Tài liệu NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HỖN HỢP NGUYÊN LIỆU GỖ TRÀM (MELALEUCA CAJUPUTI) VÀ GỖ KEO LAI (ACACIA HYBRID) ĐỂ SẢN XUẤT VÁN DĂM ppt

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HỖN HỢP NGUYÊN LIỆU GỖ TRÀM (MELALEUCA CAJUPUTI) VÀ GỖ KEO LAI (ACACIA HYBRID) ĐỂ SẢN XUẤT VÁN DĂM Bùi Duy Ngọc Phòng Nghiên cứu Chế biến Lâm sản Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam TÓM TẮT Nhu cầu sử dụng ván dăm ở Việt Nam ngày càng tăng. Gỗ Tràm (Melaleuca cajuputi) là nguồn nguyên liệu tiềm năng ở vùng đồng bằng sông Cửu Long có thể đáp ứng một phần nhu cầu nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất ván dăm. Ván dăm được làm từ 100% nguyên liệu gỗ Tràm có chất lượng chưa cao nhưng cũng đáp ứng yêu cầu ván dăm thông dụng sử dụng ở điều kiện khô (theo TCVN – P1.2007). Ván dăm được sản xuất từ hỗn hợp dăm gỗ tràm (M. cajuputi) và keo lai (A. hybryd) theo tỷ lệ khối lượng 60/40 có chất lượng đáp ứng yêu cầu sản phẩm ván dăm không chịu tải sử dụng trong điều kiện ẩm (theo TCVN - P3.2007). Từ khóa: Ván dăm, gỗ Tràm, gỗ Keo lai. ĐẶT VẤN ĐỀ Nhu cầu đối với sản phẩm ván nhân tạo nói chung và ván dăm nói riêng ở Việt Nam không ngừng nâng cao. Theo số liệu của FAOSTAT DATABASE – 2006 thì nhu cầu của xã hội đối với sản phẩm ván dăm ở nước ta như sau: Bảng 1. Nhu cầu của xã hội đối với sản phẩm ván dăm ở Việt Nam Năm Sản lượng hàng năm (m 3 ) Ghi chú Sản xuất trong nước Nhập khẩu nước ngoài Nhập khẩu chủ yếu từ các nước: Nga, Đài Loan, Indonexia, Malaysia, Newzeland. 2000 2.000 49.000 2001 2.000 64.000 2002 2.000 20.000 2003 43.500 20.000 2004 48.000 126.401 Theo đề xuất mới đây của ngành lâm nghiệp đối với ván nhân tạo, từ nay đến năm 2015, chỉ nên đầu tư sản xuất ván dăm và ván sợi (MDF) sử dụng nguyên liệu gỗ rừng trồng, với tổng sản lượng ván nhân tạo dự kiến 800.000m 3 sản phẩm/năm. Trong đó, 50 – 60% là ván dăm [1]. Như vậy, việc tìm ra nguồn nguyên liệu mới để đáp ứng nhu cầu nguyên liệu của ngành công nghiệp sản xuất ván dăm là rất cần thiết. Cây Tràm là loài cây trồng rừng chủ yếu trên vùng đất phèn vùng đồng bằng sông Cửu Long; tổng diện tích rừng Tràm bao gồm cả rừng tự nhiên và rừng trồng hiện có trên 200.000ha. Gỗ Tràm là một nguồn nguyên liệu tiềm năng cần được nghiên cứu sử dụng cho sản xuất công nghiệp. Nguyên liệu gỗ Tràm có các thông số về hình thể, khối lượng thể tích đáp ứng yêu cầu nguyên liệu cho sản xuất ván dăm thông dụng, ngoại trừ tỷ lệ vỏ khá cao (15%), vì thế cần thiết phải nghiên cứu định hướng sử dụng vỏ Tràm. Ván dăm 3 lớp từ gỗ Tràm Melaleuca cajuputi có độ bền uốn tĩnh là 8,8 MPa/cm 2 ; độ bền kéo vuông góc mặt ván là 0,2 MPa/cm 2 . Để nâng cao tính chất cơ lý (độ bền uốn tĩnh và độ bền kéo vuông góc bề mặt ván) cho sản phẩm ván dăm gỗ Tràm đáp ứng được các yêu cầu theo tiêu chuẩn của ván làm đồ mọc gia dụng cần nghiên cứu cải tiến công nghệ. Giải pháp định hướng có thể là: lựa chọn tuổi cây thích hợp (dưới 10 tuổi), tạo kích thước dăm hợp lý hoặc pha trộn dăm gỗ Tràm với dăm gỗ có “độ dẻo” cao hơn theo tỷ lệ thích hợp [4]. Cây Keo lai (Acacia hybrid) là một trong những cây trồng chính của chương trình trồng mới 5 triệu ha rừng. Gỗ Keo lai sau khi khai thác đang được sử dụng rộng rãi trong ngành chế biến lâm sản. Sản phẩm đồ mộc từ gỗ Keo lai (đồ mộc nan, đồ mộc ván ghép thanh) được người sử dụng rất ưa chuộng. Trong lĩnh vực sản xuất ván dăm, theo kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Trọng Nhân cũng như tác giả Nguyễn Hồng Nhiên và tác giả Ngô Anh Sơn đều có chung một kết luận đó là: nguyên liệu gỗ Keo lai sử dụng tốt để làm ván dăm [3] [5] [6]. Từ tình hình thực tế nêu trên, chúng tôi tiến hành: “Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp nguyên liệu gỗ Tràm (Melaleuca cajuputi) và gỗ Keo lai (Acacia hybrid) để sản xuất ván dăm thông dụng”. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu và thiết bị Nguyên liệu gỗ - Gỗ tràm (Melaleuca cajuputi) 10 tuổi được khai thác tại Thạnh Hóa, Long An. - Gỗ keo lai (Acacia hybrid) 7 tuổi được khai thác tại Xuân Mai, Chương Mỹ, Hà Nội. Hóa chất: Sử dụng Keo Ure – Formaldehyde của hãng Dynorit Thiết bị Thiết bị thí nghiệm bao gồm: Máy băm dăm, máy sấy dăm, máy sàng dăm, máy phun trộn keo, máy ép nhiệt, máy cưa cắt mẫu, máy thử tính chất ván tổng hợp, cân điện tử, thước kẹp chiều dày tự ghi v.v. Phương pháp nghiên cứu Xác định một số thành phần hóa học của gỗ Tràm theo phương pháp Kiursher – Hofft; TAPPI T222om – 98; TAPPI T223om – 84; TAPPI T211om – 93 và TAPPI T244 cm - 99. Tiến hành thực nghiệm đơn yếu tố, đó là thay đổi tỷ lệ pha trộn giữa dăm gỗ Tràm với dăm gỗ Keo lai. Tỷ lệ pha trộn giữa gỗ Tràm với gỗ Keo lai như sau: Dăm gỗ Tràm/dăm gỗ Keo lai = 60/40; 70/30 và 80/20 (%). Số thí nghiệm lặp lại n = 3. Xác định các chỉ tiêu cơ lý của tấm ván dăm dựa vào tiêu chuẩn của Việt Nam đó là: TCVN 7756 – (3; 5; 6; 7; 8) : 2007. Thiết bị sử dụng để xác định các tính chất cơ lý của ván: máy thử tính chất tổng hợp STM 50KN United State. Phân tích, xử lý số liệu theo lý thuyết xác suất thống kê. Các số liệu thực nghiệm được loại bỏ sai số thô theo chuẩn Studen. Đánh giá chất lượng tấm ván dăm theo tiêu chuẩn: TCVN 7754 : 2007. THÍ NGHIỆM Dăm gỗ Tràm và dăm gỗ Keo lai được sấy khô đến độ ẩm MC ≤ 5%, sàng để phân loại dăm sau đó tiến hành thí nghiệm tạo tấm ván dăm. Tấm ván dăm thí nghiệm dự kiến tạo ra như sau: Bảng 2. Công thức tạo ván TT Nội dung Đơn vị tính Số lượng 1 Loại ván dăm Lớp 03 2 Tỷ lệ kết cấu ván: 1/4/1 3 Tỷ lệ pha trộn giữa dăm gỗ Tràm/dăm gỗ Keo lai % 100% gỗ Tràm, 60/40; 70/30; 80/20 4 Tỷ lệ keo lớp ngoài (so với dăm) % 8 5 Tỷ lệ keo lớp lõi (so với dăm) % 12 6 Chất đóng rắn lớp ngoài % 0 7 Chất đóng rắn lớp lõi % 1 8 Nhiệt độ ép 0 C 140 9 Thời gian ép Phút 15 10 Áp lực ép MPa 2,2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Kết quả xác định một số thành phần hóa học chủ yếu của gỗ Tràm Gỗ tràm 10 tuổi khi phân tích thu được kết quả xác định thành phần hóa học chủ yếu ghi trong bảng 3. Bảng 3. Thành phần hóa học của gỗ Tràm 10 tuổi TT Tên phép thử Phương pháp thử Kết quả xác định 1 Hàm lượng Xenluylô (%) Kiursher - Hofft 48,8 2 Hàm lượng Lignin (%) TAPPI T222om - 98 29,6 3 Hàm lượng Pentozan (%) TAPPI T223om - 84 17,5 4 Hàm