Tài liệu luận văn Nghiên Cứu Hệ Thống Xử Lý Mùn Cưa Cho Cưa Vòng Đứng

Với mục đích thiết kế chế tạo và làm chủ được công nghệ và hệ thống thiết bị này ở Việt Nam với giá thành hợp lý để các cơ sở xẻ có thểđầu tư ứng dụng, các nhà khoa học của Trường Đại họ

HOÀNG ĐĂNG KHƯƠNG

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG XỬ LÝ MÙN CƯA CHO CƯA VÒNG ĐỨNG TRONG DÂY CHUYỀN XẺ GỖ TỰ ĐỘNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Hà Nội, 2016

HOÀNG ĐĂNG KHƯƠNG

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG XỬ LÝ MÙN CƯA CHO CƯA VÒNG ĐỨNG TRONG DÂY CHUYỀN XẺ GỖ TỰ ĐỘNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí

Mã số: 60.52.01.03

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS TRẦN VĂN TƯỞNG

Hà Nội, 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các sốliệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất

kỳ công trình nào khác

Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiêncứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luậnđánh giá luận văn của Hội đồng khoa học

Hà Nội, ngày 05 tháng 10 năm 2016

Người cam đoan

Hoàng Đăng Khương

LỜI CẢM ƠN

Nhân dịp hoàn thành luận văn này cho phép tôi được bày tỏ lòng biết

ơn chân thành và sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn khoa học TS Trần VănTưởng, đã dành rất nhiều thời gian chỉ bảo tận tình và giúp đỡ tôi hoàn thànhluận văn này

Trân trọng cảm ơn lãnh đạo nhà trường, phòng sau Đại học, khoa Cơđiện và Công trình trường Đại học Lâm nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiệnthuận lợi cho tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình

Trân trọng cảm ơn lãnh đạo trường Trung cấp nghề Dân Tộc nội trúNghệ An đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa học và luậnvăn tốt nghiệp này

Trân trọng cảm ơn các Nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp đã đóng gópnhiều ý kiến quý báu trong suốt quá trình làm và hoàn chỉnh luận văn

Hà Nội, ngày 05 tháng 10 năm 2016

Tác giả luận văn

Hoàng Đăng Khương

MỤC LỤC

Trang Trang phụ bìa

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG ix

DANH MỤC CÁC HÌNH x

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Tổng quan về lĩnh vực chế biến gỗ ở Việt Nam 3

1.1.1 Vai trò ngành chế biến gỗ trong nền kinh tế quốc dân 3

1.1.2 Thực trạng chung ngành chế biến gỗ ở Việt Nam 4

1.1.3 Đánh giá xu hướng phát triển lĩnh vực chế biến gỗ trong tương lai 5

1.1.4 Ảnh hưởng của quá trình chế biến gỗ đến sức khỏe con người 6

1.2 Tổng quan về công nghệ và thiết bị xẻ gỗ ở Việt Nam và trên thế giới 6

1.2.1 Nguyên liệu đầu vào, sản phẩm xẻ, công nghệ và thiết bị xẻ ở Việt Nam 6

1.2.2 Công nghệ và thiết bị xẻ ở Việt Nam 7

1.2.3 Công nghệ và thiết bị xẻ gỗ trên thế giới 10

1.3 Tổng quan về hệ thống xử lý mùn cưa khi xẻ ở Việt Nam và trên thế giới 13

Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 20

2.2 Nội dung nghiên cứu 20

2.3 Đối tượng nghiên cứu 20

2.3.1 Quá trình tạo mùn cưa khi xẻ 20

2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến lượng mùn cưa trong quá trình xẻ 21

2.3.4 Hệ thống tự động thu gom phế liệu 22

2.3.5 Các yêu cầu đối với hệ thống xử lý mùn cưa cho hệ thống xẻ tự động 23

2.4 Phạm vi nghiên cứu 23

2.5 Phương pháp nghiên cứu 24

Chương 3 LỰA CHỌN MÔ HÌNH HỆ THỐNG HÚT MÙN CƯA 25

3.1 Các phương pháp lắng mùn cưa 25

3.1.1 Buồng lắng 25

3.1.2 Thiết bị lắng quán tính 27

3.1.3 Thiết bị lá xách 28

3.1.4 Cyclon 28

3.1.5 Thiết bị thu hồi kiểu xoáy 31

3.2 Lựa chọn hệ thống hút mùn cưa 32

3.2.1 Lựa chọn thiết bị lắng 32

3.2.2 Lựa chọn quạt hút 33

3.2.4 Lựa chọn sơ đồ công nghệ 37

Chương 4 TÍNH TOÁN CHO HỆ THỐNG HÚT MÙN CƯA ĐÃ LỰA CHỌN 40

4.1 Lý thuyết tính toán 40

4.1.1 Bán kính ống dẫn ra khỏi Cyclon: 40

4.1.2 Kích thước của ống vào Cyclon: 40

4.1.3 Bán kính phần hình trụ của Cyclon: 41

4.1.4 Tốc độ góc của dòng khí Cyclon: 41

4.1.5 Thời gian lưu lại của khí trong Cyclon 41

4.1.6 Thể tích làm việc của Cyclon 41

4.1.7 Chiều cao phần hình trụ của Cyclon 42

4.1.8 Chiều cao phần hình chóp nón 42

4.1.9 Đường kính bé nhất của hạt được lắng trong Cyclon ở chế độ chảy dòng 42

4.1.10 Năng suất (lưu lượng) của Cyclon 42

4.2 Nghiên cứu thực nghiệm 43

4.2.1 Lựa chọn địa điểm nghiên cứu 43

4.2.2 Cách xác định lượng mùn cưa tạo ra và tốc độ gió để hút mùn cưa 43

4.2.2.1 Cách xác định và tính toán lượng mùn cưa tạo ra trong quá trình xẻ 43

4.2.2.2 Cách xác định và tính toán tốc độ gió cần thiết 46

4.2.3 Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng mùn cưa tạo ra 48

4.2.3.1 Kiểm tra số liệu thí nghiệm và xác định số lần lặp lại tối thiểu48 4.2.3.2 Khối lượng mùn cưa tạo ra trong một đơn vị thời gian 49

4.2.4 Kết quả thí nghiệm xác định vận tốc luồng gió để hút mùn cưa 52 4.2.4.1 Kiểm tra số liệu thí nghiệm và xác định số lần lặp lại tối thiểu52 4.2.4.2 Số liệu thí nghiệm xác định vận tốc luồng gió hút mùn cưa 52

