KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẤY GỖ POPLAR TẠI CÔNG TY ÂU CHÂU

Với dạng lò sấy bán tự động, được lắp đặt các thiết bị tự động khống chế nhiệt độ và độ ẩm môi trường, hệ thông tự động đảo chiều quạt… Do tình hình nguồn nguyên liệu gỗ trong nước ngày

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA LÂM NGHIỆP



PHẠM DUY KHÁNH

KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẤY GỖ POPLAR

TẠI CÔNG TY ÂU CHÂU

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CHUYÊN NGÀNH CHẾ BIẾN LÂM SẢN

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 08/ 2007

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA LÂM NGHIỆP



KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẤY GỖ POPLAR

TẠI CÔNG TY ÂU CHÂU

Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Văn Hoà Sinh viên thực hiện: Phạm Duy Khánh

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 08/ 2007

LỜI CẢM TẠ

Tôi xin chân thành cảm ơn:

 Ban giám hiệu trường Đại Học Nông Lâm TPHCM đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài này

 Sự hướng dẫn tình của thầy Hoàng Văn Hoà trong thời gian thực tập vừa qua

 Quí thầy bộ môn chế biến lâm sản Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM

đã nhiệt tình giứp đỡ và động viên tôi

 Đặc biệt gởi lời cảm ơn đến ban giám đốc và tập thể anh chị em công nhân Công ty TNHH gỗ Âu Châu đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi thực hiện tốt đề tài của mình

 Đồng cảm ơn đến các anh chị khoá trước, cùng các bạn học của tôi

NỘI DUNG T ÓM TẮT

Trong những năm gần đây chế biến gỗ đã trở thành một ngành kinh tế quan trọng của nước ta Nó không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà có giá trị xuất khẩu cao Cũng chính vì thế mà nhu cầu về sấy gỗ ngày càng được chú ý hơn Nhiều kiểu lò sấy đã được thiết kế và đưa vào hoạt động mang lại hiệu quả kinh tế cao Do nhu cầu sử dụng gỗ ngày càng cao, đặc biệt là giai đoạn hiện nay, gỗ rừng

tự nhiên hầu như cạn kiệt thì việc chế biến và sử dụng gỗ rừng trồng là vấn đề bức xúc mà các công ty chế biến gỗ quan tâm Nó không những đáp ứng nhu cầu sử dụng gỗ, mà còn góp phần phát triển kinh tế đất nước, nó cũng giúp chúng ta sử dụng tài nguyên rừng một cách có hiệu quả, góp phần bảo vệ môi trường tự nhiên

Sấy gỗ đã trở thành một trong những công nghệ quan trọng trong ngành chế biến hiện nay, nó quyết định phần lớn đến chất lượng sản phẩm, làm tăng giá trị sử dụng gỗ, tuổi thọ sản phẩm Mỗi một loại gỗ, qui cách đều có một qui trình sấy khác nhau Đặc biệt là gỗ Poplar (gỗ Dương Hoa Kỳ) đã được các công ty chế biến quan tâm

Do đó tôi đã tiến hành nghiên cứu, khảo sát một số mẻ sấy thực tế tại Công

ty gỗ Âu Châu Bằng cách theo dõi quá trình thoát ẩm và các khuyết tật sảy ra trong các giai đoạn của quá trình sấy Từ đó đưa ra qui trình sấy phù hợp nhất cho Công

ty Nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, cũng như tỷ lệ lợi dụng gỗ

Để góp phần vào việc nghiên cứu chế độ sấy gỗ Poplar hiện nay Được sự chấp thuận của khoa Lâm Nghiệp, quý thầy cô bộ môn chế biến gỗ, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Hoàng Văn Hoà, tôi đã tiến hành thực hiện đề tài

“KHẢO SÁT QUI TRÌNH SẤY GỖ POPLAR ” tại Công ty TNHH Gỗ ÂU CHÂU

Đề tài này được thực hiện từ 20-03-2007 đến 20-06-2007, nên có sự hạn chế

về thời gian, cũng như phương tiện Do đó khó tránh khỏi những thiếu sót Rất mong sự đóng góp ý kiến của quí thầy cô cùng các bạn

MỤC LỤC

Trang Trang tựa i Cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh mục các bảng viii

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 Vài nét về nhu cấu sấy gỗ ở Công ty ÂU CHÂU 2

1.5 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 3

1.5.1 Nội dung nghiên cứu 3

1.5.2 Phương pháp nghiên cứu 4

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY 6

2.1 Các thông số kỹ thuật sấy 6

2.1.1 Nhiệt độ 6

2.1.2 Độ ẩm môi trường sấy 7

2.2 Một số tính chất vật lý của gỗ ảnh hưởng đến quy trình sấy 10

2.2.1 Độ ẩm gỗ 10

2.2.2 Sự co rút của gỗ 12

2.3 Các hiện tượng vật lý sảy ra trong suốt quá trình sấy 13

2.3.1 Sự chênh lệch độ ẩm của gỗ trong quá trình sấy 13

2.3.2 Sự chênh lệch về nhiệt độ của gỗ trong quá trình sấy 14

2.3.3 Sự chênh lệch áp suất trong quá trình sấy gỗ 15

2.4 Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình khô của gỗ 15

2.4.1 Chủng loại và khối lượng riêng của gỗ 15

2.4.2 Kích thước gỗ 16 2.4.3 Ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu 16

2.4.4 Ảnh hưởng của tốc độ môi trường sấy 16

2.5 Cơ sở xây dựng chế độ sấy 17

2.5.1 Chế độ sấy 17 2.5.2 Cơ sở thành lập chế độ sấy 17

2.5.3 Phương pháp điều hành sấy 18

2.5.4 Phương pháp xác định tỷ lệ khuyết tật 18

CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

3.1 Nội dung nghiên cứu 21

3.2 Phương pháp nghiên cứu 21

3.2.1 Tìm hiểu hoạt động của xí nghiệp 21

3.2.2 Nguyên liệu và thiết bị sấy hiện tại ở Công ty 21

3.2.3 Quy trình vận hành lò sấy tại công ty 22

3.2.3.1 Chuẩn bị nguyên liệu 22

3.2.3.3 Những điểm cần chú ý khi vận hành lò sấy 23

3.2.3.4 Qúa trình điều hành sấy tại công ty gồm các giai đoạn 23

3.2.3.5 Phương pháp xử lý trong quá trình sấy 27

3.2.4 Chế độ sấy gỗ hiện thời tại Công ty Âu Châu 29

3.2.4.1 Chế độ sấy gỗ Poplar loại 27mm 29

.2.4.2 Chế độ sấy gỗ poplar loại 30-32mm 30

.2.4.3 Chế độ sấy gỗ Poplar loại 35-37mm 31

3.2.4.4 Chế độ sấy gỗ Poplar loại 40-42mm 32

4.1 Kết quả khảo sát qui trình sấy gỗ Poplar tại Công ty Âu Châu 33

4.3 Kết quả các mẻ sấy thử nghiệm 46

4.4 Kết quả so sánh các mẻ sấy khảo sát và mẻ sấy thử nghiệm 53

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57

5.1 Kết luận 58 5.2 Kiến nghị 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang Bảng 2.1: Nhiệt Độ và Độ Ẩm Tuyệt Đối Tối Đa Của Không Khí 7

Bảng 3.1: Bảng Tóm Tắt Trình Tự Các Bước Thực Hiện Qui Trình Sấy tại

Bảng 3.2: Bảng Xử Lý Trong Quá Trình Sấy 27 Bảng 3.3: Bảng Chế Độ Sấy Gỗ Poplar Loại 27mm 28

Bảng 3.4: Bảng chế độ sấy gỗ Poplar loại 30-32mm 29

Bảng 3.5: Bảng Chế Độ Sấy Gỗ Poplar Loại 35-37mm 30

Bảng 3.6: Bảng Chế Độ Sấy Gỗ Poplar Loại 40-42mm 31

Bảng 4.1 : Bảng Tổng Kết Các Mẻ Sấy Khảo Sát 40

Bảng 4.2: Bảng Đề Xuất Chế Độ Sấy Gỗ Poplar Có Chiều Dày 27mm 42

Bảng 4.3: Bảng Đề Xuất Chế Độ Sấy Gỗ Poplar Có Chiều Dày 42 mm 43

Bảng 4.4 :Bảng Tổng Kết Các Mẻ Sấy Thử Nghiệm 51

Bảng 4.5: Bảng So Sánh Các Mẻ Sấy Khảo Sát và Mẻ Sấy Thử Nghiệm 52

Bảng 4.6: Bảng Đề Xuất Chế Độ Sấy Mới Cho Gỗ Poplar

Bảng 4.7: Bảng Đề Xuất Chế Độ Sấy Mới Cho Gỗ Poplar

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang Hình 2.1: Biểu diễn quá trình thăng bằng độ ẩm của gỗ 12 Hình 2.2: Các phương pháp điều hành sấy cơ bản 19 Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý điều hành sấy 2 cấp 19

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.6 Tính cấp thiết của đề tài

Ngành chế biến gỗ nước ta đang trên đà phát triển rất nhanh, chính vì thế mà nhà nước có chủ trương hạn chế việc xuất khẩu gỗ dưới dạng thô Thay vào đó là gỗ tinh chế Cũng chính vì thế mà tình trạng chặt phá rừng gây hậu quả rất ngiêm trọng Đứng trước tình hình đó nhà nước quyết định cấm xuất khẩu gỗ rừng tự nhiên, làm ảnh hưởng đến sự phát triển ngành chế biến gỗ xuất khẩu trong nước

Trong những năm gần đây ngành công ngiệp chế biến gỗ nước ta thực hiện chính sách mở cữa chuyển từ nền kinh tế bao cấp sang nền kinh tế thị trường nhiều thành phần Vấn đề đặt ra hàng đầu cho ngành công nghiệp nước ta hiện nay là đẩy mạnh xuất khẩu hàng hoá, nhằm thu ngoại tệ, để từng bước trang bị thêm các thiết

bị mới hiện đại, công nghệ tiên tiến, tạo điều kiện cho sản xuất phát triển Đưa nền kinh tế nước ta phát triền vững mạnh hơn Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp nói chung Vài năm gần đây công nghiệp chế biến gỗ phát triển với nhịp độ khá nhanh Nhiều cơ sở chế biến gỗ ra đời, trong đó nhiều công ty, xí nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài với tầm cỡ qui mô lớn được hình thành Ngày nay những sản phẩm gỗ xuất khẩu đòi hỏi về chất lượng và thẩm mỹ rất cao Trong đó, tiêu chuẩn

về độ ẩm của gỗ là tiêu chuẩn quan trọng đối với sản phẩm mộc tinh chế

Ngoài ra do nguyên liệu gỗ ngày càng khan hiếm nên việc sử dụng gỗ nhẹ giá rẻ nhập từ nước ngoài ngày càng phổ biến Do đó, việc tận dụng tối đa nguyên

liệu gỗ, giảm thấp nhất thiệt hại như: mốc, cong vênh, nứt nẻ, mo, móp…là điều cần thiết, mà công đoạn sấy gỗ có thể làm giảm phần lớn mức thiệt hại do các khuyết tật

đó gây ra, và nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ

Do vậy, sấy gỗ đã trở thành công đoạn quan trọng trong dây chuyền chế biến

gỗ xuất khẩu Chính vì thế mà nhu cầu về sấy gỗ ngày càng tăng nhanh chóng Hàng lọat lò sấy đã và đang được xây dựng ở nhiều xí nghiệp

Để thích nghi với hoàn cảnh đó ban lãnh đạo Công ty gỗ Âu Châu đã nhập

gỗ từ nước ngoài Tuy nhiên, do gỗ nhập nên tính chất cơ lý của gỗ chưa được rõ và khác với gỗ trồng ở Việt Nam Điều kiện khí hậu cũng làm thay đổi tính chất cơ lý của gỗ Do đó, qui trình sấy gỗ cũng thay đổi theo từng qui cách, nên gây khó khăn cho người thực hiện chế độ sấy Sự quan tâm của Công ty là phải xây dựng hoàn thiện chế độ sấy sao cho phù hợp với từng chủng loại gỗ và qui cách gỗ, để đáp ứng nhu cầu sản xuất của Công ty Trong giới hạn của đề tài, tôi xin trình bày: “Khảo sát qui trình sấy gỗ Poplar tại Công ty Âu Châu”

1.7 Vài nét về nhu cấu sấy gỗ ở Công ty ÂU CHÂU

Công ty gỗ ÂU CHÂU là một cơ sở chuyên về cưa xẻ, sấy để kinh doanh gỗ

có qui mô lớn ở Bình Dương Hiện tại Công ty đang vận hành 36 lò sấy hơi nước, được xây dựng vào cuối năm 2006 Công ty có 12 phòng sấy lớn, có công suất 70-

80 m3/lò và 24 phòng sấy nhỏ, với công suất 40-50 m3/lò (Tuỳ theo qui cách lớn hay nhỏ được xếp vào lò) Với dạng lò sấy bán tự động, được lắp đặt các thiết bị tự động khống chế nhiệt độ và độ ẩm môi trường, hệ thông tự động đảo chiều quạt…

Do tình hình nguồn nguyên liệu gỗ trong nước ngày càng khan hiếm, nên công ty phải nhập gỗ từ nước ngoài (Mỹ, Châu Âu)) Trong thời gian thực hiện đề tài này, xí nghiệp sản xuất chủ yếu là: gỗ Dương Hoa Kỳ, Sồi Trắng Hoa Kỳ, Tần

Bì Hoa Kỳ

Để đáp ứng đủ nguồn nguyên liệu cho thị trường xuất khẩu, qui cách gỗ sấy cũng thay đổi liên tục Nên việc điều chỉnh chế độ sấy sao cho phù hợp là điều cần thiết Gỗ sấy ra chủ yếu để xuất sang các nước Châu Âu, nên đòi hỏi chất lượng cao, đảm bảo tốt trong điều kiện môi trường Do đó, gỗ sấy cần phải đạt các yêu cầu

về độ ẩm trong khoảng 8-12% Ngoài ra công ty cũng đưa ra các tiêu chuẩn về chất lượng gỗ sấy phải có tỷ lệ phế phẩm không quá 3%, chênh lệch về đỗ ẩm giữa các

vị trí trên cùng một thanh gỗ dưới 3%, giữa các thanh gỗ với nhau không quá 5%

Gỗ Poplar đưa vào sấy tại công ty có qui cách: dày 27mm, 32mm, 42mm, rộng 150-250mm, dài 2000-4000mm

1.8 Mục đích của đề tài

Việc thực hiện và hoàn thành đề tài này nhằm đạt hiệu quả kinh tế trong công đoạn sấy gỗ của Công ty và đáp ứng nhu cầu của thị trường trong và ngoài nước Trong thời gian thực tập Chúng tôi cố gắn tiến hành một số mẻ sấy thử nghiệm với qui trình mới, nhằm đem lại chất lượng và hiệu quả kinh tế hơn

Trên cơ sở của đề cương thực tập và yêu cầu thực tế của đơn vị sản xuấtl là làm thế nào hoàn thiện qui trình để hạn chế tối đa khuyết tật phát sinh trong khi sấy Song do thời gian thực tập có hạn nên trong đề tài này tôi xin chú trọng vào những vấn đề sau:

Khảo sát chế độ sấy gỗ Poplar tại Công ty ở hai qui cách chiều dày phổ biến

là 27mm và 42mm Từ cơ sở lý thuyết và kết hợp thực tế để đề xuất qui trình sấy mới sao cho phù hợp với điều kiện của Công ty

Trên cơ sở các mẻ sấy thử nghiệm cũng như các mẻ sấy khảo sát để so sánh rút ra kết luận Từ đó đề xuất ý kiến nhằm giúp công ty cải thiện chất lượng gỗ sấy poplar ngày càng tốt hơn

1.9 Mục tiêu của đề tài

 Khảo sát thiết bị và nguyên liệu sấy tại công ty

 Khảo sát các chế độ sấy hiện tại của công ty đang áp dụng

 Xác định tỷ lệ phế phẩm và các dạng khuyết tật sau khi sấy của gỗ Poplar

 Đề xuất thử nghiệm theo chế độ sấy mới

 Căn cứ vào kết quả các mẻ sấy khảo sát, các mẻ sấy thử nghiệm và cơ sở lý thuyết để làm tiêu đề cho việc đề xuất qui trình sấy hoàn thiện hơn

1.10 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

1.10.1 Nội dung nghiên cứu

Xác định độ ẩm của gỗ sấy

Xác định và theo dõi thời gian sấy thực tế tại công ty

Theo dõi quá trình giảm ẩm của gỗ

Theo dõi chất lượng của gỗ trong suốt thời gian sấy

Ghi chép và xử lý số liệu, để làm cơ sở đề xuất chế độ sấy mới

1.10.2 Phương pháp nghiên cứu

 Phương pháp xác định độ ẩm của gỗ sấy

Chúng ta tiến hành lấy 30 mẫu gỗ cắt theo kích thước 20x20x30 (mm) Đánh

số mẫu thứ tự từ 1-30, rồi đem cân trên cân điện tử với độ chính xác 0,05g Sau đó cho vào tủ sấy với nhiệt độ 10050C Cứ 2giờ cân một lần Khi nào cân ba lần liên tiếp mà khối lượng không thay đổi thì coi như gỗ đã khô kiệt

Độ ẩm ban đầu của gỗ

Trong đó: Ga: Khối lượng ban đầu của mẫu

G0: Khối lượng khô kiệt

 Xác định và theo dõi thời gian sấy

Ghi lại thời gian của một mẻ sấy bắt đầu từ lúc khởi động thiết bị lò sấy đến lúc kết thúc giai đoạn xử lý cuối của quá trình sấy

Mục đích theo dõi thời gian của từng lò sấy là nhằm đánh giá mức độ thoát

ẩm của gỗ, đánh giá mức độ ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu, bề dày gỗ nói riêng, cũng như kích thước gỗ nói chung đến thời gian sấy

 Phương pháp theo dõi quá trình giảm ẩm của gỗ sấy

Để theo dõi quá trình giảm ẩm của gỗ trong quá trình sấy Chúng tôi tiến hành sử dụng ván kiểm tra, rồi đánh dấu từng mẫu gỗ Để xác định độ ẩm bằng cách tiến hành cân khối lượng mẫu (Gtt) vào cùng thời điểm của nhiệt kế khô và ướt, cho đến khi độ ẩm gỗ xuống 30% thì chúng ta vừa cân mẫu gỗ, vừa dùng máy đo độ ẩm

để đối chiếu, xác định độ ẩm mẫu gỗ từng thời điểm

Độ ẩm tức thời của các mẫu gỗ được tiến hành như sau:

Trong đó: Wtt: Độ ẩm tức thời từng thanh gỗ

Gtt: Khối lượng thanh gỗ từng thời điểm kiểm tra

G0: Khối lượng mẫu kiểm tra ở trạng thái khô kiệt

Wa: độ ẩm ban đầu của mẫu kiểm tra

 Theo dõi chất lượng của gỗ sấy

Theo dõi chất lượng gỗ sau mỗi mẻ sấy nhằm xác định tỷ lệ hư hỏng, khuyết tật của gỗ trong mỗi mẻ sấy một cách tương đối, qua đó có những biện pháp làm giảm tỷ lệ phế phẩm

Mỗi lần trong ngày, khi xác định nhiệt độ, độ ẩm, chúng tôi đều quan sát chất lượng trên từng mẫu gỗ để theo dõi sự hình thành khuyết tật ở giai đoạn nào và chép

số liệu Qua đó đánh giá chất lượng gỗ sau khi sấy

- Dùng phần mềm Excel xử lý số liệu thu được trong quá trình theo dõi các mẻ sấy

- Tổng hợp kết quả của từng chế độ sấy

- Phân tích chất lượng và thời gian trên từng mẻ sấy

- Lựa chọn chế độ sấy thích hợp nhất để đảm bảo chất lượng và thời gian sấy

Chương 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY

Chế độ sấy là sự sắp xếp hợp lý các thông số kỷ thuật công nghệ trong các giai đoạn của quá trình sấy, phù hợp với tình trạng gỗ ở từng thời điểm sấy, nhằm đảm bảo quá trình khô của gỗ với chất lượng tốt nhất Như vậy muốn thành lập được một chế độ sấy hoàn chỉnh đối với từng loại gỗ khác nhau thì ta phải hiểu rõ những yếu

tố liên quan làm cơ sở cho quá trình nghiên cứu

2.1 Các thông số kỹ thuật sấy

Trong công nghệ sấy gỗ, việc điều tiết nhiệt độ (t0C), và độ ẩm môi trường ( %) qua các giai đoạn của quá trình sấy là rất quan trọng Nó ảnh hưởng trực tiếp nhất đến chất lượng gỗ sau khi sấy và được xem là hai thông số quan trọng nhất trong khi sấy

2.1.1 Nhiệt độ

Nhiệt độ là một thông số quan trọng trong kỷ thuật sấy gỗ vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình giảm ẩm của gỗ Đây chính là một trong những động lực chủ yếu thúc đẩy quá trình bay hơi nước và di chuyển ẩm Việc điều tiết nhiệt độ trong buồng sấy một cách hợp lý sẽ rút ngắn được thời gian sấy và tăng chất lượng gỗ sấy Ngoài ra, sự chênh lệch giữa nhiệt độ môi trường và nhiệt độ trong thanh gỗ đóng vai trò quan trọng cho việc giảm ẩm trong gỗ

Trên thực tế, trong quá trình sấy gỗ người ta có nhiều cách để gia nhiệt độ cho môi trường sấy Chẳng hạn, gia nhiệt từ từ làm cho nhiệt độ sấy tăng lên đến giá trị cao nhất vào giai đoạn cuối của quá trình sấy, hay gia nhiệt đến một giá trị nhất định

và giữ như vậy trong suốt quá trình sấy

Tóm lại, nhiệt độ là yếu tố không thể thiếu trong công nghệ sấy gỗ nó tác động đến quá trình dẫn và thoát ẩm của gỗ và ảnh hưởng đến quá trình sấy diễn ra nhanh hay chậm

Đồng thời nhiệt độ sấy có thể ảnh hưởng đến chất lượng gỗ sấy

2.1.2 Độ ẩm môi trường sấy

Độ ẩm ở đây chính là độ ẩm tương đối của môi trường sấy Hay nói cách khác

ta cần xét đến độ ẩm của không khí trong quá trình sấy ở trong lò sấy

Độ ẩm tuyệt đối của không khí là lượng hơi nước có trong một đơn vị thể tích của không khí, đó chính là trọng lượng riêng của hơi nước có trong không khí

n =

n V

1 (2.1)

Trong đó: n : trọng lượng riêng của hơi nước (kg)

Vn : thể tích riêng của hơi nước (m3)

Bảng 2.1: Nhiệt Độ và Độ Ẩm Tuyệt Đối Tối Đa Của Không Khí

x 100% (2.2)

Từ phương trình trạng thái của chất khí:

 =

T R

P n

n x 100% (2.3) Theo phương trình (2.3 ) ta có thể biến đổi công thức trên thành dạng khác:

 =

N n H

n n n T R

T R

Không khí khô sẽ có độ ẩm bé nhất  = 0% và sẽ lớn nhất khi không khí đạt đến trạng thái bảo hoà hơi nước  = 100%

2.1.3 Hàm lượng ẩm của không khí

Hàm lượng ẩm của không khí là tỉ lệ giữa lượng hơi nước và lượng không khí khô

d =

k

n G

G

(2.5) Trong đó : d : hàm lượng ẩm

Gn : lượng hơi nước (kg)

Gk : lượng không khí khô (kg)

Nếu Gk = 1 kg thì d = Gn Vậy hàm lượng của không khí chính là lượng hơi nước hỗn hợp với 1 kg không khí khô để tạo thành (1+d) kg không khí ẩm

2.1.4 Dốc sấy U

Ngoài nhiệt độ và độ ẩm của môi trường sấy Trong kỷ thuật sấy, độ ẩm thăng bằng thường thay đổi theo cấp chế độ sấy và có quan hệ với dốc sấy Dốc sấy càng lớn thì tốc độ khô của gỗ càng nhanh

U =

TB

tt W

W (2.6)

Trong đó: U: Dốc sấy

Wtt: Độ ẩm tức thời

Wtb: Độ ẩm thăng bằng

Ở Việt Nam thường lấy độ ẩm cân bằng tiêu chuẩn: Hà Nội là 18%, Thành Phố Hồ Chí Minh là 15% Các nước Châu Âu là 12%

Việc lựa chọn dốc sấy thích hợp sẽ giúp chúng ta rút ngắn thời gian sấy mà vẫn bảo đảm chất lượng gỗ Nếu dốc sấy quá lớn sẽ dẫn đến hiện tượng hình thành ứng suất và sản sinh khuyết tật (vì lớp gỗ bề mặt sẽ khô nhanh hơn Trong lúc lớp

gỗ bên trong vẫn còn ẩm ) Ngược lại nếu dốc sấy quá nhỏ thì thời gian sấy kéo dài.Cùng với nhiệt độ và độ ẩm môi trường sấy Dốc sấy là một thông số kỹ thuật quan trọng, quyết định dến thời gian sấy cũng như chất lượng của gỗ

 Mối quan hệ giữa t0C, % và t

Dựa vào bảng tra độ ẩm tương đối của không khí % (Biểu đồ ID) Ta có:

- Khi t0C tăng và t = const thì % tăng

- Khi t0C giảm và t = const thì % giảm

- Khi t0C = const và t tăng thì % giảm

- Khi t0C = const và t giảm thì % tăng

 Mối quan hệ giữa t0C, % và WTB

Độ ẩm thăng bằng của gỗ phụ thuộc vào điều kiện môi trường sấy Hai thông

số cơ bản của môi trường sấy là nhiệt độ sấy và độ ẩm môi trường sấy Do vậy độ

ẩm thăng bằng thường được dùng làm thông số đặc trưng cho trạng thái của môi trường sấy trong việc thiết lập chế độ sấy và qui trình sấy Khi thay đổi nhiệt độ của môi trường sấy cũng sẽ dẫn đến việc thay đổi độ ẩm của không khí và làm biến đổi trạng thái của môi trường sấy Nhiệt độ tăng lên, khả năng hút ẩm của không khí sẽ tăng, làm cho độ ẩm tương đối của không khí giảm đi, tức là làm cho không khí trở nên khô hơn Muốn cho gỗ khô đến một chừng mực nào đấy, ta cần điều tiết nhiệt

độ và lượng ẩm có trong không khí để đạt đến một trạng thái thích hợp

Độ ẩm thăng bằng cao hay thấp phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí Độ ẩm tương đối của không khí cao thì độ ẩm thăng bằng cao Nhiệt

độ không khí cao thì độ ẩm thăng bằng thấp Tuỳ theo điều kiện sử dụng gỗ và thời tiết từng vùng khác nhau, độ ẩm thăng bằng có trị số biến động từ 6-30%

2.2 Một số tính chất vật lý của gỗ ảnh hưởng đến quy trình sấy

2.2.1 Độ ẩm gỗ

Sấy gỗ là một quá trình rút nước trong gỗ ra Tức là quá trình làm bay hơi nước trong gỗ - quá trình làm khô gỗ Lượng nước chứa trong gỗ tồn tại dưới hai dạng là nước liên kết và nước tự do

 Độ ẩm tương đối :

Độ ẩm tương đối của gỗ là hàm lượng nước chứa trong gỗ qui về một đơn vị

khối lượng gỗ tươi và tính bằng công thức:

G0 : Khối lượng gỗ khô kiệt (kg)

Độ ẩm tương đối của gỗ biến thiên từ 0% đến 100% Giữa trọng lượng gỗ khô kiệt G0 và độ ẩm tương đối của gỗ có thể biểu diễn dưới dạng khác:

G0 = G (1 – Wa) (2.8) Trong đó: G0: trọng lượng gỗ khô kiệt

Nếu khối lượng gỗ tươi trước lúc sấy là G1 và có độ ẩm là Wa1 Sau khi sấy

gỗ khô đi, khối lượng gỗ lúc bấy giờ là G2 và tương ứng với độ ẩm là Wa2 Dựa vào trọng lượng gỗ khô kiệt trước và sau lúc sấy luôn luôn không đổi ta dẫn đến công thức sau:

G0 = G1 (1 - Wa1) = G2 (1 – Wa2) (2.9)

Ta suy ra :

2

1 1

W G

G





Trong quá trình sấy khối lượng của thanh gỗ giảm dần do gỗ khô đi Bằng cách cân đo ta xác định được giá trị của G2 ở thời điểm ta muốn theo dõi độ ẩm của

gỗ sấy Sau đó áp dụng vào công thức ta sẽ xác định được giá trị độ ẩm tại thời điểm kiểm tra

G0: Khối lượng gỗ khô kiệt

Trong thực tế người ta hay dùng khái niệm độ ẩm này và khi nói đến độ ẩm của gỗ, tức là nói đến độ ẩm tuyệt đối của gỗ Tuy nhiên trong kỹ thuật sấy gỗ khái niệm độ ẩm tương đối cũng sử dụng khá nhiều

Độ ẩm tuyệt đối của gỗ biến thiên từ 0  Giữa khối lượng khô kiệt và

độ ẩm tuyệt đối có mối liên hệ sau:

Nếu để trong môi trường không khí có nhiệt độ và độ ẩm không đổi (0%<

<100%) hai mẫu gỗ : Một mẫu có độ ẩm lớn hơn 30% và một mẫu có độ ẩm khoảng 0% Trong quá trình quan sát theo dõi sẽ thấy mẫu gỗ có độ ẩm cao dần dần khô đi

và mẫu gỗ khô bị ẩm dần lên Quá trình đó gọi là quá trình cân bằng ẩm độ của gỗ Nhưng quá trình cân bằng ẩm độ của hai mẫu gỗ trên tuy ở trong một điều kiện môi trường không khí như nhau vẫn không bao giờ đạt đến độ ẩm thăng bằng cuối cùng như nhau Vì thế quá trình khô đi của gỗ không phải là quá trình ngược lại của quá trình hút ẩm của mẫu gỗ Khi kết thúc quá trình chuyển dịch ẩm thì độ ẩm gỗ luôn chênh lệch với nhau một giá trị khoảng 1-3% Nếu mẫu gỗ ban đầu ướt, để trong môi trường không khí thì độ ẩm đã biến đổi theo đường biểu diễn “quá trình khô” Ngoài ra, trong kỷ thuật sấy người ta còn tiến hành theo dõi sự phân bố độ

ẩm trên tiết diện ngang Phương pháp này tiến hành như sau:

Đem mẫu gỗ cần theo dõi sự phân bố độ ẩm cưa thành các mẫu nhỏ, đánh số thứ tự từng mẫu Sau đó bỏ vào bình thuỷ tinh để theo dõi độ ẩm

Tiếp theo xác định các mẫu theo dõi giống như việc xác định khối lượng mẫu khô kiệt (trình bày ở phần trên) Khi đó chênh lệch độ ẩm theo bề dày của gỗ được xác định như sau:

Tỷ lệ giữa co rút tiếp tuyến và xuyên tâm khoảng 1.5 2.2

Giá trị co rút của gỗ có quan hệ chặt chẽ với khối lượng riêng của gỗ Quan hệ giãn nở của gỗ và khối lượng riêng của gỗ đã được nhiều tài liệu đè cập đến:

Trong đó: v: độ giãn nở thể tích tối đa (%)

0: khối lượng riêng khô kiệt của gỗ (g/cm3)

Cấu tạo của gỗ rất khác biệt theo nhiều chiều hướng khác nhau của thớ gỗ và

sự khác biệt đó dẫn đến sự co rút theo chiều của thớ gỗ

Trong sấy gỗ thì sự khác biệt giữa co rút xuyên tâm và co rút tiếp tuyến có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với chất lượng gỗ sấy Mức độ khác biệt về sự co rút theo chiều hướng thớ gỗ cũng là một chỉ tiêu đặc trưng của gỗ mà chủ yếu tuỳ thuộc vào khối kượng riêng của gỗ

Theo nghiên cứu của PGS.TS Hồ Xuân Các thì quan hệ giữa co rút tiếp tuyến

và co rút xuyên tâm thể hiện theo công thức:

BT = 1.65BR (2.14)

Tỷ lệ giữa co rút xuyên tâm và tiếp tuyến (BR/BT) sẽ bé dần khi khối lương riêng của gỗ lớn lên, tức là ở các loại gỗ cứng thì tương quan này sẽ nhỏ, có nghĩa

là tính đồng nhất sẽ chiếm ưu thế ở các loại gỗ nặng và cứng

2.3 Các hiện tượng vật lý sảy ra trong suốt quá trình sấy

Ta đã biết, gỗ sau khi xẻ thường có độ ẩm rất lớn (lớn hơn 40%) Chính vì thế gỗ sẽ rất nặng, khó gia công và giảm giá trị sử dụng nên ta phải loại bỏ nước ra khỏi gỗ Để loại bỏ nước ta phải thực hiện quá trình sau:

- Quá trình sấy thực chất là làm cho nước bên trong gỗ thoát ra môi trường ngoài đến khi gỗ khô đạt được yêu cầu cho các công đoạn tiếp theo Trong thực tế ở các cơ sở sản xuất, gỗ không được sấy đến mức khô kiệt (%) mà thường chỉ đạt từ

6 – 12% là có thể gia công được

- Quá trình bốc hơi nước ở bề mặt gỗ: Sau khi được gia nhiệt, gỗ trong buồng sấy sẽ nóng lên làm cho nước ở bề mặt gỗ bốc hơi và nó phụ thuộc vào điều kiện vật lý của không khí và độ ẩm môi trường Chính vì đó các hiện tượng vật lý sẽ phát sinh trong gỗ

2.3.1 Sự chênh lệch độ ẩm của gỗ trong quá trình sấy

Khi sấy gỗ thì phần nước ở bên trong gỗ chuyển dịch dần ra ngoài lớp mặt, rồi sau đó từ lớp mặt ngoài hơi nước sẽ tiếp tục bay đi Nhưng tốc độ chuyển dịch

của nước từ trong gỗ ra ngoài thường chậm hơn so với tốc độ bay hơi của nước ở bề mặt ngoài gỗ Vì vậy lớp gỗ ngoài mặt luôn luôn khô nhanh hơn những lớp gỗ bên trong Khi nhiệt độ không khí xung quanh càng cao, độ ẩm tương đối của không khí càng thấp, thì tốc độ bay hơi nước ở lớp gỗ mặt ngoài càng nhanh, lớp gỗ ngoài càng chóng khô Mặt khác do cấu tạo của gỗ cũng hạn chế sự dịch chuyển của nước

từ bên trong ra bên ngoài Do đó trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, hình thành nên sự chênh lệch về độ ẩm của gỗ ở lớp bên trong và lớp bên ngoài Nếu sự chênh lệch về độ ẩm càng lớn (không kể hiện tượng chai bề mặt gỗ) thì tốc độ di chuyển