lượng tro (%) TAPPI T211om - 93 1,16 5 Hàm lượng Silic (%) - So với nguyên liệu - So với tro TAPPI T244 cm - 99 0,30 37,2 Kết quả ở bảng 3 cho thấy gỗ Tràm có chứa hàm lượng Silic (0,3%). Ngoài ra, gỗ Tràm còn có hàm lượng tro cao (1,16%), đây là những nhân tố sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ván dăm từ nguyên liệu gỗ Tràm. Chất lượng của tấm ván dăm từ hỗn hợp nguyên liệu gỗ Tràm và gỗ Keo lai Tấm ván dăm sau khi ép để trong môi trường tự nhiên 01 tuần để ổn định ván. Ván sau khi ổn định tiến hành cắt mẫu (theo tiêu chuẩn TCVN 7756 – (3; 5; 6; 7; 8) : 2007) để kiểm tra chất lượng của ván. Một số tính chất chủ yếu của ván dăm từ hỗn hợp nguyên liệu gỗ Tràm và Gỗ keo lai được ghi trong bảng 4. Bảng 4. Một số tính chất chủ yếu của ván dăm từ hỗn hợp nguyên liệu gỗ Tràm và gỗ Keo lai TT Tính chất Đơn vị tính Kết quả TN0 TN1 TN2 TN3 1 Độ ẩm MPa 9,97 10,75 10,61 10,97 2 Độ bền uốn tĩnh MPa 11,91 14,13 12,01 13,40 3 Độ bền kéo vuông góc với mặt ván MPa 0,41 0,47 0,44 0,43 4 Độ trương nở chiều dày sau 24h % 10,41 7,36 7,73 10,23 Ghi chú: TN0 – Tỷ lệ dăm gỗ Tràm là 100%) TN1–Tỷ lệ pha trộn giữa dăm gỗ Tràm với dăm gỗ Keo lai là: 60/40% TN2 –Tỷ lệ pha trộn giữa dăm gỗ Tràm với dăm gỗ Keo lai là: 70/30% TN3 –Tỷ lệ pha trộn giữa dăm gỗ Tràm với dăm gỗ Keo lai là: 80/20% Từ kết quả bảng 4 chúng ta nhận thấy trong 4 thí nghiệm TN1, TN2 , TN3 và TN4 thì tấm ván dăm được tạo ra từ TN1 có tính chất cơ lý tốt nhất. Khi so sánh chất lượng tấm ván dăm thí nghiệm với tiêu chuẩn Việt Nam về ván dăm (tiêu chuẩn: TCVN7754 : 2007) có kết quả ở bảng 5. Bảng 5. Chất lượng ván dăm từ hỗn hợp nguyên liệu gỗ Tràm và gỗ Keo lai so với tiêu chuẩn Việt Nam về ván dăm TT Tính chất Đơn vị tính TCVN Kết quả P1 P3 TN0 TN1 TN2 TN3 1 Độ ẩm % 5 – 13 5 - 13 9,97 10,75 10,61 10,97 2 Độ bền uốn tĩnh MPa ≥11,5 ≥ 14 11,91 14,13 12,01 13,40 3 Độ bền kéo vuông góc với mặt ván MPa ≥ 0,24 ≥ 0,45 0,41 0,47 0,44 0,43 4 Độ trương nở chiều dày sau 24h % Không quy định ≤ 14 10,41 7,36 7,73 10,23 Ghi chú: P1 – Ván dăm thông dụng sử dụng ở điều kiện khô P3 – Ván dăm không chịu tải sử dụng ở điều kiện ẩm Kết quả bảng 5 cho thấy nếu sản phẩm ván dăm được sử dụng ở điều kiện khô thì ván dăm từ nguyên liệu gỗ Tràm Melaleuca Cajuputi 10 tuổi ở Thạnh Hóa, Long An hoàn toàn đáp ứng được so với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN (P1). Nếu sản phẩm ván dăm được sử dụng ở điều kiện ván dăm không chịu tải sử dụng ở điều kiện ẩm thì tấm ván dăm tạo ra từ TN1 có chất lượng đáp ứng được so với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN (P3). KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Thành phần hóa học của gỗ Tràm Melaleuca Cajuputi có chứa Silic (0,3%) và có hàm lượng tro cao (1,16%). Đây là những nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ván dăm từ nguyên liệu gỗ Tràm. Tuy nhiên ván dăm từ gỗ Tràm hoàn toàn đáp ứng được so với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN (P1) về ván dăm thông dụng sử dụng ở điều kiện khô. Nếu pha trộn giữa dăm gỗ Tràm với dăm gỗ Keo lai theo tỷ lệ pha trộn: dăm gỗ Tràm/dăm gỗ Keo lai là 60/40 thì ván dăm từ hỗn hợp nguyên liệu này hoàn toàn đáp ứng được so với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN (P3) về ván dăm không chịu tải sử dụng ở điều kiện ẩm. Kiến nghị Để có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế sản xuất, nên nghiên cứu thử nghiệm tạo tấm lớn và nghiên cứu sản xuất thử ván dăm từ nguyên liệu gỗ Tràm và ván dăm từ hỗn hợp nguyên liệu gỗ Tràm và gỗ Keo lai. Nghiên cứu xử lý hàm lượng tro cũng như hàm lượng Silic có trong gỗ Tràm để nâng cao chất lượng ván dăm từ nguyên liệu gỗ Tràm. TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Đình Sâm, 2006. Tổng quan ngành công nghiệp chế biến lâm sản ở Việt Nam. Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội. Bùi Duy Ngọc, 2008. Báo cáo sơ kết đề tài “Nghiên cứu sử dụng tổng hợp, có hiệu quả gỗ Tràm”. Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội. Nguyễn Trọng Nhân, 2003. Báo cáo khoa học tổng kết đề tài “Xác định tính chất nguyên liệu gỗ rừng trồng phục vụ công nghệ dăm, ghép thanh với keo và bạch đàn”, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội. Nguyễn Quang Trung, 2006. Nghiên cứu bước đầu sử dụng gỗ Tràm Melaleuca cajyputy làm nguyên liệu sản xuất ván dăm thông dụng. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, Hà Nội, tr 47 – 50. Nguyễn Hồng Nhiên, 2002. Nghiên cứu một số tính chất công nghệ gỗ Keo lai (Acacia mangium Wild X Acacia auriculiformis) phục vụ cho sản xuất ván dăm, Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật, Trường ĐH Lâm nghiệp, Hà Tây. Ngô Anh Sơn (2004), Nghiên cứu sử dụng phế liệu gỗ Keo lai – Keo tai tượng – Keo lá tràm để sản xuất ván dăm sử dụng trong đồ mộc, Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật, Trường ĐH Lâm nghiệp, Hà Tây. RESEARCHING TO PROCESS PARTICLE BOARD FROM MELALEUCA CAJUPUTI AND ACACIA HYBRID MATERIAL Bui Duy Ngoc Forest Products Processing Research Division Forest Science Institute of Vietnam SUMMARY The consumtion of particle board products in Vietnam market has being increased. Melaleuca cajuputi timber is a potential raw material resources in Mekong Delta and it could be able to meet the requirement of particle board production industry. Although some mechanical properties of particle board products made of only M. cajuputi wood chips but is met the requirement of commercial particle board products using in the dry condistion. (based on the Vietnamese sandard TCVN-P1- 2007). The mixture of M. cajuputi and A. hybrid wood chips with the rate of 6/4 could be used to make a particle products that satisying the requirement of Vienamese standard TCVN (P3) for Particle products are used in the humidity environment without loading. Keywords: Particle board, Melaleuca cajuputi timber, Acacia hybrid timber . NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HỖN HỢP NGUYÊN LIỆU GỖ TRÀM (MELALEUCA CAJUPUTI) VÀ GỖ KEO LAI (ACACIA HYBRID) ĐỂ SẢN XUẤT VÁN DĂM Bùi Duy Ngọc Phòng Nghiên cứu. nguyên liệu gỗ Tràm (Melaleuca cajuputi) và gỗ Keo lai (Acacia hybrid) để sản xuất ván dăm thông dụng . VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu và thiết