4.3 Tính toán cho hệ thống hút mùn cưa 53

4.3.1 Tính toán cho Cyclon 53

4.3.1.1 Các thông số cần thiết cho Tính toán thiết kế 53

4.3.1.2 Tính toán chọn thông số Cyclon 54

4.3.1.3 Xác định đường kính giới hạn của mùn cưa [2] 56

4.3.1.5 Tính ứng suất của thiết bị 58

4.3.1.6 Tính chiều dày thiết bị Cyclon 59

4.3.2 Tính chọn quạt hút 60

4.3.2.1 Xác định tổn thất áp suất trong hệ thống 60

4.3.2.2 Xác định công suất cần thiết để kéo quạt 62

4.3.2.3 Chọn quạt hút 62

4.4 Tính toán chi phí đầu tư cho hệ thống hút mùn cưa đã chọn 63

4.3.4 Các thiết bị khác 66

4.3.5 Tổng chi phí xây dựng toàn hệ thống xử lý 67

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68

1 Kết luận 68

2 Kiến nghị 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký

k Tỉ số hình học của cửa vào Cyclon

F Diện tích tiết diện ngang ống hình trụ Cyclon m2

1

LV

d1 Đường kính trong cửa thoát khí sạch m

min

d Đường kính bé nhất của hạt được lắng trong Cyclon ở chế

F0 Diện tích xung quanh của hình trụ có bán kính rtb m2

mmc Khối lượng mùn cưa trung bình tạo ra là trong một giờ Kg

 Hệ số bền của thành hình trụ theo chiều dài

Ptt Cột áp cần thiết của quạt.

t

 Hiệu suất tổng thể của hệ thống

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.1 Cơ cấu các sản phẩm chế biến lâm sản từ Việt Nam 5

3.3 Thông số kỹ thuật ống thép chế tạo thủ công 364.1 Số liệu thí nghiệm xác định khối lượng đơn vị mùn cưa 50

4.7 Bảng thống kê tổng chi phí của toàn bộ hệ thống 67

DANH MỤC CÁC HÌNH

1.1 Cưa vòng nằm là thiết bị xẻ gỗ lớn phổ biến hiện nay ở Việt Nam 81.2 Hệ thống cưa vanh cải tiến xẻ gỗ nhỏ rừng trồng 91.3 Dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động do Italia chế tạo 131.4 Thu gom mùn cưa bằng phương pháp thủ công ở Việt Nam 141.5 Bạt được xử dụng để lót mùn cưa trong quá trình xẻ 151.6 Mùn cưa được vận chuyển ra ngoài bằng phương áp cơ giới 151.7 Mùn cưa được đổ thành đống bằng cơ giới sau khi xẻ 161.8 Hệ thống thu gom mùn cưa sử dụng quạt hút nhưng không

2.2 Mô hình dây chuyền xẻ gỗ tự động đề tài đề xuất thiết kế chế tạo 22

3.11 Mô hình hệ thống hút mùn cưa được lựa chọn 38

4.4 Đong, cân lượng mùn cưa trong quá trình thí nghiệm 45

4.6 Thí nghiệm xác định độ cao tại đó mùn cưa bắt đầu được hút

4.7 Thí nghiệm xác định vận tốc hút mùn cưa tương ứng với độ

MỞ ĐẦU Đặt vấn đề

Trong cuộc sống hiện nay gỗ mang đến nhiều lợi ích cho con người và

nó có mặt khắp mọi nơi Gỗ có thể được dùng làm đồ nội thất, xây dựng nhàcửa, làm giấy và nhiên liệu Từ năm 2001 đến nay, Việt Nam đã phát triểnngành chế biến gỗ và trở thành nước xuất khẩu đồ gỗ lớn nhất khu vực ĐôngNam Á Tốc độ tăng trưởng hàng năm đạt khoảng 13,4%/năm (Huỳnh VănHạnh 2012) Sản phẩm gỗ hiện là một trong 10 mặt hàng xuất khẩu chủ lực

Gỗ xẻ là sản phẩm trung gian giữa nguyên liệu thô và sản phẩm gỗ Cácxưởng xẻ tại Việt Nam đóng một vai trò quan trọng trong việc chuyển gỗnguyên liệu từ dạng tròn sang dạng ván, hộp, thanh…để cung cấp cho các cơ

sở sản xuất trong nước Trong thời gian gần đây các xưởng xẻ đã xuất hiện ởnhiều địa phương nhưng hầu hết sử dụng lao động thủ công, năng suất khôngcao lại chứa đựng nhiều rủi ro Để đáp ứng yêu cầu cạnh tranh về sản phẩm,các xưởng xẻ cần phải thay đổi công nghệ, máy móc thiết bị để nâng cao năngsuất, chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất Một trong những thiết bị

xẻ hiện đang được áp dụng rỗng rãi ở các nước phát triển đó là hệ thống cưavòng đứng xẻ gỗ tự động Tuy nhiên, do giá thành của hệ thống này cao(khoảng 1 triệu USD/hệ thống) nên các cơ sở xẻ của Việt Nam không đủ khảnăng để đầu tư Với mục đích thiết kế chế tạo và làm chủ được công nghệ và

hệ thống thiết bị này ở Việt Nam với giá thành hợp lý để các cơ sở xẻ có thểđầu tư ứng dụng, các nhà khoa học của Trường Đại học Lâm nghiệp đã triển

khai thực hiện đề tài trọng điểm cấp Nhà nước “Nghiên cứu thiết kế chế tạo

dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động năng suất 3-4 m 3 /h gỗ thành phẩm”.

Trong quá trình xẻ gỗ hệ thống xẻ tự động sẽ tạo ra một khối lượng lớnmùn cưa và lượng mùn cưa này cần phải được thu gom ngay trong quá trình

xẻ để tận dụng, đảm bảo cho môi trường làm việc cần thiết cũng như an toàn

về sức khỏe cho người lao động Để thu gom được lượng mùn cưa này cầnthiết phải có hệ thống riêng thu gom xử lý mùn cưa cho hệ thống xẻ gỗ tựđộng.

Chính vì vấn đề này, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn hệ thống

xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng trong dây chuyền xẻ gỗ tự động”.

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về lĩnh vực chế biến gỗ ở Việt Nam

1.1.1 Vai trò ngành ch ế biến gỗ trong nền kinh tế quốc dân

Trong những năm qua, ngành chế biến và xuất khẩu sản phẩm gỗ đã cónhững bước phát triển vượt bậc, với kim ngạch xuất khẩu luôn tăng trưởngcao, năm 2009 đạt 2,6687 tỷ USD, vượt xa mục tiêu đạt 750 triệu USD kimngạch xuất khẩu sản phẩm gỗ năm 2004 và đạt 2 tỷ USD năm 2010 đã đượcđặt ra tại Chỉ thị số 19/2004/CT-TTg ngày 01/6/2004 của Thủ tướng Chínhphủ Theo đó, sản phẩm gỗ đã trở thành một trong những sản phẩm xuất khẩuchủ lực của Việt Nam

