp lý cho hai nhóm quy cách gỗ sấy có chiều dày 47 mm và 57 mm

MỤC LỤC

TRANG

TRANG TỰA i

CẢM TẠ ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH x

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.2.1 Đối tượng nghiên cứu 2

1.2.2 Phạm vi nghiên cứu 2

1.3 Mục tiêu và mục đích đề tài 3

1.3.1 Mục đích đề tài 3

1.3.2 Mục tiêu đề tài 3

Chương 2 TỔNG QUAN 4

2.1 Giới thiệu Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản Giấy và bột giấy trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh 4

2.1.1 Hoạt động của trung tâm 4

2.1.2 Xưởng nghiên cứu và thực hành sấy 5

2.2 Tổng quan nghiên cứu 5

2.2.1 Các loại gỗ sấy tại Trung tâm 5

2.2.2 Loại lò và phương pháp sấy tại Trung tâm 6

2.2.3 Quy trình sấy tại Trung tâm 7

2.2.4 Tổng quan về sấy gỗ căm xe Indo 8

2.3 Cơ sở lý thuyết về công nghệ sấy gỗ bằng phương pháp sấy quy chuẩn 10

2.3.1 Các khái niệm cơ bản 10

2.3.1.1 Độ ẩm tương đối của gỗ 10

2.3.1.2 Độ ẩm tuyệt đối của gỗ 11

2.3.1.3 Độ ẩm thăng bằng của gỗ 12

2.3.1.4 Dốc sấy 13

2.3.2 Bản chất của quá trình sấy gỗ 13

2.3.2.1 Khái niệm sấy gỗ 13

2.3.2.2 Quá trình khô của gỗ 14

2.3.2.3 Cơ chế sấy gỗ 14

2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất thời gian sấy 17

2.3.3.1 Loại gỗ và khối lượng riêng của gỗ 17

2.3.3.2 Ảnh hưởng kích thước gỗ 18

2.3.3.3 Ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu 18

2.3.3.4 Ảnh hưởng của tốc độ môi trường sấy 18

2.3.4 Ứng suất, nguyên nhân sản sinh ứng suất và các dạng khuyết tật trong khi sấy 19

2.4.4.1 Ứng suất, nguyên nhân sản sinh ứng suất 19

2.4.4.2 Các dạng khuyết tật trong khi sấy 20

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

3.1 Nội dung khảo sát 22

3.2 Phương pháp nghiên cứu 23

3.2.1 Phương pháp: 23

3.2.2 Thiết bị 25

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26

4.1 Khảo sát sơ bộ về thiết bị sấy 26

4.1.1 Cấu tạo sơ bộ lò sấy 26

4.1.2 Hệ thống điều khiển phục vụ quá trình sấy tại Trung tâm 27

4.2 Khảo sát chất lượng ban đầu của nguyên liệu gỗ căm xe Indo 28

4.2.1 Đánh giá tình trạng ban đầu của gỗ khi nhập về 28

4.2.2 Kiểm tra độ ẩm ban đầu của nguyên liệu gỗ trước khi đưa vào sấy 28

4.2.3 Xác định các khuyết tật của gỗ trước khi đưa vào sấy 29

4.2.3.1 Khuyết tật tự nhiên 29

4.2.3.2 Khuyết tật do quá trình gia công 29

4.3 Kết quả khảo sát trình tự các bước thực hiện quá trình sấy gỗ căm xe Indo tại Trung tâm 30

4.3.1 Tổ chức hong phơi đối với gỗ chưa đưa vào sấy ngay được nhằm giảm độ ẩm của gỗ 30

4.3.2 Kiểm tra lò sấy, bố trí sắp xếp gỗ vào lò 30

4.3.3 Theo dõi quá trình sấy 31

4.3.3.1 Theo dõi nhiệt độ sấy 31

4.3.3.2 Theo dõi sự chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt 32

4.3.3.3 Theo dõi độ ẩm gỗ sấy 32

4.3.3.4 Theo dõi thời gian sấy 32

4.3.3.5 Theo dõi chất lượng sấy 33

4.4 Kết quả quá trình sấy và tính toán tỷ lệ khuyết tật gỗ sấy 33

4.4.1 Kết quả các mẻ sấy thực tế tại trung tâm 33

4.5 Kiểm tra các chỉ tiêu của gỗ 42

4.5.1 Kiểm tra ứng suất của gỗ 42

4.5.2 Kiểm tra khuyết tật sấy, nguyên nhân và cách xử lý 43

4.5.2.1 Kiểm tra khuyết tật sau khi sấy 43

4.5.2.2 Khuyết tật gỗ và phương pháp khắc phục 44

4.6 So sánh chế độ sấy gỗ căm xe Indo với một vài loại gỗ tiêu biểu tại Trung tâm như Săng mã, Dái ngựa, sồi … 45

4.7 Nhận xét: 45

4.7.1 Phân tích sơ bộ về quy trình sấy gỗ căm xe Indo 45

4.6.2 Đề xuất quy trình sấy gỗ căm xe Indo 46

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 48

5.1 Kết luận 48

5.2 Đề nghị 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

Wa Kộ ẩm tương đối của gỗ %

Dcb, D0, Dkk Khối lượng thể tích cơ bản, khô kiệt, khô trong không khí g/cm3

tk , tư Nhiệt độ nhiệt kế khô và nhiệt độ nhiệt kế ướt 0C

Δt Chênh lệch nhiệt độ 0C

T Nhiệt độ thực đo được trong lò sấy 0C

G Khối lượng gỗ tươi kg

G0 Khối lượng gỗ khô kiệt kg

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ

Bảng 4.1: Bảng tổng hợp kết quả khảo sát thiết bị lò sấy 27

Bảng 4.2: Độ ẩm gỗ tươi trước khi đưa vào sấy 28

Bảng 4.3 : Bảng tổng hợp 8 mẻ sấy gỗ căm xe Indo tại Trung tâm 40

Bảng 4.4 : Bảng tổng hợp 8 mẻ sấy gỗ căm xe Indo tại Trung tâm 41

Bảng 4.5: Chế độ sấy gỗ đề xuất dành cho gỗ căm xe Indo độ ẩm 60 % 46

BIỂU ĐỒ TRANG Biểu đồ 4.1: Biểu đồ theo dõi mẻ sấy thứ 1 34

Biểu đồ 4.2: Biểu đồ theo dõi mẻ sấy thứ 2 35

Biểu đồ 4.3: Biểu đồ theo dõi mẻ sấy thứ 3 36

Biểu đồ 4.4: Biểu đồ theo dõi mẻ sấy thứ 4 37

Biểu đồ 4.5: Biểu đồ theo dõi mẻ sấy thứ 5 37

Biểu đồ 4.6: Biểu đồ theo dõi mẻ sấy thứ 6 38

Biểu đồ 4.7: Biểu đồ theo dõi mẻ sấy thứ 7 39

Biểu đồ 4.8: Biểu đồ theo dõi mẻ sấy thứ 8 40

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Lò sấy hơi nước tại Trung tâm 6

Hình 2.2: Gỗ căm xe Indo chờ xẻ 9

Hình 2.3: Biểu đồ thể hiện quá trình thăng bằng ẩm độ của gỗ [2] 12

Hình 4.1 :Vị trí thanh kê khi xếp gỗ vào lò 31

Hình 4.2 : Thanh gỗ được cắt theo chiều dày của thanh 42

Hình 4.3 : Gỗ bị cong do sự thoát ẩm không đồng đều 43

Hình 4.4 : Cách đánh dấu và đo chiều dài vết nứt sâu của gỗ sấy 44

Hình 5.1: Sử dụng tấm chắn chuyển để ngăn gió đi trực tiếp từ bộ phận tản nhiệt đến quạt 49

Hình 5.2 : Thay đổi cách xếp gỗ nhằm giảm thiểu khoảng không ở mặt trên của đống gỗ hoặc để chắn đường lưu chuyển của không khí ở trần lò sấy và đỉnh của đống gỗ 50

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, nhu cầu sử dụng sản phẩm mộc đối vời đời sống con người ngày càng lớn, lợi nhuận từ ngành chế biến gỗ mỗi ngày một tăng trưởng và trở thành ngành đóng góp lớn vào sự phát triển kinh tế của đất nước Ngày càng có nhiều chủng loại gỗ với nhiều tính năng và giá trị kinh tế cao được sử dụng để đáp ứng nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng Nhưng trước khi gỗ được đưa đến tay người tiêu dùng thì phải trải qua nhiều công đoạn kỹ thuật quan trọng, một trong những công đoạn quan trọng đó chính là sấy gỗ

Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản, Giấy và Bột giấy trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh nằm tại khu phố 6, phường Linh Trung, Thủ Đức được thành lập năm 2003 nhằm phục vụ nghiên cứu trong lĩnh vực trên Ngoài

ra Trung tâm còn có Xưởng nghiên cứu và thực hành sấy dành cho việc nghiên cứu thực tập của giáo viên, sinh viên đồng thời là một Xưởng sấy gia công nên có rất nhiều công ty xí nghiệp đặt hang gỗ sấy với nhiều chủng loại và quy cách kích thước bề dày khác nhau Hiện nay loại gỗ chủ yếu Trung tâm đang gia công sấy là căm xe, xoan đào, dái ngựa, xăng mã, chò chỉ….là những loại gỗ có giá trị cao về kinh tế

Gỗ căm xe có tên khoa học là Xylia Xylocarpa được nhập khẩu với số lượng lớn hàng năm nhằm phục vụ cho ngành chế biến gỗ nước ta Theo thống kê của tổng cục hải quan thì từ năm 2008 đến nay khối lượng nhập khẩu gỗ căm xe tăng mạnh, cụ thể là 4 tháng đầu năm 2008 lượng gỗ căm xe nhập khẩu đạt hơn 71 nghìn

m3 với kim ngạch trên 27 triệu USD, bằng 4,3 lần về lượng và 4,8 lần về trị giá so với cùng kỳ năm 2007

Nhưng căm xe là loại gỗ khó sấy, hiện nay chưa có một bài viết nào nghiên cứu về chế độ sấy gỗ này, các quy trình và công nghệ sấy hầu hết dựa vào kinh nghiệm thực tế mà có nên vẫn còn tình trạng áp dụng chế độ sấy chưa hợp lý làm cho gỗ sau khi ra lò sẽ mất đi tính chất cơ lý và gây ra các khuyết tật ảnh hưởng đến quá trình gia công chế biến và tổn thất về kinh tế Vì vậy, điều bức thiết được đặt ra

là tìm ra chế độ sấy hợp lý dành cho gỗ căm xe để có thể cho ra lò những mẻ gỗ sấy tốt hơn, chất lượng hơn

Với thực trạng trên, được sự phân công của Khoa Lâm Nghiệp – Bộ Môn Chế Biến Lâm Sản và sự đồng ý của Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản, Giấy

và Bột giấy trường Đại học nông lâm thành phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS.Đặng Đình Bôi, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài : “ Khảo sát công nghệ sấy gỗ căm xe Indonesia tại Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản, Giấy và Bột giấy trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh ”

1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là gỗ căm xe Indonesia ( căm xe Indo )với quy cách chiều dày s = 47 mm và 57 mm Thiết bị sấy là loại lò sấy hơi nước với phương pháp sấy được áp dụng là phương pháp sấy quy chuẩn

1.2.2 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài chủ yếu khảo sát công nghệ sấy gỗ căm xe Indo tại Trung tâm Cụ thể cần tìm hiểu một số thông số như độ ẩm gỗ trước khi sấy, độ ẩm gỗ sau khi sấy, nhiệt độ sấy, thời gian sấy, cách vận hành và điều chỉnh các thông số của chế độ sấy làm sao đạt yêu cầu độ ẩm 12 ± 2 % để hạn chế khuyết tật sấy và rút ngắn thời gian sấy, sản phẩm gỗ sau khi sấy có thể đáp ứng tốt nhu cầu sản phẩm đồ mộc

1.3 Mục tiêu và mục đích đề tài

1.3.1 Mục đích đề tài

Mục đích của nghiên cứu này là nhằm tìm ra những ưu điểm và mặt hạn chế trong một số khâu của công nghệ sấy gỗ căm xe và đề xuất biện pháp khắc phục làm cơ sở cải thiện chế độ sấy căm xe tại Trung tâm

1.3.2 Mục tiêu đề tài

Để đạt được mục đích đã đề ra ở trên, chúng tôi tập trung vào các mục tiêu sau:

• Khảo sát thiết bị sấy hiện đang sử dụng tại trung tâm

• Khảo sát sơ bộ chất lượng ban đầu của gỗ căm xe Indo

• Khảo sát công nghệ sấy gỗ căm xe Indo tại Trung tâm như : Kỹ thuật xếp và bố trí gỗ xẻ trong lò, kỹ thuật điều hành chế độ sấy ở các giai đoạn làm nóng, sấy ròng và xử lý, kỹ thuật xử lý cuối và ra lò

• So sánh và phân tích đề xuất giải pháp hoàn thiện công nghệ sấy gỗ căm xe Indo tại Trung tâm

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Giới thiệu Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản Giấy và bột giấy trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

2.1.1 Hoạt động của trung tâm

Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản, Giấy và bột giấy thuộc trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, được thành lập năm 2003 nhằm tăng cường năng lực nghiên cứu trong lĩnh vực Chế biến lâm sản - Giấy & Bột giấy

