Xây dựng hướng dẫn công nghệ sấy cho một loại sản phẩm tại công ty TNHH kim gia nghi

Trong lĩnh vực chế biến gỗ, một khâu công nghệ mà hầu như trong quá trình sản xuất các mặt hàng bằng gỗ đều phải được quan tâm, một khâu công nghệ có tính chất quyết định đến chất lượng

Trường ĐH Lâm Nghiệp Khoa Chế biến lâm sản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOA CHẾ BIẾN LÂM SẢN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

XÂY DỰNG HƯỚNG DẪN CÔNG NGHỆ SẤY

CHO MỘT LOẠI SẢN PHẨM TẠI CÔNG TY TNHH KIM GIA NGHI

LỜI CẢM ƠN

Nhân dịp hoàn thành đề tài tốt nghiệp cho phép tôi gửi lời hỏi thăm tới tất

cả các thầy cô giáo trong khoa chế biến lâm sản, bộ môn khoa học gỗ đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ, ủng hộ tôi về mặt kiến thức cũng như tinh thần trong thời gian làm đề tài Đặc biệt là thầy giáo: Nguyễn Phan Thiết, người đã tận tình giúp đỡ tôi về mặt chuyên môn cũng như động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu

Tôi xin cảm ơn đến tập thể cán bộ công nhân viên công ty trách nhiệm hữu hạn Kim Gia Nghi đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này

Mặc dù đã có nhiều cố gắng song do kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên trong đề tài này sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy rất mong được sự giúp đỡ, sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo và các bạn sinh viên để đề tài của tôi được hoàn thiện

Xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Nghĩa

CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG ĐỀ TÀI

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG ĐỀ TÀI ii

CÁC DANH MỤC BẢNG v

CÁC DANH MỤC HÌNH vi

MỤC LỤC iii

ĐẶT VẤN ĐỀ v

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2

1.1 Khái quát về vấn đề nghiên cứu trên thế giới 2

1.1.2 Thực trạng công nghệ sấy gỗ Việt Nam 2

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 3

1.3 Đối tượng nghiên cứu 3

1.4 Phạm vi nghiên cứu 3

1.5 Nội dung nghiên cứu 3

1.6 Phương pháp nghiên cứu 3

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4

2.1 Các đặc tính và tính chất của gỗ liên quan đến công nghệ sấy 4

2.2 Cơ sở lý thuyết về sấy gỗ 7

2.2.1 Cơ sở lý thuyết về quá trình sấy 7

2.2.2 Sự di chuyển nước bên trong gỗ trong quá trình sấy 7

2.3 Quá trình bay hơi nước trên bề mặt gỗ 8

2.4 Quá trình trao đổi ẩm 9

2.5 Thiết bị sấy gỗ 10

2.5.1 Thiết bị lò sấy 10

2.5.2 Các thiết bị chủ yếu trong lò sấy 12

2.5.3 Đánh giá thiết bị lò sấy 13

2.6 Quy trình sấy 14

2.7 Chế độ sấy 15

2.8 Các nguyên tắc lựa chọn chế độ sấy gỗ và phương pháp sấy 16

2.8.1 Các nguyên tắc lựa chọn chế độ sấy gỗ 16

2.8.2 Phương pháp sấy 17

2.9 Các loại chế độ sấy, cở sở thành lập và cách lựa chọn chế độ sấy 18

2.9.1 Các loại chế độ sấy 18

2.9.2 Cơ sở thành lập chế độ sấy 19

2.9.3 Cách lựa chọn chế độ sấy 21

2.10 Chất lượng gỗ sấy 22

2.11 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng gỗ sấy 25

CHƯƠNG III: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28

3.1 Tìm hiểu chung về công ty 28

3.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của công ty 28

3.1.2 Tình hình sản xuất tại công ty 28

3.1.3 Sở đồ mặt bằng phân xưởng sản xuất 29

3.2 Đặc điểm lò sấy tại công ty 29

3.2.1 Cấu tạo của vỏ lò 30

3.2.2 Thiết bị gia nhiệt 32

3.2.3 Hệ thống phun ẩm 34

3.2.4 Hệ thống quạt 35

3.2.5 Hệ thống điều khiển 35

3.4 Đặc điểm nguyên liệu sản xuất 39

3.5 Công nghệ sấy 40

3.5.1 Quy trình công nghệ sấy 40

3.6 Đánh giá và phân tích công nghệ sấy 47

3.6.1 Các chỉ tiêu đánh giá 47

3.6.2 Đánh giá lò sấy 48

3.6.3 Đánh giá quy trình sấy 51

3.6.4 Đánh giá chất lượng gỗ sấy 56

3.7 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả sấy gỗ 62

3.7.1 Lý do đề xuất 62

3.7.2 Cơ sở đề xuất chế độ sấy mới cho nguyên liệu gỗ Tràm 62

3.7.3 Chế độ sấy mới cho nguyên liệu gỗ Tràm bông vàng 63

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGH 67

4.1 Kết luận 67

4.2 Kiến nghị 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

PHỤ BIỂU 70

CÁC DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Các chế độ sấy nhiệt độ thấp 19

Bảng 2.2 : Lựa chọn chế độ sấy cho từng loại gỗ 22

Bảng 2.3: Yêu cầu định mức đối với chất lượng gỗ sấy 23

Bảng 2.4: Chỉ tiêu chất lượng về khuyết tật khi sấy 24

Bảng 3.1: Quy cách kích thước nguyên liệu 40

Bảng 3.2: Quan hệ giữa độ dày của gỗ và độ dày thanh kê 41

Bảng 3.3: Số lượng thanh kê cần thiết 41

Bảng 3.4: Chế độ sấy của công ty 43

Bảng 3.5: Thiết bị cho một lò sấy hơi nước do Việt Nam sản xuất 48

Bảng 3.6: Độ ẩm trung bình của đống gỗ 57

Bảng 3.7: Chế độ sấy mới cho gỗ Tràm bông vàng 63

CÁC DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1: Sơ đồ tổng thể mặt bằng công ty 29

Hình 3.2: Cửa lò sấy 30

Hình 3.3: Hệ thống mở cửa lò sấy 30

Hình 3.4: Trần phụ trong lò sấy hơi nước 31

Hình 3.5: Hệ thống hộp thoát ẩm lắp trên trần chính 31

Hình 3.6: Sơ đồ cấu trúc lò sấy hơi nước 32

Hình 3.7: Nồi hơi 33

Hình 3.8: Dàn tản nhiệt 34

Hình 3.9: Các van điều khiển 34

Hình 3.10: Quạt đảo chiều trong lò sấy 35

Hình 3.11: Hệ thống cấp nhiệt 36

Hình 3.12: Hệ thống thoát nước ngưng 37

Hình 3.13: Sơ đồ nguyên lý lò sấy hơi nước 38

Hình 3.14: Thanh kê 42

Hình 3.15: Cách xếp đống gỗ của công ty 52

Hình 3.16: sơ đồ vị trí đo các tấm ván sấy 57

Hình 3.17: Ván cong vênh 58

Hình 3.18: ván bị nứt đầu 59

Hình 3.19: ván bị nứt mặt 60

Hình 3.20: Ván bị móp méo 61

ĐẶT VẤN ĐỀ

Cùng với sự phát triển của công nghiệp nói chung, trong một vài năm gần đây công nghiệp chế biến gỗ đã được đầu tư phát triển, bước đầu hình thành những cơ sở chế biến tầm cỡ và quy mô công nghiệp hiện đại

Trong lĩnh vực chế biến gỗ, một khâu công nghệ mà hầu như trong quá trình sản xuất các mặt hàng bằng gỗ đều phải được quan tâm, một khâu công nghệ có tính chất quyết định đến chất lượng sản phẩm, nhất là các sản phẩm xuất khẩu đó là khâu công nghệ sấy Vì gỗ là loại vất liệu có cấu trúc, tính chất không đồng đều nhất nó phụ thuộc đáng kể vào lượng ẩm trong gỗ Khi gỗ có sự thay đổi độ ẩm, thì nó kéo theo sự thay đổi kích thước và sinh ra các khuyết tật, cong vênh và nứt nẻ gây nên các tác hại lớn và làm giảm đáng kể giá trị sử dụng cũng như giá trị kinh tế của nó Để sử dụng một cách có hiệu quả thì cần phải ổn định độ ẩm trong gỗ trong thời gian gia công và thời gian sử dụng, tức phải sấy

gỗ đến độ ẩm phụ hợp

Do vậy có thể nói rằng , sấy gỗ là một nhu cầu hết sức cấp bách, đặc biệt trong giai đoạn phát triển hiện nay của ngành công nghiệp chế biến gỗ Dựa vào thực trạng tình hình sản xuất của công ty trách nhiệm hữu hạn Kim Gia Nghi và

xu hướng phát triển của ngành chế biến lâm sản Theo sự mong muốn của khoa chế biến lâm sản cũng như bản thân tôi kết hợp với công ty trách nhiệm hữu hạn Kim Gia Nghi nghiên cứu chế độ sấy và cách điều khiển quá trình sấy của lò sấy

để chọn ra chế độ sấy và điều khiển quá trình sấy hợp lý nhất nhằm mục tiêu đạt được chất lượng gỗ sấy tốt nhất, đem lại hiệu quả kinh tế cao

Đề tài có tên là “Xây dựng hướng dẫn công nghệ sấy một sản phẩm tại công ty trách nhiệm hữu hạn Kim Gia Nghi”

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Khái quát về vấn đề nghiên cứu trên thế giới

1.1.1 Tổng quan về công nghệ sấy gỗ trên thế giới

Qua tài liệu tham khảo cho thấy rằng,trên thế giới ở những nước có nền công nghiệp phát triển, đều có ngành công nghiệp chế biến gỗ phát triển vượt bậc so với chúng ta Đặc biệt trong đó khâu sấy gỗ gần như được hoàn thiện về mặt thiết bị và công nghệ Mỗi nước đều có các hãng chuyên sản xuất chế tạo thiết bị sấy chuyên dùng Về công nghệ cũng đã đưa ra những chỉ tiêu công nghệ và kỹ thuật đã trở thành tiêu chuẩn hóa quốc tế (chế độ sấy, tiêu chuẩn hóa thiết bị sấy và tiêu chuẩn hóa về kiểm tra sản phẩm )

Trên thế giới hiện nay các phương pháp sấy đặc biệt đã và đang được nghiên cứu và áp dụng vào trong sản xuất thực tế với quy mô ngày càng nhiều như: phương pháp sấy chân không, sấy cao tần, sấy hơi quá nhiệt, sấy bằng hơi bão hòa, sấy ngưng tụ ẩm, sấy bằng nằng lượng mặt trời

Về thiết bị sấy có xu hướng chế tạo có vỏ bằng kim loại, kỹ thuật điều khiển tự động dần dần đang dược nghiên cứu và đưa vào sử dụng Về công nghệ sấy, chế độ sấy vấn là vấn đề quan trọng, qua tập hợp tài liệu cho thấy chế độ sấy hướng theo chế độ sấy của Nga, Pháp, Anh… ở Việt Nam sử dụng chế độ sấy của Nga và Anh là thích hợp

1.1.2 Thực trạng công nghệ sấy gỗ Việt Nam

Do còn lạc hậu về công nghệ và thiết bị, được sự quan tâm của Nhà nước nên ngành công nghiệp sấy gỗ bây giờ mới bắt đầu phát triển Từ xa xưa đến nay, phương pháp sấy gỗ bằng phương pháp hong phơi tự nhiên vẫn còn phổ biến ở làng quê ( làng nghề ), các xí nghiệp nhỏ Sau ngày đất nước giải phóng, thiết bị sấy gỗ mới bắt đầu xuất hiện ở Việt Nam qua con đường nhập ngoại, từ năm 1990 thiết bị sấy tự chế tạo trong nước từ từ phát triển và đỉnh cao của sự phát triển vào năm-1992 Thiết bị ngoại nhập chủ yếu ở hai dòng lò sấy hơi nước và lò sấy ngưng tụ ẩm bằng thiết bị lạnh vỏ bằng kim loại

Thiết bị sản xuất trong nước đa phần là lò sấy xây dựng tường gạch, bê tông, gia nhiệt bằng hơi nước và hơi đốt Đi đôi với thiết bị sấy, công nghệ sấy

gỗ cũng dần dần được quan tâm cải thiện và áp dụng do đó trình độ công nghệ sấy ở Việt Nam được nâng lên rất nhiều Trong những năm gần đây có rất nhiều khả quan do tính tự học hỏi và sáng tạo của người Việt Nam, thì công nghệ sấy

gỗ chắc chắn sẽ phát triển sánh ngang với những nước có nền công nghệ sấy phát triển như đã nói ở trên Hiện nay nước ta đang sử dụng các loại lò sấy gỗ sau: hơi nước được sử dụng rộng rãi, hơi đốt, chân không

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Nâng cao chất lượng gỗ sấy, giảm tiêu hao nguyên liệu và hạ giá thành sản phẩm

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Hướng dẫn công nghệ sấy cho một loại sản phẩm

1.4 Phạm vi nghiên cứu

Xây dựng hướng dẫn công nghệ sấy cho sản phẩm ghế ngoài trời Solring + Tìm hiểu các loại nguyên liệu gỗ sấy

+ Tìm hiểu kết cấu lò sấy

+ Tìm hiểu quy trình sấy trong thực tế

1.5 Nội dung nghiên cứu

+ Nội dung 1: khảo sát công nghệ sấy

+ Nội dung 2: phân tích đánh giá công nghệ sấy

+ Nội dung 3: xây dựng hướng dẫn vận hành sấy

1.6 Phương pháp nghiên cứu

+ Nội dung 1: sử dụng phương pháp kế thừa của công ty, phương pháp chụp ảnh bấm giờ, hỏi ý kiến chuyên gia

+ Nội dung 2: sử dụng phương pháp hỏi ý kiến chuyên gia, kế thừa các kết quả nghiên cứu trước…

+ Nội dung 3: sử dụng phương pháp lý thuyết, hỏi ý kiến chuyên gia, khảo sát thực tế…

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Các đặc tính và tính chất của gỗ liên quan đến công nghệ sấy

Quá trình sấy là quá trình diễn biến của hai trạng thái vận chuyển, đó là vận chuyển ẩm từ trong vật liệu sấy ra môi trường sấy ra môi trường bên ngoài

và quá trình vận chuyển nhiệt từ môi trường ngoài vào bên trong vật liệu nhằm mục đích cân bằng ẩm giữa các lớp gỗ trong và ngoài Năng lượng cung cấp cho quá trình sấy được diễn ra theo một quy trình của một trạng thái với nhiều biến làm ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến quá trình sấy Phương trình được biểu diễn như sau:

F= (loại gỗ, độ ẩm của gỗ, thiết bị sấy, loại lò sấy…)

- Các yếu tố thuộc về cấu tạo:

Cấu tạo của gỗ ảnh hưởng rất lớn đến quá trình dẫn ẩm, quá trình thoát

ẩm của gỗ Mặt khác gỗ là loại vật liệu mang tính dị hướng, chính vì vậy nó ảnh hưởng rất lớn đến quá trình co rút của gỗ, làm nảy sinh khuyết tật của gỗ trong quá trình sấy, ảnh hưởng đến chất lượng gỗ sấy

+ Gỗ lõi, gỗ giác:

Gỗ lõi so với gỗ giác thì khả năng truyền ẩm thấp hơn, nguyên nhân là do xuất hiện của các chất chiết suất trên vách tế bào và hiện tượng thể bít khi chức năng dẫn truyền nhựa không còn, áp suất trong các ruột tế bào dẫn truyền giảm thấp Sự tích đọng các chất chiết xuất trên vách tế bào có thể làm bít các vi mao quản trên lỗ thông ngang dẫn đến làm giảm khả năng thấm dẫn qua màng lỗ thông ngang và khả năng khuyếch ẩm theo chiều ngang thớ qua vách tế bào gỗ

Sự có mặt của gỗ lõi và gỗ giác trên cùng một tấm ván sấy gây nên hiện tượng khô không đều trên cùng tấm ván sấy từ đó có thể tạo ra các ứng suất gây nên khuyết tật gỗ sấy và làm khó cho quá trình điều khiển sấy

+ Chiều thớ gỗ:

Đó là sự sắp xếp các tế bào gỗ theo chiều dọc thân cây ảnh hưởng đến quá trình sấy Thớ gỗ nghiêng là hiện tượng gây nên sự cong vênh khi sấy hoặc hong phơi Thớ gỗ càng nghiêng thì khả năng sinh ra khuyết tật càng lớn

+ Tia gỗ:

Tia gỗ là nguyên nhân chính gây nên hiện tượng nứt đầu ở gỗ Ta cần phải chú ý đến kích thước và số lượng tia gỗ để lựa chọn chế độ sấy cho phù hợp

