Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ép nhiệt tới chế độ ép ván dăm hỗn hợp từ bèo lục bình và dăm gỗ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - NGUYỄN NAM ANH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN ÉP NHIỆT TỚI CHẾ ĐỘ ÉP VÁN DĂM HỖN HỢP TỪ BÈO LỤC BÌNH VÀ DĂM GỖ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà nội, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - NGUYỄN NAM ANH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN ÉP NHIỆT TỚI CHẾ ĐỘ ÉP VÁN DĂM HỖN HỢP TỪ BÈO LỤC BÌNH VÀ DĂM GỖ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY, THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ GỖ GIẤY MÃ SỐ: 60.52.24 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC NGƯT.PGS.TS TRẦN VĂN CHỨ Hà nội, 2011 i LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hoàn thành luận văn cao học, cho bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Trần Văn Chứ ñã tận tình hướng dẫn giúp ñỡ suốt trình làm luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu Trường ðại học Lâm nghiệp, khoa Sau ñại học, Khoa Chế biến lâm sản, Trung tâm thực nghiệm phát triển công nghiệp rừng ñã giúp ñỡ hoàn thành luận văn Xin cảm ơn gia ñình người thân bạn bè, ñã ñộng viên, chia sẻ, giúp ñỡ suốt thời gian học tập thực luận văn Tôi cam ñoan, ñây công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa ñược công bố công trình nghiên cứu khác Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 11 năm 2011 Tác giả Nguyễn Nam Anh ii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii MỞ ðẦU Chương TỔNG QUAN VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.3 Nhận xét chung 11 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 12 1.3.1 Mục tiêu lý thuyết 12 1.3.2 Mục tiêu thực tiễn 12 1.4 ðỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 12 1.5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 12 1.6 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 13 1.6.1 Các yếu tố cố ñịnh 13 1.6.2 Các yếu tố thay ñổi 13 1.7 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 1.7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 13 1.7.2 Phương pháp thực nghiệm 14 iii 1.7.3 Kiểm tra chất lượng dăm, ván dăm từ bèo dăm gỗ 21 1.8 Ý nghĩa ñề tài 28 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 29 2.1 Công nghệ tạo ván dăm 29 2.1.1 Nguyên lý hình thành ván dăm 29 2.1.2 Yêu cầu nguyên liệu sản xuất ván dăm 33 2.1.2.1 Nguyên liệu gỗ 33 2.1.2.2 Dăm chất phụ gia 34 b Keo chất phụ gia 35 2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng ván dăm 37 2.1.3.1 Ảnh hưởng nguyên liệu tạo dăm tới chất lượng ván 37 2.1.3.2 Ảnh hưởng keo chất lượng ván dăm 40 2.1.3.3 Chất phụ gia tới chất lượng ván dăm 41 2.1.3.4 Các yếu tố công nghệ tới chất lượng ván dăm 41 2.2 ðặc ñiểm nguyên liệu 44 2.2.1 Bèo lục bình 44 2.2.2 Gỗ cao su 46 2.3 Cơ sở lựa chọn thông số thí nghiệm 50 Chương NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 56 3.1 Thực nghiệm tạo ván dăm từ bèo lục bình 56 3.1.1 Quá trình công nghệ tạo ván dăm từ bèo lục bình 56 3.1.2 Nguyên liệu kiểm tra chất lượng nguyên liệu 57 3.1.2.1 Cây cao su 57 3.1.2.2 Bèo lục bình 57 3.1.2.3 Keo dán 58 iv 3.1.3 Thực nghiệm tạo ván dăm 59 3.1.3.1 Các tiêu ván thí nghiệm 59 3.1.3.2 Tạo dăm 61 3.1.3.3 Phân loại dăm 62 3.1.3.4 Sấy dăm 66 3.1.3.5 Trộn keo 67 3.1.3.6 Lên khuôn 69 3.1.3.7 Ép nhiệt 69 3.1.3.8 Xử lý cuối 70 3.2 Kết thí nghiệm 71 3.2.1 Kích thước dăm 71 3.2.2 Kết kiểm tra tỷ lệ trương nở chiều dày 80 3.2.3 ðộ bền uốn tĩnh ván dăm 83 3.2.4 ðộ bền kéo vuông góc bề mặt ván dăm 87 3.2.5 Nhận xét 90 3.2.6 Giải toán tối ưu 93 3.2.7 Xây dựng quy trình công nghệ ép ván dăm từ béo lục bình 94 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 4.1 Kết luận 96 4.2 Kiến nghị 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ BIỂU v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu ∆s, TS(%) ASTM C (95%) γ(g/cm3), KLTT IB IBtb Max MDI Min MOE MOEtb MOR MORtb P,m Pmax P% PF pMDI S% S SF SPI TCVN T τ UF X V Ý nghĩa Trương nở chiều dày Tiêu chuẩn Hiệp hội kiểm tra vật liệu Mỹ Sai số cực hạn khoảng ước lượng Khối lượng thể tích Cường ñộ kéo vuông góc bề mặt Cường ñộ kéo vuông góc trung bình Trị số quan sát lớn Methylene diphenyl Diisocyanate Trị số quan sát bé Mô ñun ñàn hồi Mô ñun ñàn hồi trung bình ðộ bền uốn tĩnh ðộ bền uốn tĩnh trung bình Khối lượng mẫu Áp suất max Hệ số xác Keo phenol-fomandehyde Polymeric Methylene diphenyl Diisocyanate Hệ số biến ñộng Sai tiêu chuẩn mẫu Soybean flour Soybean protein isolate Tiêu chuẩn Việt Nam Nhiệt ñộ Thời gian Keo ure-fomandehyt Giá trị trung bình mẫu Thể tích mẫu vi DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1 Bèo lục bình Hình 1.2: Sơ ñồ ñối tượng nghiên cứu 14 Hình 1.3 Mô hình toán xác ñịnh thông số tối ưu tạo ván dăm 16 Hình 1.4 Sàng phân loại dăm 22 Hình 1.5 Cân diện tử dùng kiểm tra khối lượng thể tích 23 Hình 1.6 Cân hộp gỗ ñể kiểm tra khối lượng thể tích bèo lục bình 23 Hình 1.7 Sơ ñồ bố trí mẫu thử uốn 25 Hình 1.8 Thiết bị ño cường ñộ uốn tĩnh mô ñun ñàn hồi 26 Hình 1.9 Mẫu thử ñộ bền vuông góc 26 Hình 1.10 Thiết bị ño cường ñộ kéo vuông góc 28 Hình 2.1 Cây bèo lục bình 44 Hình 2.2 Các sản phẩm mỹ nghệ từ bèo lục bình 46 Hình 2.3 Một số hình ảnh cao su 48 Hình 2.4 Mặt cắt ngang gỗ cao su 49 Hình 3.1 Sơ ñồ công nghệ sản xuất ván dăm lớp phối trộn 56 Hình 3.2: Máy nghiền dăm 61 Hình 3.3: Sàng phân loại dăm 63 Hình 3.4 Dăm bèo lục bình 64 Hình 3.5 Phơi dăm 67 Hình 3.6 Máy trộn keo 68 Hình 3.7 Thảm dăm sau ép sơ 69 Hình 3.8 Máy ép nhiệt 70 Hình 3.9 Hình ảnh dăm bèo kích thước dăm qua sàng 10mm 74 Hình 3.10 Hình ảnh dăm bèo kích thước dăm qua sàng 2.5 1.25mm 75 Hình 3.11 Hình ảnh dăm bèo kích thước dăm qua sàng 0.63 0.315mm 76 Hình 3.12 Hình ảnh dăm cao su qua mắt sàng 10mm 5mm 77 Hình 3.13 Hình ảnh dăm cao su qua mắt sàng 2.5mm 1.25mm 78 Hình 3.14 Hình ảnh dăm cao su qua mắt sàng 0.63mm 0.315mm 79 Hình 3.15 ðồ thị thể mối quan hệ tỷ lệ trương nở chiều dày với thời gian nhiệt ñộ 82 Hình 3.16 ðồ thị thể mối quan hệ nhiệt ñộ, thời gian ñộ bền uốn tĩnh 86 Hình 3.17 ðồ thị thể mối quan hệ nhiệt ñộ, thời gian ñộ bền kéo vuông góc bề mặt 89 Hình 3.18 Sơ ñồ công nghệ sản xuất ván dăm hỗn hợp từ Bèo lục bình dăm gỗ 95 vii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Mức, bước thay ñổi thông số thí nghiệm 17 Bảng 1.2 Ma trận bố trí thí nghiệm 18 Bảng 2.1 Một số tính chất cơ, lý hóa học gỗ Cao su 50 Bảng 3.1 Trọng lượng dăm bèo qua ngày phơi 62 Bảng 3.2 Tiêu chuẩn kích thước dăm theo cấp phân loại 65 Bảng 3.3 Kết phân loại thành phần dăm bèo lục bình 73 Bảng 3.4 Kết phân loại thành phần dăm gỗ cao su 73 Bảng 3.5 Tỷ lệ trương nở chiều dày ván dăm tỷ lệ phối trộn 60:40 (%) 80 Bảng 3.6 Tỷ lệ trương nở chiều dày ván dăm tỷ lệ phối trộn 50:50 (%) 80 Bảng 3.7 ðộ bền uốn tĩnh ván dăm tỷ lệ phối trộn 60:40 (%) 84 Bảng 3.8 ðộ bền uốn tĩnh ván dăm tỷ lệ phối trộn 50:50 (%) 84 Bảng 3.9 ðộ bền kéo vuông góc bề mặt ván dăm tỷ lệ phối trộn 60:40 (%) 87 Bảng 3.10 ðộ bền kéo vuông góc bề mặt ván dăm tỷ lệ phối trộn 50:50 (%) 88 MỞ ðẦU Ngày nay, với phát triển kinh tế xã hội, nhờ thành tựu khoa học kỹ thuật người ñã sản xuất loại ván nhân tạo thay dần gỗ tự nhiên Nguyên liệu cho ngành ván nhân tạo gỗ thực vật phi gỗ Tìm kiếm nguồn nguyên liệu ñặc biệt tận dụng tối ña phế liệu vào sản xuất ván nhân tạo vấn ñề ñặt cho nhà khoa học Công nghệ sản xuất ván nhân tạo lĩnh vực tiêu biểu cho việc sử dụng nguyên liệu thay gỗ tự nhiên nguồn nguyên liệu gỗ phế liệu từ gỗ, tre nứa, song mây, phế phẩm nông nghiệp Sự phát loại hình sản phẩm ván dăm hỗn hợp từ phế liệu kịp thời, qua kết khảo sát ñiều tra nghiên cứu, thu thập thông tin nước cho thấy sản phẩm ván dăm ñời sở hỗn hợp dăm gỗ phế liệu ñang ngày trở nên phổ biến Vì vậy, việc nghiên cứu sản xuất ván dăm từ nguồn nguyên liệu ñóng vai trò quan trọng, mở hướng sử dụng nguyên liệu cho sản xuất ván dăm Bên cạnh ñó, sản xuất ván dán có chiều hướng giảm mạnh khó khăn nguyên liệu nên ứng dụng ván dăm ngày rộng rãi nhiều lĩnh vực Các loại nguyên liệu chứa sợi xenlulo có nhiều, bao gồm: lâm nghiệp, họ tre trúc,cây bụi…, nông nghiệp bã mía, rơm rạ, vỏ lạc, trấu, thân, họ cọ, bèo lục bình Sử dụng dạng phế thứ liệu mang tới nhiều ưu ñiểm như: nguyên liệu rẻ tiền, số lượng lớn, tập trung ổn ñịnh, khả tái tạo nhanh có ñặc ñiểm không gỗ phạm vi sản xuất ván nhân tạo Trong số phế thứ liệu nói trên, bèo lục bình vật liệu có khả trở thành nguyên liệu cho công nghiệp ván dăm, ñặc biệt nguồn nguyên liệu sẵn có phân bố rộng Vì việc nghiên cứu vật liệu bèo lục bình ñể tạo ván dăm, ñồng thời làm tang giá trị bèo cấp thiết Nghiên cứu khả sử dụng bèo lục bình dăm gỗ ñược phối trộn 87 - Hầu hết mẫu ván ñược ép có ñộ bền uốn tĩnh ván dăm ñạt yêu cầu theo tiêu chuẩn >140KG/cm2 Một số số chế ñộ không ñạt yêu cầu - Thông qua bảng số liệu kết thí nghiệm ta nhận thấy ván dăm tỷ lệ 60:40 (dăm gỗ Cao su: dăm bèo tây) có ñộ bền uốn tĩnh ván dăm cao ván dăm tỷ lệ 50:50 có nhiệt ñộ ép thời gian ép - Mặt khác hệ số biến bậc phương trình dấu mang dấu (-) nên hàm uốn tĩnh có giá trị cực ñại ñiểm dừng bề mặt biểu diễn có dạng Paraboloid elliptic 3.2.4 ðộ bền kéo vuông góc bề mặt ván dăm Kết kiểm tra ñộ bền kéo vuông góc bề mặt ván dăm tỷ lệ phối trộn 60:40 (gỗ Cao su: bèo tây) nhiệt ñộ ép thời gian ép thay ñổi ñược trình bày bảng 3.9 tỷ lệ phối trộn 50:50 ñược trình bày bảng 3.10 Bảng 3.9 ðộ bền kéo vuông góc bề mặt ván dăm tỷ lệ phối trộn 60:40 (%) N0 T τ Y1 Y2 Y3 170 19 3.21 2.98 3.14 150 19 2.98 3.52 3.11 170 13 3.45 2.97 3.65 150 13 3.65 2.78 3.54 180 16 3.76 3.26 2.93 140 16 2.87 3.67 3.17 160 21 3.87 2.87 3.54 160 11 3.35 3.68 3.67 160 16 3.87 2.89 4.01 YTB Y- 3.11 3.28 0.17 3.20 3.32 0.12 3.36 3.47 0.11 3.32 3.39 0.06 3.32 3.24 -0.08 3.24 3.20 -0.03 3.43 3.31 -0.12 3.57 3.52 -0.05 3.59 3.41 -0.18 Yost 88 Bảng 3.10 ðộ bền kéo vuông góc bề mặt ván dăm tỷ lệ phối trộn 50:50 (%) N0 T τ Y1 Y2 Y3 170 19 3.14 2.68 3.34 150 19 2.45 3.42 2.98 170 13 3.24 3.57 3.15 150 13 3.21 2.87 3.44 180 16 3.55 3.11 2.95 140 16 2.55 3.57 3.33 160 21 3.78 3.27 2.97 160 11 3.45 3.28 3.54 160 16 3.57 3.89 3.41 YTB Y- Yost 3.05 3.22 0.17 2.95 3.19 0.24 3.32 3.38 0.06 3.17 3.30 0.12 3.20 3.16 -0.05 3.15 3.04 -0.11 3.34 3.16 -0.18 3.42 3.38 -0.04 3.62 3.39 -0.24 Phương trình tương quan biểu diễn mối quan hệ nhiệt ñộ ép, thời gian ép với ñộ bền kéo vuông góc bề mặt ván dăm tỷ lệ phối trộn dăm gỗ Cao su, dăm bèo tây qua tiến hành xử lý sau: * Tỷ lệ phối trộn 60:40 (dăm gỗ Cao su: dăm bèo tây): - Dạng mã: Y5 = 3.59141 + 0.00787342X1 - 0.192039X12 - 0.0711366X2 0.0325X1.X2 - 0.0814864X22 (3.14) - Dạng thực: σk = - 11.0138 + 0.167261T - 0.00046566T2 + 0.141977τ 0.00108333τ.T - 0.000322192τ2 (3.15) * Tỷ lệ phối trộn 50:50 (dăm gỗ Cao su: dăm bèo tây): - Dạng mã: Y6 = 3.62153 + 0.040182X1 - 0.262898X12 - 0.0755748X2 0.0125X1.X2 - 0.159883X22 (3.16) 89 - Dạng thực: σk = - 17.2347 + 0.237975T - 0.000713723T2 + 0.190324τ – 0.000416667τ.T - 0.00454381τ2 (3.16) Từ phương trình tương quan ta có ñồ thị : ben keo vuong goc be m at Estimated Response Surface 3.6 3.4 3.2 2.8 140 150 160 170 180 11 13 15 17 19 21 Thoi gian Nhiet do ben keo vuong goc be mat Main Effects Plot for ben keo vuong goc be mat 3.5 3.4 3.3 3.2 3.1 140.0 180.0 Nhiet 11.0 21.0 Thoi gian Hình 3.17 ðồ thị thể mối quan hệ nhiệt ñộ, thời gian ñộ bền kéo vuông góc bề mặt 90 Từ kết bảng 3.9, 3.10, phương trình tương quan ñồ thị biểu diễn mối quan hệ nhiệt ñộ ép, thời gian ép ñộ bền kéo vuông góc bề mặt ván dăm chế ñộ phối trộn cho thấy: - Hầu hết mẫu ván ñược ép có ñộ bền kéo vuông góc bề mặt ván dăm ñạt yêu cầu theo tiêu chuẩn >3.5KG/cm2 Một số số chế ñộ không ñạt yêu cầu - Dấu (+) trước X1: chứng tỏ nhiệt ñộ tăng lên ñộ bền kéo vuông góc bề mặt ván thí nghiệm tăng lên Mối quan hệ mối quan hệ tỷ lệ thuận Tuy nhiên, nhiệt ñộ ép tăng lên ñến 1650C ñộ bền kéo vuông góc bề mặt ván dăm có xu lại giảm ñi - Dấu (+) trước X2: chứng tỏ tăng thời gian ép ñồng nghĩa ñộ bền kéo vuông góc bề mặt tăng lên Mối quan hệ tỷ lệ thuận Tuy nhiên, thời gian ép tăng lên ñến 16 phút ñộ bền kéo vuông góc bề mặt ván dăm có xu lại giảm ñi - Mặt khác hệ số biến bậc phương trình dấu mang dấu (-) nên hàm uốn tĩnh có giá trị cực ñại ñiểm dừng bề mặt biểu diễn có dạng Paraboloid elliptic - Thông qua kết thực nghiệm ta thấy ván dăm tỷ lệ 60:40 (dăm gỗ Cao su: dăm bèo tây) có ñộ bền kéo vuông góc bề mặt ván dăm cao ván dăm tỷ lệ 50:50 có nhiệt ñộ ép thời gian ép 3.2.5 Nhận xét Trong trình sản xuất ván dăm phối trộn bèo lục bình dăm gỗ cần lưu ý ñến số yếu tố sau: Bèo lục bình nguyên liệu có cấu tạo rỗng, xốp khối lượng thể tích nhỏ ðồng thời khả hút ẩm nguyên liệu tốt, hút ẩm bèo lục bình dễ bị biến màu thành nâu sẫm ảnh hưởng ñến màu sắc ván thành phẩm 91 Bèo lục bình tiến hành thí nghiệm chủ yếu phần thân bèo sau bỏ rễ lá, phần thân bèo lúc ñầu có ñộ ẩm cao ñộ dai ñịnh ñể tránh trường hợp dăm bèo sau nghiền bị vón cục tiến hành phơi nguyên liệu trước nghiền Nguyên liệu dăm cần sấy ñạt ñộ ẩm 5±2 (%) ñể tránh khuyết tật liên kết keo nguyên liệu không bền, ván dễ tách lớp Khả truyền nhiệt thảm dăm quan trọng Quá trình truyền nhiệt thảm dăm ñược giải thích sau: dăm khô dẫn nhiệt kém, dăm có ẩm, tốc ñộ dẫn nhiệt tăng lớp ẩm sát bề mặt truyền nhiệt nhận ñược nhiệt, chúng nóng lên truyền tiếp nhiệt ñộ cho dăm bên Quá trình truyền nhiệt ñược truyền qua lớp dăm keo, nhiệt ñộ tâm ván phải ñạt từ 1050c tốt 1300c Vì ñề tang nhiệt ñộ bên ván dăm ta phải tiến hành xung kích ẩm Tăng nhiệt ñộ bề mặt, ñồng thời phun ẩm tăng cường lên bề mặt lót kim loại Quá trình dẫn nhiệt xảy tác ñộng chênh lệch nhiệt ñộ, chênh lệch áp suất ẩm Khi quan sát ván dăm từ bèo theo mặt cắt ngang cho thấy: mặt cắt ngang ván có nhiều chỗ không ñồng Một nguyên nhân khác làm khối lượng thể tích ván dăm không ñều ñộ dao ñộng lún ép ván lớn Trường hợp ép ván dán, ñộ lún ván nén khoảng 10-20% Nhưng sản xuất ván dăm ñộ lún tới 70% Như vậy, ñộ dao ñộng lún ép ván dăm lớn so với ván dán ðiều dẫn ñến không ñồng ñều khối lượng thể tích chiều dày sản phẩm ðể giảm mức ñộ không ñều chiều dày người ta sử dụng cữ kim loại ñặt xung quanh gia nhiệt máy ép Ép ván dăm với áp lực lớn (giai ñoạn ñầu) dẫn ñến ñộ không ñều khối lượng thể tích ván lớn Khi ñó, khối lượng thể tích lớp lớn lớp Kết ván có khối lượng thể tích lớp không ñồng ñều ðiều ñược giải thích sau: Trong 92 trình nén, áp lực cao, cữ nhanh chóng tiến sát tới ép trên, thảm dăm ñạt tới chiếu dày dự kiến nhanh so với áp lực thấp Từ nén cho ñến khoang ép ñóng kín, thảm dăm ñược nung nóng làm khô, nên từ trạng thái nén ñàn hồi chuyển qua trạng thái nén dẻo có nghĩa thoát khỏi áp lực nén Trong trình ñó lớp ñược nung nóng nhanh so với bên trong, tính chất ñàn hồi Cùng thời gian, lớp bên ñược nung nóng không ñầy ñủ, giữ ñược tính ñàn hồi, tiếp tục chống lại ñộ nén Lực kháng nén tác ñộng lên lớp làm cho lớp ñược nén nhiều hơn, nên khối lượng thể tích cao Còn lớp bên ván ñược giảm ñộ ép nên khối lượng thể tích thấp Tỷ lệ trương nở chiều dày tiêu quan trọng ñể ñánh giá chất lượng ván dăm ñặc biệt từ bèo tây Qua nghiên cứu cho thấy bèo thành phần hóa học ñặc biệt ảnh hưởng ñến tính chất vật lý, học ván Vì nhiệt ñộ, áp suất ép, thời gian ép tăng lên làm cho keo ñóng rắn tốt hơn, khả tiếp xúc dăm bèo tốt ðiều ñó giải thích ta tăng thông số ñộ bền uốn tĩnh, ñộ bền kéo vuông góc bề mặt tăng lên liên kết tốt ñương nhiên tỷ lệ trương nở chiều dày giảm ñi Tuy nhiên, nhiệt ñộ cao số thành phần chất bèo bắt ñầu có tượng nước, hóa than Các liên kết sợi bèo trở lên lỏng lẻo Vì vậy, lúc ñộ bền uốn tĩnh, ñộ bền kéo vuông góc bề mặt liên kết giảm ñi tỷ lệ trương nở chiều dày tăng lên ðối với bèo tây, qua kết nghiên cứu tính chất học, vật lý, hóa học cho thấy bèo có khối lượng thể tích nhỏ, ñộ ñàn hồi lớp, tỷ lệ sợi có chiều dài lớn Vì vậy, ván dăm từ bèo tây có tỷ lệ trương nở chiều dày cao gỗ 93 3.2.6 Giải toán tối ưu Mục ñích toán tìm nhiệt ñộ ép, thời gian ép tối ưu nhằm tạo loại ván dăm ñạt chất lượng tốt Các tiêu chất lượng ñầu ván dăm chọn sở ván dăm cấp II dùng cho ñồ mộc sau: Các tiêu chất lượng ván dăm chậm cháy gồm có: ñộ bền uốn tĩnh σu=Y2≥140KG/cm2, ñộ bền kéo vuông góc σk=Y3≥3.5KG/cm2, tỷ lệ trương nở chiều dày TS = Y1≤ 12% Các phương trình tương quan ñã ñược lập phần sau: * Tỷ lệ phối trộn 60:40 (dăm gỗ Cao su: dăm bèo tây): Y1 = 40.9488 – 0.281823 T + 0.00049T2 – 0.620692τ + 0.007T τ + 0.0183032 τ Y2 = - 656.907 + 6.95015T - 0.0159257T2 + 30.3421τ – 0.11275τ.T 0.384934τ2 Y3 = - 11.0138 + 0.167261T - 0.00046566T2 + 0.141977τ 0.00108333τ.T - 0.000322192τ2 * Tỷ lệ phối trộn 50:50 (dăm gỗ Cao su: dăm bèo tây): Y1 = 57.8278 – 0.506279T + 0.001447T2 – 0.60878τ + 0.0025τ.T + 0.005184τ2 Y2 = - 943.232 + 9.34387T - 0.0197913T2 + 41.4841τ – 0.183833τ.T 0.374693τ2 Y3 = - 17.2347 + 0.237975T - 0.000713723T2 + 0.190324τ – 0.000416667τ.T - 0.00454381τ2 Áp dụng phương pháp trao ñổi giá trị phụ, tối ưu theo tiêu chuẩn Y1: F(τ, T, λ2, λ3) = - λ2 (Y2 - ε2) + λ3 (Y3 - ε3) + Y1 (3.17) Với ε2, ε3 giá trị lớn nhỏ tiêu chất lượng Theo mục tiêu ñề tài ta có: ε2 =140, ε2= 3.5 ðạo hàm riêng hàm 94 F(τ, T, λ2, λ3) theo biến T, τ, λ2, λ3 ta ñược phương trình ẩn số ẩn số hệ p, τ, T, λ2, λ3 Giải hệ phương trình ñó ta ñược thông số mô hình ñiều kiện tối ưu Kết giải toán tối ưu sau: * Tỷ lệ phối trộn 60:40 (dăm gỗ Cao su: dăm bèo tây): T = 165.70C, τ = 15.8 phút, tiêu chất lượng: σu =145.6 KG/cm2; σk= 3.65KG/cm2; TS = 10.54% * Tỷ lệ phối trộn 50:50 (dăm gỗ Cao su: dăm bèo tây): T = 168.20C, τ = 16.6 phút, tiêu chất lượng: σu = 142.4KG/cm2; σk= 3.53KG/cm2; TS = 10.98% 3.2.7 Xây dựng quy trình công nghệ ép ván dăm từ béo lục bình dăm gỗ Từ kết nghiên cứu, vào tình hình công nghệ sản xuất ván dăm Việt Nam, ñề xuất sơ ñồ công nghệ tạo ván dăm từ hỗn hợp bèo lục bình dăm gỗ 95 Bèo lục bình Gỗ Xử lý bèo lục bình Băm dăm Nghiền dăm Sấy – Phơi dăm Phân loại Dăm lớp mặt Nghiền lại Trộn dăm lớp mặt Dăm lớp lõi Trộn dăm lớp lõi Trải thảm Ép sơ Ép nhiệt Ủ ván Hình 3.18 Sơ ñồ công nghệ sản xuất ván dăm hỗn hợp từ Bèo lục bình dăm gỗ 96 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận ðề tài rút số kết luận sau: ðề tài ñã hoàn thành mục tiêu ñề ñưa ñược mối quan hệ ảnh hưởng hai thông số nhiệt ñộ thời gian tới chất lượng ván dăm thông qua biểu ñồ phương trình tương quan Luận văn bước ñầu xây dựng ñược sơ ñồ công nghệ sản xuất ván dăm hỗn hợp từ bèo lục bình dăm gỗ ñiều kiện sản xuất Việt Nam Luận văn ñưa ñược thông số nhiệt ñộ thời gian ép tối ưu cho sản xuất ván dăm hỗn hợp với hai tỷ lệ phối trộn: * Tỷ lệ phối trộn 60:40 (dăm gỗ Cao su: dăm bèo tây): T = 165.70C, τ = 15.8 phút, tiêu chất lượng: σu =145.6 KG/cm2; σk= 3.65KG/cm2; TS = 10.54% * Tỷ lệ phối trộn 50:50 (dăm gỗ Cao su: dăm bèo tây): T = 168.20C, τ = 16.6 phút, tiêu chất lượng: σu = 142.4KG/cm2; σk= 3.53KG/cm2; TS = 10.98% Ván dăm hỗn hợp từ dăm bèo lục bình dăm gỗ ñáp ứng ñủ tiêu chất lượng ván dăm cấp II dùng hàng mộc xây dựng 4.2 Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu trình sản xuất ván dăm hỗn hợp từ dăm bèo lục bình dăm gỗ ñể hoàn thiện quy trình công nghệ theo hướng nghiên cứu thêm thông số công nghệ khác như: tỷ lệ keo, áp suất ép, tỷ lệ kết cấu, tỷ số truyền nhiệt… 97 Mở rộng hướng nghiên cứu phối trộn việc thay ñổi nguyên liệu phối trộn thành phần như: bèo lục bình dăm gỗ TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT: Nguyễn Văn Bỉ (1987) “Phương pháp lập giải toán tối ưu công nghiệp rừng”, Thông tin KHKT ðại Học Lâm Nghiệp, (1), tr.50 Hồ Xuân Các, Hữu Thị Huần (1994), Công nghệ sản xuất ván dăm gỗ, Hội Khoa học kỹ thuật Lâm Nghiệp TP Hồ Chí Minh, tr.71-83 Phạm Văn Chương, Nguyễn Văn Thuận (1994), Bài giảng công nghệ sản xuất ván dăm gỗ, Trường ðại Học Lâm Nghiệp, tr 123-124 Hà Chu Chử (1997), Hóa học công nghệ hóa học, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, tr 76-77 Vũ Cao ðàm (1996), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Chí ðức (1981), Thống kê toán học, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Phạm Ngọc Nam (2006), Công nghệ ván nhân tạo, Nhà xuất Nông nghiệp Hoàng Xuân Niên (2007), Nghiên cứu khả sử dụng số phế liệu nông nghiệp sản xuất ván dăm, ðề tài cấp Hoàng Xuân Niên (2003), Nghiên cứu số yếu tố công nghệ sản xuất ván dăm từ xơ dừa, Luận văn tiến sỹ kỹ thuật 10 Học viện Lâm nghiệp Bắc Kinh (2002), Khoa học gỗ, Tập 2, tiếng Trung Quốc, NXB Lâm nghiệp Bắc Kinh 11 Học Viện Lâm Nghiệp Nam Kinh, Công nghệ biến tính gỗ, tiếng Trung Quốc, NXB Lâm nghiệp Nam Kinh 12 Heminyu (1985), Gia công hóa học gỗ, Nhà xuất Lâm nghiệp ðông Bắc, Cáp Nhĩ Tân 13 Jincunbozhi (1983), Lợi dụng hóa học gỗ, Nhà xuất Cộng lập, Bắc Kinh 14 Lê Xuân Tình (1998), Khoa học gỗ, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 15 Ferhman (1970), Sổ tay hoá học, NXB Lêningrat, Liên Xô 16 Trần Ngọc Thiệp, Võ Thành