Nghiên cứu sản xuất vật liệu kiến trúc gỗ ép đa năng từ lục bình

Đề tài “Nghiên cứu, sản xuất vật liệu kiến trúc - gỗ ép đa năng từ lục bình” giúp giải quyết vấn nạn lục bình và tình trạng khang hiếm gỗ trong sản xuất gỗ MDF nói riêng và ngành sản xuất gỗ nói chung. Phương pháp nghiên cứu gồm 4 phần chính: Phân tích nguyên liệu, quy trình thí nghiệm, quy trình sản xuất và xác định một số tính chất của gỗ đa năng từ lục bình.

Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT VẬT LIỆU KIẾN TRÚC GỖ ÉP ĐA NĂNG TỪ LỤC BÌNH Đặng Thị Ngọc Ánh* Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế *Tác giả liên hệ: dangthingocanha2@gmail.com TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu, sản xuất vật liệu kiến trúc - gỗ ép đa từ lục bình” giúp giải vấn nạn lục bình tình trạng khang gỗ sản xuất gỗ MDF nói riêng ngành sản xuất gỗ nói chung Phương pháp nghiên cứu gồm phần chính: Phân tích nguyên liệu, quy trình thí nghiệm, quy trình sản xuất xác định số tính chất gỗ đa từ lục bình Kết nghiên cứu hình thái sợi lục bình cho thấy thân lục bình có hàm lượng cellulose 29% Chiều dài sợi trung bình 1,644mm đường kính sợi trung bình 5,5 µm Cho thấy lục bình nguyên nguyên liệu phù hợp để sản xuất gỗ ép Các thông số kỹ thuật gỗ ép từ lục bình là: độ ẩm 8%, lực bám đinh 110N, Độ bền uốn tĩnh 36 Mpa, độ bền kéo 1,2 Mpa, độ bền nén 65,3 Mpa Sản phẩm gỗ ép đa từ lục bình ứng dụng hoàn toàn thay cho gỗ tự nhiên gỗ MDF gồm: ứng dụng đồ nội thất, ứng dụng làm ván lót dàn giáo xây dựng,…Hứa hẹn đề tài có khả ứng dụng cao đầu tư nghiên cứu sâu Từ khóa: Gỗ ép lục bình, thủy lực gia nhiệt, vật liệu bền vững RESEARCH AND MANUFACTURING ABOUT ARCHITECTURE MATERIAL PLYWOOD FROM WATER HYACINTH Dang Thi Ngoc Anh* Hue university of sciences *Corresponding author: dangthingocanha2@gmail.com ABSTRACT Research and manufacturing about architecture material – plywood from water hyacinth The study resolve “the development of water hyacinth” and “deficiency of wood material” The study has contents: materials analysis, process of the experiment, process of the produce and check about "plywood from water hyacinth" Results of materials analysis indicate that the: cellulose 29%, medium length 1,644mm and average diameter 5,5 µm “Plywood from water hyacinth” is like criterion of Vietnam about plywood: humidity 8%, stick to screws 110N, reliability of bending force 36 Mpa, reliability of traction 1,2 Mpa, reliability of pressure 65,3 Mpa “Plywood from water hyacinth” use like as MDF of today It’s good project in the future Keywords: Plywood from water hyacinth, sustainable material TỔNG QUAN Đề tài “Nghiên cứu, sản xuất vật liệu bền vững - gỗ ép đa từ lục bình” gồm: Phân tích xác định thành phần hình thái sợi lục bình, nghiên cứu trình sản xuất gỗ ép từ lục bình phương pháp làm tăng khả chịu kéo gỗ ép MDF từ lục bình Đề tài nhằm tìm đối tượng đầu vào cho ngành sản xuất bột giấy để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ cao thị trường Đồng thời tận dụng lượng lớn lục bình dồi Việt Nam để làm nguồn nguyên liệu đầu vào tiềm với giá thành đầu vào thấp sản phẩm đầu gỗ đa có tính ứng dụng hiệu kinh tế cao VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Lục bình thành phần sợi lục bình Lục bình Eichhornia crassipes (danh pháp Pontederiaceae) cịn gọi lộc bình, bèo tây loài thực vật thủy sinh, thân