+ Tủy cây:

Tủy cây ở tâm gỗ được tạo ra từ các tế bào mô mềm làm nhiệm vụ dự trữ chất dinh dưỡng để nuôi cây trong những năm đầu tiên thường có màu sáng, xốp, tính chất cơ học thấp Đây là nguyên nhân gây nên hiện tượng nứt từ tâm ra

ở các tấm gỗ chứa tủy cây

- Các yếu tố thuộc về tính chất của gỗ:

+ Độ ẩm:

Hàm lượng ẩm trong gỗ cũng được gọi là lượng ẩm hoặc độ ẩm, là tỷ lệ phần trăm giữa lượng ẩm với khối lượng của gỗ

Trong gỗ luôn tồn tại một lượng ẩm nhất định mà bản chất của quá trình sấy gỗ là quá trình vận chuyển ẩm trong gỗ, ẩm trong gỗ tồn tại theo hai dạng là

ẩm tự do và ẩm liên kết

Ẩm tự do: là loại ẩm nằm trong các ống mao dẫn trong ruột tế bào Loại

ẩm này liên kết với các ống mao dẫn bằng lực cơ học nên rất dễ dịch chuyển Khi ẩm tự do thay đổi không làm ảnh hưởng tới gỗ co rút , dãn nở

Ẩm liên kết: là loại ẩm nằm trong khoảng trống giữa các mixen trong vách tế bào, ẩm này liên kết với gỗ bằng các lực liên kết hóa lý và liên kết vi mao quản Vì vậy trong quá trình sấy gỗ muốn thoát được ẩm này ra khỏi gỗ cần tốn một năng lượng và thời gian đủ để phá vỡ các liên kết đó Khi ẩm liên kết thay đổi kéo theo sự co rút, dãn nở Khi sấy nếu điều chỉnh chế độ sấy không hợp lý thì rất dễ sinh ra các khuyết tật

+ Độ ẩm thăng bằng:

Giữa gỗ và môi trường xung quanh gỗ thường xuyên xảy ra quá trình hút

và nhả ẩm Đây là thông số đặc trưng cho trạng thái của môi trường sấy trong việc thiết lập chế độ sấy và quy trình sấy

+ Điểm bão hòa thớ gỗ:

Là ranh giới giữa ẩm tự do và ẩm liên kết Trong quá trình sấy hiện tượng

co rút chỉ xảy ra khi độ ẩm của gỗ thay đổi từ độ ẩm bão hòa thớ gỗ trở xuống

+ Khối lượng thể tích γ (g/cm3):

Khối lượng thể tích của gỗ ảnh hưởng đến quá trình sấy gỗ là thước đo cho việc lựa chọn chế độ sấy Đối với gỗ có khối lượng thể tích lớn ta lựa chọn

chế độ sấy mềm với thời gian sấy dài, gỗ có khối lượng thể tích thấp ta lựa chọn nhiệt độ sấy cao và thời gian sấy ngắn hơn

+ Tính chất nhiệt của gỗ:

Đây là tính chất khá quan trọng của gỗ và có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sấy Nó có ý nghĩa quan trọng đối với các giai đoạn như: làm nóng, xử lý nhiệt ẩm, xử lý giữa chừng và xử lý cuối ổn định gỗ sấy

2.2 Cơ sở lý thuyết về sấy gỗ

2.2.1 Cơ sở lý thuyết về quá trình sấy

Quá trình sấy là quá trình rút ẩm từ trong gỗ ra sao cho gỗ có được một trạng thái ẩm độ đồng đều trong toàn bộ thanh gỗ, đạt yêu cầu về độ ẩm mong muốn trong sử dụng, bảo đảm gỗ sấy đạt tiêu chuẩn của từng hạng chất lượng gỗ sấy, rút ngắn được thời gian sấy đến mức thấp nhất và quá trình sấy kinh tế nhất

Để đạt được những yêu cầu trên đối với gỗ sau khi sấy, đòi hỏi phải tìm ra được chế độ sấy hợp lý Muốn xây dựng các chế độ sấy thành công cần hiểu rõ bản chất quá trình khô của gỗ

2.2.2 Sự di chuyển nước bên trong gỗ trong quá trình sấy

Khi sấy gỗ chủ yếu phần nước (ẩm) ở bên trong gỗ chuyển dịch dần ra ngoài 2 đầu ván (mặt cắt ngang) theo chiều dài tấm ván, sau đó từ bề mặt này hơi nước sẽ bay hơi khuyếch tán ra ngoài môi trường sấy Nhưng tốc độ chuyển dịch của nước từ trong gỗ ra 2 đầu thường chậm hơn so với tốc độ bay hơi của nước ở bề mặt 2 đầu (mặt cắt ngang) Vì vậy ở 2 đầu gỗ luôn luôn khô nhanh hơn phía trong của gỗ Nếu nhiệt độ của không khí xung quanh càng cao, độ ẩm tương đối của không khí càng thấp thì tốc độ bay hơi nước trên 2 mặt cắt ngang càng nhanh, do đó gỗ càng gần 2 đầu càng mau khô Mặt khác, do cấu tạo của

gỗ cũng hạn chế sự di chuyển của ẩm từ trong ra ngoài nên trong giai đoạn đầu của quá trình sấy luôn hình thành sự chênh lệch về độ ẩm của gỗ giữa bên trong

và bên ngoài Mức độ chênh lệch này càng lớn thì sự di chuyển nước từ bên trong ra bề mặt và 2 đầu càng mạnh, gỗ sẽ càng chóng khô Như vậy, sự chênh lệch về độ ẩm trong gỗ là động lực của tốc độ di chuyển nước bên trong gỗ ra 2

đầu Mức độ chênh lệch này càng lớn thì tốc độ di chuyển nước càng nhanh Nếu tốc độ sấy quá nhanh, mức độ chênh lệch ẩm quá lớn, phần gỗ bên ngoài bị

co rút quá mạnh, trong khi phần gỗ bên trong chưa đạt đến ngưỡng đó dễ sinh ra ứng suất vượt quá sức chịu đựng của gỗ, gây nứt nẻ, cong vênh

Ngoài ra, sự chênh lệch nhiệt độ giữa phần bên trong và bề mặt gỗ cũng là một động lực thúc đẩy tốc độ di chuyển nước trong gỗ Dưới điều kiện chênh lệch nhiệt độ, nước sẽ di chuyển từ lớp có nhiệt độ cao đến lớp có nhiệt độ thấp, tức là di chuyển cùng hướng với hướng chuyển dịch của nhiệt Nhưng trong khi sấy theo phương pháp sấy bình thường, hướng dịch chuyển của nhiệt lại ngược với hướng dịch chuyển của nước làm mất tác dụng của động lực này, mà ngược lại còn làm hạn chế sự di chuyển của nước Vì vậy, cần phải làm nóng gỗ trước khi sấy nhằm giúp cho giai đoạn sấy hạn chế được sự chênh lệch về nhiệt độ làm cản trở sự di chuyển của nước ra phía ngoài

Cuối cùng, sự chênh lệch áp suất giữa áp suất hơi nước bên trong gỗ và áp suất hơi nước của môi trường sấy cũng ảnh hưởng đến quá trình di chuyển ẩm Qua việc điều tiết trạng thái của môi trường sấy sẽ điều tiết được tác dụng của động lực này đến quá trình khô của gỗ Thật vậy, khi sấy chân không hoặc sấy trong môi trường chất lỏng có nhiệt độ trên 1000C, nước sẽ hóa hơi trong các tế bào của gỗ sấy ở nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ điểm sôi và hình thành một áp suất rất lớn tạo nên sự chênh lệch áp suất khá lớn so với môi trường sấy, khi đó nó sẽ thúc đẩy sự di chuyển ẩm từ trong gỗ ra ngoài môi trường

2.3 Quá trình bay hơi nước trên bề mặt gỗ

Hiện tượng bay hơi của nước trên bề mặt nước hay trên bề mặt một vật ướt chỉ xảy ra khi không khí xung quanh chưa đạt đến trạng thái bão hòa, tức là khi  < 100% Độ ẩm của không khí xung quanh càng thấp, quá trình bay hơi càng dễ dàng, nước bay hơi ra càng nhanh và càng mạnh Tuy nhiên, ở điều kiện không khí bão hòa  = 100%, nước cũng có khả năng bay hơi nhưng với điều kiện là nhiệt độ của nước hoặc của 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 (PH) của lớp sát trên bề mặt nước tự do (thường ở trạng thái bão hòa hơi nước) và áp suất của không khí (Pn) tương ứng với độ ẩm của không khí hiện tại Tức là tùy thuộc vào P = PH – Pn Bên trên bề mặt của 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 lớp tiếp cận với bề mặt bị gió làm di chuyển (gió gây nên sự chuyển động tuần hoàn), thì bề dày của lớp không khí bão hòa ấy sẽ mỏng đi, nồng độ hơi nước trong lớp ấy sẽ loãng dần 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 nhanh Như vậy, tốc độ chuyển động của không khí là nhân tố quyết định cường

độ bay hơi trên bề mặt nước tự do cũng như trên bề mặt gỗ ướt

2.4 Quá trình trao đổi ẩm

Quá trình khô của gỗ là một quá trình tổng hợp ba quá trình vật lý cơ bản: quá trình mao dẫn, quá trình bay hơi trên bề mặt gỗ và quá trình khuyếch tán

ẩm Khi độ ẩm của gỗ lớn hơn điểm bão hòa thớ gỗ, quá trình mao dẫn là quá trình chủ yếu của việc di chuyển ẩm bên trong gỗ Khi gỗ khô dần và độ ẩm của

gỗ giảm xuống dưới điểm bão hòa thớ gỗ, quá trình di chuyển ẩm trong gỗ là quá trình khuyếch tán đơn thuần Lúc này, áp suất của hơi nước trên bề mặt gỗ

Pgỗ gần bằng áp suất hơi nước trong không khí Pn ở cùng điều kiện nhiệt độ Lượng nước thoát ra chậm lại và có đủ thời gian để khuyếch tán vào không khí nên tốc độ bay hơi của nước dần dần giảm đi Vì vậy, không cần xác định lượng bay hơi trên bề mặt gỗ nữa mà tìm xem quá trình trao đổi ẩm của gỗ ra sao, lúc nào thì gỗ khô đi hoặc ở điều kiện nào gỗ sẽ bị ẩm trở lại

Muốn làm cho gỗ vừa không có xu hướng khô đi vừa không có xu hướng

ẩm thêm, cần phải làm cho áp suất hơi nước trên bề mặt gỗ bằng áp suất của hơi nước trong không khí xung quanh, tức là phải giữ ở điều kiện Pgỗ = Pn

Nếu Pgỗ > Pn thì nước ở trong gỗ sẽ bay hơi ra và ngược lại, nếu Pgỗ < Pn

thì nước ở trong gỗ sẽ hút ẩm vào Do đó muốn tìm chiều của quá trình trao đổi

ẩm giữa gỗ và không khí cần phải xác định được giá trị áp suất Pgỗ và Pn

Hình thức của cửa lò sấy có thể được quy nạp thành 6 loại: cửa nhiều cánh gấp ( cửa gấp), cửa kéo dạng nhiều cánh ( cửa xếp ), cửa treo dạng một cánh và cửa kéo lên xuống dạng một cánh

Cửa lò phần lớn đều được làm từ hợp kim nhôm, tức là sử dụng hợp kim nhôm để làm thành khung ở bên trong rỗng, lớp giữa được lót bằng một lớp bông thủy tinh để cách nhiệt Độ dày của lớp cách nhiệt không được nhỏ hơn

100 mm, những khe hở ở phía trong của cửa đều được sử dụng cao su công nghiệp để bịt kín Bốn viền xung quanh của cánh cửa được lót cao su Clo hóa đặc dụng để khi đóng cửa sẽ đóng được khít

Lò sấy có dung tích nhỏ, cửa lò sấy dạng bản lề hoặc cửa xoay, lò sấy có dung tích lớn cửa ở dạng trượt Để tạo độ kín khít của cửa lò sấy trên cửa phải

sử dụng cơ cấu ép cửa Có 3 loại cơ cấu ép cửa: ép bằng trục vít, ép bằng tay quay cam, ép bằng tự trọng cửa

b) Khung lò sấy

+ Nền móng của lò sấy:

Lò sấy là loại kiến trúc một tầng có độ rộng không lớn, nhưng yêu cầu công nghệ đối với thân lò là không được nứt, vì vậy mà nền móng của lò bắt buộc phải có tính ổn định cao, không cho phép phát sinh hiện tượng lún

Độ sâu của móng thường căn cứ vào những vị trí đất nền để xây lò khác nhau mà nó cũng có thể giống nhau Nền lò nên xây nghiêng với độ dốc từ 0.01

– 0.050

, có rãnh thoát nước ở phía thấp dọc theo thân lò và cuối đường rãnh có một lỗ nhỏ thông ra ngoài lò sấy nhằm mục đích dẫn nước ngưng tụ thoát ra ngoài hoặc tạo điều kiện tháo nước dễ dàng trong lúc vệ sinh lò sấy

+ Mặt sàn:

Mặt sàn phải bền, không được lõm, mặt sàn của lò sấy thông thường cũng được tổ thành từ 6 lớp: lớp dưới cùng là lớp đất được đầm chặt, lớp thứ 2 từ dưới lên là đá dăm có chiều dày 160mm, lớp thứ 3 từ dưới lên là bê tông dày 100mm, lớp thứ 4 từ dưới lên là lớp PVC có khả năng giữ nhiệt và chống nước dày 60mm, lớp thứ 5 từ dưới lên được làm bằng bê tông cốt thép dày 200mm, lớp trên cùng là lớp xi măng cát theo tỷ lệ 1 : 2 dày 16mm

do những vật liệu kiến trúc mới không ngừng xuất hiện, tường lò sấy cũng có nơi sử dụng loại gạch rỗng tâm để xây, cũng có nơi lại được xây bằng loại kết cấu bê tông, hiệu quả rất tốt

+ Mái che:

Mái che của lò sấy hiện đại thường gồm 3 lớp: lớp dưới là bằng bê tông cốt thép dày 120mm, lớp giữa là vật liệu cách nhiệt dày 120mm và có độ dốc 0.6%, ở vị trí mỏng nhất của lớp này là 80mm, lớp trên cùng là bê tông cốt thép

có cho thêm 3% chất chống nước lớp này dày 40mm

2.5.2 Các thiết bị chủ yếu trong lò sấy

Các thiết bị chủ yếu trong lò sấy gỗ gồm có: thiết bị cấp nhiệt và điều tiết

ẩm, thiết bị tuần hoàn không khí, thiết bị kiểm tra điều khiển, thiết bị vận chuyển và bốc dỡ gỗ

+ Thiết bị tản nhiệt:

Căn cứ vào thể truyền nhiệt, thiết bị tản nhiệt cho lò sấy có thể được phân

ra thành: thiết bị tản nhiệt bằng hơi nước ( thể truyền nhiệt là hơi nước ), thiết bị tản nhiệt bằng nước nóng ( thể truyền nhiệt bằng nước nóng ) và thiết bị tản nhiệt bằng khí lò ( thể truyền nhiệt là khí của lò đốt )

Thiết bị tản nhiệt thỏa mãn được những yêu cầu sau:

- Phải giải phóng ra nhiệt lượng đủ và đồng đều, để đảm bảo được nhiệt độ phù hợp với yêu cầu bên trong lò sấy

- Có khả năng linh hoạt trong điều tiết nhiệt lượng truyền ra

- Phải có tính chắc chắn, ổn định trong điều kiện môi trường sấy là nóng ẩm

Tác dụng của thiết bị điều tiết ẩm là bổ sung lượng hơi nước cần thiết vào bên trong lò sấy hoặc là giảm bớt lượng hơi nước không cần thiết ra khỏi lò sấy,

để điều chỉnh được độ ẩm của môi trường sấy bên trong lò

+ Thiết bị phun ẩm:

Là thiết bị dùng để phun hơi nước vào bên trong lò sấy để điều chỉnh độ

ẩm của môi trường sấy Ống phun hơi có thể là hai đầu được bịt kín còn hơi đi vào từ bộ phận giữa hoặc là một đầu được bịt kín còn hơi đi vào từ đầu còn lại Trên thân ống có các lỗ nhỏ đường kính khoảng 2 – 4mm, khoảng cách giữa các

lỗ nhỏ là 200 – 300mm Đường kính ống phun hơi thông thường trong khoảng 50mm, khi lắp đặt ống phun hơi cần chú ý không làm cho hơi phun trực tiếp vào đống gỗ sấy để tránh cho gỗ bị nứt

+ Thiết bị quạt:

Dùng quạt gió để tạo ra động lực thúc đẩy sự tuần hoàn của thể khí, từ đó làm tăng tốc độ trao đổi nhiệt giữa môi trường sấy và thiết bị tản nhiệt cũng như

giữa môi trường sấy với đống gỗ Trong thực tế có hai loại quạt gió hay được sử dụng: quạt dọc trục và quạt ly tâm, quạt dọc trục hay được sử dụng hơn do có lượng gió tạo ra lớn, áp suất gió tương đối thấp

2.5.3 Đánh giá thiết bị lò sấy

Đánh giá chất lượng lò sấy được tiến hành ở mẻ sấy thử đầu tiên để nghiệm thu chất lượng lò sấy và được tiến hành đối với gỗ có bề dày bé và gỗ khô nhanh, dễ sấy để có cơ hội kiểm tra khả năng điều tiết những thiết bị chính của lò sấy Việc đánh giá được tiến hành dựa trên các chỉ tiêu đánh giá cụ thể như sau:

+ Thiết bị gia nhiệt:

Nhiệt độ sấy tối đa: 900C

Mức độ đồng đều: gia nhiệt đồng đều, chênh lệch nhiệt độ ở các vị trí khác nhau trong lò sấy tối đa là 50C

Tốc độ gia nhiệt: chậm nhất sau 3h tăng từ 200C đến 900

C

+ Hệ thống điều tiết:

Áp suất hơi khi phun ẩm tối đa 0.5 atm

Độ ẩm tương đối tối thiểu là 95%

Chênh lệch độ ẩm trong lò sấy tối đa không quá 5%

+ Hệ thống quạt gió:

Tốc độ tuần hoàn của môi trường sấy đi qua gỗ 2 m/s

+ Các chỉ tiêu khác:

Hệ số truyền nhiệt tối đa qua vỏ lò sấy Kmax = 4 Kcal/m2h0C ≈ 3.5 W/m2 0

Nguyên liệu  Chuẩn bị sấy  Xử lý ban đầu  Giai đoạn sấy I  Xử

lý giữa chừng  Giai đoạn sây II  Xử lý cuối cùng

+ Giai đoạn chuẩn bị:

Là giai đoạn rất quan trọng, nó có quan hệ với chất lượng sấy và bao gồm các công việc kiểm tra thiết bị sấy, xếp đống gỗ sấy, xây dựng chế độ sấy, kiểm tra kỹ thuật…

+ Giai đoạn xử lý ban đầu:

Đây là quá trình xử lý nhiệt ẩm nhằm mục đích làm nóng gỗ trong điều kiện trao đổi ẩm giữa gỗ và môi trường là nhỏ nhất Để đạt được mục đích đó thì

độ ẩm của môi trường sấy trong giai đoạn này phải lớn hơn 90%

+ Giai đoạn sấy I (giai đoạn sấy đẳng tốc)

Giai đoạn này kéo dài trong khoảng thời gian đủ để cho gỗ sấy khô xuống

độ ẩm bão hòa thớ gỗ Thời gian dài hay ngắn phụ thuộc vào độ ẩm ban đầu, loại gỗ kích thước gỗ

Thời gian này cần duy trì nhiệt độ sấy ổn định bằng nhiệt độ sấy ban đầu

và ở mức độ hãm không cho lớp gỗ bề mặt khô quá nhanh để đảm bảo quá trình

di chuyển ẩm từ tâm ván ra phía ngoài ván một cách liên tục và mức độ phù hợp với từng loại gỗ

+ Giai đoạn xử lý giữa chừng:

Mục đích của giai đoạn này là để triệt tiêu bớt ứng suất hình thành trong

gỗ sấy ở cuối giai đoạn sấy I Giai đoạn này phải phun ẩm liên tục, thời gian này phụ thuộc vào kích thước thanh (khoảng 2h/ 1cm chiều dày thanh gỗ)

+ Giai đoạn sấy II (giai đoạn sấy cuối cùng, giai đoạn sấy giảm tốc):

Giai đoạn này độ ẩm của gỗ giảm xuống độ ẩm bão hòa thớ gỗ nên quá trình sấy sẽ rất khó khăn Do vậy trong quá trình sấy phải tăng dần nhiệt độ sấy, đồng thời mở dần dần cửa thoát ẩm để tăng dần ΔT

+ Giai đoạn xử lý cuối cùng và làm nguội:

Đối với loại gỗ khó sấy, chiều dày lớn, yêu cầu chất lượng cao thì cần phải có giai đoạn này Mục đích của giai đoạn này là làm cân bằng độ ẩm và triệt tiêu ứng suất trong gỗ, ổn định kích thước gỗ trong quá trình gia công Để tiến hành giai đoạn này ta phải đóng kín cửa, phun ẩm trong suốt thời gian xử lý

và có thể tắt nhiệt để giảm nhanh ΔT

2.7 Chế độ sấy

Khái niệm chung:

Chế độ sấy – bằng thay đổi trạng thái môi trường sấy trong quá trình sấy Chế độ sấy hợp lý phải đảm bảo thời gian ngắn nhất trong khi vẫn đảm bảo chất lượng gỗ sấy, tương ứng với mục đích sử dụng của nó Chế độ sấy được thể hiện bằng biểu đồ thay đổi nhiệt độ T, độ ẩm tương đối của môi trường sấy φ ( hoặc

ΔT ) và trạng thái của gỗ sấy Vận tốc tuần hoàn trong lò sấy thường có giá trị không đổi đối với từng loại lò sấy

Các thông số của chế độ sấy bao gồm:

+ Nhiệt độ sấy T: ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển nhiệt, vận chuyển ẩm trong gỗ sấy Nhiệt độ tăng, cường độ dòng vận chuyển lớn

+ Độ ẩm môi trường φ: ảnh hưởng tới tốc độ bay hơi nước từ gỗ vào môi trường sấy, đại lượng này đặc trưng cho sự ảnh hưởng của môi trường sấy đến các quá trình trao đổi bề mặt gỗ sấy Trong thực tế độ ẩm môi trường

sấy được biểu thị gián tiếp qua đại lượng ΔT ( chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt ) hoặc độ ẩm thăng bằng EMC của gỗ trong môi trường sấy

2.8 Các nguyên tắc lựa chọn chế độ sấy gỗ và phương pháp sấy

2.8.1 Các nguyên tắc lựa chọn chế độ sấy gỗ

Sấy gỗ là một công đoạn sản xuất do vậy yêu cầu đặt ra đối với nó cũng bao gồm các yếu tố kinh tế và kỹ thuật chủ yếu là năng suất, chất lượng và hiệu quả Trên cơ sở yêu cầu đó một chế độ sấy phải đảm bảo sao cho:

+ Gỗ sấy khô đạt yêu cầu chất lượng đặt ra

+ Thời gian sấy ngắn nhất – do vậy năng suất sấy cao nhất + Chí phí sấy là thấp nhất

-Nguyên tắc xây dựng và lựa chọn chế độ sấy là dựa vào sự phân tích ảnh hưởng của các thông số của môi trường sấy vào các quá trình xẩy

ra trong gỗ, ở đây cần chú ý các điểm sau:

Trong sấy gỗ quá trình vận chuyển ẩm đóng vai trò hết sức quan trọng do vậy mọi chế độ sấy phải thúc đẩy quá trình vận chuyển ẩm từ trong ra ngoài bề mặt gỗ Cần phải lưu ý là nhiệt độ cao gỗ dẫn ẩm tốt hơn Xuất phát từ nguyên tắc này người ta càng coi trọng giai đoạn làm nóng gỗ ở độ ẩm môi trường (φ) cao Đối với nhiều loại gỗ việc tăng độ ẩm môi trường làm nóng gỗ và giai đoạn sấy đều có ý nghĩa hết sức quan trọng còn do sự phụ thuộc đáng kể của hệ số quán tính nhiệt (a) vào độ ẩm (MC).\

Đặc tính quá trình sấy gỗ phụ thuộc đáng kể vào độ ẩm của nó Độ ẩm ban đầu của gỗ càng thấp, nhiệt độ của môi trường sấy càng có thể nâng cao, độ

ẩm môi trường càng có thể giảm xuống và do vậy thời gian sấy có thể rút ngắn được đáng kể Cũng từ nguyên tắc này chúng ta nên tận dụng hong phơi gỗ trước khi sấy

Ván càng mỏng dễ khô hơn nên có thể tăng nhiệt độ và giảm dộ ẩm môi trường sấy Ván càng dày và độ ẩm càng cao thì cần thay đổi T và φ nhiều bậc hơn Tuy nhiên khi thay đổi bậc nhiệt độ cần chú ý đến hiệu ứng ngược của gradT đối với quá trình vận chuyển ẩm

- Biểu đồ thay đổi trị số các thông số môi trường sấy có thể được xác định theo 3 phương pháp khác nhau:

Lập trình thay đổi T và φ (ΔT) cho cả quá trình sấy theo thời gian sấy Đây là phương pháp đơn giản, dễ sử dụng nhưng kém linh hoạt và cho chất lượng sấy thấp, nó có thể áp dụng cho những loại gỗ và thiết bị sấy đã được nghiên cứu

Thay đổi T, φ (ΔT) theo độ ẩm tức thời của gỗ sấy Đây là phương pháp đang được áp dụng rộng rãi nhất hiện nay do nó linh hoạt, dễ điều chỉnh Tuy nhiên nó đòi hỏi phải thường xuyên kiểm tra độ ẩm của môi trường sấy

Thay đổi T, φ (ΔT) theo đặc tính phát triển của nội ứng suất trong gỗ sấy Đây là phương pháp có khả năng cho chất lượng sấy cao nhất Tuy nhiên khi chưa có phương pháp xác định nội ứng suất xuất hiện trong gỗ một cách nhanh chóng và thuận tiện thì phương pháp này chỉ là ý tưởng

2.8.2 Phương pháp sấy

Phương pháp sấy gồm: phương pháp sấy thủ công, phương pháp sấy bán

tự động, phương pháp sấy tự động

+ Phương pháp sấy thủ công:

Ưu điểm: các thiết bị của lò sấy điều khiển thủ công đơn giản, lắp đặt vận hành thao tác dễ dàng, giá thành thấp, vốn đầu tư không nhiều, phù hợp với những doanh nghiệp và cơ sở sản xuất vừa và nhỏ

Nhược điểm: điều khiển quá trình sấy, vận hành các thiết bị bằng thủ công thì đạt hiệu quả không cao do độ chính xác các trị số đạt được thấp Ngoài

ra còn mất nhiều thời gian hiệu chỉnh các thông số của các thiết bị đo và phụ thuộc vào kinh nghiệm của người vận hành

+ Phương pháp sấy bán tự động:

Ưu điểm: đối vói lò sấy bán tự động các quá trình điều khiển vận hành của quá trình phun ẩm, điều khiển quạt gió, quá trình xả ẩm và lấy khí trộn được thao tác thủ công, được thực hiện như vận hành lò sấy thủ công Chỉ khác quá

trình cấp nhiệt cho dàn tản nhiệt được cài đặt tự động nhờ van từ ( van cảm ứng nhiêt ) mà nhiệt độ cấp cho lò sấy được thực hiện đúng chế độ đã cài đặt Như vậy đối với lò sấy bán tự động thì quá trình cấp nhiệt cho lò sấy được thực hiện một cách tự động đảm bảo tính chính xác, giảm bớt các thao tác và nhân công vận hành

Nhược điểm: đối với lò sấy bán tự động tuy có độ chính xác cao trong quá trình cấp nhiệt, giảm bớt nhân công trong vận hành thao tác, quá trình vận hành diễn ra nhanh chóng đơn giản, dễ vận hành, nhưng giá thành đầu tư lớn chỉ phù hợp với những doanh nghiệp sản xuất hàng loạt

+ Phương pháp sấy tự động:

Ưu điểm: các thông số kỹ thuật của chế độ sấy được cài đặt trước, mọi quá trình vận hành và điều chỉnh được thực hiện một cách tự động Như vậy quá trình sấy sẽ đảm bảo theo đúng chế độ sấy đã cài đặt, đảm bạo được độ chính xác của các thông số chế độ sây, chất lượng gỗ sấy đảm bảo

Nhược điểm: đòi hỏi vốn đầu tư nhiều, yêu cầu người vận hành lò sấy phải am hiểu và được đào tạo, áp dụng cho các doanh nghiệp sản xuất hàng loạt

2.9 Các loại chế độ sấy, cở sở thành lập và cách lựa chọn chế độ sấy

+ Phân loại theo nguyên tắc điều hành: chế độ sấy hai cấp, ba cấp hay nhiều cấp Phổ biến trong thực tế là chế độ sấy ba cấp, nghĩa là mỗi cấp sẽ

tương ứng với sự thay đổi về thông số của môi trường sấy: nhiệt độ T, độ ẩm môi trường φ theo cấp độ thay đổi về độ ẩm của gỗ sấy

Bảng 2.1: Các chế độ sấy nhiệt độ thấp

N0 Độ ẩm

(MC,%)

Nhiệt độ nhiệt kế khô (Tk, 0C)

lượng gỗ sấy Rút ngắn được thời gian sấy đến mức thấp nhất và quá trình sấy kinh tế nhất

Trên cơ sở phân tích về ứng suất và biến dạng xảy ra trong các giai đoạn của quá trình sấy, tìm hiểu rõ về bản chất của các quá trình dẫn ẩm, thoát ẩm trong gỗ và yêu cầu về chất lượng của nguyên liệu sấy, có thể đưa đến những kết luận sau

+ Chênh lệch độ ẩm ở các vùng khác nhau trong ván trong quá trình sấy là không tránh khỏi do đó việc sản sinh các hiện tương ứng suất bên trong gỗ sấy cũng không thể tránh khỏi

+ Để giảm bớt ứng suất bên trong gỗ sấy, cần thiết phải hạn chế mức độ bay hơi trên bề mặt gỗ trong giai đoạn sấy đầu khi độ ẩm của lớp gỗ ngoài bề mặt bắt đầu hạ xuống dưới điểm bão hòa thớ gỗ, tức là cần thiết phải sử dụng môi trường sấy có độ ẩm cao trong giai đoạn sấy đầu của quá trình sấy

+ Để giảm bớt ứng suất bên trong gỗ ở giai đoạn giữa và giai đoạn cuối của quá trình sấy, tùy theo mức độ yêu cầu cần thiết cần xử lý nguyên liệu sấy bằng không khí có độ ẩm và nhiệt độ cao, để làm sao cho lớp gỗ bề mặt của ván dẻo hơn, qua đó sẽ tạo điều kiện dễ dàng làm cân bằng ứng suất bên trong

gỗ sấy ( xử lý giữa chừng và xử lý cuối)

Xuất phát từ việc phân tích quá trình dẫn ẩm, thoát ẩm trong gỗ và phân tích hiện tượng ứng suất bên trong gỗ trong quá trình sấy, bảo đảm yêu cầu về chất lượng của gỗ sấy, ta đưa đến những cơ sở cho việc thành lập chế độ sấy:

+ Trước khi sấy cần làm nóng gỗ Thường gỗ trước khi sấy đều được làm nóng lên đến nhiệt độ bằng hoặc cao hơn nhiệt độ khi bắt đầu sấy một

ít, nhằm mục đích tạo điều kiện cho ẩm ở bên trong gỗ di chuyển từ bên trong ra ngoài mặt gỗ và bay hơi nhanh hơn

+ Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, không cho phép làm giảm

độ ẩm của lớp bề mặt một quá nhanh và đột ngột Bởi vì mức độ chênh lệch độ

ẩm của gỗ ΔMC = MCtrong - MCmặt mà quá lớn gỗ sẽ rất dễ bị nứt bề mặt, điều này rất dễ xảy ra khi độ ẩm của gỗ lớn hơn điểm bão hòa thớ gỗ

+ Độ ẩm của môi trường sấy càng về cuối quá trình sấy càng giảm dần và đến lúc kết thúc quá trình sấy có thể giảm xuống đến 30%, là độ ẩm tương đối của môi trường sấy cần thiết để làm cho nguyên liệu sấy khô xuống đến độ ẩm sử dụng cần thiết bé nhất 6 – 10%

+ Nhiệt độ của môi trường sấy có thể tăng dần từ khi bắt đầu sấy cho đến lúc kết thúc sấy Điều ấy là phù hợp và cần thiết để tăng tốc độ sấy ở các giai đoạn sau, vì khi độ ẩm của gỗ xuống dưới độ ẩm bão hòa thớ gỗ thì tốc

