Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất chủ yếu của thành phần biên thân cây dừa (cocos nucifera l) và định hướng sử dụng trong công nghệ bóc

Bộ giáo dục đào tạo nông nghiệp ptnn Tr-ờng đại học lâm nghiệp Lê văn Tung Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất chủ yếu phần biên thân dừa (Cocos nucifera L) định h-ớng sử dụng công nghệ bóc Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Hà Tây 2006 Bộ giáo dục đào tạo nông nghiệp ptnn Tr-ờng đại học lâm nghiệp Lê văn Tung Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất chủ yếu phần biên thân dừa (Cocos nucifera L) định h-ớng sử dụng công nghệ bóc Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, thiết bị công nghệ gỗ, giấy Mã số: 60 - 52 - 24 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật H-ớng dẫn khoa học: PGS.TS Hoàng Hữu Nguyên TS Hoàng Việt Hà Tây 2006 Đặt vấn đề Cùng với phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng gỗ ng-ời không ngừng phát triển Bên cạnh đó, l-ợng gỗ khai thác năm qua không ngừng tăng Việt Nam sau năm thống đất n-ớc đến rừng bị tàn phá kiệt quệ chiến tranh, quản lý v bảo vệ ti nguyên rừng lỏng lẻo, khai thác rừng không qui hoạch nên ti nguyên rừng tự nhiên giảm sút nghiêm trọng Theo dự báo phát triển dân số Tổng cục thống kê n-ớc ta, 10 năm tới (đến năm 2010), dân số n-ớc ta 84 triệu ng-ời Nh- với ng-ời sử dụng bình quân 0,05 m3 gỗ/năm (mức bình quân thấp nhiều Quốc gia), nhu cầu sử dụng gỗ đòi hỏi triệu m3 gỗ/năm Do đó, việc cung cấp gỗ từ rừng tự nhiên nh- rừng trồng n-ớc ta ch-a đáp ứng đ-ợc 23 Để giải vấn đề trên, nhà khoa học sâu vào nghiên cứu công nghệ chế biến loại gỗ tìm vật liệu thay gỗ nhằm tăng chất l-ợng nh- sử dụng hiệu gỗ, tăng lợi ích kinh tế nh- làm giảm áp lực rừng Nhiều công trình nghiên cứu mang lại hiệu kinh tế xã hội cao nh-: công nghệ sản xuất ván dăm, ván dán, ván ghép thanh, công nghệ biến tính gỗ Việt Nam năm vừa qua có nhiều dự án đầu t- vào dây chuyền sản xuất ván dăm, ván ghép thanh, ván MDF Chính tình trạng khan nguyên liệu ngày gia tăng Do đó, việc tìm kiếm nguyên liệu gỗ nhcác họ tre, trúc, bụi, hay thứ liệu nông nghiệp nh- bã mía, rơm rạ, vỏ lạc, vỏ trấu, mầm nh-: cọ, dừa, cau, nốtlà cần thiết cấp bách Đây loại thứ liệu rẻ tiền, có giá thành nguyên liệu thấp dễ kiếm Với loại nguyên liệu trữ l-ợng họ mầm t-ơng đối lớn, đặc biệt dừa Theo tài liệu Hiệp hội dừa Châu 35 tổ chức FAO (2004) trữ l-ợng dừa Việt Nam có diện tích khoảng 153000 Đồng thời theo TS Hoàng Xuân Niên 23 dừa tr-ởng thành có đ-ờng kính trung bình 25-35 cm có chiều cao trung bình từ 25-30 m, với mật độ 120-150 cây/ha trữ l-ợng thân dừa -ớc tính vào khoảng 31940000 m3 Đây tiềm to lớn rừng dừa Việt Nam Với khối lượng với chu kỳ sau 25-30 năm người dân chặt bỏ dừa lão thay non trung bình năm có khoảng 1000000-1500000 m /năm Đây khối l-ợng thân dừa lớn sử dụng công nghệ chế biến nhằm đáp ứng phần nguồn nguyên liệu cho sản xuất Nh-ng vào số liệu Hiệp hội dừa Châu nhận thấy trữ l-ợng rừng dừa n-ớc ta ngày giảm Nguyên nhân chủ yếu việc sử dụng thân dừa nói riêng dừa nói chung ch-a hiệu quả, ng-ời dân phá bỏ chuyển đổi sang trồng khác Việc tìm kiếm giải pháp công nghệ nhằm nâng cao hiệu kinh tế dừa (đặc biệt vùng có dừa như: Bến Tre, Cần Thơ, Cà Mau) vấn đề mang tính cấp thiết Để có sở khoa học cho việc định h-ớng sử dụng gỗ dừa đạt hiệu kinh tế cao tr-ớc hết cần có nghiên cứu cấu tạo, tính chất cơ, lý, hoá loại Đồng thời giải pháp công nghệ khả thi nâng cao hiệu kinh tế dừa động lực phát triển mở rông qui mô, gây trồng lại dừa nhằm cung cấp nguyên liệu cho ngành Chế biến Từ yêu cầu thực tiễn luận điểm khoa học trên, thực đề tài nghiên cứu: Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất chủ yếu phần biên thân dừa định h-ớng sử dụng công nghệ bóc. Ch-ơng Tổng quan 1.1 L-ợc sử vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Điều kiện sinh tr-ởng - Phân bố - Đặc tính sinh thái Dừa ta (Cocos nucifera L) mầm, đ-ợc trồng từ quả, thích hợp vùng đất có độ cao d-ới 300 m so với mặt n-ớc biển, l-ợng m-a năm, tối thiểu 1500 mm, đất cát mặn, độ phèn từ trung bình trở lên Phân bố tự nhiên dừa vùng đất cát ven biển nh- tỉnh đồng sông Cửu Long (Bến Tre, Bình Dương, Cà Mau ) tỉnh duyên hải Trung (Bình Định, Quảng Ngãi, Quảng Nam, Thanh Hoá ) dừa đ-ợc trồng số tỉnh Bắc nh-ng với trữ l-ợng nhỏ Toàn rừng dừa Việt Nam chia làm hai nhóm dừa là: Nhóm giống dừa cao Nhóm giống dừa lùn (dùng lấy dầu, chế biến sản phẩm khác) ( dùng n-ớc uống) - Dừa ta ( xanh, vàng) - Dừa xiêm ( xanh, đỏ) - Dừa dâu (xanh, vàng) - Dừa Tam quan - Dừa lửa - Dừa ẻo (nâu, xanh) - Dừa gấy - Dừa dứa - Dừa bung - Dừa núm - Dừa đặc ruột - Trong dừa ta chiếm tỷ lệ khoảng 70% trữ l-ợng, dừa dâu khoảng 15%, 15% lại giống dừa khác Với dừa ta hình thái dừa có dáng thẳng đứng, hình trụ tròn, độ thon t-ơng đối nhỏ Thân dừa có đ-ờng kính trung bình 25-35 cm, chiều dài thân 25-30 m Các tàu có chiều dài 2,5-3,5 m, mọc quanh thân, trung bình năm 6-7 Lá kép dạng lông chim dài 0,5-1,0 m, rộng 3-4 cm Hoa đơn tính, không cuống Hoa 25-35 hoa/1 buồng Hoa đực 7000-9000 hoa/1 buồng Hoa màu vàng pha lục nhạt, đ-ờng kính 1-2 cm Quả dừa thành thục từ đến 12 tháng, có đ-ờng kính 10-25 cm Cây dừa 4-6 tuổi bắt đầu có trái liên tục 30-40 năm nh-ng 25-30 năm suất bắt đầu giảm Vì ng-ời dân th-ờng chặt bỏ dừa để trồng 1.1.2 Một số thông tin sản phẩm dừa Các trung tâm dừa vùng duyên hải nhiệt đới Châu á, Tây bán cầu, Châu Phi với tổng diện tích che phủ khoảng 10 triệu Sản phẩm dừa cơm dừa Theo Hiệp hội dừa giới, năm 1995 sản l-ợng cơm dừa 3100000 tấn, Châu 2565000 tấn, Tây bán cầu 135000 tấn, Châu Phi 120000 Ngoài cơm dừa, xơ dừa đ-ợc sử dụng hiệu cho giá trị kinh tế cao, loại thứ liệu khác nhìn chung có giá trị thấp Việc nghiên cứu sử dụng thân dừa, dừa, buồng dừa thực ch-a hiệu quả, sống ng-ời trồng dừa khó khăn Việt Nam, dừa đ-ợc trồng rộng rãi nhiều tỉnh, tổng diện tích che phủ 142504 Tập trung vùng duyên hải miền Trung tây Nam Sản l-ợng thân dừa bình quân 1200000-1300000 tấn/năm Nh- vậy, dừa có tiềm lớn biết khai thác sử dụng hợp lý, thực trở thành nguồn tài nguyên có giá trị nhiều mặt D-ới thông tin chung dừa khu vực Nam (bảng 1.1) Bảng 1.1 Thông tin dừa Việt Nam Chỉ tiêu Đơn vị Kết Cây/ha 120-150 Năng suất trái/cây/năm 40-50 Năng suất trái/ha/năm 5600-7500 Giá dừa Việt Nam VNĐ 1500 Giá xơ dừa loại USD 165-185 Giá than từ gáo dừa USD 210 Giá bột xơ dừa USD 130 Giá thân dừa VNĐ 300000-500000 153000 Số l-ợng Diện tích dừa (2004) 1.1.3 Cấu tạo tính chất vật lý gỗ dừa Thân dừa có cấu tạo hình trụ không cành nhánh, chiều cao tới 30m Đ-ờng kính trung bình 25-35cm Gỗ dừa có cấu tạo gồm bó mạch phân bố, rải rác, xen kẽ tế bào mô mềm, bó mạch đ-ợc tạo thành từ ống mạch có tác dụng dẫn truyền nhựa, tế bào sợi gỗ tế bào vách dày có tác dụng chịu lực Ngoài có tế bào liên kết khác Mật độ bó mạch thay đổi dần từ vào trong: lớp dày đặc, lớp mềm cấu tạo chủ yếu tế bào mô mềm Gỗ dừa tế bào tia gỗ (điều hạn chế dẫn truyền nhựa theo ph-ơng xuyên tâm) Theo Hiệp hội dừa châu á, ng-ời ta phân vùng mặt cắt ngang thân dừa đ-ợc chia thành ba phần khác biệt: Lớp (vùng 1): rộng 1-1,5 cm, phần mặt thân bao gồm chuỗi sợi gỗ màu nâu sẫm Lớp t-ơng ứng với lớp vỏ loài gỗ thông th-ờng Lớp (vùng 2): rộng 5-7 cm, cấu tạo chủ yếu mạch gỗ Lớp (vùng 3-phần tâm): bao gồm chủ yếu mô mềm Phần nối kết phần (hay gọi vỏ cây) với phần phía kề phần có sợi việc bóc vỏ khó khăn