Mặt hàng gỗ và sản phẩm của Việt Nam đã có mặt tại 37 quốc gia trênthế giới và Hoa Kỳ, Nhật Bản, Trung Quốc là những mặt hàng xuất khẩu chủlực của Việt Nam, trong đó Hoa Kỳ là thị trường đạt kim ngạch cao nhất 2,6

tỷ USD, chiếm 38,2% tổng kim ngạch, tăng 18,22% Đứng thứ hai là thịtrường Nhật Bản, tăng 9,50% đạt trên 1 tỷ USD Tuy có vị trí thuận lợi trongviệc giao thương hàng hóa nhưng xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ sang TrungQuốc chỉ đứng thứ ba trong bảng xếp hạng, đạt 982,6 triệu USD, tăng 12,72%

so với năm 2014

Theo nhận định của Hội Mỹ nghệ và chế biến gỗ TPHCM (HAWA),xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ vượt trội hơn so với nhiều ngành hàng chủ lựckhác Dự kiến năm 2016, kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ đạt 7,2-7,3

tỉ USD, tốc độ tăng trưởng khoảng 8-10%

1.1.2 Th ực trạng chung ngành chế biến gỗ ở Việt Nam

Bước đầu ngành chế biến gỗ Việt nam đã hình thành các cụm chế biến

gỗ ở T.P Hồ Chí Minh, Bình Dương, Tây nguyên, miền Trung và cụm làngnghề chế biến gỗ tại phía Bắc Riêng tại Quy Nhơn (miền Trung) có khuchế biến gỗ với 50 doanh nghiệp sản xuất đồ gỗ xuất khẩu Vùng làng nghề

và cụm làng nghề sản xuất thủ công mỹ nghệ, đồ mộc cao cấp tại Bắc Ninh,

Hà Tây (cũ), Nam Định, Hà Nội, Bình Dương hàng năm tiêu thụ lượng gỗlên đến 100.000 m3/ năm Sản xuất đồ mộc xuất khẩu của Việt Nam hàng nămtiêu thụ hơn 2,5 triệu m3 gỗ

Nhìn chung, các cơ sở chế biến gỗ của Việt Nam là những cơ sở chếbiến vừa và nhỏ, phân bố rải rác trong các vùng trên phạm vi toàn quốc.Trong số 3900 doanh nghiệp chế biến gỗ có đến 1/3 doanh nghiệp Nhà nướcthuộc Trung ương và địa phương quản lý, Khoảng 4% công ty có vốn đầu tưnước ngoài Còn lại là các doanh nghiệp ngoài quốc doanh

Cũng do tình trạng phân tán, mà khả năng cơ giới hoá và hiện đại hoángành chế biến cũng rất hạn chế Nhìn chung, có thể thấy rằng tình trạng máymóc thiết bị chế biến gỗ và lâm sản chưa được đầu tư đổi mới nhiều, nhất làcác cơ sở thuộc các tỉnh phía Bắc và khu IV cũ

Ngành chế biến gỗ trong thời gian qua đã tạo ra được các sản phẩmphục vụ trong nước và xuất khẩu như gỗ xẻ, gỗ xây dựng, đồ mộc thôngdụng, đóng tàu thuyền, giao thông vận tải, hàng thủ công mỹ nghệ, dămmảnh và các sản phẩm Song, Mây xuất khẩu Cơ cấu sản phẩm trên cơ sở giátrị hàng hoá được thể hiện tại bảng 1.1 như sau:

Bảng 1.1 Cơ cấu các sản phẩm chế biến lâm sản từ Việt Nam

1.1.3 Đánh giá xu hướng phát triển lĩnh vực chế biến gỗ trong tương lai

Nhu cầu gỗ xẻ: Dự báo nhu cầu tiêu dùng gỗ xẻ sẽ tăng từ 2,2 triệu m3trong năm 2003 lên trên 7 triệu m3 vào năm 2020 Mức dự đoán về tăng nhucầu này có thể quá cao, vì đã có nguyên liệu thay thế gỗ xẻ như bê tông, thép,nhôm (trong xây dựng) và ván nhân tạo (trong sản xuất đồ mộc) Mức tiêu thụ

gỗ xẻ năm 2003 cho 1000 dân ở Việt nam là 27m3, trong khi đó ở Ấn Độkhoảng 7 m3, Trung Quốc khoảng 12 m3, Malaysia khoảng 109 m3, Thái Lankhoảng 75 m3, Hàn Quốc khoảng 126 m3, Brazil khoảng 110 m3, Mỹ khoảng

420 m3, Đức khoảng 216 m3

Nhu cầu ván sợi: Được dự báo sẽ tăng 40.000 m3 (năm 2003) lên170.000 m3 vào năm 2020 tức là tăng 8000 m3 mỗi năm, chủ yếu ván MDF.Tiêu dùng về ván sợi năm 2003 cho 1000 dân của Việt Nam khoảng 0,5m3,trong khi đó ở Ấn Độ khoảng 0,1m3, Trung Quốc khoảng 8 m3, Malaysia

khoảng 10m3, Hàn Quốc khoảng 40m3, Brazil 5m3, Mỹ khoảng 31m3, Đứckhoảng 20m3.

Nhu cầu ván dăm: Tiêu dùng hiện tại về ván dăm được ước tính khoảng80.000m3, tức là khoảng 1m cho 1000 dân, trong khi đó ở Phillipines khoảng0,4m3, Trung Quốc khoảng 0,4 m3, Hàn Quốc khoảng 33 m3, Brazil khoảng10m3, Mỹ khoảng 97m3, Đức khoảng 100m3 Nhu cầu này sẽ tăng đến trên300.000 m3vào năm 2020, tức là tăng gấp ba lần trong 17 năm

Nhu cầu gỗ tròn: Hiện nay số liệu thống kê cấp quốc gia rất hạn chế,theo ước tính khoảng 25 triệu m3gỗ tròn vào năm 2020

1.1.4 Ảnh hưởng của quá trình chế biến gỗ đến sức khỏe con người

Qua khảo sát các cơ sở chế biến gỗ, từ các máy cưa, máy bào, máykhoan, máy xẻ và phun bóng mầu sản phẩm bằng sơn véc ny…, tác động đếncác yếu tố môi trường do hoạt động sản xuất gây nên bao gồm:

- Tác động đến chất lượng môi trường không khí

- Tác động do tiếng ồn từ phân xưởng sản xuất đồ gỗ

- Tác động do chất thải rắn

- Rủi ro và sự cố môi trường có thể xẩy ra

Trong các ảnh hưởng trên của quá trình chế biến gỗ đến sức khỏe conngười, đề tài chỉ tập trung nghiên cứu xử lý vấn đề bụi và mùn cưa sinh ra khi

xẻ ván bằng hệ thống xẻ tự động cưa vòng đứng thuộc đề tài cấp nhà nước mã

số ĐTĐL.CN.10/16

1.2 Tổng quan về công nghệ và thiết bị xẻ gỗ ở Việt Nam và trên thế giới

1.2.1 Nguyên liệu đầu vào, sản phẩm xẻ, công nghệ và thiết bị xẻ ở Việt Nam

Nguyên liệu đầu vào

Nguyên liệu đầu vào cho công nghiệp chế biến gỗ ở Việt Nam tươngđối đa dạng về loài cây, xuất xứ và kích thước sản phẩm Hiện nay khoảng