độ sấy sẽ giảm dần Mặt khác nhiệt độ lúc đầu nhỏ về sau lớn dần là cần thiết để giảm bớt mức độ bay hơi của lớp gỗ mặt trong giai đoạn đầu của quá trình sấy

và tăng tốc độ sấy ở giai đoạn sau của quá trình sấy, nhất là đối với các loại gỗ

dễ sấy bay hơi nhanh

2.9.3 Cách lựa chọn chế độ sấy

Dữ kiện để chọn chế độ sấy là: loại gỗ, độ dày ván, yêu cầu chất lượng và

độ ẩm ban đầu của gỗ

Trong thực tế sản xuất hiện nay việc lựa chọn chế độ sấy rất phức tạp do

gỗ Việt Nam đa dạng về chủng loại và độ ẩm ban đầu cũng như chiều dày ván đưa vào một mẻ sấy nói chung là không đồng nhất

+ Loại gỗ: trong công nghệ sấy khối lượng thể tích và cấu tạo của

gỗ có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sấy Do đó việc phân loại gỗ theo tính công nghệ sấy chủ yếu dựa vào khối lượng thể tích và tính đến đặc tính cấu tạo của gỗ Theo nguyên tắc đó có thể phân các loại gỗ theo 4 nhóm công nghệ sấy:

Nhóm 1: các loại gỗ cứng, nặng ( gỗ nhóm II, III) Nhóm 2: các loại gỗ trung bình ( nhóm IV, V )

+ Yêu cầu chất lƣợng: yêu cầu chất lƣợng có thể xác định đƣợc dựa vào mục đích sử dụng gỗ sau khi sấy Hiện nay yêu cầu chất lƣợng có thể đƣợc xác định theo yêu cầu khách hàng Trong sản xuất hàng mộc, độ chính xác gia công các chi tiết phụ thuộc đáng kể vào chất lƣợng gỗ sấy Chính vì vậy mà việc phân cấp chất lƣợng gỗ sấy có thể xuất phát từ cấp chính xác gia công chi tiết hàng mộc:

Cấp chính xác gia công chi tiết: 1 2 3 0 Cấp chất lƣợng sấy : I II III IV + Độ ẩm ban đầu của gỗ ( MCđ ): độ ẩm MCđ càng cao thì càng phải sử dụng chế độ sấy với T và ΔT càng thấp

Trên cơ sở các dữ liệu vừa phân tích ở trên ta tiến hành lựa chọn chế độ sấy cho từng mẻ sấy

Bảng 2.2 : Lựa chọn chế độ sấy cho từng loại gỗ

Nhóm gỗ sấy Hạng chất lƣợng Chiều dày ván (mm)

Phụ thuộc vào các yêu cầu đó hạng chất lƣợng gỗ sấy đƣợc phân thanh bốn hạng: hạng I- sấy gỗ xẻ đến độ ẩm sử dụng, đảm bảo gia công cơ khí chính xác đặc biệt và lắp ráp các chi tiết của các sản phẩm đạt cao nhất ( nhạc cụ, dụng

cụ thể thao…); hạng chất lƣợng sấy II- sấy gỗ xẻ đến độ ẩm sử dụng, đảm bảo gia công cơ khí chính xác các chi tiết của sản phẩm gỗ có chất lƣợng cao ( đồ mộc nội thất, các loại cửa, thiết bị trong tàu, máy bay….); hạng chất lƣợng sấy III – sấy gỗ xẻ đến độ ẩm sử dụng; hạng 0- sấy gỗ đến độ ẩm vận chuyển

Bảng 2.3: Yêu cầu định mức đối với chất lƣợng gỗ sấy

Không lớn hơn

Không lớn hơn

Không lớn hơn

Không lớn hơn

Không lớn hơn 2.0

Không kiểm tra

Không kiểm tra

Bảng 2.4: Chỉ tiêu chất lƣợng về khuyết tật khi sấy

%

Gỗ

lá kim

Gỗ

lá rộng

Cong

thuận

Cong ngang

Vênh đầu

Cong xoẵn

Cong thuận

Cong ngang

Vênh đầu

Cong xoẵn

Không cho phép

Cấp

Không cho phép

Cấp

Không cho phép

Cấp

Không cho phép

2.11 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng gỗ sấy

Chất lượng gỗ sấy có thể bị ảnh hưởng bởi rất nhiều các nhân tố trong đó

có các nhân tố chính sau:

- Các nhân tố thuộc về cấu tạo: Các nhân tố thuộc về cấu tạo gỗ chủ yếu ảnh hưởng đến các quá trình vận chuyển trong gỗ Do vậy nó ảnh hưởng đến chất lượng gỗ sấy, ảnh hưởng đến việc lựa chọn chế độ sấy

+ Gỗ lõi, gỗ giác: khả năng vận chuyển ẩm của gỗ giác tốt hơn gỗ lõi

+ Chiều thớ gỗ: những loại gỗ thẳng thớ dễ sấy hơn loại gỗ chéo thớ, xoắn thớ

+ Hình thức phân bố tế bào mạch gỗ: đường vận chuyển ẩm lớn nhất trong gỗ lá rộng

+ Hình dạng, loại và cách sắp xếp của lỗ thông ngang trên vách tế bào gỗ - đường vận chuyển ẩm theo chiều ngang thân cây trong quá trình sấy

+ Tia gỗ là một trong những nguyên nhân chính gây nên sự chênh lệch về tính chất giữa hai chiều xuyên tâm và tiếp tuyến

+ Thể bít là yếu tố cản trở qua trình vận chuyển ẩm

+ Các chất chiết suất, các chất tích tụ đây cũng là yếu tố cản trở quá trình vận chuyển ẩm

- Các yếu tố thuộc về tính chất vật lý:

+ Khối lượng thể tích của gỗ là nhân tố chính quyết định việc lựa chọn chế độ sấy Gỗ có khối lượng thể tích càng lớn thì càng phải sử dụng chế

độ sấy mềm với Tk và ΔT nhỏ do đó thời gian sẽ kéo dài Sở dĩ như vậy là vì gỗ

có khối lượng thể tích càng lớn thì mật độ gỗ càng cao đồng nghĩa với độ rỗng của gỗ càng nhỏ dẫn đến quá trình vận chuyển ẩm gặp nhiều trở lực Ngược lại

gỗ có khối lượng thể tích nhỏ thì quá trình vận chuyển ẩm dễ dàng hơn do độ rỗng của gỗ lớn và thời gian sấy sẽ ngắn hơn

+ Điểm bão hòa thớ gỗ: là ranh giới đánh dấu sự có mặt hay không

có mặt của nước tự do trong gỗ Khi gỗ hút ẩm thì nước thấm được hút vào

trước khi nước thấm đạt giá trị tối đa thì nước tự do mới bắt đầu hút vào Ngược lại khi gỗ nhả ẩm thì nước tự do thoát ra trước, khi nước tự do thoát ra hết thì nước thấm mới bắt đầu thoát ra Tại thời điểm mà nước thấm bắt đầu được hút vào hay thoát ra đó gọi là điểm bão hòa thớ gỗ Độ ẩm của gỗ lúc đó độ ẩm bão hòa thớ gỗ

Điểm bão hòa thớ gỗ là điểm đánh dấu sự thay đổi hầu hết các tính chất của gỗ Trong quá trình sấy khi độ ẩm của gỗ giảm xuống dưới độ ẩm bão hòa thớ gỗ thì trong gỗ bắt đầu xuất hiện co rút không đều sinh ra nội ứng suất gây lên hầu hết các khuyết tật ở gỗ sấy Vì vậy trong quá trình sấy ta cần đặc biệt chú ý đến đặc điểm này của gỗ sấy Đối với mỗi loại gỗ khác nhau giá trị độ ẩm bão hòa thớ gỗ khác nhau Thông thường người ta lấy độ ẩm bão hòa thớ gỗ trung bình là 30% Trong quá trình sấy ta có thể coi độ ẩm của gỗ giảm dần theo một hàm liên tục nhưng không tuyến tính, sự phân bố ẩm trong gỗ không đều từ ngoài vào trong Do đó trong quá trình sấy ta không thể lấy mốc độ ẩm 30% là

độ ẩm mà ở đó không còn sự có mặt của nước tự do

+ Độ ẩm thăng bằng của gỗ là độ ẩm mà ở đó tốc độ hút ẩm và tốc

độ nhả ẩm của gỗ cân bằng nhau Độ ẩm thăng bằng phụ thuộc vào loại gỗ, trạng thái của môi trường (nhiệt độ, độ ẩm) Mối quan hệ phụ thuộc là nền tảng của quá trình xây dựng chế độ sấy

+ Tính chất dẫn nhiệt và dẫn điện của gỗ: tính dẫn nhiệt của gỗ có ý nghĩa quan trọng đối với quá trình sấy là giai đoạn làm nóng gỗ, xử lý nhiệt ẩm,

xử lý giữa chừng, xử lý cuối ổn định gỗ sấy Các đại lượng đặc trưng cho tính dẫn nhiệt của gỗ sấy là nhiệt dung riêng và hệ số dẫn nhiệt