Minh, ðặng ðình Bôi (1992), Công nghệ xẻ mộc, ðại học Lâm nghiệp, Hà Tây 17 Nguyễn Văn Thuận, Phạm Văn Chương (1993), Công nghệ sản xuất ván nhân tạo, ðại học Lâm nghiệp, Hà Tây TIẾNG ANH: 18 A.A Moslemi (1974), Particleboard – Volume 1,2 – carbondale Southern Ilinois University press 19 R.M Rowell (2006), The State of art and future development of bio – based compositescience and technology towads the 21st century 20 J.M Dinwoodie (1987), Timber its structure, properties and utilisation, 6th edition, Van nostrand reinhold coMPany, London, Paris… 21 Han-Seung Yang, Dae-Jun Kim and Hyun-Joong Kim (2003), Rice straw–wood particle composite for sound absorbing wooden construction materials Bioresource Technology 86 (2): 117-121 22 Greggory S Karr, Enzhi Cheng, Xiuzhi S Sun (2000), Physical properties of strawboard as affected by processing parameters Industrial Crops and Products 12: 19-24 23 Xiaoqun Mo, Enzhi Cheng, Dongha Wang, X Susan Sun (2003) Physical properties of medium density wheat straw particleboard using different adhesives Industrial Crops and Products 18: 47-53 24 Guangping Han, Kenji Umemura, Shuichi Kawai, Hiromu Kajita (1999), Improvement mechanism of bondability in UF-bonded reed and wheat straw boards by silane coupling agent and extraction treatments Journal of Wood Science 45: 299-305 25 Xiaoqun Mo, Jie Hu, X Susan Sun, Jo A Ratto (2001), Compression and tensile strength of low density straw protein particleboard Industrial Crops and Products 14: 1-9 26 J.A Youngquist, B.E English, H Spelter, P Chow (1993) Agricultural fibers in composition panels In proceedings of the 27th International particleboard/composite materials symposium WSU, Pullman TIẾNG SÉC: 27 Evalipt¸kov¸, Milansedliačik (1998) ChÐmia a aplik¸cia pomocüch L·tok vdrev·rskom priemysle, vydavateľstvo technickej a ekono mickej litertóry TIẾNG NGA: 28 Академия наука Латвииской Институт Химии Древесины (1975), Химическая Модфикация древесины Рига Издатльство Зинатне 29 Академия наука Латвииской Институт Химии ревесины (1967), Модфикация древесины Рига Издатльство Зинатне 30 Баженов В А (1966), Свойства древесины, ее завита и новие древесине материали - М.: Наука, – 126 с 31 Хрулев В М – Склеивание 1970, Древесинa Модифицированной фурфуролапетоновым мономером ФА Пластификация и Модификация древесины – Рига Зинатне – 259 – 262c ... bèo lục bình dăm gỗ (nhiệt ñộ ép, thời gian ép) 1.5 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn dăm gỗ Cao su với dăm từ bèo lục bình ñến chất lượng ván dăm - Nghiên cứu ảnh hưởng. .. ảnh hưởng nhiệt ñộ ép ñến chất lượng ván dăm phối trộn dăm gỗ Cao su dăm từ bèo lục bình - Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian ép ñến chất lượng ván dăm phối trộn dăm gỗ Cao su dăm từ bèo lục bình -... DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - NGUYỄN NAM ANH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN ÉP NHIỆT TỚI CHẾ ĐỘ ÉP VÁN DĂM HỖN HỢP TỪ BÈO LỤC BÌNH VÀ