Đồ án thiết kế hệ thống sấy gỗ sử dụng buồng sấy năng suất 25 m3 mẻ

Đồng thời, sấy gỗ còn nâng cao khả năng dán dính các thanh gỗ với nhau, khả năng trang sức cho gỗ, khả năng chống nấm mốc, sinh vật hại gỗ và nâng cao tính âm thanh của gỗ … - Một vấn đề

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, ở Việt Nam cũng như nhiều nước trên thế giới các sản phẩm được chế biến

từ gỗ đóng một vai trò quan trọng không chỉ về mặt thẩm mỹ mà còn về lợi ích kinh tế Hầu hết gỗ được khai thác từ rừng, trong đó có một phần không nhỏ là gỗ khai thác bất hợp pháp, do đó làm cho tài nguyên rừng ngày càng cạn kiệt Để nâng cao ý thức về việc khai thác gỗ, chúng ta cần tăng cường trồng rừng thay thế và nâng cao khả năng chế biến gỗ nhằm sử dụng một cách tối đa lượng gỗ khai thác

Ở Việt Nam hiện nay đã có nhiều doanh nghiệp chế biến gỗ nhưng tập trung chủ yếu

ở TP Đà Nẵng Các doanh nghiệp sản xuất chế biến gỗ góp phần quan trọng đối với sự phát triển chung của nghành sản xuất chế biến gỗ xuất khẩu của Việt Nam và đóng góp một phần không nhỏ vào ngân sách của địa phương Tuy nhiên, nhiều doanh nghiệp sản xuất chế biến

gỗ vẫn chưa có nhận thức đúng đắn về vai trò quan trọng của việc sấy gỗ Một số doanh nghiệp có quan tâm đến việc sấy gỗ nhưng chủ yếu là làm theo kinh nghiệm, không theo một quy trình bài bản, đúng kỷ thuật Trong đó, hạn chế lớn nhất của các doanh nghiệp là khả năng nhận biết về tính chất của gỗ, để từ đó có chế độ sấy phù hợp tránh xảy ra các khuyết tật cho gỗ

Đây là lần đầu tiên nhận đề tài “Thiết kế hệ thống sấy gỗ” mang tính chất đào sâu chuyên nghành Sau thời gian được giao và được sự hướng dẫn tận tình của Thầy giáo TS.Trần Văn Vang em đã hoàn thành xong đồ án này Tuy nhiên, do kiến thức và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên em không thể tránh khỏi sai sót trong quá trình thiết kế, vì vậy

em rất mong được sự chỉ bảo của Thầy Cuối cùng em xin chân thành cám ơn Thầy

Mục lục CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA GỖ

 Mục đích: Giới thiệu về vai trò của độ ẩm trong gỗ, mục đích, quy trình ấy, cấu tạo của gỗ, các tính chất cơ bản của gỗ liên quan đến quá trình sấy, các hiện tượng xảy ra trong quá trình sấy nhằm có các biện pháp xử lí thích hợp trong quá trình sấy để đảm bảo chất lượng gỗ sấy theo yêu cầu.

1.1 Vai trò của độ ẩm trong gỗ và mục đích sấy gỗ :

1.1.1 Vai trò của độ ẩm trong gỗ :

- Quá trình sấy gỗ là quá trình rút nước trong gỗ ra, tức quá trình làm bay hơi nước trong

gỗ, quá trình làm khô gỗ

- Lượng nước chứa trong gỗ tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau, chủ yếu dưới hai dạng:

nước tự do và nước liên kết.

- Nước tự do là nằm trong các khoang bào, ruột tế bào, nằm trong hệ thống mao quản

của gỗ nên còn gọi là nước mao quản

- Nước liên kết là nước dính ướt (nước thấm) nằm trong vách tế bào, giữa các bó sellulose và một phần liên kết hoá học qua cầu hiđrô giữa phân tử nước và phân tử sellulose Ranh giới giữa hai loại nước trên quyết định điểm bão hoà thớ gỗ

1.1.2 Mục đích sấy gỗ :

- Sấy gỗ là quá trình loại bỏ nước khỏi gỗ (đến độ ẩm yêu cầu) nhờ quá trình bay hơi nước.Sấy gỗ có vai trò rất quan trọng, góp phần làm giảm khối lượng gỗ nhưng lại tăng cường độ, nâng cao tính ổn định kích thước gỗ trong quá trình sử dụng, hạn chế sự cong vênh, nứt nẻ của sản phẩm Đồng thời, sấy gỗ còn nâng cao khả năng dán dính các thanh gỗ với nhau, khả năng trang sức cho gỗ, khả năng chống nấm mốc, sinh vật hại gỗ và nâng cao tính âm thanh của gỗ …

- Một vấn đề cần lưu ý trong quá trình sấy gỗ là khâu xử lý nhiệt,xử lý giữa chừng, xử lý cuối … Chẳng hạn, mục đích của khâu xử lý nhiệt là làm nóng gỗ trong môi trường có độ

ẩm bão hòa không khí cao và nâng cao khả năng thoát ẩm của gỗ ở giai đoạn sau Mục đích của khâu xử lý giữa chừng là làm giảm hiện tượng nứt nẻ bề mặt gỗ có thể xảy ra khi độ ẩm lớp mặt khô quá nhanh, trong khi độ ẩm bên trong còn rất cao Khâu xử lý cuối cùng là nhằm loại bỏ sự không đồng đều về độ ẩm gỗ trên bề mặt cắt ngang, loại bỏ ứng suất dư có thể xảy ra các vết nứt ngầm và biến dạng của gỗ sau khi sấy …

1.2 Tính chất của gỗ liên quan đến quá trình sấy :

- Độ xốp của gỗ được xác định bằng công thức:

V

V V V

Với FL - là tổng diện tích của các lỗ xốp trên mặt cắt có diện tích F

- Cấu tạo gỗ có liên quan chặt chẽ đến tính chất gỗ và khuyết tật tự nhiên, là cơ sở cho

sự nhận biết, gia công, chế biến và sử dụng đồ gỗ Hiểu rõ vấn đề này sẽ sử dụng đúng mục đích và xác định chế độ gia công hợp lý, qua đó nâng cao được hiệu suất sử dụng gỗ Chẳng hạn, trong thiên nhiên có hai loại gỗ chính là gỗ lá rộng (gỗ cứng) và gỗ kim (gỗ mềm) Trong đó, phần tia gỗ của loại gỗ lá rộng chiếm (5÷10)% thể tích cây, với gỗ lá kim tia gỗ chỉ chiếm (1÷2)% thể tích cây Đồng thời, chúng ta cần nắm được những khuyết tật tự nhiên của gỗ như: Mắt gỗ, khuyết tật hình dạng (cong, thót nhọn, u bạch, bọng lõm …), khuyết tật

do cấu tạo (thớ nghiêng, loạn thớ, gỗ lệch tâm, gỗ hai tâm …)

Trong đó G, Go là khối lượng gỗ tươi và gỗ khô kiệt, kg

- Độ ẩm tương đối của gỗ biến thiên từ 0 đến 100%

- Trong quá trình sấy do nước bay hơi, khối lượng gỗ sẽ thay đổi từ G1 đến G2, tương ứng độ ẩm tương đối trước lúc sấy Wa1 và sau khi sấy Wa2 Vì lượng gổ khô trước lúc sấy và sau khi sấy đều giống nhau nên ta có mối quan hệ sau:

a2

a1 1

2

W 1

W 1 G

a2

a1 1

2

W 1

W 1 G G

1.2.2.2 Độ ẩm tuyệt đối của gỗ :

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

gỗ khô tuyệt đối (gỗ khô kiệt) và được xác định theo công thức sau:

W GG-G .100%

o o

- Trong thực tế người ta hay dùng khái niệm này để nói về độ ẩm của gỗ Về lý thuyết giá trị độ ẩm tuyệt đối có thể nằm từ 0 đến +∞ tuỳ thuộc vào lượng nước trong gỗ.

- Tương tự với độ ẩm tương đối, ta có mối quan hệ giữa lượng gỗ trước và sau khi sấy và

độ ẩm tuyệt đối như sau:

1

2 1

2

W 1

W 1 G

W

1 W

a2 a1 2 2 1

W 1

W - W G W

1

W - W G G G G

2 1 2

W 1

W - W G W 1

W - W G G

+

= +

=

- Nếu sấy khô kiệt hoàn toàn thì ∆G = Ga tức bằng lượng hơi nước chứa trong gỗ

Bảng 1.1 Quan hệ giữa độ ẩm toàn phần và khối lượng các thành phần của gỗ

1.2.2.3 Độ ẩm cân bằng :

- Nếu ta đặt hai mẩu gỗ trong một môi trường không khí có độ ẩm ϕ nào đó Một mẩu

gỗ có độ ẩm ban đầu khá lớn và mẩu kia có độ ẩm khá nhỏ, xấp xỉ 0% Người ta nhận thấy,

độ ẩm của mẩu gỗ ướt có xu hướng giảm dần và độ ẩm của mẩu gỗ khô tăng dần Độ ẩm của hai mẩu này có xu hướng tiệm cận dần đến một giá trị nào đó gọi là độ ẩm cân bằng

Wcb Thực tế cho thấy độ ẩm của hai mẩu gỗ rất khó đạt giá trị cân bằng mà thường chênh lệch nhau từ 1÷3% xung quanh giá trị đó

- Như vậy khi đặt trong môi trường không khí thì mẩu gỗ ướt sẽ khô dần (độ ẩm giảm)

sự thay đổi độ ẩm theo đường cong làm khô, quá trình này gọi là quá trình làm khô hay khử hấp thụ Ngược lại mẩu gỗ khô sẽ ẩm ướt dần (độ ẩm tăng) theo đường cong hút ẩm, quá

trình này gọi là quá trình hút ẩm hay hấp thụ

W, %

τ, h

30

100

Quá trình làm khô của gỗ

Quá trình hút ẩm của gỗ

Hình 1-1: Quâ trình cần bằng độ ẩm của gỗ

- Theo G.K Phylonchenko độ ẩm cđn của vật liệu ẩm được xâc định bằng:

,%

b 100

b B

n / 1 n

/ 1 cb

1 cbh

100

100ln.K.435,0K

1.2.4.Tính chất nhiệt lý của gỗ :

1.2.4.1.Tính giãn nở do nhiệt :

- Cũng như những vật liệu rắn khác, gỗ cũng có hiện tượng giãn nở vì nhiệt, khi nhiệt độ

tăng gỗ sẽ giãn nở và độ dài tăng lên Qui luật thay đổi độ dài của gỗ được xác định theo biểu thức:

)t

1.(

l

Trong đó: l, lo là độ dài của thanh gỗ ở nhiệt độ toCvà 0oC, m

α là hệ sô giãn nở dài, 1/K

- Hệ số giãn nở dài α là đại lượng cho biết khi nhiệt độ tăng lên 1oC thì một đơn vị chiều dài của gỗ sẽ tăng lên bao nhiêu

dt

dl l

nở vì nhiệt, kết quả gỗ bị co rút lại Vì vậy về mùa hè, mặc dù nhiệt độ tăng nhưng do bị mất nước nên thực tế gỗ sẽ co lại Ngược lại về mùa đông gỗ sẽ giãn nở ra

1.2.4.2.Tính dẫn nhiệt :

- Gỗ là loại vật liệu xốp nên có tính chất dẫn nhiệt khá kém, có thể nói gỗ là một chất cách nhiệt Người ta ứng dụng tính chất này của gỗ để làm vật liệu cách nhiệt trong rất nhiều trường hợp trong kỹ thuật và đời sống

* Tính chất dẫn nhiệt của gỗ:

- Không có tính đẳng hướng, tức phụ thuộc vào hướng truyền nhiệt, mà chủ yếu là hướng song song hay vuông góc thớ gỗ Chẳng hạn theo chiều dọc thớ gỗ hệ số dẫn nhiệt lớn hơn theo chiều ngang của nó

- Phụ thuộc vào độ ảm của gỗ

- Phụ thuộc vào từng loại gỗ: khối lượng riêng và cấu tạo

* Ảnh hưởng của khối lượng riêng của gỗ :

- Gỗ có khối lượng riêng lớn sẽ ít xốp hơn nên có hệ số dẫn nhiệt lớn hơn và ngược lại

Nếu đi sâu vào bản chất quá trình dẫn nhiệt là quá trình truyền động năng của các phân tử bên trong nội bộ vật chất thì khi mật độ các phân tử càng dày đặc thì quá trình truyền động năng càng dễ thực hiện

- Bằng thực nghiệm F Kollmann đã đưa ra được công thức xác định mối quan hệ giữa

hệ số dẫn nhiệt của gỗ vào khối lượng riêng của nó như sau:

022 , 0 178 ,

=

- Công thức (2-12) đúng cho tất cả các loại gỗ có độ ẩm khoảng 12% và nhiệt độ 27oC

- Theo chiều hướng của các thớ gỗ hệ số dẫn nhiệt cũng khác nhau Qua nghiên cứu của F.F Wangaard, trên bề mặt cắt của thớ gỗ thì theo chiều hướng kính hệ số dẫn nhiệt lớn hơn chiều tiếp tuyến khoảng 5÷10% đối với gỗ có lá rộng, còn gỗ lá kim thì sự chênh lệch không đáng kể Còn theo chiều dọc thớ gỗ hệ số dẫn nhiệt lớn gấp đôi theo chiều ngang của thớ gỗ

* Ảnh hưởng của độ ẩm

- Khi độ ẩm của gỗ tăng thì hệ số dẫn nhiệt của nó tăng lên, gỗ dẫn nhiệt càng tốt Độ ẩm tăng càng đến gần độ ẩm bão hoà thớ gỗ thì hệ số dẫn nhiệt càng tiến gần đến giá trị hệ số dẫn nhiệt của nước, khi đạt điểm bão hoà thới gỗ hệ số dẫn nhiệt xấp xỉ của nước

- Trong phạm vi độ ẩm của gỗ dưới điểm bão hoà của thớ gỗ, theo F Kollmann cứ tăng

độ ẩm của gỗ lên 1% thì hệ số dẫn nhiệt của gỗ tăng lên khoảng 0,7÷1,8%, trung bình là 1,25%

- Trong phạm vi độ ẩm từ 0% đến độ ẩm bão hoà thớ gỗ và nhiệt độ xấp xỉ 27oC mối quan hệ của hệ số dẫn nhiệt phụ thuộc độ được biểu thị theo công thức:

[1 0 , 0125 ( W - W )]

1 − λ

=

* Ảnh hưởng của nhiệt độ

- Do gỗ là vật liệu xốp có các khoảng rỗng bên trong, khi nhiệt độ tăng lên hơi nước bốc hơi và chiếm đầy các khoảng rỗng này thay cho không khí Do hơi nước có hệ số dẫn nhiệt lớn hơn không khí nhiều nên hệ số dẫn nhiệt của gỗ nói chung tăng Mặt khác do sự đối lưu của hơi nước trong các khoảng rỗng tăng lên khi nhiệt độ tăng nên hệ số dẫn nhiệt càng tăng

- Mối liên hệ giữa hệ số dẫn nhiệt và nhiệt độ được thể hiệu qua công thức:

100

t t ) 98 , 0 1 , 1 ( 1

1

ρo - Khối lượng riêng của gỗ khô kiệt, kg/m3

- Công thức trên được sử dụng trong phạm vi nhiệt độ -50oC ÷100oC Khi cho t1= 0oC và

100

t ) 98 , 0 1 , 1 ( 1

1.2.4.3.Khối lượng riêng của gỗ:

- Là khối lượng vách tế bào gỗ trên một đơn vị thể tích vách tế bào gỗ tương ứng Khối lượng riêng của tất cả các loại gỗ gần bằng nhau, khoảng

1,54g/cm3

- Đối với mọi loại gỗ thường như nhau và giá trị trung bình của nó là 1,54 g/cm 3

1.2.4.4.Nhiệt dung riêng của gỗ :

- Nhiệt dung riêng của gỗ là lượng nhiệt cần thiết tính bằng kJ để làm nóng 1 kg gỗ tăng lên 1oC

- Gỗ có nhiệt dung riêng khá lớn , do đó muốn làm nóng gỗ phải cung cấp cho nó một lượng nhiệt khá lớn Nhiệt dung riêng của gỗ phụ thuộc rất nhiều vào độ ẩm của gỗ cũng như phụ thuộc vào nhiệt độ

- Nhiệt dung riêng của gỗ có thể xác định theo công thức sau (theo [TL4] , trang 21) :

=

ω

ω100

116 , 0 6 , 26 19 , 4

Với : ω – độ ẩm tương đối của gỗ

- Ngoài ra theo H.M Kupullop, nhiệt dung riêng của gỗ:

- Đối với gỗ ướt :

C = 0,28

2 , 0

1001 

C = 0,28 0,09

1001

2 , 0

- Ngoài ra gỗ còn có những tính chất khác như: Tính dẫn nhiệt (tỷ nhiệt, tính chất truyền nhiệt, tỏa nhiệt, giản nở do nhiệt), tính chất dẫn điện, tính chất truyền âm, khả năng chống lại sức xuyên qua của sóng điện từ, màu sắc, mùi vị và tính phản quang

1.3.Sự co rút và biến dạng của gỗ :

- Gỗ có cấu tạo theo thớ và là môi trường không đẳng hướng nên sự co rút của gỗ theo các hướng là không giống nhau Đặc biệt hiện tượng co rút theo phương hướng kính và tiếp tuyến của các thớ gỗ khác nhau rất nhiều, mức độ khác biệt phụ thuộc vào từng loại gỗ Tỷ

lệ co rút theo phương tiếp tuyến và hướng tâm là (1,5÷2,2) lần

Hình 1-3: Biến dạng ở các loại ván và ở các vị trí khác nhau trên tiết diện ngang

a- Kích thước ván xuyên tâm khi gỗ khô b- Biến dạng tổng hợp có rút ván trong thực tế c- Biến dạng ở vị trí khác nhau trên tiết diện ngang

- Sự chênh lệch sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến tính chất và ứng suất bên trong gỗ trong quá trình sấy Điều này sẽ tạo nên những vấn đề nan giải khi sấy gỗ, tuỳ thuộc vào cấu tạo của từng tấm gỗ cụ thể mà có thể làm cho tấm gỗ bị biến dạng khi sấy.

1.4 Các trạng thái ứng suất trong quá trình sấy gỗ :

- Các sơ đồ dưới đây nêu lên bốn trạng thái điển hình của gỗ trong cả quá trình sấy.

- Sơ đồ hình 1-4A biểu thị sự phân bố sự phân bố độ ẩm của gỗ theo bề dày thanh gỗ (tiết diện ngang)

- Hình 1-4B, nếu dùng phường pháp cưa để phá hoại mối liên hệ giữa các lớp trong và ngoài của gỗ thì trong các giai đoạn sấy khác nhau kích thước tương đối của cá lớp sẽ thay đổi khác nhau

- Hình 1-4C biểu thị sự phân bố của ứng suất theo mặt cắt ngang của thanh gỗ

- Hình 1-4D biểu thị hình dạng của hai nửa mẫu gỗ đã được cưa ra trong lúc đang còn ứng suất

- Hình 1-4E biểu thị sự thay đổi hình dạng của hai nửa mẩu gỗ đó sau khi đã được sấy lại và làm cân bằng độ ẩm trở lại

Hình 1-4: Sơ đồ thay đổi độ ẩm - ứng suất bên trong và biến dạng gỗ khi sấy

Trạng thái I: Là trạng thái của gỗ trước hoặc ngay khi mới bắt đầu sấy Lúc đó độ ẩm

của gỗ trên toàn bộ bề dày của tấm gỗ và trên bề mặt của gỗ đều cao hơn điểm bão hoà thớ

gỗ (W > WBHTG) Hiện tượng co rút lúc này chưa xảy ra, trong gỗ chưa sản sinh ra ứng suất bên trong, mẩu gỗ mới cưa ra hoặc để một thời gian cho độ ẩm của gỗ trở lại đồng đều, hình dạng của nó vẫn không có gì thay đổi

Trạng thái II: Đây là thời kỳ sấy đầu, độ ẩm của gỗ ở lớp gỗ ở lớp gỗ bề mặt thấp hơn

điểm bảo hoà thớ gỗ và bắt đầu co rút, trong lúc đó các lớp gỗ bên trong vẫn chưa có hiện tượng co rút vì độ ẩm của lớp gỗ bên trong còn cao hơn điểm bảo hoà thớ gỗ Các lớp gỗ

ngoài bị căng ra, còn các lớp bên trong thì nén lại khi cưa mẫu gỗ ra, sẽ phát sinh hiện tượng cong hình cung, độ lõm của nó hướng ra phía ngoài (hình 2-4IID) Sau đó nếu đem 2 nữa mẫu gỗ ấy sấy khô, thì độ cong của nó sẽ đổi chiều ngược lại với chiều ban đầu như hình 2-4IIE Trong trường hợp này nếu không chú ý trong khi sấy, các ứng lực bên trong tiếp tục tăng lên và trên bề mặt ngoài của thanh gỗ ấy sẽ xuất hiện nứt nẻ để khắc phục nhược điểm (khuyết tật) có thể xảy ra đó, có thể áp dụng phương pháp xử lý ẩm để giảm bớt tốc độ bay hơi của lớp ngoài mặt, giảm bớt mức độ co rút của nó và do đó giảm bớt được mức độ sinh sản ứng lực bên trong gỗ và hạn chế được nứt nẻ ở ngoài mặt gỗ.

Trạng thái II: Đây là thời kỳ sấy đầu, độ ẩm của gỗ ở lớp gỗ ở lớp gỗ bề mặt thấp hơn

điểm bảo hoà thớ gỗ và bắt đầu co rút, trong lúc đó các lớp gỗ bên trong vẫn chưa có hiện tượng co rút vì độ ẩm của lớp gỗ bên trong còn cao hơn điểm bảo hoà thớ gỗ Các lớp gỗ ngoài bị căng ra, còn các lớp bên trong thì nén lại khi cưa mẫu gỗ ra, sẽ phát sinh hiện tượng cong hình cung, độ lõm của nó hướng ra phía ngoài (hình 1-4IID) Sau đó nếu đem 2 nữa mẫu gỗ ấy sấy khô, thì độ cong của nó sẽ đổi chiều ngược lại với chiều ban đầu như hình 1-4IIE Trong trường hợp này nếu không chú ý trong khi sấy, các ứng lực bên trong tiếp tục tăng lên và trên bề mặt ngoài của thanh gỗ ấy sẽ xuất hiện nứt nẻ để khắc phục nhược điểm (khuyết tật) có thể xảy ra đó, có thể áp dụng phương pháp xử lý ẩm để giảm bớt tốc độ bay hơi của lớp ngoài mặt, giảm bớt mức độ co rút của nó và do đó giảm bớt được mức độ sinh sản ứng lực bên trong gỗ và hạn chế được nứt nẻ ở ngoài mặt gỗ

Trạng thái IV: Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình sấy, độ ẩm của gỗ tương đối

đồng đều trên toàn bộ tấm gỗ Nhưng do những lớp gỗ bên trong co rút và tiếp tục co rút tiếp, trong lúc đó những lớp gỗ bên ngoài đã ngừng co rút- lớp ngoài đã từ lâu giữ nguyên kích thước theo sức căng cũ Lớp bên trong thì vẫn tiếp tục giảm kích thước, quá kích thước của lớp ngoài và hình thành nên ứng suất ngược lại ứng suất của thời kỳ đầu và bây giờ những lớp gỗ bên trong lại bị căng, còn lớp gỗ bên ngoài lại bị nén lại nếu đem cắt mẫu gỗ đem làm 2 nửa, sẽ thấy chiều cong hình cung của 2 nửa này, trái với chiều cong của thời kỳ đầu Ứng lực này tiếp tục tăng lên đến khi độ ẩm của gỗ bên trong và bên ngoài đồng đều mới thôi và lúc này quá trình sấy kết thúc (hình 1-4IVD và 1-4IVE)

Trong giai đoạn sấy này nếu điều chỉnh chế độ sấy không hợp lý sẽ sinh ra ứng suất lớn làm nứt nẻ bên trong tấm gỗ Nếu không sinh ra nứt nẻ thì ứng suất còn lại trong gỗ sau khi sấy xong cũng có thể trở thành nguyên nhân sinh ra cong vênh của gỗ trong quá trình sử dụng gia công chế biến gỗ Vì thế việc xử lý điều hoà ứng lực một thời gian sau khi kết thúc quá trình sấy là cần thiết (xử lý cuối cùng)

Từ những hiện tượng trên có thể sơ bộ rút ra những kết luận sau:

1) Khi áp dụng phương pháp sấy gỗ 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 của gỗ sấy theo các phương pháp sấy là tất nhiên

2) Để giảm bớt ứng suất bên trong, thời kỳ đầu của quá trình sấy cần phải làm giảm bớt cường độ bay hơi mặt ngoài của gỗ, tức là trong thời kỳ đầu cần phải dùng không khí ẩm có

độ ẩm cao để sấy

3) Để loại trừ bớt ứng suất bên trong của gỗ trong thời kỳ thứ 2, tuỳ theo tình hình cần thiết, tuỳ theo từng loại gỗ, có thể xử lý bằng không khí có độ ẩm cao để 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

Đây là những hiện tượng do sự chênh lệch độ ẩm, dẩn đến co rút không đồng đều và gây nên ứng suất bên trong, là nguyên nhân gay nên các khuyết tật của gỗ sản sinh ra 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

1.5 Các nguyên nhân sinh ứng suất và các khuyết tật của gỗ sấy :

1.5.1 Các nguyên nhân sản sinh ứng suất :

Có nhiều nguyên nhân sản sinh ứng suất bên trong gỗ trong quá trình sấy Sau đây là các nguyên nhân chính

1) Tốc độ khô không đồng đều của các lớp gỗ trong quá trình sấy là nguyên nhân chủ yếu gây ra ứng suất bên trong gỗ trong quá trình sấy Khi sấy, lớp bên ngoài tiếp xúc trực tiếp và đầu tiên với tác nhân sấy nên khô nhanh xuống dưới điểm bão hoà thớ gỗ, lớp ngoài

sẽ co rút lại, trong khi lớp bên trong vẫn chưa bị co rút Sự co rút của lớp bên ngoài sẽ bị các lớp bên trong hạn chế dẫn đến hình thành ứng suất gây nên nứt nẻ bề mặt

2) Các lớp gỗ phân bố theo chiều sâu có tốc độ khô nhanh chậm khác nhau và sẽ đạt đến những mức độ co rút khác nhau khá rõ rệt Giá trị co rút cuối cùng không những phụ thuộc vào độ ẩm cuối cùng của gỗ mà còn phụ thuộc vào quá trình diễn biến độ ẩm của nó (tức lớp gỗ nào khô từ từ, chậm sẽ có giá trị co rút lớn) Nguyên nhân này sẽ dẫn đến hiện tượng nứt nẻ giữa lòng ván trong giai đoạn sấy cuối cùng

3) Do sự sinh trưởng không đồng đều của cây gỗ khi còn sống dẫn đến hình thành ứng suất sẵn có trong gỗ