Các tế bào gỗ dừa tiếp tục tăng lên chiều dày suốt đời sống Lu men gỗ phần lớn biến khỏi sợi gỗ Do đó, khối l-ợng thể tích giảm từ gốc tới Đối với non, phần khối l-ợng thể tích gỗ lớp khoảng 300 kg/m lớp khoảng 90 kg/m 32 , 33 Trong khối l-ợng thể tích gỗ tr-ởng thành cao nhiều, vào khoảng 900 kg/m gỗ lớp khoảng 250 kg/m gỗ lớp Những số khác tuỳ thuộc vào giống cây, đặc điểm sinh thái, vị trí địa lý Gỗ dừa sau chặt hạ có độ ẩm gần nh- bão hoà toàn thân Nói chung, gỗ dừa khó sấy để dạng gỗ tròn, trừ đ-ợc bóc vỏ Gỗ sau xẻ có chiều dày khoảng 25 cm, dễ sấy Tuy nhiên với ván có chiều dày lớn trình sấy chậm Khối l-ợng riêng dừa phân bố tuỳ thuộc vào vị trí cây, vùng sinh thái, độ tuổi Nh-ng đ-ờng tròn đồng tâm có trị số t-ơng đối đồng chia mặt cắt ngang thành vùng khối l-ợng riêng (bảng 1.2) Trị số cao già Theo chiều dọc thân khối l-ợng riêng giảm dần, phần cao 0,2 g/cm Tuỳ theo vùng khối l-ợng riêng mà đ-ợc sử dụng mục đích khác Trên hình 1.1 vùng (từ vào) vùng có khối l-ợng riêng cao, vùng -trung bình cao, vùng 3-trung bình thấp, vùng 4-vùng thấp Cũng từ mà ph-ơng pháp gia công chế biến khác Cây dừa có dáng thẳng đứng, độ thon nhỏ từ gốc đến ngọn, tính chất học giảm, độ ẩm tăng, độ ẩm gốc 50-60 % khoảng 35 % Chiều dài thân kinh tế trung bình 2,5 m Hình 1.1 mặt cắt ngang dừa 23 Bảng 1.2 Khối l-ợng riêng gỗ dừa vùng đoạn thân kinh tế Vùng Khối l-ợng riêng g/cm3 I II III IV 0,50-0,56 0,46-0,50 0,36-0,45 0,25-0,35 H ì n h Hình 1.1 Phân vùng khối l-ợng thể tích thân dừa P Còn theo Hiệp hội dừa Châu họ so sánh khối l-ợng thể tích dừa với số loại gỗ thông dụng phân vùng khối l-ợng thể tích dừa nh- sau 32 : Bảng 1.3 So sánh số tính chất vật lý gỗ dừa với số loại gỗ thông dụng Châu Gỗ dừa Tính chất Vùng Vùng Cây Apitong Cây White Cây (Dipterocarp Lauan Tangguile us (Pentacme (Shorea grandiflorut ) concorta ) polysperma) Vùng Độ ẩm, % 87 182 356 83 85 88 KLTT kg/m 697 473 286 691 441 466 Hình 1.2 Phân vùng khối l-ợng thể tích thân dừa theo Hiệp hội dừa Châu Trong đó: + Vùng 1: vùng giáp vỏ; + Vùng 2: vùng giáp vùng vùng lõi; + Vùng 3: vùng lõi 1.1.4 Độ bền tự nhiên gỗ dừa Gỗ dừa loại gỗ mà khả tự nhiên chống lại phá hoại côn trùng nấm hại gỗ thấp (nếu để gỗ trời với điều kiện tự nhiên) Gỗ có khối l-ợng thể tích thấp, sử dụng tiếp xúc với đất, bị phá hoại sinh vật phá gỗ vòng 3-18 tháng, gỗ có khối l-ợng thể tích cao bị phá huỷ 2-3 năm Ngoài nấm mục phá huỷ nhanh loại gỗ có khối l-ợng thể tích cao Mối công, xâm nhập phá hoại nhanh vật liệu gỗ sử dụng trời, tiếp xúc với đất Đối với gỗ dừa sử dụng dạng cột môi tr-ờng n-ớc biển, giữ nguyên vỏ sử dụng năm Gỗ xẻ t-ơi hai mặt cắt đầu khúc gỗ tròn sau chặt hạ dễ bị công nấm mốc biến màu Việc bảo quản phòng chống nấm mốc biến màu điều kiện môi tr-ờng khí hậu nhiệt đới khó khăn Trong tr-ờng hợp gỗ sau chặt hạ mà sấy đ-ợc sau xẻ cần phải bảo quản chống mốc Ngoài ra, gỗ t-ơi dễ bị công phá hoại c loại côn trùng hại gỗ t-ơi thuộc cánh cứng nh- xén tóc, mọt Tuy nhiên, phá hoại không nghiêm trọng, dừng lại gỗ khô Song phá hoại để lại số lỗ nhỏ có màu đen gỗ, làm giảm giá trị th-ơng phẩm gỗ Có thể sử dụng ph-ơng pháp sấy, hong phơi ngâm tẩm gỗ dung dịch thuốc bảo quản thích hợp để bảo quản phòng chống côn trùng hại gỗ t-ơi Đối với gỗ khô dễ dàng bị loại côn trùng hại gỗ khô (nh- mối gỗ khô công phá hoại), nhiên chúng phá hoại phần gỗ có khối l-ợng thể tích thấp, có chứa chất thích hợp làm thức ăn cho mối Đối với gỗ tr-ởng thành có khối l-ợng thể tích cao có khả phòng chống mối đất thực tế cho thấy ng-ời sử dụng gỗ làm vật liệu xây dựng tốt nhiều thập kỷ Với tr-ờng hợp sử dụng gỗ trời tiếp xúc với đất cho mục đích sử 65 4.1.3.3 Co rút dãn nở gỗ dừa Từ bảng 3.6, so sánh độ co