thảo, sống theo dòng nước, thuộc chi Eichhornia họ Bèo tây (Pontederiaceae) Bảng Thành phần hóa học sợi lục bình Thành phần Phần trăm (%) Lignin 14 α Cellulose 32 488 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Hemicellulose 21 - 33 Pentosan 19 Raw protein 15 Extract Cellular ash 12 Tổng cộng 98 - 101 Sợi lục bình có nguồn gốc từ thiên nhiên nên sợi lục bình có thành phần hóa học tính chất lý tương tự sợi thiên nhiên Đặc biệt thân lục bình có hàm lượng cellulose 29% Chiều dài sợi trung bình 1,644mm đường kính sợi trung bình 5,5µm Phương pháp Sau ngun liệu lục bình phần tích, xử lý đem ngâm nguyên liệu bùn hoạt tính ứng dụng vi sinh vật hấp thụ đồng hóa chất dinh dưỡng nước thải để tăng sinh khối (tăng trọng lượng kích thước) phát triển (tăng số lượng) Mỗi loại vi sinh vật có đường cong sinh trưởng phát triển riêng phụ thuộc vào nguồn thức ăn, chất dinh dưỡng có sẵn, điều kiện mơi trường pH, nhiệt độ, điều kiện kị khí hay hiếu khí Việc giúp gia tăng tuổi thọ gỗ chống mối mọt hiệu vấn đề cần quan tâm Q trình gồm:  Oxy hóa chất hữu CxHyOz + O2 CO2+H2O+∆H  Tổng hợp xây dựng tế bào Kỷ yếu khoa học liệu xảy phản ứng đáng ý Hình Phân hủy liên kết ete β – aryl lignin Quá trình ép gia nhiệt tỷ lệ phối trộn nguyên liệu cần đảm bảo tỉ lệ xác, gia nhiệt xả khn phù hợp Trong trình ép nhiệt cần xả nước phút đầu 20 phút sau đóng khuôn, nhằm giảm phá hoại áp lực phản lực nội ứng suất gỗ Sau hồn thành quy trình đưa sản phẩm bảo quản: Mẫu gỗ điều hòa cách đặt mẫu mơi trường có độ ẩm tương đối 25 – 30% nhiệt độ 20 – 25oC với thời gian 24 giờ, sau điều hòa mẫu ta lấy mẫu khỏi bình hút ẩm đặt mẫu mơi trường nhiệt độ phịng 27 ± 1oC độ ẩm tương đối 20% tối thiểu - để mẫu ổn định độ ẩm tiến hành đo tính chất gỗ Sau đánh giá xác định tính chất gỗ ép lục bình như: độ ẩm, bền kéo, bền nén, bền uốn lực bám đinh vít,… KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN CxHyOz + O2 tế bào SV+CO2+H2O + Từ kết bảng cho thấy thành phần lignin lục bình thấp hẳn nguyên C5H7NO2 - ∆H liệu khác giúp việc xử lý nguyên liệu dễ dàng  Tự oxy hóa chất liệu tế bào hơn, sử dụng hóa chất giảm hao Enzim mịn máy móc Dựa vào bảng ta C5H7NO2 + 5O2 5CO2+2H2O+NH3+∆H thấy tỉ số hàm lượng cellulose so với Sau trình lục bình chọn lựa đưa lignin phế phẩm nơng nghiệp đạt 2.29, vào quy trình sản xuất Quá trình sản xuất bạch đàn đạt 1.93, ý giai đoạn nấu xử lý nguyên liệu thông hai đạt 1,37 tre nứa đạt tác nhân dung dịch NaOH với tỉ lệ, 1,2 Cho thấy hiệu tiềm kinh tế nhiệt độ, áp suất thời gian phù hợp (Thời nguyên liệu lục bình khơng cạnh gian nấu thí nghiệm 70 phút bao gồm so với nguyên liệu cho ngành gỗ sản 40 phút gia nhiệt 30 phút bảo ôn) Trong phẩm gỗ trình nấu thành phần lignin nguyên Bảng So sánh thành phần sợi lục binh số thông dụng khác Loại nguyên liệu Thành phần sợi Cellulose (%) Lignin (%) Lục bình 32 14 Thơng hai 38-40 27-29 Bạch đàn 40-41 20-22 Tre nứa 45,48 23,40 489 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kết nghiên cứu cho thấy gỗ ép lục bình sử dụng kết cấu trợ lực lưới thép lưới sợi lục bình cho thấy khả chịu lực cao Kỷ yếu khoa học so với gỗ ép bột dăm mảnh, cụ thể: Độ bền kéo cao 2,17 lần Độ bền nén cao 1,01 lần Độ bền uốn cao 1,41 lần Hình So sánh khả chịu lực gỗ lục bình dạng bột dăm dạng lưới chịu lực Bên cạch so sánh tính chất gỗ có khả ứng dụng thực tiễn đáp ứng đầy ép từ lục bình với tiêu chuẩn Việt Nam đủ TCVN tiêu chuẩn qui định yêu cầu kỹ kỹ thuật với ván MDF TCVN 7750 : 2007 thuật ván sợi sản xuất theo phương ta bảng Dễ thấy tiêu pháp khô (ván MDF) nghiên cứu nguyên liệu gỗ ép từ lục bình Bảng So sánh giá trị tiêu gỗ ép từ lục bình so với TCVN 7750 : 2007 Chỉ tiêu Kết thí nghiệm TCVN 7750 : 2007 Gỗ ép từ lục bình Độ ẩm Lực bám đinh vít 8% 110 N 650 N 36 MPa – 12 % 950 N 650 N 23 MPa 1,2 MPa 65,3 MPa 0,65 MPa - 42 45 Trên bề mặt Trên mặt cạnh Độ bền uốn tĩnh Độ bền kéo Độ bền nén Độ trương nở chiều dày sau 24 ngâm nước, %, không lớn KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Việc thành phần lignin thành phần sợi thấp nguyên liệu khác giúp quy trình xử lý sợi dễ dàng hơn, sử dụng hóa chất hao mòn thiết bị hơn, giúp giảm thiểu nguồn lượng sử dụng trình sản xuất giấy bột giấy góp phần bảo vệ mơi trường Đồng thời đặc thù phát triển đột biến lục bình gây nên vấn nạn mặt nước nên lục bình nguyên liệu đầu vào dồi dào, giá rẻ, thân thiện với môi trường Với lợi ích mà sản phẩm gỗ ép đa từ lục bình mang lại nguồn tái tạo nhanh chóng hứa hẹn vật liệu bền vững thân thiện kiến trúc xây dựng Kết thử nghiệm, ứng dụng sản phẩm gỗ ép đa từ lục bình thực tiễn có phạm vi ứng dụng rộng rãi, như: Sản xuất sản phẩm gỗ, đồ nội thất Sử dụng cho ván lót dàn giáo, ván ốp tường, ốp sàn Đề tài đưa giấy gỗ ép đa từ lục bình thử 490 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 nghiệm ứng dụng nhiều lĩnh vực khác thực tiễn, nhiên có lĩnh vực có triển vọng đầu tư nghiên cứu tương lai gỗ ép từ lục bình cách âm cách nhiệt Với khả cách âm lên đến 35-50dB kết cấu mộng khóa lớp giúp dễ dàng thi Kỷ yếu khoa học công lắp đặt, giá thành thấp với sản phẩm cách âm tương đương nhập ngoại điều có ý nghĩa to lớn với mơi trường giúp loại bỏ dấu chân cacbon việc nhập vật liệu cách âm mang lại Hình Kết cấu gỗ cách âm từ lục bình TÀI LIỆU THAM KHẢO VESK PA, NOCKOLDS CE, ALLAWAY WG (1999) Metal localization in water hyacinth root from an urban rainyland Plant Cell Environ 22:149-158 SULLIVAN, PAUL R AND WOOD, ROD 2012 Water hyacinth, Eichhornia crassipes (Mart.) Solms, seed longevity and the implications for management 18th Australasian Weeds Conference Melbourne: Conference Proceedings CD ALSINA O L S ,DE CARVALHO L.H “ Thermal properties of Hybrid Lignocellulosic Fabric – Reinforced Polyester Matrix Composites” , Polymer Testing Vol.24,P.P.(8185) , 2005 NIHAT, SC VÀ O NILGUN 2002 Sử dụng lignin organosolv nhựa phenol formaldehyde để sản xuất lát I1 Sản xuất ván dăm sản phẩm Int J Keo Adhes 22:481-486 PHẠM NGỌC NAM, NGUYỄN THỊ ÁNH NGUYỆT, 2005 Khoa học gỗ Nhà xuất Nông Nghiệp HỒ SĨ TRÁNG, 2003 Cơ sở hóa học gỗ xenllulose Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội 491 ... lợi ích mà sản phẩm gỗ ép đa từ lục bình mang lại nguồn tái tạo nhanh chóng hứa hẹn vật liệu bền vững thân thiện kiến trúc xây dựng Kết thử nghiệm, ứng dụng sản phẩm gỗ ép đa từ lục bình thực... 7750 : 2007 thuật ván sợi sản xuất theo phương ta bảng Dễ thấy tiêu pháp khô (ván MDF) nghiên cứu nguyên liệu gỗ ép từ lục bình Bảng So sánh giá trị tiêu gỗ ép từ lục bình so với TCVN 7750 : 2007... rộng rãi, như: Sản xuất sản phẩm gỗ, đồ nội thất Sử dụng cho ván lót dàn giáo, ván ốp tường, ốp sàn Đề tài đưa giấy gỗ ép đa từ lục bình thử 490 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka