Lời nói đầu Nhân dịp hoàn thành khoá luận tốt nghiệp em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo : Phan Duy Hưng Cảm ơn thầy giáo, cô giáo khoa chế biến lâm sản, trung tâm thực nghiệm chuyển giao công nghệ công nghiệp rừng, trung tâm thông tin thư viện - Trường Đại học Lâm Nghiệp, Xưởng chế biến - Viện khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam, Lâm trường Lạc Thuỷ , nhà máy chế biến gỗ Cầu Đuống Cùng bạn bè người thân đà hết lòng giúp đỡ em hoàn thành khoá luận Hà Tây - 2004 Sinh viên: Nguyễn Đức Vaxi Đặt vấn đề Đồ gỗ vật liệu gỗ đà sử dụng từ lâu nhu cầu ngày tăng nhiên gỗ tự nhiên ngày khan hiếm, người ta đà phát triển mọc nhanh rừng trồng song đáp ưng phần Còn phần lớn dùng từ gỗ tự nhiên Hiện số loài gỗ quý khai thác, vấn đề đặt tìm vật liệu để thay loài gỗ này, ván nhân tạo hướng Cây Keo lai loài lai tạo hai loài keo :Keo tràm Keo tai tượng Keo lai có nhiều ưu bố mẹ sinh trưởng tính chất vật lý Ván LVL (Laminted Veneer Lumber) loại ván dán đặc biệt, lớp ván xếp song song, ván mỏng có chiều dầy lớn chiều dầy ván lớn Ván LVL có cường độ lớn dùng xây dựng, đồ mộc, kiến trúc Đặc biệt ván LVL có nhiều tính chất tương đương với số loại gỗ quý như: Đinh, Lim, Sến, Táu Do đócó thể sử dụng loại ván để thay thế, đặc biệt tỏ hiệu dùng xây dựng kiến trúc Ván LVL loại hình ván Keo lai loài mới, việc thử nghiệm loại cho loại hình sản phẩm không làm phong phú tập đoàn cho công nghiệp chế biến mà làm đa dạng loại hình sản phẩm ván nhân tạo Để hoàn thiện phải tìm thông số công nghệ hợp lý cho loại ván này.Chính lý nghiên cứu thông số ép nhiệt loại ván song điều kiện thưc thi có hạn nghiên cứu thông số nhiệt độ ép với thông số khác cố định Đươc đồng ý môn ván nhân tạo khoa Chế Biến Lâm Sản, trường Đại học Lâm Nghiệp nghiên cứu đề tài: "Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt ®é Ðp tíi mét sè tÝnh chÊt cđa v¸n LVL sản xuất từ gỗ Keo lai" Chương : Những vấn đề chung 1.1.Lược sử nghiên cứu 1.1.1.Trên giới Cây Keo lai Hepbuon Shim phát năm 1972 Sook, Sabah, Malaysia.Năm 1976 đà chứng minh sản phẩm lai tạo chéo hai loại Keo thuộc chi thực vật họ đậu(Leguminose);Họ phụ trinh nữ(Mimosoideae) Keo tai tượng (Acacia mangium Will) Keo tràm (A.auriculiformis) Trong trình sinh trưởng phát triển hai dòng Keo(Acacia) sảy tượng lai tự nhiên, kết tạo lai có nhiều đặc tính khả phát triển hẳn bố mẹ ( ) Hiện Keo lai phân bố số nước như: Malaysia, Thái Lan, Quảng Châu - Trung Quốc, Canada Ván LVL (Laminated Veneer Lumber) loại hình sản phẩm sản xuất với công nghệ đại với mục đích tạo ván có chiều dầy sản phẩm lớn để thay gỗ tự nhiên Nó đưa vào sản xuất thập kỷ gần Bắc mĩ Châu Âu Ván LVL khác với ván dán thông thường chiều dày ván LVL lớn mà lớp ván mỏng xếp song song với Trong 20 năm trở lại loại hình sản phẩm trở thành vấn đề đặc biệt quan tâm tỏ phù hợp với thực tế, đặc biệt chi tiết chịu lực như: dầm, xà, khung cửa chiều dày cđa v¸n cã thĨ tíi 0.075 m, chiỊu réng : 1.8m, chiều dày lý thuyết giới hạn Sản phẩm ván LVL giới thiệu vào năm 70 kỉ XX Dây chuyền 1- sản xuất vào năm 1981 Dây chuyền 2- sản xuất vào năm 1986 Dây chuyền 3- sản xuất vào năm 1997 Ngày có hai dây chuyền sản xuất ván LVL với sản lượng 60.000 m3/ dây chuyền/ năm, 75-80% xuất Thị trường tiêu thụ loại hình sản phẩm nước Trung Âu.Lượng tiêu hao nguyên liệu :2.7 m3 gỗ /m3 sản phẩm Theo tác giả nghiên cứu ván LVL sản xuất từ Keo tai tượng gỗ Cao su(11) Các ván mỏng sau bóc sÊy xng ®é Èm < 6% ë nhiƯt ®é 150 - 170 oC Cã thĨ sư dơng lo¹i keo lµm chÊt kÕt dÝnh: U-F, P-F, MUF CÊu tróc cđa ván LVL theo nguyên tắc đối xứng ( ván mỏng xếp mặt phải với mặt phải mặt trái với mặt trái ) không đối xứng(trái - phải).Ván LVL sau xếp ép ngi kho¶ng 20 víi P = 10 kgf/cm 2, sau ép nhiệt với thời gian 50 phút với nhiệt độ 125, 120, 110 oC tương ứng với loại keo: MUF, PF, UF 1.1.2 Trong nước: Cây Keo lai phát vào năm 1970 đà đưa vào nghiên cứu phát triển nhiều vùng nước ta như: Hà Tây, Hoà Bình, Tuyên Quang, Thái Nguyên Hiên nay,đà có số công trình nghiên cứu Keo lai nhu: GS Lê Đình Khả(1999): "Nghiên cứu sử dụng giống Keo lai tư nhiên keo tai tượng keo tràm Việt Nam".Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Bùi Đình Toàn (2002):Luận văn thạc sỹ:"Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất chủ yếu keo lai định hướng sử dụng công nghệ sản xuất ván ghép thanh" Bạch Công Nam (2002): Luận văn tốt nghiệp: "Nghiên cứu cấu tạo, tính chất chủ yếu gỗ keo lai đề xuất hướng sử dụng " Đây có nhiều mạnh nguồn nguyên liệu to lớn cho nghành công nghiệp chế biến gỗ đầu tư nghiên cứu Ngoài nguồn keo lai tự nhiên, keo lai đà nhân giống hom từ mẹ lai tự nhiên trung tâm nghiên cứu lâm trường Từ nghiên cứu gỗ keo lai cho thấy loại sử dụng làm ván LVL tương lai nguồn nguyên liệu để phục vụ cho sản xuất ván LVL Như đà biết nhu cầu gỗ xây dựng hiên lớn gỗ tự nhiên ngày cạn kiệt, với gỗ tư nhiên đường kính lớn Để đáp ứng nhu cầu gỗ xây dựng, giảm thiểu khai thác gỗ tự nhiên nghiên cứu đưa ván LVLvào sản xuất cần thiết Hiện đà có số công trình nghiên cứu ván LVL dùng cho đồ mộc với loại keo sử dụng keo UF như: Lê Công Nam - Luận văn tốt nghiệp: "Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian Ðp tíi mét sè tÝnh chÊt cđa v¸n LVL sản xuất từ gỗ Keo lai với chiều dầy ván mỏng mm " Lê Vũ Thanh - Luận văn tốt nghiệp :"Nghiên cứu ảnh hưởng áp st Ðp tíi mét sè tÝnh chÊt cđa v¸n LVL sản xuất từ gỗ Keo lai với chiều dầy ván mỏng mm" Nguyễn Văn Nam - L uận văn tốt nghiệp :"Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt ®é Ðp tíi mét sè tÝnh chÊt cđa v¸n LVL sản xuất từ gỗ Keo lai với chiều dầy ván mỏng mm" Và số nghiên cứu khác đồng nghiệp Để sản xuất ván LVL cần có nhiều nghiên cứu cụ thể loại ván 1.1.3.Những vấn đề tồn hướng đề xuất: Tuy hiên đà có số công trình nghiên cứu ván LVL tựu chung lại phần nhỏ Với nghiên cứu tập chung cho đồ mộc lĩnh vực nhu cầu khả tiêu thụ loại ván lớn ván dùng xây dựng kiến trúc lại chưa ý nhiều Đối với ván LVL sử dụng xây dựng yêu cầu phải có khả chống chịu môi trường, chịu nước, nhiệt Ván LVL sản xuất với chất kết dính keo PF phù hợp, không chất lượng sản phẩm mà hiêu kinh tế Do chọn chất kết dính keo PF cho loại hình sản phẩm ván LVL với chiều dầy ván mỏng mm Đề tài " Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ ép tới số tính chất ván LVL sản xuất từ gỗ Keo lai " Là hướng nghiên cứu thăm dò cho khả sản xuất ván LVL nước ta 1.1.4.Tính cấp thiết đề tài Việt nam nước nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều, khí hậu thay đổi theo mùa, ®iỊu kiƯn bÊt lỵi cho vËt liƯu cã ngn gèc từ kim loại điều kiện lý tưởng cho vi sinh vật phá hoại sản phẩm có nguồn gốc từ gỗ tự nhiên làm giảm độ bền vật liệu, tuổi thọ công trình Việc nghiên cứu tìm loại vật liệu chịu lực có khả khắc phục hạn chế cấp bách cần thiết Một hướng giải sử dụng số loại gỗ quý như: Đinh, Lim, Sến, Táu Tuy nhiên, thực tế nhữnh loại gỗ đà bị cấm khai thác, sử dụng gỗ nhập loại giá thành lại lớn (16 - 18 triệu/m3 gỗ thành khí) Tronh ván LVL với chất kết dính keo PF cho ta loại ván có khả chống chịu môi trường cường độ ván lại lớn phù hợp với chi tiết chịu lực đặc biệt chi tiết dùng xây dựng kiến trúc Hơn ván LVL cải thiện số nhược điểm gỗ tư nhiên : tính chất đồng gỗ nguyên, tạo chi tiết có kích thước độ lớn khắc phục hạn chế đường kính chiều cao Sản xuất ván LVL từ gỗ keo lai hướng tắt đón đầu loai nguyên liệu cho loại hình sản phẩm mới, điều có ý nghĩa lớn không làm phong phú tập đoàn công nghiệp mà đáp ứng mục tiêu sử dụng gỗ đa mục đích đa dạng hoá loại hình sản phẩm từ gỗ Nghiên cứu thông số ép nhiệt vấn đề quan trọng trình sản xuất ván nhân tạo nói chung ván LVL nói riêng Do đó, để tạo loại hình sản phẩm phải đặc biệt ý tới vấn đề Tuy nhiên, thực tế điều kiện thực thi có hạn đề tài nghiên cứu ảnh hưởng thông số nhiệt độ ép đến số tính chất cuả ván LVL sở khống chế thông số khác 1.2 Mục tiêu 1.2.1 Mục tiêu tổng quan Nhằm tạo loại ván có chất lượng tốt thay số loại gỗ tự nhiên có chất lượng tốt khả cung cấp chúng tương lai bị hạn chế 1.2.2 Mục tiêu cụ thể: Xác định ảnh hưởng nhiệt độ tới số tính chất Ván LVL từ gỗ Keo lai Xác định thông số nhiệt độ ép hợp lý ép ván Ván LVL phương pháp ép nhiệt ( hai phương pháp Single step step by step) 1.3 Nội dung nghiên cứu phạm vi nghiên cứu: 1.3.1.Nội dung Tạo Ván LVL (dày 30mm, 11 líp n»m kho¶ng 0,65 – 0,7g/cm3 ) Bằng phương pháp Single step step by step nhiệt độ ép khác Kiểm tra tính chất ván theo phương pháp chế độ ép Đánh giá mức độ ảnh hưởng phương pháp ép nhiệt độ ép tới tính chất ván Bước đầu lựa chọn trị số nhiệt độ hợp lý phương pháp 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 1.3.2.1 Các phương pháp cố định Nguyên liệu: gỗ Keo lai (8-10 tuổi) Phương pháp step by step áp suất ép P = 13kgf/cm2 Thêi gian Ðp: = 0,2 phót/1mm chiều dày sản phẩm Phương pháp Single step + = 1,4 phút/mm chiều dày sản phẩm áp suất ép P = 17kgf/cm2 Lượng keo tráng: G = 200g/m2 ( keo PF) 1.3.2.2 Yếu tố khảo sát: Đề tài lựa chọn yếu tố nhiệt độ ép thông số khảo sát với cấp nhiệt độ là: 120 , 130, 140, 1500c Phương pháp ép: Đề tài dùng hai phương pháp ép để so sánh - Single step - Step by step 1.4- Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp kế thừa - Phương