rút, dãn nở gỗ dừa với số loại gỗ khác nh- bảng 4.4 Bảng 4.4 So sánh tỷ lệ co rút gỗ dừa với số loại gỗ khác, % Vùng T.tuyến Gốc dừa Thân dừa Ngọn dừa Gỗ khác Hông Vạng trứng Lát hoa Trẩu Quế 7,45 7,68 7,86 X.tâm Vùng D.thớ 7,65 0,66 7,78 0,63 8,10 0,60 T.tuyến 5,98 6,24 3,49 6,40 8,71 T.tuyến 6,06 6,38 6,84 X.tâm Vùng D.thớ 6,14 0,54 6,59 0,57 6,94 0,56 X.tâm 2,66 3,45 0,98 4,80 4,22 T.tuyến 5,04 5,46 5,94 X.tâm 5,16 5,70 6,33 D.thớ 0,52 0,78 0,80 0,50 D.thớ 0,58 0,54 0,57 Tỷ lệ co rút loại gỗ Việt Nam nằm giới hạn : - Theo chiều xuyên tâm: 2-7 %; - Theo chiều tiếp tuyến: 4-14 % Đồng thời qua bảng thống kê so sánh nhận thấy với vùng gỗ dừa có thể tích so với gỗ khác tỷ lệ co rút theo chiều tiếp tuyến gỗ dừa thuộc loại trung bình Riêng tỷ lệ co rút gỗ dừa theo chiều tiếp tuyến cao chiều xuyên tâm (trung bình 1,02) điều cho thấy -u điểm gỗ dừa thuận lợi cho trình gia công chế biến, phù hợp với chi tiết cần có biến dạng nhỏ đồng Bản thân gỗ dừa cho ta thấy có biến động co rút theo chiều thớ, nhiên so với gỗ khác biến động không lớn Nh-ng cần l-u ý trình gia công chế biến cần phân rõ vùng để tránh chênh lệch vùng gây nên Riêng tính chất dãn nở gỗ dừa, ta thấy độ dãn nở gỗ dừa thuộc loại trung bình đồng theo chiều thớ, nguyên chủ yếu gỗ dừa tia gỗ độ dãn nở theo hai chiều gần nh- 66 Đối với loại gỗ thông th-ờng tỷ lệ co rút theo chiều tiếp tuyến chiều xuyên tâm chênh lệch nhiều làm cho gỗ bị cong vênh, nứt trình sấy Nh-ng với gỗ dừa có tỷ lệ co rút xuyên tâm tiếp tuyến không đáng kể, đồng thời khả hút nhả ẩm cao t-ợng gỗ dừa thấp, nói gần nh- Đây -u điểm tốt gỗ dừa mà cần sử dụng đến công nghệ chế biến gỗ 4.1.4 Tính chất học gỗ dừa Từ kết thu đ-ợc thử tính chất học gỗ dừa, tổng hợp lại tính chất học bảng 4.5 Bảng 4.5 Tổng hợp tính chất học phần biên dừa, MPa TT Vùng Chỉ tiêu học W12 Nén dọc thớ Kéo dọc thớ Uốn tĩnh Modul đàn hồi uốn tĩnh Nén ngang thớ toàn tiếp tuyến Nén ngang thớ toàn xuyên tâm Vùng W18 W12 Vùng W18 W12 W18 Gốc 47,31 39,07 33,42 28,27 31,40 25,88 Thân 50,49 41,33 37,45 30,66 32,38 26,74 Ngọn 58,47 47,93 39,71 31,08 32,35 26,54 Gốc 54,44 50,11 44,33 40,81 33,88 31,22 Thân 58,91 54,21 50,21 46,21 37,80 35,67 Ngọn 61,25 56,37 52,07 47,91 42,72 39,37 Gốc 61,95 50,73 54,89 45,21 49,88 40,91 Thân 64,64 52,97 56,94 46,88 53,10 43,61 Ngọn 71,65 59,03 60,33 49,41 54,28 44,55 Gốc 6502,95 5822,80 5342,93 4785,21 3623,80 3245,05 Thân 7965,49 7132,60 5556,55 4975,82 3877,52 3472,43 Ngọn 8575,94 7679,46 6210,77 5561,34 4407,41 3947,83 Gốc 4,07 3,39 3,19 2,66 2,79 2,34 Thân 4,86 4,06 3,45 2,88 2,92 2,44 Ngọn 5,96 4,98 3,95 3,30 3,43 2,81 Gốc 3,09 2,58 2,29 1,86 2,04 1,70 Thân 3,43 2,86 2,58 2,15 2,05 1,70 Ngọn 4,18 3,45 2,76 2,28 2,23 1,84 Qua kết tổng hợp tính chất học , so sánh với tiêu chuẩn phân cấp c-ờng độ gỗ 19 , 20 , 21 , ta thấy tiêu học gỗ dừa cao 130,12 MPa, nhỏ 66,79 MPa ( CD = ED + UT ) đ-ợc xếp vào 67 loại trung bình riêng vùng đ-ợc xếp vào loại thấp đ-ờng kính ruột tế bào lớn, vách tế bào mỏng Từ kết chung, xét số tiêu tính chất học sau: 4.1.4.1 Giới hạn bền nén dọc thớ Lực nén dọc thớ tiêu quan trọng để đánh giá khả chịu lực gỗ Lực th-ờng dùng để nghiên cứu quan hệ nhân tố ảnh h-ởng đến c-ờng độ gỗ Từ bảng tổng hợp kết cho thấy, phần biên gỗ dừa có giới hạn bền lực nén nằm khoảng: 25,88-58,47 MPa Căn vào TCVN 1072-71-sửa đổi 21 giới hạn bền nén dọc vùng gỗ dừa xếp vào nhóm IV, vùng 2, xếp vào nhóm VI thuộc loại nhóm yếu Để thấy rõ hơn, ta so sánh c-ờng độ nén dọc thớ phần biên gỗ dừa với số gỗ thông dụng, bảng 4.6 Bảng 4.6 So sánh giới hạn bền nén dọc thớ phần biên gỗ dừa với số loại gỗ thông dụng khác, MPa TT Vùng Loại gỗ W12 Dừa Gỗ khác Vùng W18 W12 Vùng W18 W12 W18 Gốc 47,31 39,07 33,42 28,27 31,40 25,88 Thân 50,49 41,33 37,45 30,66 32,38 26,74 Ngọn 58,47 47,93 39,71 31,08 32,35 26,54 W18 Hông 24,19 Trám trắng 27,10 Vạng trứng 29,90 Trẩu 40,67 Lát hoa 67,05 Qua bảng cho thấy, giới hạn bền nén dọc thớ vùng gỗ dừa t-ơng đ-ơng với loại gỗ thông dụng (Hông, Trám), vùng gỗ dừa gia công chi tiết chịu lực nh-ng loại trung bình Riêng vùng không thích hợp cho việc sử dụng vào chi tiết chịu lực, phần cần sử dụng công nghệ để tạo 68 sản phẩm có c-ờng độ cao nh-: ván dán, ván mộc có phủ trang sức, công nghệ biến tính gỗ 4.1.4.2 Giới hạn bền nén ngang thớ toàn Qua kết tổng hợp giới hạn bền nén ngang thớ toàn bảng 3.74, so sánh độ bền với số loại gỗ thông dụng khác , bảng 4.7 Bảng 4.7 So sánh giới hạn nén ngang thớ toàn phần biên gỗ dừa với số loại gỗ khác, MPa TT Vùng Loại gỗ, Vùng Xuyên w=18% Tiếp tuyến Gốc 3,39 2,58 2,66 Thân 4,06 2,86 Ngọn 4,98 3,45 Dừa Gỗ khác Tâm Tiếp tuyến Vùng Xuyên Tiếp tuyến Xuyên Tâm 1,86 2,33 1,70 2,88 2,15 2,44 1,70 3,30 2,28 2,81 1,84 Tâm Tiếp tuyến Xuyên Tâm Hông 2,12 1,84 Vạng trứng 4,97 7,32 Trám hồng 9,30 10,70 Trẩu 6,12 4,94 Lát hoa 6,87 8,03 Qua thống kê bảng trên, thấy tính chất khác (nh- nén dọc) phần biên gỗ dừa cao so với số loại gỗ so sánh (Hông, Vạng trứng, Trám) t-ơng đ-ơng với gỗ Trẩu Nh-ng nén ngang gỗ dừa lại loại gỗ t-ơng đ-ơng với gỗ Hông Điều giải thích nh- sau: cấu tạo gỗ hông có tia gỗ đ-ợc xen kẽ bó mạch mixencellulose xếp song song trục thân tạo thành liên kết Khi bị nén lên đầu tia gỗ tia gỗ sản sinh nội lực chống lại ngoại lực nội lực bó mixencellulose xếp dọc trục thân sinh Còn gỗ dừa tia gỗ nén có nội lực sinh bó mixencellulose mà nội lực tia gỗ Vì giới hạn bền nén gỗ thấp loại gỗ khác có khối l-ợng thể tích 69 Từ tính chất ảnh h-ởng nhiều đến trình ép, vào giới hạn bền nén toàn mà ta đ-a trị số thông số áp lực cho phù hợp Khi ép mà nguyên liệu có chiều thớ song song áp lực lựa chọn th-ờng thấp so với loại gỗ có khối l-ợng thể tích (nh- ván dán), ép mà nguyên liệu ván dăm áp lực ép cần tăng lên 4.1.4.3 Giới hạn bền uốn tĩnh Đây tiêu quan trọng đứng thứ hai sau giới hạn bền nén dọc, kết cấu đồ mộc nh- kết cấu xây dựng biến dạng lực uốn tạo nên Qua kết xác định giới hạn bền uốn tĩnh phần biên gỗ dừa bảng tổng hợp 3.54 hình 3.24 cho thấy: giới hạn bền uốn tĩnh tất vùng gỗ dừa thuộc loại thấp, nhỏ 62,4 MPa có chiều h-ớng giảm dần theo khối l-ợng thể tích Căn vào TCVN 1072-71-sửa đổi toàn gỗ dừa đ-ợc xếp vào nhóm VI Nh-ng để sử dụng hiệu gỗ dừa ta so sánh tính chất với số loại gỗ thông dụng khác, bảng 4.8 Bảng 4.8 So sánh giới hạn bền uốn tĩnh phần biên gỗ dừa với số loại gỗ khác, MPa TT Vùng Vùng Vùng ut ut ut Gốc 50,73 45,21 40,91 Thân 52,97 46,88 43,61 Ngọn 59,03 49,41 44,55 Loại gỗ, w=18% Dừa Gỗ khác ut Vạng trứng 62,60 Bồ đề 50,50 Hông 36,03 Trẩu 54,09 Cao su 75,17 70 Qua bảng ta thấy toàn vùng gỗ dừa có độ bền uốn tĩnh tăng lên theo chiều tăng khối l-ợng thể tích Nếu so sánh vùng có khối l-ợng thể tích t-ơng đ-ơng với loại gỗ khác độ bền t-ơng đ-ơng Đánh giá khả chịu uốn gỗ thông th-ờng qua tỉ số uốn (công thức CTFT) 37 Công thức: L ut 100 Trong đó: L - tỉ số uốn; ut - ứng suất uốn tĩnh; - khối l-ợng thể tích gỗ độ ẩm 12% Thay số ta có: L = 9,8-13,2 Trong đó: Gỗ có tỷ suất uốn L nhỏ 16 không sử dụng đ-ợc cho kết cấu chịu uốn Gỗ có tỷ suất uốn L lớn 16 sử dụng đ-ợc cho kết cấu chịu uốn nh-ng không tốt Gỗ có tỷ suất uốn L lớn 20 sử dụng tốt cho kết cấu chịu uốn So sánh với tiêu chuẩn gỗ dừa thuộc loại gỗ không nên đ-a vào kết cấu chịu lực 71 4.1.4.4 Giới hạn bền modul đàn hồi uốn tĩnh Qua kết bảng tổng hợp modul đàn hồi uốn tĩ nh 3.64 hình 3.25 cho thấy với modul đàn hồi uốn tĩnh nhỏ 8800 MPa (cao dừa 7679 MPa) modul đàn hồi uốn tĩnh dừa thuộc loại thấp Để tổng hợp hơn, ta so sánh modul gỗ dừa với số loại gỗ khác, bảng 4.9 Bảng 4.9 So sánh giới hạn modul đàn hồi uốn tĩnh phần biên gỗ dừa với số loại gỗ khác, MPa TT Loại gỗ, w=18% Dừa Vùng Vùng Vùng Gốc 5822 4785 3245 Thân 7132 4975 3472 Ngọn 7679 5561 3947 Gỗ khác Vạng trứng 5080 Hông 3430 Trẩu 4088 Lát hoa 8262 Cao su 5838 4.2 Khả sử dụng gỗ dừa công nghệ ván dán Căn vào mục tiêu nghiên cứu, định h-ớng sử dụng phần biên gỗ dừa cho công nghệ bóc Vì phân tích đánh giá khả sử dụng gỗ dừa công nghệ tạo ván mỏng khả ứng dụng công nghệ ván dán + Tiêu chuẩn nguyên liệu Qua phân tích mục 4.1.1.1 so sánh nguyên liệu gỗ dừa với tiêu chuẩn sealpa gỗ dừa đạt tiêu chuẩn để làm nguyên liệu sản suất ván mỏng Chỉ có tiêu đ-ờng kính thấp: 20-25 cm Song với tình hình nguyên liệu gỗ tròn cho sản xuất ván nh- việc sử dụng gỗ rừng trồng để tạo ván phổ biến n-ớc ta Đồng thời giới , ng-ời ta chế tạo loại máy bóc để bóc gỗ rừng trồng có đ-ờng 72 kính nhỏ 25 cm Vì vậy, nhận định gỗ dừa làm nguyên liệu cho sản xuất ván bóc- ván mỏng Bảng 4.10 So sánh tiêu chuẩn sealpa với nguyên liệu gỗ dừa Cấp gỗ tròn Dừa Đặc biệt Cấp Cấp Đ-ờng kính gỗ tròn () 60cm 50cm 50cm 20-30 cm Chiều dài khúc gỗ (L) 8,0m 2,5m 2,5m 8,0m Mới chặt; thẳng tròn đều; thẳng thớ; sử dụng triệt để Khoảng lệch tâm: Khoảng cách tuỷ tâm khối hình dọc theo đ-ờng kính bình quân khúc gỗ tròn 1/10 1/8 1/6 (10%) (12,5%) (16,7%) Cho phép số đơn vị mắt tiêu chuẩn 1 Cho phép số đơn vị lỗ mọt nhỏ trung bình tiêu chuẩn 1 Cho phép số đơn vị nứt dọc thớ tiêu chuẩn 1 Cho phép số đơn vị cong tiêu chuẩn 1 3 Cho phép số đơn vị khuyết tật cho khúc gỗ tròn 1 Cho phép biến màu, nh-ng gỗ giác phải khoẻ 2,5cm 5,0cm Cho phép số loại khuyết tật Chiều sâu vết nứt bề mặt gỗ (vị trí nứt: 1/2 hình tròn mặt đầu gỗ) + Xét yếu tố ảnh h-ởng đến chất l-ợng ván mỏng ảnh h-ởng đến chất l-ợng ván mỏng có yếu tố cần quan tâm sau: chiều sâu vết nứt (%), tần số vết nứt (vết/cm), sai số chiều dày theo tiết diện ván (%), sai số chiều dày theo quĩ đạo bóc , 73 Chiều sâu vết nứt lớn gây rách ván, vỡ ván bóc, sấy, làm tỷ lệ lợi dụng ván thấp, keo dễ bị tràn lên bề mặt gây ảnh h-ởng đến chất l-ợng bề mặt ván làm gián đoạn màng keo , làm chất l-ợng ván sau giảm Tần số vết nứt tăng lên làm cho chất l-ợng bề mặt ván mỏng kém, l-ợng keo tráng phải tăng lên keo chui vào vết nứt làm gián đoạn màng keo gây nên khuyết tật ảnh h-ởng đến tính chất học ván sau Nh-ng mối quan hệ tần số vết nứt chiều sâu vết nứt mối quan hệ tỷ lệ nghịch Chính vậy, việc lựa chọn cho mối quan hệ tạo chất l-ợng ván tối -u, giá thành giảm cần thiết Sai số chiều dày ván lớn, ván dán sau có chiều dày ván không đồng đều, khối l-ợng thể tích ván không đồng đều, gây ứng suất ván không đồng làm cong, vênh ván Gỗ dừa với đặc điểm khối l-ợng thể tích biến động theo vùng khác nhau, đặc biệt biến động vùng vùng (V 1G = 0,50 g/cm -V 2G = 0,31 g/cm ) có chênh lệch nhiều Điều gây lên thay đổi đột ngột lực cắt làm cho sai số chiều dày tăng lên Ngoài thay đổi đ-ờng kính khúc gỗ bóc vào đến vùng làm thay đổi sai số chiều dày ván mỏng chiều sâu vết nứt Kết hợp hai yếu tố làm sai số chiều dày ngày tăng lên Đây nh-ợc điểm quan trọng trình bóc Vì việc điều chỉnh công nghệ nh- thiết bị cho phù hợp để có chất l-ợng ván tốt điều cần thiết Qua kết phân tích mục 3.6.1.4 cho thấy gỗ dừa nói chung có sức hút n-ớc lớn, đồng thời độ ẩm gỗ dừa lớn, làm mềm hoá gỗ Chính điều tạo điều kiện cho việc bóc không cần qua công đoạn hấp luộc Song qua phân tích mục 3.5 cho thấy: gỗ dừa có tỷ lệ chất chiết xuất cao có nghĩa tỷ lệ chất dinh d-ỡng có gỗ lớn, tạo điều kiện cho nấm, mục, mốc phát triển Đồng thời với lỗ mạ ch lớn tạo điều kiện cho nấm mốc ăn sâu vào gỗ Chính vậy, việc bảo 74 quản cần gia công nhanh đ-a vào sấy để không cho nấm mốc xâm hại Trong phân tích kết tỷ lệ co rút gỗ dừa (mục 3.6.1.1) cho ta thấy co rút gỗ dừa theo chiều chênh lệch không đáng kể Đây đặc điểm làm tăng chất l-ợng ván mỏng trình bóc sấy ván mỏng Ngoài để làm tăng chất l-ợng ván, dùng cấu nén hợp lý, cấu điều chỉnh góc sau dao bóc Đồng thời xem xét cấu tạo vùng gỗ dừa vùng có khối l-ợng thể tích thuộc loại thấp, mềm xốp Do cần ý đến khả chấu kẹp tr-ợt gây sai số chiều dày ván mỏng lớn, tỷ suất ván giảm Đối với tính chất học mục 4.1.4 cho ta thấy gỗ dừa tất vùng có tính chất học thấp nên c-ờng độ ván mỏng ván dán thấp Qua phân tích đây, để chứng minh điều tiến hành bóc ván máy bóc gỗ BG 130 Xí nghiệp 26/3 Thị xã Hoà Bình, Tỉnh Hoà Bình Thông số kỹ thuật máy bóc BG 130 - Chiều dài dao bóc: 1350 mm; - Góc mài dao: 28 ; - Chiều cao th-ớc nén theo công thức thực nghiệm: 1 h0 xt 10 (4.1) Qua tính toán h = 0,4 mm, (với chiều dày ván mỏng mm) - Mức độ nén ( ) đ-ợc tính theo công thức : t t0 x100 % t Qua tính toán ta đ-ợc = (4.2) 0,4 x100 % = 80% - Tốc độ vòng quay trục chấu: 80vòng/phút Tạo đ-ợc ván mỏng, tiến hành kiểm tra chất l-ợng ván mỏng bao gồm chiều sâu vết nứt tần số vết nứt 75 * Chiều sâu vết nứt (mean): 52,6% * Tần số vết nứt (mean): 5,88 vết/cm Qua thông số ta nhận thấy bóc ván mỏng từ gỗ dừa không cần qua công đoạn xử lý mà bóc sống + Yêu cầu nguyên liệu chất kết dính Đối với gỗ dừa có đ-ờng kính lỗ mạch lớn, xếp song song với trục dọc thân nên bóc ván mỏng bề mặt thô có độ nhấp nhô lớn Ngoài l-ợng tế bào mô mềm t-ơng đối lớn làm cho khả hút n-ớc gỗ cao khả keo thẩm thấu vào ván dễ dàng Tuy nhiên keo thẩm thấu nhiều gây nên gián đoạn màng keo, cần ý đến độ nhớt keo Độ nhớt keo cần tăng lên để giảm trình thẩm thấu keo Qua số liệu thử độ pH gỗ 6,2 gỗ mang tính axit không ảnh h-ởng đến trình đóng rắn keo + Yêu cầu độ bền tự nhiên gỗ Gỗ phải có khả tự bảo quản môi tr-ờng tự nhiên, nh-ng qua phân tích mục 3.5 cho thấy gỗ dừa dễ bị nấm, mục xâm hại gỗ dừa có hàm l-ợng dinh d-ỡng cao làm giảm giá trị sử dụng gỗ Đối với gỗ dừa sau chặt hạ cần tiến hành bóc ván mỏng tiến sấy ván đảm bảo chống đ-ợc nấm mục xâm hại Song tính hút n-ớc gỗ dừa cao, việc bảo quản ván mỏng cho giảm khả hút n-ớc gây nổ ván trình ép 4.3 Thực nghiệm tạo ván dán từ gỗ dừa Qua tất phân tích đây, tiến hành ép thử ván máy ép nhiệt BYD 113 thí nghiệm Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm chuyển giao công nghệ Công nghiệp rừng-Tr-ờng Đại học Lâm nghiệp với thông số sau: - áp suất ép: 1,4 MPa; - Nhiệt độ ép: 120 C; - Thời gian ép: 0,5 phút/mm chiều dày; 76 - Chiều dày ván ép: 7mm; - Keo dùng ép ván keo U-F công ty DYNEA Qua theo dõi trình ép nhiệt nhận thấy: Khi ép ván dán mà sử dụng toàn ván mỏng từ dừa khả thoát ẩm ván tốt Khi ép ván, lớp dùng ván mỏng loại gỗ khác khả thoát ẩm ván mỏng Nếu để chế độ nh- ép ván mỏng từ gỗ dừa gây t-ợng nổ ván (ván nổ lớp cùng, lớp bình th-ờng) Vì điều chỉnh thời gian ép tăng lên 0,6 phút/mm nhiệt độ ép giảm xuống 110 C Điều giải thích nh- sau: với ván mỏng gỗ dừa khả hút, nhả ẩm dễ dàng, thời gian truyền nhiệt nhanh Nh-ng ép ván dùng loại gỗ khác làm ván mặt có khả hút nhả ẩm chậm ẩm ván lớp thoát ngoài, bị lớp ván gỗ làm giảm trình thoát ẩm gây tích tụ ẩm, giải phóng áp lực t-ợng nổ ván xảy Ván sau ép giữ nguyên màu ban đầu, không cong vênh Ván có khối l-ợng thể tích: 0,67 g/cm (thử theo tiêu chuẩn cắt mẫu GB 9846.11 88) Khi ứng suất kéo tr-ợt màng keo (t iêu chuẩn cắt mẫu GB 9846.11 88) Khi tiến hành thử, mẫu hoàn toàn bị đứt gỗ, màng keo không bị phá huỷ Điều cho thấy gỗ dừa có tính chất học thuộc loại thấp Do để thử đ-ợc lực kéo tr-ợt màng keo phải chọn ph-ơng pháp khác để đánh giá Kết luận ch-ơng Cấu tạo gỗ dừa: - Cấu tạo ngoại hình dừa phù hợp với công nghệ sản xuất ván dán - Thành phần hoá học dừa không ảnh h-ởng dùng gỗ dừa làm nguyên liệu sản suất ván dán, song cần ý đến nh-ợc điểm 77 gỗ dừa: rễ bị nấm mốc, mối mọt phá hoại , khả chống lại phá hoại môi tr-ờng thấp - Tính chất học Gỗ dừa mầm, khối l-ợng thể tích vùng khác không giống Theo chiều từ gốc đến khối l-ợng th ể tích tăng dần, theo chiều từ vào khối l-ợng thể tích giảm dần Chính điều ảnh h-ởng lớn đến thay đổi tính chất lại.Điều khác biệt gây khó khăn trình gia công chế biến chúng Tính hút nhả ẩm cao, điều có lợi trình ép, đẫn truyền nhiệt, tạo điều kiện thuận lợi trình tạo ván mỏng Song nh-ợc điểm rễ gây nổ ván trình ép nhiệt hay làm ảnh h-ởng tới chất l-ợng mối dán Với đặc điểm cấu tạo tia gỗ làm cho gỗ dừa có tỷ lệ co rút theo chiều thớ t-ơng đối đồng đều, tạo điều kiện tốt tới gia công chế biến gỗ sau Các tính chất khác lại tuỳ theo khối l-ợng thể tích vùng có trị số khác Đặc biệt vùng lõi có tính chất học thấp ảnh h-ởng lớn đến gia công chế biến Với gỗ dừa sử dụng công nghệ bóc cần phải thay đổi lại cấu kẹp phôi cho phôi không bị tr-ợt, bị phá huỷ lõi gỗ Tóm lại, qua nghiên cứu, phân tích đặc điểm cấu tạo, tính chất phần biên gỗ dừa cho thấy, có thông số công nghệ phù hợp, thiết bị đáp ứng đ-ợc yêu cầu công nghệ gỗ dừa đáp ứng yêu cầu sản xuất ván dán dùng chi tiết chịu lực nh-: đồ mộc nội thất, bao bì, vách ngăn Đồng thời gỗ dừa có khả dán dính với loại gỗ làm ván dán thông dụng khác 78 Ch-ơng Kết luận kiến nghị 5.1 Kết luận Từ kết nghiên cứu, phân tích đánh giá phần biên gỗ Dừa có độ tuổi 25, đ-ợc khai thác ấp Phú Chiến - Ph-ờng Phú H-ng TX Bến Tre - Tỉnh Bến Tre, đ-a số kết luận sau: Đã xác định đ-ợc đặc điểm cấu tạo, số tính chất lý thành phần hoá học gỗ dừa Đây sở khoa học cho định h-ớng sử dựng gỗ dừa công nghệ chế biến nói chung công nghệ tạo ván dán nói riêng Với khối l-ợng thể tích vùng 1, phần biên Dừa sử dụng làm nguyên liệu cho đồ mộc, liên kết dạng thanh, làm nguyên liệu cho ván ghép thanh, ván sàn Vùng gỗ Dừa làm ván mộc sử dụng chi tiết chịu lực nh- vách ngăn Phần biên gỗ Dừa dùng làm nguyên liệu sản xuất ván dán ván phủ mặt cho ván ghép ván mộc dùng chi tiết không chịu lực như: đồ mộc nội thất, bao bì, vách ngăn 5.2 Kiến nghị Trên kết nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, thành phần hoá học chủ yếu b-ớc đầu định h-ớng cho việc sử dụng gỗ dừa cho sản xuất ván dán Để nâng cao hiệu sử dụng dừa tăng hiệu kinh tế, tạo động lực cho phát triển mở rộng qui mô, gây trồng lại dừa nhằm cung cấp nguyên liệu cho ngành Chế biến Lâm sản, kiến nghị định h-ớng sử dụng gỗ dừa cho nghiên cứu nh- sau: Cần sâu vào nghiên cứu giải pháp công nghệ để hoàn thiệ n công nghệ ép ván dán từ ván mỏng gỗ dừa Nghiên cứu công nghệ bảo quản lâm sản cho gỗ dừa 79 Nghiên cứu đ-a qui trình hợp lý sản xuất ván ghép phủ mặt ván mỏng gỗ Dừa Nghiên cứu giải pháp công nghệ sử dụng lõi dừa làm vá n mộc, ván siêu nhẹ dùng đồ mộc xây dựng ... nghiệp Lê văn Tung Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất chủ yếu phần biên thân dừa (Cocos nucifera L) định h-ớng sử dụng công nghệ bóc Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, thiết bị công nghệ gỗ, giấy Mã... điểm cấu tạo, tính chất chủ yếu phần biên thân dừa định h-ớng sử dụng công nghệ bóc. Ch-ơng Tổng quan 1.1 L-ợc sử vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Điều kiện sinh tr-ởng - Phân bố - Đặc tính sinh thái Dừa. .. tính chất vật lý, học chủ yếu thành phần hoá học phần biên thân (vùng 1, 2, 3) dừa Đánh giá khả sử dụng phần biên thân dừa cho công nghệ bóc 13 1.2.4 Ph-ơng pháp nghiên cứu Quá trình nghiên cứu