80% nguyên liệu đầu vào được nhập khẩu từ các nước khác và chủ yếu là gỗrừng tự nhiên Khoảng 20% nguyên liệu gỗ được khai thác từ rừng nội địa vàđược phân thành hai nhóm:

Nhóm gỗ cứng: Thường là nhóm gỗ của cây lá rộng Đây là nhóm gỗ có

cơ lý tính rất tốt và thường thuộc nhóm gỗ quý như đinh, lim, sến, táu Hiệnnay những loại gỗ này còn rất ít và chủ yếu được nhập từ Lào, Campuchia

Nhóm gỗ mềm: Nhóm gỗ này chủ yếu là gỗ lá kim như thông, bồ đề và

một số loại gỗ khác Nhóm gỗ này bao gồm cả nhập khẩu và trồng nội địa đểcung cấp cho nhu cầu gỗ sản xuất đồ mộc

Sản phẩm của quá trình xẻ

Nhóm gỗ cứng: Thường được xẻ những hộp lớn để phục vụ cho chế

biến đồ gỗ mỹ nghệ như bàn, tủ, sập, phản, hoặc làm cột nhà và các phụkiện cho nhà gỗ

Nhóm gỗ mềm: Do gỗ rừng trồng có đường kính nhỏ, tính chất cơ, vật

lý thấp màu sắc không đẹp do cấu tạo của gỗ cho nên đa phần chúng được sửdụng keo lá tràm dưới dạng nguyên liệu, vật liệu thô và thực tế cho thấy sảnphẩm chủ yếu được lựa chọn là làm thanh cơ sở cho ván ghép thanh, cốt pha,sản phẩm xẻ dùng làm xà gỗ, một số dùng làm cột đỡ, làm dăm công nghệ.Nhưng do yêu cầu thiết kế phân xưởng để sản xuất ra các loại sản phẩm cókích thước: Dày x Rộng x Dài = S x B x L = 2,4 x 3,8 x 70 (cm) nên ta lựachọn sản xuất ra các thanh làm thanh cơ sở cho sản xuất ván ghép thanh làchủ yếu

1.2.2 Công ngh ệ và thiết bị xẻ ở Việt Nam

Theo kết quả điều tra khảo sát các công ty chế biến gỗ, các nhà máychế biến gỗ và các xưởng chế biến gỗ của tư nhân cho thấy thiết bị xẻ gỗ hiệnnay ở Việt Nam có hai thiết bị phổ biến như sau:

Cưa vòng nằm

Cưa vòng nằm là thiết bị xẻ phá được sử dụng rộng rãi hiện nay ở Việt

Nam Loại cưa này thường đứng đầu dây chuyển xẻ và được sử dụng để xẻ gỗlớn và có thể sử dụng xẻ gỗ nhỏ Tuy nhiên loại cưa này phù hợp với đốitượng là gỗ lớn đường kính gỗ từ 300-1000mm, sản phẩm đầu ra của loại cưanày là các loại ván (ván dầy hoặc ván mỏng) hoặc là gỗ hộp, gỗ thanh Ưuđiểm của cưa vòng nằm là vốn đầu tư thấp; lắp đặt, vận hành đơn giản, dễ sửdụng Tuy nhiên, nó có những nhược điểm là năng suất thấp (khoảng 0,25-0,5

m3/h); chất lượng sản phẩm thấp (độ mấp mô, độ lượn sóng cao); độ chínhxác kích thước thấp (độ dư gia công lớn); tỷ lệ thành phẩm thấp; lao độngnặng nhọc Do vậy, loại cưa vòng nằm được sử dụng nhiều ở những nhà máy,

xí nghiệp xẻ gỗ lớn gỗ nhập khẩu Hình 1.1 là thiết bị cưa vòng đẩy được sửdụng phổ biến hiện nay ở Việt Nam

Hình 1.1 Cưa vòng nằm là thiết bị xẻ gỗ lớn phổ biến hiện nay ở Việt Nam

Cưa vanh cải tiến

Cưa vanh cải tiến được sử dụng khá nhiều hiện nay ở những công ty, xínghiệp xẻ gỗ nhỏ rừng trồng, loại cưa này được cải tiến từ cưa vanh chuyên

để xẻ lại, xẻ thanh và vanh đường cong, sản phẩm của cưa này là ván, thanh

gỗ có kích thước nhỏ Ưu điểm của cưa vanh cải tiến là vốn đầu tư thấp; lắp

đặt, vận hành đơn giản, dễ sử dụng Nhưng nó co những nhược điểm nhưnăng suất thấp (khoảng 0,18-0.25m3/h); chất lượng sản phẩm thấp ( độ mấp

mô, độ lượn sóng cao, kích thước ngắn); độ chính xác kích thước thấp (độ dưgia công lớn); tỷ lệ thành phẩm cao hơn cưa vòng; lao động nặng nhọc, hayxẩy ra tai nạn lao động Do đó loại cưa này chỉ phù hợp cho xẻ gỗ nhỏ, gỗ tậnthu, không xẻ gỗ lớn, gỗ có chiều dài lớn

số nhà máy chế biến ở Quy Nhơn – Bình Định còn dùng loại cưa vanh cải tiến

sử dụng xe gòong để đẩy gỗ trong quá trình xẻ Lượng ăn gỗ được điều khiểnbằng động cơ điện Tuy nhiên, mức độ thủ công còn cao và năng suất thấp(hình 1.2)

Hình 1.2 Hệ thống cưa vanh cải tiến xẻ gỗ nhỏ rừng trồng

Tập đoàn Trường Thành là đơn vị sản xuất đồ gỗ xuất khẩu lớn ở ViệtNam, tập đoàn này có 10 nhà máy chế biến gỗ xuất khẩu, hàng năm tập đoàntiêu thụ hàng trăm ngàn m3gỗ tròn, xong thiết bị xẻ mà tập đoàn này đang sửdụng là cưa vòng nằm và cưa vanh.

Dây chuyền thiết bị xẻ nhập khẩu

Năm 1994 Công ty bao bì xuất khẩu Bộ Công thương đã nhập dâychuyền thiết bị xẻ gỗ tự động của Nhật Bản với giá thành 1,1 triệu USD, dâychuyền cho năng suất và chất lượng ván xẻ rất cao, sau 10 năm hoạt động đếnnăm 2004 phần mềm điều khiển hệ thống bị sự cố không khắc phục được,trong khi đó mua mới thay thế rất đắt, nên dây chuyền này không còn hoạtđộng nữa

1.2.3 Công ngh ệ và thiết bị xẻ gỗ trên thế giới

Thiết bị xẻ gỗ trên thế giới rất đa dạng, tùy theo trình độ khoa học côngnghệ và khả năng đầu tư của các cơ sở xẻ mỗi nước Tuy nhiên, so với ViệtNam thì công nghệ và thiết bị xẻ của các nước phát triển hơn, mức độ cơ giớihóa cao hơn Dẫn đến năng suất, chất lượng sản phẩm cao hơn trong khi giảmđược chi phí sản xuất trong chế biến gỗ Nhìn chung, các hệ thống xẻ sau đã

và đang được áp dụng

Thiết bị xẻ gỗ tự động bằng cưa sọc

Theo các tài liệu [12]; [13]; [15]; [16], cưa sọc được sử dụng nhiều ởLiên Xô cũ nay là Liên Bang Nga, Ưu điểm chính của cưa sọc là năng suấtcao, song hạn chế của loại cưa này là tỷ lệ thành phẩm thấp và chất lượng sảnphẩm thấp, hiện nay loại cưa này ít được sử dụng

Thiết bị xẻ gỗ bằng cưa đĩa nhiều lưỡi

Một số nước Châu Âu và Canada đã thiết kế chế tạo ra thiết bị xẻ gỗbằng cưa đĩa nhiều lưỡi để xẻ gỗ nhỏ, gỗ tận dụng, loại thiết bị này có thể diđộng trong khu rừng để xẻ gỗ tận thu, tuy nhiên tồn tại của thiết bị này là chất

lượng sản phẩm thấp, tỷ lệ thành phẩm thấp, chiều dày mạch xẻ lớn, hạn chếđường kính khúc gỗ đưa vào xẻ loại thiết bị này chủ yếu sử dụng ở một sốnước chậm phát triển ở Châu Phi.

Dây chuyền thiết bị xẻ gỗ bán tự động xẻ gỗ nhỏ rừng trồng

Để xẻ gỗ nhỏ rừng trồng một số nước như Trung Quốc, Đài Loan đã thiết

kế chế tạo và đưa vào sử dụng dây chuyền thiết bị xẻ gỗ bán tự động trong đókhâu đưa gỗ lên bệ xẻ bằng thủ công, khâu kẹp giữ gỗ và xẻ gỗ bằng chươngtrình tự động, khâu lấy ván xẻ bằng thủ công, dây chuyền không có thiết bị quéttia laser để xoay gỗ tìm vị trí xẻ tối ưu, không có hệ thống tính toán lập bản đồ

xẻ tối ưu Thiết bị này xẻ theo kích thước đã lập trình sẵn

Dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động hóa

Tập đoàn sản xuất các máy chế biến gỗ lớn nhất của cộng hòa Czech làPilous đã sản xuất ra nhiều dây chuyền xẻ gỗ tự động cho nhiều đối tượng chủngloại gỗ khác nhau, Tập đoàn này đã liên kết với công ty cổ phần Formach ViệtNam để chế tạo dây chuyền xẻ gỗ bán tự động xuất khẩu sang Malaysia,Inddonesia, nhược điểm của dây chuyền này là không có phần mềm tự động tínhtoán lập bản đồ xẻ tối ưu, không có hệ thống quét tia laser, không tự động xoaytrở gỗ, hệ thống xẻ là cưa vòng nằm, nên chất lượng ván xẻ không cao [14]

Tập đoàn Hsows của Canada đã chế tạo ra dây chuyền xẻ gỗ tự độngvới thiết bị xẻ là hệ thống cưa đĩa nhiều lưỡi để xẻ gỗ nhỏ rừng trồng, năngsuất dây chuyền 100.000m3 gỗ tròn/năm, vốn đầu tư 1,3 triệu USD, dâychuyền này áp dụng nhiều ở Canada và Bắc Mỹ, [14]

Ở một số nước phát triển như Cộng Hòa Liên Bang Đức, Italia, NhậtBản đang sử dụng dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động cho năng suất và chấtlượng sản phẩm cao Hệ thống xẻ là cưa vòng đứng có bộ phận định hướng đểhạn chế dao động của lưỡi, có hệ thống quét tia laser xác định kích thước cây

gỗ để phần mềm tự động tính toán lập bản đồ xẻ tối ưu, hệ thống tự độngxoay khúc gỗ để đạt được vị trí xẻ tối ưu, hệ thống xẻ và lấy ván xẻ hoàn toàn

tự động Đây là dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động hiện đại cho năng suất, chấtlượng sản phẩm và tỷ lệ gỗ thành phẩm cao.

Italia là quốc gia có ngành công nghiệp chế tạo hệ thống cưa xẻ tự độngrất phát triển, hiện nay có nhiều dây chuyền xẻ gỗ được chế tạo ở Italia nhưhãng cưa Bongioanmi, đây là hãng chế tạo hệ thống dây chuyền thiết bị xẻ gỗ

tự động nổi tiếng hiện nay, dây chuyền thiết bị này chưa có hệ thống quét tialaser (scans 3D) để tự động xoay trở gỗ theo vị trí tối ưu, dây chuyền này chochất lượng và tỷ lệ thành phẩm rất cao, vốn đầu tư dây chuyền khá đắt khoảng

1160 000 USD

Cộng Hòa Liên Bang Đức là nước chế tạo ra nhiều dây chuyền thiết bị

xẻ gỗ tự động với công nghệ hiện đại, sử dụng tay robot để xoay trở gỗ, sửdụng tia laser quét hình dạng và kích thước cây gỗ sau đó phầm mềm tự độngtính toán lập bản đồ xẻ tối ưu điều khiển hệ thống xoay trở gỗ và xẻ theochương trình đã được thiết lập, hãng cưa được sử dụng rộng rãi đó làMoehringer - Canali, đây là hãng cưa đã ứng dụng công nghệ quét tia laser(scans 3D) vào hệ thống tính toán lập bản đồ xẻ tối ưu, chất lượng ván xẻ củadây chuyền thiết bị này rất cao, tuy nhiên hệ thống dây chuyền thiết bị xẻ gỗ

tự động này có vốn đầu tư rất đắt khoảng 1 triệu USD

Một số công ty của Pháp cũng đã chế tạo và đưa ra thị trường dây chuyềnthiết bị xẻ gỗ tự động, dây chuyền thiết bị được sử dụng nhiều là hãng cưa LBLBrenta, dây chuyền này không có hệ thống rọc rìa và xẻ lại, không có hệ thốngquét tia laser (scans 3D) để tự động xoay trở gỗ tìn vị trí xẻ tối ưu

Liên Bang Nga là quốc gia có khối lượng gỗ khai thác hàng năm khálớn, khoảng 110 triệu m3, khối lượng gỗ đưa vào xẻ cũng khá lớn, một số nhàmáy cơ khí của Liên Bang Nga cũng đã thiết kế chế tạo dây chuyền thiết bị xẻ

gỗ tự động như dây chuyền thiết bị xẻ gỗ nhãn hiệu: Viysky, tuy nhiên chấtlượng và năng xuất xẻ của dây chuyền thiết bị do Nga sản xuất thấp hơn dâychuyền do Đức Hoặc Italia sản xuất

Trên hình 1.3 là dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động nhãn hiệu Bongioanmi

do Italia chế tạo hiện được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu và Nam Mỹ

Hình 1.3 Dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động do Italia chế tạo

Quá trình cấp liệu, quá trình đẩy gỗ và phân loại sản phẩm được thựchiện hoàn tự động Tuy nhiên quá trình xoay trở gỗ đến vị trí tối ưu cần xẻvẫn phải thực hiện bằng điều khiển trực tiếp dựa vào quá trình quan sát, kiếnthức và kinh nghiệm của người vận hành Hệ thống này cho năng suất cao, tỷ

lệ lợi dụng gỗ cao và an toàn cho người vận hành

1.3 Tổng quan về hệ thống xử lý mùn cưa khi xẻ ở Việt Nam và trên thế giới

Công nghiệp chế biến gỗ nói chung và công đoạn xẻ gỗ nói riêng tạo rabìa bắp, mùn cưa và bụi Mỗi đối tượng này có phương pháp thu hồi và xử lýkhác nhau, do đó dẫn đến công nghệ khác nhau

X ử lý mùn cưa theo phương pháp thu gom sau khi xẻ

Trên thế giới cũng như ở Việt Nam hiện nay vẫn đang áp dụng phươngpháp thu gom mùn cưa sau khi xẻ Trong quá trình xẻ, mùn cưa tạo ra sẽ được

xả thành đống dưới mặt nền cạnh thiết bị xẻ Sau khi đống mùn cưa đạt độ

đầy nhất định sẽ được di chuyển ra ngoài bằng thủ công (phổ biến ở Việt Namnhư hình 1.4 ) hay bằng phương tiện cơ giới (hay áp dụng ở các nước kháctrên thế giới).

Hình 1.4 Thu gom mùn cưa bằng phương pháp thủ công ở Việt NamPhương pháp này thường áp dụng cho cưa vòng nằm và cưa vòng đứngthủ công tại những cơ sở chế biến có quy mô sản xuất nhỏ và thiết bị máymóc không nhiều Do đó hệ thống xử lý mùn cưa với chi phí đầu tư caothường không được áp dụng Khi áp dụng phương pháp này sẽ ảnh hưởng đếnkhông gian làm việc của công nhân cũng như sức khỏe của người lao động dobụi từ mùn cưa gây ra

Ở các nước khác thì khi áp dụng hình thức này để thu gom mùn cưa,bạt được sử dụng để lót dưới nền, mùn cưa tạo ra trong quá trình xẻ sẽ rơixuống bạt Khi lượng mùn cưa đã đầy thì máy kéo được sử dụng để di chuyểnbạt trên đó có mùn cưa ra ngoài (hình 1.5)

Hình 1.5 Bạt được xử dụng để lót mùn cưa trong quá trình xẻ

Bên ngoài, mùn cưa sẽ được đổ thành đống cạnh xưởng để chờ bước xử

lý tiếp theo Khi áp dụng bạt để lót dưới sẽ giảm được bụi mùn cưa do việc dichuyển bạt không làm mùn cưa bay lên Tuy nhiên để áp dụng phương phápnày thì cần phải có phương tiện kéo bạt ra ngoài để giảm cường độ lao độngcủa công nhân Đối với phương pháp này, không gian làm việc của công nhânvẫn bị ảnh hưởng (hình 1.6 và hình 1.7)

Hình 1.6 Mùn cưa được vận chuyển ra ngoài bằng phương áp cơ giới

Hình 1.7 Mùn cưa được đổ thành đống bằng cơ giới sau khi xẻ

Xử lý mùn cưa theo phương pháp sử dụng quạt hút

Ngày nay, phương pháp thu gom mùn cưa bằng phương pháp quạt hútđược sử dụng ngày càng rộng rãi cả ở Việt Nam và các nước trên thế giới donhững ưu điểm của nó như mùn cưa tạo ra đến đâu sẽ được quạt và ống húthút ra đến đó nên không mất diện tích chứa mùn cưa thành đống bên cạnhthiết bị xẻ Phương pháp này cũng hạn chế những ảnh hưởng tiêu cực đến sứckhỏe con người do hạn chế tối đa bụi từ mùn cưa tạo ra (hình 1.8)

Hình 1.8 Hệ thống thu gom mùn cưa sử dụng quạt hút nhưng không dùng

cyclon

Đơn giản nhất đối với phương pháp này là chỉ sử dụng quạt hút và ốnghút mà không sử dụng cyclon như trong hình 1.8 Mùn cưa được quạt hút thugom thông qua đường ống đơn giản, sau đó mùn cưa được đưa ra ngoài và đổthành đống bên ngoài xưởng xẻ.

Hình 1.9 Hệ thống thu gom mùn cưa sử dụng quạt hút và cyclon đơn giảnHình 1.9 là hệ thống thu gom mùn cưa quy mô nhỏ sử dụng quạt hút vàCyclon đơn giản Mùn cưa được tạo ra từ cưa đĩa trong quá trình xẻ gỗ sẽđược quạt hút ly tâm hút và đẩy vào trong Cyclon thông qua ống hút TạiCyclon, mùn cưa được lắng xuống bao phía dưới

Các phương pháp dùng quạt ly tâm ở trên đơn giản, vốn đầu tư ít vàchủ yếu dành cho các cơ sở nhỏ, ít thiết bị xẻ và chế biến

Đối với các xưởng xẻ được đầu tư bài bản, quy mô công nghiệp thườngđược trang bị hệ thống thu gom mùn cưa hoàn chỉnh như trên hình 1.10 Hệthống này có thể chứa lượng mùn cưa lớn Mùn cưa trong Cyclon của hệ

thống sau đó được vận chuyển đến lò sấy và được sử dụng để sản xuất viên gỗnén hoặc nhiên liệu để đốt lò hơi của hệ thống sấy.

Hình 1.10 Phương pháp thu gom mùn cưa bằng quạt hút lý tâm và Cyclon

K ết luận:

Ngành chế biến gỗ mang lại rất nhiều lợi ích cho nền kinh tế quốc dân Tuynhiên nó cũng để lại những tác động không nhỏ đến môi trường và sức khỏe conngười

Các doanh nghiệp trong nước sản xuất đồ gỗ xuất khẩu sử dụng công nghệthiết bị trung bình và tiên tiến

Hầu hết các doanh nghiệp nhỏ sản xuất đồ gỗ tiêu thụ nội địa với khốilượng nhỏ sử dụng thiết bị lạc hậu có tuổi đời trên 10 năm Các doanh nghiệpnày gặp khó khăn về tài chính và chưa có khả năng tìm kiếm thị trường lànhững nguyên nhân chính kìm hãm khả năng đổi mới công nghệ, thiết bị

Để đáp ứng nhu cầu cạnh tranh đòi hỏi phải áp dụng công nghệ hiện đại

và thiết bị tiên tiến vào xẻ gỗ cũng như các công đoạn khác Khi áp dụng côngnghệ và thiết bị hiện đại như đề tài cấp nhà nước mã số ĐTĐL.CN.10/16 thìđòi hỏi phải có công nghệ xử lý mùn cưa phù hợp để đảm bảo an toàn chongười và thiết bị cũng như vệ sinh môi trường

Phương pháp và công nghệ xử lý mùn cưa ở Việt Nam cũng như trênthế giới rất đa dạng từ thủ công đến tự động hóa tùy theo quy mô của cácxưởng xẻ, khả năng đầu tư của đơn vị Các phương pháp và công nghệ khácnhau sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của quá trình xẻ, sức khỏe của người vậnhành cũng như môi trường Việc lựa chọn công nghệ xử lý mùn cưa nào phụthuộc vào trường hợp cụ thể và cần phải phân tích, cân nhắc lựa chọn

Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu.