pháp thực nghiệm ( sử dụng phương pháp thực nghiệm thăm dò, xử lý số liệu theo thống kê toán học sau đánh giá kết quả) 1.5- ý nghĩa: 5.1 ý nghĩa khoa học: Trên sở kết thực sở khoa học cho công trình nghiên cứu tiÕp theo 5.2 ý nghÜa thùc tiƠn: KÕt qu¶ thu áp dụng cho sở sản xuất sản xuất ván LVL Kết tốt việc sản xuất ván LVL nâng cao hiệu sử dụng gỗ nâng cao hiệu kinh tế Chương :Cơ sở lý thuyết 2.1 Nguyên liệu: 2.1.1 Những vấn đề chung gỗ Keo lai a Cấu tạo gỗ Keo lai: - Cấu tạo thô đại: Gỗ Keo lai (8 - 10 tuổi) vỏ có mầu nâu xám, có nhiều dạn dọc nhỏ chạy dọc thân cây, lớp vỏ khô mủn, lớp xốp Gỗ Keo lai có giác, lõi phân biệt, lúc chặt hạ chưa rõ ràng để sau mọt thời gian phân biệt giác lõi trở lên rõ ràng Vòng năm không rõ ràng, thớ gỗ thẳng thô, khối lượng thể tích trung bình - Cấu tạo hiển vi: Gỗ sớm, gỗ muộn không phân biệt, mạch gỗ xếp phân tán, hình thức tụ hợp đơn kép - lỗ mạch/mm2 Đường kính lỗ mạch trung bình theo phương tiếp tuyến ( 0.1- 0.2)mm Trong lỗ mạch không bít Tia gỗ nhỏ (< 0.1mm ) số lượng tia gỗ từ - 10 tia/mm Tế bào mô mền có hình thức phân bố phân tán, hìng thức tụ hợp vây quanh mạch kín, lỗ thông ngang xÕp so le kÝch thíc nhá cã ®êng kÝnh tõ 0.6- 0.8 m, gỗ Keo lai cấu tạo lớp ống dẫn nhựa dọc b.Một số tính chất vật lý - học gỗ Keo lai: Các thông số tính chất vật lý học gỗ Keo lai xác định nghiên cứu gỗ keo lai 9- 10 năm tuổi [13] ghi bảng 02: Bảng 02: Một số tính chất vật lý học gỗ Keo lai TÝnh chÊt TrÞ sè = 0,466 Khối lượng thể tích Đơn vị g/cm3 12 0,549 18 0,553 Hót níc sau 24 giê ng©m 21,2 % 2,0 % 0,59 % níc Hót Èm sau 24 giê §é co rót +Däc thớ +Xuyên tâm % +Tiếp tuyến 3,73 7,61 % Độ dÃn dài sau 30 ngày ngâm nước % +Dọc thớ % +Xuyên tâm 3,41 % +Tiếp tuyến 0,37 7,94 Giíi h¹n bỊn nÐn däc 62,35 MPa 12,07 MPa 7,289 MPa 126,8 MPa 3,764 MPa 88,6 MPa 7500 MPa 13,25 MPa 12,3 MPa 5,17 MPa 7,68 Mpa (MC=12%) Giíi h¹n bỊn nÐn cơc bé (MC=12%) Giới hạn bền nén toàn (MC=12%) Giới h¹n bỊn kÐo däc thí (MC=12%) 10 Giíi h¹n bỊn kÐo ngang thí (MC=12%) 11 Giíi h¹n bỊn uốn tĩnh (MC=12%) 12 Mô đun đàn hồi uốn tĩnh 13 Giới hạn bền trượt dọc thớ xuyên tâm (MC=12%) 14 Giới hạn bền trượt dọc thớ tiếp tuyến (MC=12%) 15 Giới hạn bền trượt ngang thớ xuyên tâm (MC=12%) 16 Giới hạn bền trượt ngang thớ tiếp tuyến (MC=12%) 17 Sức chống tách xuyên tâm 14,25 Kgf/cm 17,57 Kgf/cm (MC=12%) 18 Sức chống tách xuyên tâm (MC=12%) Để xác định xem gỗ Keo lai đáp ứng làm nguyên liệu sản xuất ván mỏng hay không, đặc biệt ván mỏng dùng công nghiệp sản xuất ván LVL thường có chiều dày tương đối lớn, cần dựa sở yêu cầu nguyên liệu sản xuất ván dán (Hiện chưa có yêu cầu cụ thể nguyên liệu sản xuất ván LVL) Yêu cầu nguyên liệu sản xuất ván mỏng theo TCVN 1762-75 thể bảng 03 Bảng 03: Yêu cầu nguyên liệu dùng cho sản xuất ván dán Stt Thông số Yêu cầu Đơn vị Đường kính gỗ tròn > 18 cm Độ tròn > 70 % Độ cong chiều §é cong nhiỊu chiỊu §é thãt ngän Xoắn thớ < 10 Dẹt thân, u bướu, vạnh vè loại Mắt gỗ Mục, nấm mốc loại 10 Xốp, rỗng ruột hạn chế 11 Khối lượng thể tích gỗ (0,4 0,7) 12 Dầu nhựa chÊt chiÕt h¹n chÕ < 2-3 tuú lo¹i