Trung tâm hoạt động với các hoạt động chính sau: Nghiên cứu cơ bản trong lĩnh vực gỗ, vật liệu gỗ và các cây có sợi, và ứng dụng công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực Chế biến lâm sản, Giấy & Bột giấy Nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật, các công nghệ tối ưu sử dụng trong ngành Chế biến lâm sản và ngành giấy.Sản xuất thử nghiệm trên cơ sở các kết quả nghiên cứu Đồng thời hướng dẫn sinh viên chuyên ngành Chế biến lâm sản và ngành Giấy - Bột giấy thực tập và nghiên cứu

Bên cạnh đó, trung tâm còn cung cấp một số dịch vụ khoa học, kĩ thuật và công nghệ như: Thông tin tư vấn và chuyển giao công nghệ cho các tổ chức và xí nghiệp Đào tạo, huấn luyện các khóa ngắn hạn từ 1 tuần đến 1 tháng cho các chuyên ngành như kỹ nghệ mộc máy (Wood machining), kỹ nghệ trang sức đồ mộc (Finishing), kỹ nghệ sấy gỗ (Kiln drying), thiết kế sản phẩm mộc nội thất (Interior design) và quản lý sản xuất (Wood production management for team leaders) Bên cạnh đó, Trung tâm cũng nhận đào tạo theo hợp đồng cho các tổ chức và xí nghiệp theo các yêu cầu chuyên biệt, Ngoài ra Trung tâm còn tổ chức Hội nghị - Hội thảo khoa học trong lĩnh vực Chế biến lâm sản, Giấy & Bột giấy hướng dẫn các cơ sở

sản xuất sử dụng tối ưu nguồn nguyên liệu, kiểm định tính chất gỗ, định danh gỗ và vật liệu gỗ, đánh giá chất lượng các loại hàng từ lâm sản, Giấy và Bột giấy và nhận sấy gỗ gia công cho các công ty, xí nghiệp

2.1.2 Xưởng nghiên cứu và thực hành sấy

Xưởng nghiên cứu và thực hành sấy ra đời vào giữa năm 2009 nhằm đáp ứng nhu cầu nghiên cứu, thực tập, áp dụng kĩ thuật sấy cho sinh viên và các tổ chức, tập thể, cá nhân có nhu cầu Với đội ngũ kĩ thuật viên có kinh nghiệm bao gồm 4 kĩ thuật viên và khoảng 15 công nhân trong đó chủ yếu là sinh viên thực tập

Xưởng có 11 lò sấy hơi nước với 3 kích cỡ lò khác nhau như sau : 5 lò cỡ lớn với kích thước xếp gỗ là 2.8 x 4 x 7.1 m , 4 lò cỡ trung bình với kích thước xếp gỗ

là 2.8 x 4 x 6.5 m, 2 lò cỡ nhỏ với kích thước với kích thước xếp gỗ là 2.8 x 4 x 4

m Các lò được cung cấp nhiệt bởi 1 nồi hơi đốt bằng phoi bào với công suất 1000

kg hơi/giờ Ngoài ra Trung tâm còn có khu hong phơi có kích thước 15 x 60 m cùng với 2 kho chứa gỗ sấy có kích thước 15 x 30 m và 15 x 60 m

Xưởng cũng cộng tác với một số công ty để nghiên cứu và ứng dụng các kỹ thuật sấy mới và bước đầu đã có những thành công, sấy được một số loại gỗ khó sấy như gỗ căm xe, sồi, chiêu liêu, gõ đỏ, cà chích, nghiên cứu thành công quy trình khử mùi formandehit trong ván MDF, ván dăm

2.2 Tổng quan nghiên cứu

2.2.1 Các loại gỗ sấy tại Trung tâm

Trung tâm nhận gia công sấy một số loại gỗ chủ yếu như căm xe, chò chỉ, sồi, xoan đào, dái ngựa… Các loại gỗ này được đem đến Trung tâm bằng container, sau đó được xếp thành nhiều đống gỗ theo quy cách và phân loại gỗ nhằm chuẩn bị hong phơi

Sau khi hong phơi một thời gian, gỗ đạt được độ ẩm tương đối thích hợp được đem xếp vào lò sấy, mỗi lò xếp theo một loại gỗ và quy cách nhất định để dễ

căn chỉnh, điều tiết nhiệt độ sấy trong lò giúp cho quá trình sấy gỗ đạt kết quả tốt hơn

2.2.2 Loại lò và phương pháp sấy tại Trung tâm

a) Loại lò sấy

Lò sấy tại Trung tâm là lò sấy hơi nước với 3 loại kích cỡ khác nhau, tùy thuộc vào từng loại gỗ và số lượng mà ta chọn lò sấy cho phù hợp với điều kiện mẻ sấy

Hình 2.1: Lò sấy hơi nước tại Trung tâm

b) Phương pháp sấy

Phương pháp sấy được áp dụng ở đây là phương pháp sấy quy chuẩn còn gọi

là sấy gián tiếp Đây là phương pháp sấy mà gỗ được gia nhiệt thông qua môi

trường sấy, tức là nguồn nhiệt sẽ cung cấp nhiệt (gia nhiệt) cho môi trường sấy và

gỗ nằm trong môi trường sấy sẽ được môi trường sấy làm nóng lên thông qua hiện tượng truyền nhiệt và nhờ nguồn nhiệt được hấp thụ ấy sẽ thực hiện quá trình bay hơi và làm cho gỗ khô dần đi Môi trường sấy được sử dụng ở đây chủ yếu là không khí – Một loại môi trường có sẵn trong tự nhiên xung quanh chúng ta

Nguyên lý cơ bản của phương pháp sấy này là khi thay đổi trạng thái của môi trường sấy sẽ làm thay đổi tốc độ khô của vật liệu sấy (gỗ) và việc thay đổi trạng thái của môi trường sấy sẽ được điều tiết thông qua quá trình gia nhiệt, quá trình hỗn hợp khí và qua đó điều tiết được quá trình khô của gỗ phù hợp với từng loại gỗ và quy cách sấy gỗ Phương pháp sấy này là một phương pháp sấy chủ đạo trong ngành sấy gỗ hiện nay do những ưu điểm như giá đầu tư thấp, có thể áp dụng được nhiều nguồn nhiên liệu để cung cấp nhiệt cho quá trình sấy, dễ vận hành, có thể áp dụng và phối hợp với một số thiết bị tự động để cơ giới hoá, tự động hoá được Ngoài ra, giá thành của 1m3 gỗ sấy tương đối thấp và có thể áp dụng sấy được hầu hết cho các loại gỗ sấy Nhưng ngược lại thì chất lượng gỗ sấy không cao và chênh lệch độ ẩm giữa các vị trí trong lò còn lớn

2.2.3 Quy trình sấy tại Trung tâm

Quy trình sấy một mẻ sấy tại Trung tâm gồm 6 giai đoạn như sau :

Giai đoạn 1 là khởi động lò sấy Khi đã xếp gỗ và hoàn thành khâu kiểm tra

kĩ thuật, ta tiến hành đóng cửa lò sấy lại bằng hệ thống nâng hạ cửa và vận hành thiệt bị lò sấy theo trình tự Sau đó ta đóng cầu dao điện ở tủ điện và điều chỉnh nhiệt độ tại nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt theo ý muốn thông qua hệ thống van điện

từ Kế đến ta đóng hệ thống thoát ẩm, khởi động hệ thống gia nhiệt và hệ thống phun ẩm

Giai đoạn 2 là làm nóng dần gỗ để đưa nhiệt độ gỗ trước khi sấy lên nhiệt độ sấy trong khoảng thời gian nhất định nhằm mục đích không cho gỗ thoát ẩm để hạn chế nứt đầu gỗ, nứt mặt gỗ và biến cứng bề mặt gỗ Không khí nóng được đưa đến cung cấp năng lượng cho lò sấy và toàn bộ lô gỗ đồng thời tăng ẩm và gia nhiệt nhanh cho môi trường sấy và gỗ Để tiến hành trước tiên ta đóng kín hệ thống thoát

ẩm, tăng cường cung cấp hơi nước vào thiết bị gia nhiệt Kế đến ta mở toàn bộ hệ

thống van phun ẩm và phải thường xuyên xả nước ngưng tụ bằng hệ thống van tay

và ống nước

Giai đoạn 3 là giai đoạn sấy Nhiệm vụ chủ yếu của giai đoạn này nhằm làm

giảm độ ẩm của gỗ sấy, không làm tăng độ ẩm của môi trường sấy cung cấp nhiệt

cho quá trình sấy Trước tiên ta điều chỉnh van điện từ phun ẩm tự động theo chế

độ, mở toàn bộ hệ thống phun ẩm của lò sấy Sau đó ta cho hệ thống gia nhiệt tiếp tục hoạt động thông qua van điện từ cấp hơi nóng vào lò Đồng thời điều tiết trạng thái môi trường sấy bằng hệ thống van điện từ thông qua các thông số kĩ thuật của

môi trường sấy hiển thị trên nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt

Giai đoạn 4 là xử lý giữa chừng và xử lý cuối nhằm cân bằng độ ẩm và triệt tiêu ứng suất trong gỗ, để ổn định kích thước gỗ Ta tiến hành đóng toàn bộ hệ thống thoát ẩm, cho hệ thống phun ẩm và hệ thống gia nhiệt hoạt động

Giai đoạn 5 là giai đoạn làm nguội Mục đích của giai đoạn này làm giảm nhiệt độ lò sấy và độ ẩm môi trường làm nguội dần gỗ sấy tránh xuất hiện ứng suất trong gỗ khi đột ngột giảm độ ẩm Trước tiên ta mở hệ thống cửa thoát ẩm và đóng toàn bộ hệ thống phun ẩm Sau đó ta tắt hệ thống gia nhiệt, ngưng cung cấp nhiệt vò

lò sấy và tiếp tục cho hệ thống quạt hoạt động cho đến khi nhiệt độ lò về giá trị ≈ 38

2.2.4 Tổng quan về sấy gỗ căm xe Indo

Gỗ căm xe Indo có tên khoa học là Xylia Xylocarpa, tên thương mại là

Pyinkad, tên đồng nghĩa Pygeumapogeumendl, thuộc họ thực vật Mimosoideae, nhóm II

Hình 2.2: Gỗ căm xe Indo chờ xẻ

a) Đặc điểm cấu tạo gỗ

Gỗ có giác lõi phân biệt, giác màu nâu vàng, lõi màu nâu đỏ hay có những thớ thẫm xen kẽ Nhìn dưới kính lúp vòng sinh trưởng trên mặt cắt ngang qua mật

độ lỗ mạch khác nhau dễ nhận biết, thường có khoảng cách 3cm, bề mặt bóng dầu

có tích tụ tinh thể

Gỗ có lỗ mạch trung bình đến lớn, đường kính trung bình 320µm, hình bầu dục, phân tán Phần lớn là lỗ mạch đơn, đôi khi cũng có lỗ mạch dây xuyên tâm và nhóm lỗ mạch xuyên tâm, thường chứa gôm, mật độ 8 lỗ/mm2, phần lớn đều hơn khoảng cách giửa 2 tia, có vách ngăn nằm nghiêng, tấm xuyên mạch đơn Nhu mô trên mặt cắt ngang tụ hợp thành vòng đến hình cánh quanh mạch với phần mở rộng

và ngắn Cũng có khi nhu mô có hình cánh nối tiếp và dãy băng xa mạch bao quanh các ống dẫn nhựa gôm cạnh tranh ranh giới vòng tăng trưởng Tia gỗ đồng tính trên mặt cắt ngang hẹp, bề rộng 1-2 hàng tế bào Trên mặt tiếp tuyến tia gỗ không xếp thành tầng, chiều cao 5-13 tế bào, mật độ 16 tia/mm theo phương tiếp tuyến Sợi gỗ trên mặt cắt ngang không xếp thành hàng xuyên tâm, dạng tròn, vách trung bình, chiều dài sợi 750 µm Ống dẫn gôm có đường kính khoảng 1/3 đường kính lỗ mạch b) Đặc điểm hình thái và sinh học

Cây gỗ lớn, cao trên 30m, đường kính có thể tới 1,2 m Thân tròn thẳng, có bạnh vè lớn, lúc nhỏ cây thường cong queo Vỏ màu nâu vàng hoặc xám đỏ Lá kép

lông chim 2 lần, có 1 đôi cuống cấp 2 Hoa nhỏ lưỡng tính, hoa tự hình cầu Tràng hoa màu vàng, hợp gốc, cánh tràng hình dải, quả đậu hóa gỗ, hình lưỡi liềm Khi chín quả tự nứt Hệ rễ phát triển từ lúc cây còn nhỏ Cây ưa sáng, ưa đất cát, tầng đất sâu dày Sinh trưởng chậm, rụng lá về mùa khô Cây căm xe thường được trồng

ở Ấn Độ và Đông Nam Á như Campuchia, Myanma, Indonesia, và ở Việt Nam thì phân bố chủ yếu ở Trung Bộ và Nam Bộ, thường gặp trong các kiểu rừng nhiệt đới