4) Sự co rút không đồng đều theo các chiều của các thớ gỗ cũng là nguyên nhân sản sinh ra ứng suất bên trong gỗ cũng như dẫn đến các khuyết tật của nguyên liệu sấy

5) Do thay nhiệt độ đổi đột ngột khi gia nhiệt, thông gió hoặc do mở cửa khi lò còn nóng là nguyên nhân gây ra nứt nẻ bề mặt hoặc hai đầu ván Ngoài ra sử dụng nhiệt độ cao

để sấy các loại gỗ cứng cũng gây ra hiện tượng tương tự

1.5.2 Các khuyết tật của gỗ sinh ra trong quá trình sấy :

1.6.1 Phương pháp sấy đối lưu :

Phương pháp sấy đối lưu là phương pháp sấy mà ở đó vật liệu sấy truyền ẩm cho môi trường tác nhân sấy (thường là không khí hoặc khói nóng) khi chuyển động đối lưu ngang qua bề mặt vật liệu sấy Trên hình 2-5 là sơ đồ hệ thống sấy đối lưu theo phương pháp sấy nóng, Không khí được quạt cấp dẫn đến bộ calorifer để gia nhiệt làm giảm độ ẩm ϕ (tăng

∆t), sau đó được đưa vào buồng sấy để trao đổi ẩm với vật liệu sấy K

Đối với tác nhân sấy khi gia nhiệt độ ẩm ϕ của nó giảm, nên ∆t = t - tư tăng, khả năng thoát hơi ẩm từ bề mặt vật liệu sấy vào tác nhân sấy cũng được tăng theo.

Đối với vật liệu sấy, do được đốt nóng nên mật độ hơi trong các mao quản của vật liệu sấy tăng và do đó phân áp suất trên bề mặt của nó tăng, hơi ẩm sẽ thoát ra môi trường sấy được nhanh chóng hơn

Như vậy nhờ gia nhiệt nên độ chênh phân áp suất giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy tăng lên, đồng thời khả năng thoát hơi nước từ bề mặt của vật liệu sấy tăng

* Sấy bằng không khí nóng

Đây là phương pháp phổ biến và thông dụng nhất Gỗ được sấy bằng không khí nóng được gia nhiệt từ các bộ trao đổi nhiệt hơi – không khí đặt trong các hầm lò Hơi nước được cung cấp từ hệ thống lò hơi

Không khí nóng được thổi qua các lớp gỗ xếp trên các xe gòong Gỗ được gia nhiệt, bốc hơi nước vào trong không khí và khô dần

* Sấy bằng khói nóng

Về cơ bản quá trình sấy giống như sấy bằng không khí nóng Nguyên lý làm việc của hệ thống như sau: nhiên liệu được đốt cháy tạo ra sản phẩm cháy, nhiệt độ đầu ra có thể điều chỉnh bằng cách hoà trộn thêm không khí Sau đó sản phẩm cháy được đưa trực tiếp vào hầm lò để sấy gỗ

Nhược điểm của phương pháp sấy này là tác nhân sấy có thể làm ảnh hưởng đến chất lượng của gỗ như gỗ bị ám khói, có mùi …

* Sấy bằng hơi quá nhiệt

Hơi quá nhiệt được sử dụng để sấy gỗ trực tiếp Đây là phương pháp được áp dụng ngày càng nhiều trong kỹ thuật và được coi là một trong những giải pháp nâng cao năng lực sấy

và nâng cao hiệu quả kinh tế So với sấy trong môi trường không khí nóng thì sử dụng hơi quá nhiệt sẽ giảm thời gian sấy đáng kể Phương pháp này phù hợp với gỗ lá kim và gỗ tạp

lá rộng Nhiệt độ sấy thường lớn hơn 100oC

1.6.1.2 Phương pháp sấy lạnh :

Sấy lạnh là phương pháp sấy trực tiếp bằng không khí có nhiệt độ thấp xấp xỉ nhiệt độ môi trường, nhưng có độ ẩm thấp Để không khí có độ ẩm thấp trước hết người ta cho nó đi