Nghiên cứu lượng mùn cưa tạo ra trong một đơn vị thời gian cho đề tàicấp nhà nước mã số ĐTĐL.CN.10/16

Nghiên cứu xác định khối lượng riêng mùn cưa và tốc độ gió cần thiết

để hút lượng mùn cưa tạo ra trong quá trình xẻ

Nghiên cứu lựa chọn hệ thống xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng trongdây chuyền xẻ gỗ tự động

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá hiện trạng môi trường làm việc của các xưởng xẻ gỗ hiện nay

- Tìm hiểu các phương pháp xử lý mùn cưa trong xưởng xẻ ở Việt Nam

và các nước trên thế giới

- Lựa chọn hệ thống phù hợp để xử lý mùn cưa cho hệ thống xẻ gỗ tựđộng cưa vòng đứng

2.3 Đối tượng nghiên cứu

2.3.1 Quá trình t ạo mùn cưa khi xẻ

Khi cắt ngang hay xẻ dọc, để tách 2 phần ván ra khỏi nhau các răng cắtcủa lưỡi cưa phải tiến hành cắt các thớ gỗ Trong quá trình cắt đòi hỏi mạchcắt phải rộng hơn chiều dày lưỡi cưa để giảm ma sát giữa lưỡi cưa và gỗ trongquá trình cắt, do đó cần phải có độ mở cưa sang hai bên để tiến hành cắt thớ

gỗ ở cả 2 bên của lưỡi cưa Quá trình cắt các thớ gỗ ở hai bên sẽ tạo ra mộtmạch xẻ, cùng với đó là một lượng gỗ có kích thước phụ thuộc vào bề rộngmạch xẻ Lượng gỗ trên được hầu cưa đưa ra ngoài trong quá trình xẻ và đượcgọi là mùn cưa

Quá trình chế biến ra một sản phẩm gỗ bao gồm nhiều công đoạn khácnhau như công đoạn xẻ gỗ; công đoạn định hình; công đoạn tạo dáng; côngđoạn làm mộng; công đoạn chà nhám chi tiết hoặc sản phẩm Trong các côngđoạn trên thì công đoạn xẻ gỗ sinh ra nhiều mùn cưa nhất.

2.3.2 Các y ếu tố ảnh hưởng đến lượng mùn cưa trong quá trình xẻ

Trong quá trình xẻ gỗ thì lượng mùn cưa tạo ra trong quá trình xẻ phụthuộc vào nhiều yếu tố như chiều dày lưỡi cưa; độ mở me; loại gỗ và độ ẩm

gỗ Ngoài ra còn có các yếu tố khác như tốc độ ăn gỗ (tốc độ đẩy), kích thướcván xẻ Trong quá trình nghiên cứu cần phải tính đến các yếu tố này để đảm bảo

hệ thống hút mùn cưa có thể hút hết lượng mùn cưa tạo ra trong quá trình xẻ

2.3.3 Mô hình dây chuy ền thiết bị xẻ gỗ tự động

Để tạo ra dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động đạt năng suất và chất lượng cao,

đề tài đề xuất thiết kế dây chuyền với các hệ thống như trong hình 2.1 và 2.2

Hình 2.1: Mô hình dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động

Cabin điều khiển

Hệ thống băng tải

di chuyển ván xẻ

Hệ thống

tự động rọc rìa, xẻ lại

Hệ thống tự động xếp đống thành phẩm

Hệ thống tự động thu gom phế liệu và xử

lý môi trường

Hệ thống chương trình điều khiển tự động dây chuyền

Hệ thống quét tia laser (Scans3D )

Hình 2.2 Mô hình dây chuyền xẻ gỗ tự động đề tài đề xuất thiết kế chế tạo1- Đống gỗ tròn; 2- Hệ thống cấp liệu tự động; 3- Hệ thống quét tia laser; 4-

Hệ thống xoay gỗ, vam kẹp gỗ; 5- Hệ thống cưa xẻ (cưa vòng đứng); 6- Hệthống cưa rọc rìa, xẻ lại; 7- Đống ván xẻ thành phẩm; 8 - Hệ thống tự độngxếp đống, phân loại; 9- Hệ thống tự động thu gom phế liệu, xử lý môi trường;10- Cabin điều khiển dây chuyền

2.3.4 H ệ thống tự động thu gom phế liệu

Toàn bộ phế liệu, bìa bắp sau khi xẻ được hệ thống thu lại một nơi, phếliệu có thể đưa đến hệ thống băm dăm để sản xuất bột giấy hoặc sản xuất vánnhân tạo hoặc làm nhiên liệu, toàn bộ mùn cưa được thu gom lại để làm nhiênliệu Đề tài sử dụng quạt hút kết hợp Cyclon để hút và thu gom mùn cưa vàbụi trong quá trình xẻ

Với dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động được nghiên cứu, thiết kế chế tạo đãnêu ở trên đã khắc phục được những tồn tại mà các thiết bị xẻ gỗ đang sử dụng,đáp ứng được mục tiêu của đề tài đặt ra, dây chuyền hoàn toàn được điều khiển tựđộng, dây chuyền sử dụng hệ thống quét tia laser (scans 3D) để tự động xoay trở

gỗ và tự động tính toán lập bản đồ xẻ tối ưu, sau đó sử dụng chương trình xẻ

tự động theo bản đồ xẻ tối ưu, với công nghệ sử dụng quét tia laser và phầmmềm xẻ tối ưu đây là công nghệ mới và tiên tiến nhất trong dây chuyền xẻ tựđộng hiện nay

2.3.5 Các yêu c ầu đối với hệ thống xử lý mùn cưa cho hệ thống xẻ tự động

Thiết bị phù hợp với hệ thống xẻ tự động về kết cấu, năng suất cũngnhư đối tượng nguyên liệu xẻ của hệ thống

Hiệu quả đạt yêu cầu, dễ dàng lắp đặt, thi công

Khí thải sau khi đi qua hệ thống xử lý phải đạt tiêu chuẩn về xả thải dựavào Quy chuẩn Việt nam 19-2009 về Bụi và các chất vô cơ để làm mốc sosánh

Thiết kế hệ thống phải đảm bảo tối ưu về kinh tế, phù hợp với các yêucầu khách quan khác

2.4 Phạm vi nghiên cứu

Trong khuôn khổ nghiên cứu đề tài này, do thời gian nghiên cứu cóhạn, bên cạnh đó vấn đề nghiên cứu còn tương đối mới ở Việt Nam hiện naynên đề tài chỉ tập trung nghiên cứu các vấn đề như sau:

- Đề tài chỉ nghiên cứu cho hệ thống hút mùn cưa cho quá trình xẻ váncủa hệ thống xẻ tự động cưa vòng đứng

- Đề tài chỉ dừng lại ở việc tính toán lựa chọn được hệ thống hút mùncưa cho hệ thống xẻ tự động mà không có điều kiện khảo nghiệm vận hành hệthống sau khi thiết kế chế tạo

2.5 Phương pháp nghiên cứu

Để nghiên cứu lựa chọn được hệ thống thiết bị xử lý mùn cưa cho hệthống xẻ tự động đề tài căn cứ vào hệ thống xẻ gỗ tự động để xác định một sốđiều kiện cũng như một số thông số đầu vào cho quá trình lựa chọn hệ thống

xử lý mùn cưa Đề tài tiến hành khảo sát các phương pháp cũng như hệ thốngthiết bị xử lý mùn cưa hiện nay đang áp dụng cho hệ thống xẻ gỗ tự động Từ

đó căn cứ vào các yêu cầu của hệ thống xẻ tự động sẽ xác định được phươngpháp cũng như loại hệ thống máy móc thiết bị xử lý mùn cưa dựa vào 2 bước:

Phân tích định tính: Phân tích định tính là quá trình xem xét toàn bộ

các đặc điểm tính chất của mỗi phương pháp, nêu ra những ưu điểm, nhượcđiểm và khả năng thực hiện của chúng để từ đó ta chọn được một hoặc một sốphương pháp phù hợp

Phân tích định lượng: Sau khi phân tích định tính mà số mô hình còn

lại lớn hơn một thì tiến hành phân tích định lượng Phân tích định tính chỉ racho thấy một số phương pháp có khả năng sử dụng được trong điều kiện sảnxuất, nhưng hiệu quả sử dụng của chúng chưa đánh giá được cụ thể Phân tíchđịnh lượng là quá trình thu thập số liệu và tính toán toàn bộ các chỉ tiêu đánhgiá trên để so sánh, từ đó chọn ra một phương pháp tối ưu nhất

Do hệ thống xẻ tự động của đề tài chưa hoàn thiện nên sau khi đã xácđịnh được loại hệ thống xử lý mùn cưa, đề tài tiến hành thí nghiệm xẻ chomột loại cưa vòng đứng có chiều dày bản cưa tương đương với bản cưa của hệthống xẻ tự động để xác định lượng mùn cưa tạo ra trong quá trình xẻ Thínghiệm sẽ được thực hiện cho loại gỗ là đối tượng xẻ sau này của hệ thống xẻ

tự động Sau đó đề tài tiến hành thực nghiệm để xác định tốc độ gió sinh racần thiết để có thể hút được mùn cưa đi vào ống hút Căn cứ vào số liệu vềlượng mùn cưa tạo ra trong quá trình xẻ gỗ bằng dây chuyền tự động, căn cứvào vận tốc gió cần thiết để hút mùn cưa sẽ tính toán và lựa chọn được cácthông số kỹ thuật của các bộ phận trong hệ thống xử lý mùn cưa

Chương 3 LỰA CHỌN MÔ HÌNH HỆ THỐNG HÚT MÙN CƯA

Qua tham khảo hệ thống hút mùn cưa đang sử dụng hiện nay gồm các

Buồng lắng là kiểu thiết bị đơn giản nhất, trong thời gian khí đi quathiết bị (vận tốc dòng khí nhỏ hơn (1 ÷ 2)m/s) các hạt mùn cưa dưới tác dụngcủa lực trọng trường lắng xuống phía dưới và rơi vào bình chứa hoặc đưa rangoài bằng vít tải hay băng tải

Buồng lắng hoạt động có hiệu quả đối với các hạt có kích thước > 50

m, còn các hạt có kích thước < 5m thì khả năng thu hồi bằng không

Ưu điểm:

+ Chế tạo đơn giản

+ Chi phí vận hành và bảo trì thiết bị thấp

Nhược điểm:

+ Buồng lắng có kích thước lớn, chiếm nhiều diện tích

+ Hiệu suất không cao

Để tăng hiệu quả lọc bụi, giảm thể tích buồng xử lý người ta cải tiếnđưa thêm vào các vách ngăn vào thiết bị

Một số dạng buồng lắng

a

c

a c

a) Buồng đơn b) Buồng có vách ngăn c) Buồng nhiều tầng

Hình 3.1.Các dạng buồng lắng

1 Dòng khí bẩn chứa bụi vào

buồng lắng

2 Khí sạch ra khỏi buồng lắng

3 Bụi thu hồi

a Quỹ đạo chuyển động của bụikích thước lớn và nặng

b Quỹ đạo chuyển động của bụi

có kích thước nhỏ và nhẹ

c Quỹ đạo chuyển động của dòngkhí

3.1.2 Thi ết bị lắng quán tính

Nguyên lý hoạt động: Khi đột ngột thay đổi chuyển hướng chuyển độngcủa dịng khí, các hạt mùn cưa dưới tác dụng của lực quán tính tiếp tụcchuyển động theo hướng cũ và tách ra khỏi khí, rơi vào bình chứa

Vận tốc của khí trong thiết bị khoảng 1 m/s, cịn ở ống vào khoảng 10m/s Hiệu quả xử lý của thiết bị này dạng này từ (65÷80)% đối với các hạt cĩkích thước (25÷30)m Trở lực của chúng trong khoảng (150÷390) N/m2

+ Địi hỏi phải bảo dưỡng định kỳ

+ Hiệu suất thấp, hiệu quả nhỏ đối với hạt cĩ kích thước <20mMột số dạng thiết bị lắng quán tính

Khí bẩn

Khí sạch

Bụi

Khí sạch Khí bẩn

Hình 3.2 Thiết bị lắng quán tính

3.1.3 Thi ết bị lá xách

Các thiết bị này có dãy lá chắn hoặc các vòng chắn Khí đi qua mạngchắn, đổi hướng đột ngột, các hạt mùn cưa, bụi do quán tính chuyển độngtheo hướng cũ tách ra khỏi khí hoặc va đập vào các tấm phẳng nghiêng, lắngtrên đó rồi rơi xuống Kết quả khí được chia thành hai dòng: Dòng khí chứabụi nồng độ cao (10% thể tích) được hút qua cyclon để tiếp tục xử lý, rồi sau

đó được trộn với dòng đi qua các tấm chắn (chiếm 90% thể tích) Vận tốc khítrước mạng chóp phải đủ cao (15m/s) để đạt hiệu quả tách hạt quán tính) Trởlực của lưới khoảng(100÷500)N/m2 Thiết bị lá xách được sử dụng để thu hồicác hạt có kích thước trên 20m

Yếu điểm của lá xách là sự mài mòn các tấm chắn khi nồng độ bụi cao

và có thể tạo thành trầm tích làm bít kín mặt sàng Nhiệt độ cho phép của khíthải phụ thuộc vào vật liệu làm lá chắn, thường không quá 450÷6000C