Nhiệt dung riêng của gỗ là nhiệt lượng cần thiết để làm nóng một đơn vị khối lượng gỗ ( 1kg ) lên 10K Nhiệt dung riêng của gỗ phụ thuộc vào nhiệt độ

và độ ẩm của gỗ không phụ thuộc vào loại gỗ

Hệ số dẫn nhiệt của gỗ đặc trưng cho cường độ dịch chuyển nhiệt trong

gỗ là nhiệt lượng cần thiết để thông qua một đơn vị diện tích gỗ (1m2 ) một đơn

vị độ dài (1m) trong một đơn vị thời gian (1s) gây lên ở hai mặt gỗ có nhiệt độ

chênh lệch là 10C Hệ số dẫn nhiệt là thông số quan trọng trong công nghệ sấy

do đó việc xác định chính xác hệ số dẫn nhiệt của từng loại gỗ có ý nghĩa lớn cả

về lý luận cũng như thực tiễn

Tính chất dẫn điện phụ thuộc vào độ ẩm gỗ, nhiệt độ và loại gỗ Đối với công nghệ sấy gỗ bằng điện cao tần thì tính dẫn điện của gỗ là một đại lượng quan trọng Ngoài ra người ta còn ứng dụng tính dẫn điện của gỗ để đo độ ẩm của gỗ

- Qui cách kích thước: nếu kích thước nguyên liệu không đồng nhất chiều dày, khi sấy dẫn đến sự thoát ẩm không đồng đều giữa các tấm ván khi sấy có sự thay đổi trạng thái ứng suất khác nhau Làm nảy sinh các khuyết tật, độ ẩm của ván sau khi sấy không đồng đều Ngoài ra kích thước nguyên liệu không đồng đều còn ảnh hưởng đến việc xếp đống đúng kỹ thuật

- Loại nguyên liệu: loại nguyên liệu khác nhau đặc điểm cấu tạo và tính chất cũng khác nhau Khi sấy một lúc nhiều loại nguyên liệu khác nhau dẫn đến chất lượng gỗ sấy sẽ không đảm bảo, vì thế khi sấy nguyên liệu sấy phải cùng nhóm gỗ

- Độ ẩm nguyên liệu đầu vào: sự đồng đều độ ẩm nguyên liệu đầu vào cũng ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng gỗ sấy Chênh lệch ẩm giữa các thanh gỗ trong đống gỗ càng lớn thì chất lượng gỗ sấy càng thấp, độ ẩm gỗ sấy không đều, chênh lệch ẩm giữa các tấm gỗ sau khi sấy là càng lớn

- Nguồn gỗ nguyên liệu: nguồn gốc nguyên liệu khác nhau, độ tuổi gỗ sấy khác nhau khi sấy cùng nhau cũng ảnh hưởng đến chất lượng gỗ sấy

CHƯƠNG III: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 Tìm hiểu chung về công ty

3.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của công ty

Tên công ty: công ty TNHH Kim Gia Nghi

Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số: 0303665684 do sở KHĐT Bình Dương cấp ngày: 03/09/2009

Địa chỉ trụ sở chính: 169/63 Chu Văn An, Phường 12, Quận Bình Thạnh, Thành Phố Hồ Chí Minh Email: kimgianghi@yahoo.com.vn

Công ty TNHH Kim Gia Nghi là một công ty chuyên khai thác chế biến

gỗ xuất khẩu hàng nội thất trong nhà và ngoài trời, thiết kế thi công đồ gỗ nội thất cho gia đình, văn phòng công sở…

Sản phẩm chủ yếu của công ty: bàn, ghế, giường, tủ, cửa…

Với đội ngũ công nhân có tay nghề và kinh nghiệm, cũng độ ngũ quản lý

và kỹ thuật có trách nhiệm và năng lực nên sản phẩm của công ty sản xuất ra luôn đạt chất lượng cao đáp ứng được yêu cầu khắc khe của thị trường xuất khẩu cũng như tiêu dùng trong nước

3.1.2 Tình hình sản xuất tại công ty

Do công ty mới thành lập nên chưa mở rộng hoạt động sản xuất Công ty chỉ mới xây dựng hai phân xưởng chính là phân xưởng xẻ sấy và phân xưởng tinh chế chuyên sản xuất Hai phân xưởng này hầu hết các máy móc thiết bị được lắp đặt đồng bộ

Hiện nay phân xưởng sấy của công ty có 4 lò sấy, mỗi lò sấy có dung tích

từ 25 – 30 m3/1 lò Cả 4 lò sấy đều được điều khiển bán tự động và luôn hoạt động liên tục, hàng tháng trung bình công ty sấy khoảng 120 – 150 m3

Tuy công ty mới thành lập nhưng công ty không ngừng tìm kiếm thâm nhập thị trường tiêu thụ sản phẩm cũng như thị trường nguyên liệu Mục tiêu phát triển lâu dài của công ty đó là không ngừng nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh

3.1.3 Sở đồ mặt bằng phân xưởng sản xuất

Hình 3.1: Sơ đồ tổng thể mặt bằng công ty 3.2 Đặc điểm lò sấy tại công ty

3.2.1 Cấu tạo của vỏ lò

- Vỏ lò sấy có chức năng ngăn cách không gian trong lò sấy với môi trường xung quanh Vỏ lò sấy phải đảm bảo kín khít, cách ẩm và cách nhiệt để đảm bảo cho quá trình trao đổi với bên trong diễn ra theo đúng chế độ

- Qua khảo sát thực tế tại công ty tôi thấy cấu tạo của lò sấy như sau:

+ Cửa chính:

Cửa lò là kiểu nâng, bên ngoài được làm bằng tôn sóng, ở giữa được cách nhiệt bởi một lớp bông thuỷ tinh, và bên trong là inox Xung quanh cửa có đệm roăng cao su nhằm hạn chế thất thoát nhiệt độ qua khe hở

Hình 3.2: Cửa lò sấy

+ Trục nâng hạ cửa: Trục này để mở cửa chính bằng tay theo quy tắc đòn bẩy hoặc quay tay đối với những cửa lò lớn

Hình 3.3: Hệ thống mở cửa lò sấy

+Trần phụ:Trần phụ chia không gian lò sấy thành 2 phần Phần dưới để xếp gỗ, phần trên để lắp quạt và chỉ thông dụng ở lò sấy hơi nước, thường lò sấy hơi đốt không có trần phụ

Hình 3.4: Trần phụ trong lò sấy hơi nước

Các lớp được sắp xếp như sau: tôn – bông thủy tinh cách nhiệt – tôn

+ Tường lò: được xây bằng gạch dày 200 ( mm ) Lớp trong lò tiếp xúc với môi trường sấy nên được quét lớp sơn để cách nhiệt, cách ẩm

+ Hộp thoát ẩm: Được chế tạo bằng nhôm và lắp thành 2 hàng trên lóc lò sấy Các cửa thoát ẩm của mỗi hàng được liên kết với nhau bằng một trục nối hoặc dây cáp

Hình 3.5: Hệ thống hộp thoát ẩm lắp trên trần chính

- Cấu trúc lò sấy:

Hình 3.6: Sơ đồ cấu trúc lò sấy hơi nước

Trong đó:

1: khung lò sấy 2: động cơ điện

5: dàn tản nhiệt 6: cửa hút, thải khí 7: ống phun ẩm 8: nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt

11: nền, móng lò sấy 12 :cửa chính lò sấy

3.2.2 Thiết bị gia nhiệt

Có chức năng cung cấp nhiệt cho môi trường sấy

Hình 3.7: Nồi hơi

+ Thiết bị tản nhiệt:

Có chức năng cấp nhiệt của hơi nước cho môi trường sấy Hiện có

3 loại: ống gang có cánh tản nhiệt, ống thép trơn, dàn tản nhiệt Thiết bị mà công

ty đang sử dụng là dàn tản nhiệt có ưu điểm gọn nhẹ hệ số tản nhiệt lớn, lắp đạt

dễ dàng

Đây là bộ phận trao đổi nhiệt, gồm nhiều ống nhiệt được hàn với nhau

Hơi nước nóng bão hoà từ nồi hơi sẽ truyền nhiệt vào không khí trong lò sấy khi

qua dàn nhiệt Ống nhiệt có ép nhiều lá nhôm mỏng để tăng hiệu quả tiết diện

truyền nhiệt