ẩm

c) Tính chất vật lý và cơ học của gỗ

Gỗ căm xe rất cứng , nặng d = 1,00 g/cm3, độ co rút trung bình Ứng suất nén

và uốn rất lớn vì vậy gỗ có khả năng chống nấm, côn trùng, hà rất tốt nhưng đồng thời cũng khó gia công, không bóc lạng được vì làm cho công cụ cắt gọt chóng

mòn

d) Giá trị sử dụng gỗ

Gỗ căm xe cứng và nặng, dùng làm gỗ xây dựng rất tốt đối với những yêu cầu chịu lực cũng như ngoài trời, kể cả dưới nước, dùng trong công nghiệp đóng tàu, tà vẹt và các bộ phận chi tiết máy Ngoài ra màu gỗ đẹp và thớ gỗ mịn có thể dùng làm ván sàn, các chi tiết chân bàn, chân ghế, tay ghế trong các sản phẩm mộc cao cấp

2.3 Cơ sở lý thuyết về công nghệ sấy gỗ bằng phương pháp sấy quy chuẩn 2.3.1 Các khái niệm cơ bản

2.3.1.1 Độ ẩm tương đối của gỗ

Độ ẩm tương đối của gỗ là hàm lượng nước chứa trong gỗ qui về một đơn vị

khối lượng gỗ tươi và tính bằng công thức:

( 0) 100 %

G

G G

(2.1)

Trong đó :

G: Khối lượng gỗ tươi (kg)

G0 : Khối lượng gỗ khô kiệt (kg)

Độ ẩm tương đối của gỗ biến thiên từ (0 – 100%) Giữa trọng lượng gỗ khô kiệt G0 và độ ẩm tương đối của gỗ có thể biểu diễn dưới dạng khác:

(2.2)

Trong đó:

Wa: độ ẩm gỗ tương đối (%).

Nếu khối lượng gỗ tươi trước lúc sấy là G1 và có độ ẩm là Wa1.Sau khi sấy

gỗ khô đi, khối lượng gỗ lúc bấy giờ là G2 và tương ứng với độ ẩm là Wa2 Dựa vào trọng lượng gỗ khô kiệt trước và sau lúc sấy luôn luôn không đổi ta dẫn đến công thức sau:

G0 = G1 (1 - Wa1) = G2 (1 – Wa2) (2.3)

Ta suy ra:

)1

)1

(

2

1 1

2

a

a W

W G

G

−

−

=Trong quá trình sấy khối lượng của thanh gỗ giảm dần do gỗ khô đi Bằng cách cân đo ta xác định được giá trị của G2 ở thời điểm ta muốn theo dõi độ ẩm của

gỗ sấy Sau đó áp dụng vào công thức ta sẽ xác định được giá trị độ ẩm tại thời điểm kiểm tra

2.3.1.2 Độ ẩm tuyệt đối của gỗ

Độ ẩm tuyệt đối của gỗ là hàm lượng nước trong gỗ quy về một đơn vị trọng lượng gỗ khô kiệt và tính bằng công thức:

(2.4)

Trong đó:

G: Khối lượng gỗ tươi

G0: Khối lượng gỗ khô kiệt

Trong thực tế người ta hay dùng khái niệm độ ẩm này và khi nói đến độ ẩm của gỗ, tức là nói đến độ ẩm tuyệt đối của gỗ Tuy nhiên trong kỹ thuật sấy gỗ khái niệm độ ẩm tương đối cũng sử dụng khá nhiều

Độ ẩm tuyệt đối của gỗ biến thiên từ 0→ ∞ Giữa khối lượng khô kiệt và

độ ẩm tuyệt đối có mối liên hệ sau:

) 1

G

2.3.1.3 Độ ẩm thăng bằng của gỗ

Nếu để trong môi trường không khí có nhiệt độ và độ ẩm không đổi (0 %<ϕ

<100%) hai mẫu gỗ: Một mẫu có độ ẩm lớn hơn 20% và một mẫu có độ ẩm khoảng 0% Trong quá trình quan sát theo dõi sẽ thấy mẫu gỗ có độ ẩm cao dần dần khô đi

và mẫu gỗ khô bị ẩm dần lên Quá trình đó gọi là quá trình cân bằng ẩm độ của gỗ Nhưng quá trình cân bằng ẩm độ của hai mẫu gỗ trên tuy ở trong một điều kiện môi trường không khí như nhau vẫn không bao giờ đạt đến độ ẩm thăng bằng cuối cùng như nhau Vì thế quá trình khô đi của gỗ không phải là quá trình ngược lại của quá trình hút ẩm của mẫu gỗ ấy Khi kết thúc thăng bằng, nó luôn chênh lệch với nhau một giá trị khoảng 1-3% Nếu mẫu gỗ ban đầu ướt, để trong môi trường không khí thì độ ẩm biến đổi theo đường biểu diễn “quá trình khô”

Hình 2.3: Biểu đồ thể hiện quá trình thăng bằng ẩm độ của gỗ [2]

2.3.1.4 Dốc sấy

Trong kỹ thuật sấy gỗ, vấn đề đặt ra cho chúng ta là quá trình sấy nên theo một quy luật nào đó để đạt được kết quả một cách tốt nhất và kinh tế nhất Để có được chất lượng sấy như vậy thì việc lựa chọn chế độ dốc sấy sao cho phù hợp với quy trình sấy sẽ quyết định rất lớn đến chất lượng gỗ sấy Dốc sấy là tỷ số giữa độ

ẩm tức thời WTT và độ ẩm thăng bằng tương ứng WTB, nếu ký hiệu dốc sấy là U thì :

U =

TB

TT

W W

Một phương pháp sấy có chất lượng cao hay không là một phần nhờ vào chế

độ dốc sấy hợp lí Nếu dốc sấy quá lớn thì sẽ dẫn đến hiện tượng hình thành ứng suất và dễ nảy sinh khuyết tật, vì lớp gỗ bề mặt sẽ khô quá nhanh trong khi đó độ

ẩm bên trong gỗ còn quá cao, mặt khác thời gian sấy sẽ kéo dài nếu lựa chọn dốc sấy quá nhỏ Theo F.Conman các loại ván dày > 30 mm và yêu cầu chất lượng sấy cao thì có thể áp dụng dốc sấy U = 2 đối với gỗ lá kim và U = 1,5 đối với gỗ lá rộng Ván có bề dày nhỏ hơn 30 mm mà yêu cầu chất lượng sấy không cao lắm thì

có thể sử dụng dốc sấy U = 3 ÷ 4 đối với gỗ lá kim và U = 2 ÷ 3 đối với gỗ lá rộng

Trên điểm bão hòa thớ gỗ ta có dốc sấy không thay đổi (U = const)

2.3.2 Bản chất của quá trình sấy gỗ

2.3.2.1 Khái niệm sấy gỗ

Sấy gỗ là quá trình khử ẩm bằng cách làm ẩm trong gỗ bay hơi Trong kĩ thuật, đôi khi người ta nén vật liệu để đẩy ẩm ra nhưng dối với gỗ người ta không dùng phương pháp này Hàm lượng nước chứa trong gỗ đặc trưng độ ẩm của gỗ là lượng nước chứa trong gỗ quy về một đơn vị khối lượng gỗ Sự thay đổi độ ẩm của

gỗ dẫn đến sự thay đổi hình dạng, kích thước gỗ Vì vậy độ ẩm của chi tiết gỗ trong kết cấu hai công trình cần phải ổn định hình dạng, kích thước trong môi trường sử dụng Mục đích sấy gỗ là làm thay đổi, giảm độ ẩm gỗ cho thích hợp với môi trường sử dụng và yêu cầu công nghệ gia công gỗ, đề phòng sự thay đổi hình dạng, kích thước chi tiết đã hình thành

2.3.2.2 Quá trình khô của gỗ

Quá trình khô của gỗ được chia làm hai giai đoạn : giai đoạn đầu là giai đoạn bay hơi nước tự do và kết thúc ở điểm bảo hoà thớ gỗ, giai đoạn hai là giai đoạn thoát hơi nước liên kết

Nước tự do là nước tồn tại trong ruột tế bào và khe hở giữa các tế bào( khi gỗ

bị nứt nẻ) Dạng nước này chỉ ảnh hưởng đến khối lượng thể tích, nhiệt lượng cháy, khả năng thẩm thấu dịch thể vào gỗ, có năng lượng liên kết thấp, dễ bị tách ra khi sấy gỗ

Nước liên kết nằm trong vách tế bào gỗ, giữa các bó Xenlulo và một phần liên kết hoá học qua cầu hydro Giữa các phân tử nước và phân tử xenlulo, mức năng lượng liên kết ở dạng nước này cao nên khó bị tách ra

Ranh giới giữa hai loại nước trên qui định điểm bảo hoà thớ gỗ Điểm bảo hoà thớ gỗ là một đặc điểm cần được quan tâm trong kỹ thuật sấy Đây là một thời điểm quan trọng đối với vật liệu gỗ và mỗi loại gỗ khác nhau sẽ có giá trị độ ẩm bảo hoà thớ gỗ khác nhau

2.3.2.3 Cơ chế sấy gỗ

Quá trình sấy gỗ là tổng hợp các quá trình vận chuyển xảy ra trên bề mặt gỗ

và các quá trình trao đổi xảy ra trên bề mặt gỗ là quá trình chịu tác động của một số hiện tượng vật lý và rất nhiều yếu tố khác Nói chung, cơ chế vận hành và thời gian quá trình sấy gỗ được xác định bởi những quá trình vận chuyển sau:

• Vận chuyển ẩm trong gỗ dưới tác động của chênh lệch ẩm (sự dẫn ẩm) Khi sấy gỗ thì phần nước ở bên trong gỗ chuyễn dịch dần ra ngoài lớp mặt, rồi sau đó từ lớp mặt ngoài hơi nước sẽ tiếp tục bay đi Nhưng tốc độ chuyển dịch của nước từ trong gỗ ra ngoài thường chậm hơn so với tốc độ bay hơi của nước ở bề mặt ngoài gỗ Vì vậy lớp gỗ ngoài mặt luôn luôn khô nhanh hơn những lớp gỗ bên trong Khi nhiệt độ không khí xung quanh càng cao, độ ẩm tương đối của không khí càng thấp, thì tốc độ bay hơi nước ở lớp gỗ mặt ngoài càng nhanh, lớp gỗ ngoài càng chóng khô Mặt khác do cấu tạo của gỗ cũng hạn chế sự dịch chuyển của nước

từ bên trong ra bên ngoài, do đó trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, hình thành

nên sự chênh lệch về độ ẩm của gỗ ở lớp bên trong và lớp bên ngoài Nếu sự chênh lệch về độ ẩm càng lớn (không kể hiện tượng chai bề mặt gỗ) thì tốc độ di chuyển

ẩm từ trong ra ngoài càng nhanh và làm cho gỗ sẽ chóng khô

Như vậy, sự chênh lệch về độ ẩm trong tấm gỗ là động lực của tốc độ di chuyển nước bên trong gỗ ra ngoài mặt Mặt khác như ta đã biết khi gỗ khô xuống dưới điểm bảo hoà thớ gỗ thì gỗ sẽ bắt đầu co rút Trong giai đoạn này nước trong

gỗ bay hơi nhanh dẫn đến co rút lớn và dễ không đồng đều giữa các lớp trong gỗ, dễ sinh ra hiện tượng nứt nẻ, cong vênh Vì thế trong khi sấy, Ta cần chú ý giai đoạn này (giai đoạn độ ẩm của lớp ngoài gỗ xuống dưới điểm bảo hoà thớ gỗ) Đây cũng

là nguyên nhân tại sao sau khi sấy phần trong của gỗ bao giờ cũng còn ẩm hơn bề mặt gỗ (trừ khi gỗ đã sấy khô kiệt hay gỗ sấy có kích thước nhỏ thì hiện tượng chênh lệch này không rõ ràng) Tóm lại sự chênh lệch độ ẩm của gỗ trong quá trình sấy là động lực thúc đẩy quá trình khô của gỗ

• Vận chuyển ẩm trong gỗ trong gỗ dưới tác động của chênh lệch nhiệt độ

Sự chênh lệch về nhiệt độ là động lực thứ hai thúc đẩy tốc độ di chuyển nước trong gỗ sấy Nước sẽ di chuyển từ nơi có nhiệt độ cao sang nơi có nhiệt độ thấp Tức là di chuyển cùng hướng với hướng chuyển dịch của dòng nhiệt Tuy nhiên, trong những phương pháp sấy thông thường, khi gia nhiêt cho gỗ làm gỗ nóng lên, nhiệt độ ở lớp ngoài mặt luôn luôn cao hơn nhiệt độ của lớp gỗ bên trong tạo ra sự

chênh lệch nhiệt độ (Ut) Với Ut = ttr - tng < 0 Điều này sẽ làm mất tác dụng của động lực về sự chênh lệch về nhiệt độ mà ngược lại còn cản trở sự dịch chuyển của nước từ trong ra ngoài thanh gỗ, hạn chế quá trình khô gỗ, vì chiều của dòng nhiệt ngược với chiều của dòng ẩm

Như vậy, sự chênh lệch nhiệt độ giữa lớp trong và lớp gỗ ngoài cùng là yếu

tố ảnh hưởng đến quá trình khô của gỗ Do đó trong kỹ thuật sấy người ta thường chú ý đến phương thức gia nhiệt sao cho hướng dịch chuyển của dòng nhiệt cùng hướng với hướng dòng ẩm Ut = ttr - tng > 0, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình khô của gỗ

• Sự bốc hơi của ẩm từ bề mặt gỗ (quá trình trao đổi ẩm)

Hiện tượng bay hơi của nước trên bề măt nước trên bề mặt một vật ướt chỉ

xảy ra khi không khí xung quanh chưa đạt đến trạng thái bão hòa, tức là khi một độ

ẩm (φ < 100%) của không khí xung quanh càng bé thì quá trình bay hơi càng dẽ

dàng, nước bay hơi ra càng mạnh, càng nhanh Tuy nhiên, dưới điều kiện không khí

bão hòa (φ = 100%) nước cũng có khả năng bay hơi nhưng với điều kiện là nhiệt độ

của nước hoặc vật ướt phải lớn hơn nhiệt độ của không khí xung quanh

Tốc độ bay hơi của nước trên bề mặt nước tự do còn phụ thuộc vào mức độ

chênh lệch áp suất hơi của lớp sát trên bề mặt nước tự do và áp suất hơi của không

khí tương ứng với độ ẩm của không khí hiện tại Tức là phụ thuộc vào ∆p= pH - ph

Trên bề mặt nước tự do luôn luôn phủ một lớp không khí mỏng bão hòa hơi nước,

lớp đó dày hay mỏng là do tốc độ luân lưu và di chuyển của không khí quyết định

Nếu như tiếp cận với bề mặt nước bị gió làm di chuyển đi, thì bề dày của lớp không

khí bão hòa ấy sẽ mỏng đi, nồng độ hơi nước trong lớp ấy sẽ loãng đi, do đó tạo

điều kiện thuận lợi cho hơi nước từ bề mặt nước đi vào không khí xung quanh dễ

dàng hơn Tốc độ tuần hoàn của không khí trên bề mặt nước hoặc trên bề mặt vật

ướt càng nhanh thì nước bay hơi càng mạnh

• Quá trình trao đổi nhiệt của gỗ với môi trường sấy

Trong lò sấy, gỗ thường xuyên tiếp xúc với môi trường sấy có nhiệt độ sấy

cao hơn giữa gỗ và môi trường xảy ra quá trình trao đổi nhiệt Đây là quá trình trao

đổi nhiệt với bề mặt vật rắn với chất khí bao quanh do vậy cường độ dòng trao đổi

được xác định bằng công thức:

q=α(Tk – Tbm) (2.6) Trong đó:

α: hệ số trao đổi nhiệt [α] = w/m2 0C (là hệ số đặc trưng cho diễn biến của quá

trình trao đổi nhiệt Hệ số này phụ thuộc vào tính chất của dòng không khí bao

quanh gỗ, do vậy trong lò sấy nó phụ thuộc đáng kể vào vận tốc không khí trên bề

mặt gỗ.)

Tk: Nhiệt độ môi trường bao quanh gỗ

di chuyển của nước từ lớp gỗ bên trong ra lớp gỗ bên ngoài mặt

Khi sấy gỗ ở nhiệt độ cao như sấy cao tần, sấy trong môi trường chất lỏng có nhiệt độ lớn hơn 1000C thì nước trong tế bào gỗ sẽ chuyển thành hơi và hình thành một áp suất lớn tạo nên sự chênh lệch giữa áp suất bên trong gỗ và bên ngoài môi trường Điều này sẽ thúc đẩy tốc độ di chuyển ẩm từ trong gỗ ra ngoài môi trường

Như vậy, quá trình sấy gỗ là tổng hợp các quá trình trao đổi giữa gỗ và môi trường và các quá trịnh vận chuyển xảy ra trong gỗ sấy Chính vì vậy các quá trình vận chuyển và trao đổi có ý nghĩa rất lớn đối với diễn biến quá trình sấy và các quá trình này phụ thuộc chặt chẽ và nhau Để quá trình sấy diễn ra tốt nhất, chúng ta phải tìm các điều kiện để mỗi quá trình vận chuyển và trao đổi xảy ra với cường độ thích hợp Sự mật cân đối giữa các quá trình có thế dẫn đến lãng phí năng lượng, hoặc gây khuyết tật cho gỗ

2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất thời gian sấy

2.3.3.1 Loại gỗ và khối lượng riêng của gỗ

Với từng loại gỗ khác nhau thì cấu tạo và khối lượng riêng của chúng khác nhau nên tính chất cơ lý của từng loại gỗ cũng khác nhau Trong sấy gỗ khối lượng riêng của gỗ là một yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến quá trình khô của gỗ

Thông thường, gỗ có khối lượng riêng càng lớn thì tốc độ thoát ẩm càng chậm, càng dễ sản sinh khuyết tật khi sấy và do vậy thời gian sấy càng kéo dài Vì

gỗ có khối lượng riêng lớn chứng tỏ nó có cấu trúc chặt chẽ hơn, ít có khoảng trống trong gỗ, sẽ hạn chế nhiều đến quá trình chuyển dịch ẩm từ trong ra ngoài

Như vậy, ở cùng điều kiện sấy như nhau, các loại gỗ có khối lượng riêng khác nhau sẽ khô ở những mức độ khác nhau Do đó trong kỹ thuật sấy gỗ, tuỳ vào chủng loại gỗ và khối lượng riêng của gỗ sấy để áp dụng quy trình sấy cho hợp lý

2.3.3.2 Ảnh hưởng kích thước gỗ

Kích thước của nguyên liệu đưa vào sấy được xem xét theo ba chiều : dày, rộng và dài, trong đó chiều dày của nguyên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến thời gian sấy Gỗ có qui cách càng dày sấy càng lâu khô, bởi vì gỗ càng dày thì thời gian cấp nhiệt làm cho gỗ nóng lên đến tâm gỗ càng lâu hơn và nước trong tâm gỗ phải trải qua một đoạn đường dài mới tới được bề mặt gỗ để bay hơi Hơn nữa gỗ càng dày thì sự chênh lệch về độ ẩm bên trong và bên ngoài gỗ càng lớn Đó cũng là nguyên nhân sản sinh nguy cơ phát sinh khuyết tật gỗ trong quá trình sấy và do đó phải sấy với chế độ sấy càng mềm và càng kéo dài thời gian sấy

2.3.3.3 Ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu

Độ ẩm ban đầu của gỗ cũng đóng một vai trò hết sức quan trọng trong quá trình khô của gỗ Nó là cơ sở cho việc tính toán xác định thời gian sấy và quyết định chọn lựa quy trình sấy phù hợp Nếu gỗ có độ ẩm ban đầu cao, tức là lượng nước chứa trong gỗ lớn thì thời gian sấy càng dài, quá trình khô của gỗ xảy ra lâu hơn

Độ ẩm ban đầu của gỗ sấy phụ thuộc vào thời gian chặt hạ gỗ, đã được tẩm hay không được tẩm, có hong phơi hay không hong phơi Ngoài ra, độ ẩm cuối cùng và

sự chênh lệch độ ẩm của các thanh gỗ trong lò càng lớn sẽ ảnh hưởng lớn đến quá trình khô của gỗ sấy sau khi ra lò là không đồng đều

2.3.3.4 Ảnh hưởng của tốc độ môi trường sấy

Môi trường sấy có nhiệm vụ truyền nhiệt cho gỗ, và đẩy hơi nước trên bề mặt gỗ bay đi Chúng ta cần phải phối hợp hai quá trình đó phù hợp với tính chất và đặc điểm của từng loại gỗ vì nó có ảnh hưởng đến quá trình khô của gỗ Nếu tăng tốc độ môi trường sấy nghĩa là tăng việc đẩy hơi ẩm đi và tăng cung cấp nhiệt thì sẽ rút ngắn thời sấy Nhưng nếu tốc độ môi trường sấy quá cao sẽ làm cho quá trình

khô của gỗ quá nhanh, có thể gây ra các khuyết tật như khô không đều giữa lớp mặt với lớp trong thanh gỗ, ứng suất, cong vênh…

Ngược lại, nếu vận tốc môi trường sấy quá thấp sẽ hạn chế quá trình khô của

gỗ, thời gian sấy lại kéo dài cản trở sự thoát hơi nước từ trong ra ngoài Ở đây lượng

ẩm sẽ nằm yên tại chỗ và tạo thành một lớp hơi bão hoà đứng yên phủ lên bề mặt gỗ sấy, gỗ có thể bị nấm mốc

Sự chênh lệch độ ẩm giữa đầu đống gỗ và cuối đống gỗ trong lò luôn luôn xuất hiện Do đó trong kỹ thuật sấy gỗ ta phải làm thế nào để cho tốc độ của không khí đi qua tiết diện ngang của đống gỗ một cách đồng đều để giảm bớt được hiện tượng khô không đều trong lò sấy

2.3.4 Ứng suất, nguyên nhân sản sinh ứng suất và các dạng khuyết tật trong khi sấy

2.4.4.1 Ứng suất, nguyên nhân sản sinh ứng suất

Lượng ẩm phân bố trong từng tấm gỗ trong quá trình sấy thường không đồng đều, mức độ co rút và giãn nở của gỗ theo các chiều thớ khác nhau không giống nhau, đó là nguyên nhân sinh ra các ứng lực bên trong gỗ Tốc độ khô không đều của các thành phần riêng rẽ của gỗ là nguyên nhân chủ yếu hình thành nên ứng suất bên trong gỗ trong quá trình sấy Khi sấy, các lớp bên ngoài cảu ván do tiếp xúc trực tiếp và trước tiên với môi trường sấy và khô xuống dưới điểm bão hòa thớ gỗ, lớp gỗ ngoài sẽ co rút, nhưng mức độ co rút của nó bị những lớp bên trong chưa co rút hạn chế dẫn đến việc hình thành nên ứng suất và gây nên nứt ngoài mặt gỗ

Các lớp ván phân bố ở những mức sâu cạn trong ván (các lớp gỗ từ ngoài vào trong) có tốc độ khô nhanh chậm khác nhau sẽ đạt đến mức độ co rút khác nhau

sẽ đạt đến những mức độ co rút khác nhau khá rõ rệt Giá trị cuối cùng của co rút không những chỉ phụ thuộc vào độ ẩm của gỗ mà còn phụ thuộc cả vào quá trình diễn biến độ ẩm nó (tức là lớp gỗ nào sẽ khô từ từ, chậm sẽ có giá trị về co rút lớn) Nguyên nhân này sẽ dẫn đến hiện tượng nứt nẻ giữa lòng ván Ứng suất hình thành

sẵn có trong gỗ do hiện tượng sinh trưởng không đồng đều của gỗ tức là lúc còn gỗ tươi ở cây đứng trước khi bị chặt hạ

Sự co rút không đồng đều theo các chiều thớ khác nhau của gỗ cũng là nguyên nhân sản xuất ứng suất bên trong gỗ và cũng có thể dẫn tới các khuyết tật của nguyên liệu sấy Thay đổi kích thước của cấu trúc gỗ do nhiệt đột ngột cũng có thể là nguyên nhân sản sinh ứng suất và dẫn đến các hiện tượng khuyết tật của gỗ sấy Hiện tượng sinh ra nứt ngoài mặt hoặc đầu ván do điều khiển các thiết bị tăng nhiệt cũng như thông gió đột ngột lúc gỗ trong lò còn nóng, mở cửa lò đột ngột hoặc khi sử dụng nhiệt độ cao để sấy các loại gỗ cứng khó sấy

Tóm lại khi áp dụng phương pháp sấy bằng hơi đốt, hơi nước, sự chênh lệch

về độ ẩm của những lớp bên trong và lớp gỗ ngoài mặt là không thể tránh khỏi, do

đó việc xuất hiện ứng suất bên trong gỗ sấy theo các phương pháp sấy là tất nhiên Đây là hiện tượng do sự chênh lệch về độ ẩm, dẫn đến co rút không đồng đều và gây nên ứng suất trong, là nguyên nhân gây nên các khuyết tật của gỗ sản sinh trong quá trình sấy Ngoài ra, do cấu tạo không đồng nhất của gỗ, gây nên sự chênh lệch

về co rút theo các chiều hướng khác nhau của gỗ, đặc biệt là sự chênh lệch về co rút giữa chiều tiếp tuyến và xuyên tâm, gây nên các hiện tượng nứt nẻ cong vênh trong quá trình sấy

Vì vậy để giảm bớt ứng suất bên trong, thời kì đầu của quá trình sấy cần phải làm giảm bớt cường độ bay hơi mặt ngoài của gỗ tức là trong thời kì đầu cần dùng không khí có độ ẩm cao để sấy Trong thời kì thứ 2, tùy theo tình hình cần thiết, tùy theo từng loại gỗ, có thể xử lý bằng không khí có độ ẩm cao làm cho bề mặt của gỗ

ẩm lại và mềm bớt đi, để tạo cho nó có điều kiện co rút bổ sung và qua đó giảm bớt ứng suất bên trong

2.4.4.2 Các dạng khuyết tật trong khi sấy

Gỗ bị cong vênh là do các bộ phận của gỗ co rút không đồng đều sinh ra (co rút không đồng đều theo các chiều thớ khác nhau) Nếu độ cong vênh ở các loại ván khác nhau có khác nhau, đối với ván tiếp tuyến là nghiêm trọng nhất Để hạn chế mức độ cong vênh, khi xếp đống ta cần sử dụng thanh kê phải đặt thật ngay hàng,