ẩm từ trong ra ngoài càng nhanh và làm cho gỗ sẽ chóng khô

Như vậy, sự chênh lệch về độ ẩm trong tấm gỗ là động lực của tốc độ di chuyển nước bên trong gỗ ra ngoài mặt Mặt khác như ta đã biết khi gỗ khô xuống dưới điểm bảo hoà thớ gỗ thì gỗ sẽ bắt đầu co rút Trong giai đoạn này nước trong

gỗ bay hơi nhanh, dẫn đến co rút và không đồng đều giữa các lớp trong gỗ, dễ sinh

ra hiện tượng nứt nẻ, cong vênh Vì thế trong khi sấy, ta cần chú ý giai đoạn này (giai đoạn độ ẩm của lớp ngoài gỗ xuống dưới điểm bảo hoà thớ gỗ) Đây cũng là nguyên nhân tại sao sau khi sấy phần trong của gỗ bao giờ cũng còn ẩm hơn bề mặt

gỗ (trừ khi gỗ đã sấy khô kiệt hay gỗ sấy có kích thước nhỏ thì hiện tượng chênh lệch này không rõ ràng)

Tóm lại: sự chênh lệch độ ẩm của gỗ trong quá trình sấy là động lực thúc đẩy

quá trình khô của gỗ

2.3.2 Sự chênh lệch về nhiệt độ của gỗ trong quá trình sấy

Sự chênh lệch về nhiệt độ là động lực thứ hai thúc đẩy tốc độ di chuyển nước trong gỗ sấy Nước sẽ di chuyển từ nơi có nhiệt độ cao sang nơi có nhiệt độ thấp Tức là di chuyển cùng hướng với hướng chuyển dịch của nhiệt

Tuy nhiên, trong những phương pháp sấy thông thường, khi gia nhiêt cho gỗ làm gỗ nóng lên, nhiệt độ ở lớp ngoài mặt luôn luôn cao hơn nhiệt độ của lớp gỗ bên trong tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ (t) Với t = ttr - tng < 0 Điều này sẽ làm mất tác dụng của động lực về sự chênh lệch nhiệt độ mà ngược lại còn cản trở sự dịch

chuyển của nước từ trong ra ngoài thanh gỗ, hạn chế quá trình khô gỗ ( vì chiều của dòng nhiệt ngược với chiều của dòng ẩm)

Như vậy, sự chênh lệch nhiệt độ giữa lớp trong và lớp gỗ ngoài cũng là yếu

tố ảnh hưởng đến quá trình khô của gỗ Do đó trong kỹ thuật sấy người ta thường chú ý đến phương thức gia nhiệt sao cho hướng dịch chuyển của dòng nhiệt cùng hướng với dòng ẩm Với t = ttr - tng > 0, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình khô của

gỗ

2.3.3 Sự chênh lệch áp suất trong quá trình sấy gỗ

Sự chênh lệch của áp suất hơi nước bên trong gỗ và áp suất hơi nước của môi trướng không khí là động lực thúc đẩy tốc độ di chuyển của nước từ lớp gỗ bên trong ra lớp gỗ bên ngoài

Khi sấy gỗ ở nhiệt độ cao ( sấy cao tần), sấy trong môi trường chất lỏng có nhiệt độ lớn hơn 1000C thì nước trong tế bào gỗ sẽ chuyển thành hơi và hình thành một áp suất lớn, tạo nên sự chênh lệch giữa áp suất bên trong gỗ và bên ngoài môi trường Điều này sẽ thúc đẩy tốc độ di chuyển ẩm từ trong gỗ ra môi trường ngoài

2.4 Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình khô của gỗ

2.4.1 Chủng loại và khối lượng riêng của gỗ

Với từng loại gỗ khác nhau thì cấu tạo và khối lượng riêng của chúng khác nhau nên tính chất cơ lý của từng loại gỗ cũng khác nhau Trong sấy gỗ khối lượng riêng của gỗ là một yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến quá trình khô của gỗ

Thông thường, gỗ có khối lượng riêng càng lớn thì tốc độ thoát ẩm càng chậm, càng dễ sản sinh khuyết tật khi sấy Do vậy thời gian sấy càng kéo dài Vì gỗ

có khối lượng riêng lớn chứng tỏ nó có cấu trúc chặt chẽ hơn, ít có khoảng trống trong gỗ, sẽ hạn chế nhiều đến quá trình chuyển dịch ẩm từ trong ra ngoài

Như vậy, ở cùng điều kiện sấy như nhau, các loại gỗ có khối lượng riêng khác nhau thì mức độ khô cũng khác nhau Do đó trong kỹ thuật sấy gỗ, tuỳ vào chủng loại gỗ và khối lượng riêng của gỗ sấy để áp dụng quy trình sấy cho hợp lý

2.4.2 Kích thước gỗ

Kích thước của nguyên liệu đưa vào sấy được xem xét theo ba chiều: Bề dày,

bề rộng và chiều dài, trong đó bề dày của nguyên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến thời gian sấy

Gỗ có qui cách càng lớn thì sấy càng lâu khô, bỡi vì gỗ càng dày thì thời gian cấp nhiệt làm cho gỗ nóng lên đến tâm gỗ càng lâu hơn và nước trong tâm gỗ phải trải qua một đoạn đường dài mới tới được bề mặt gỗ để bay hơi Hơn nữa gỗ càng dày thì sự chênh lệch về độ ẩm bên trong và bên ngoài gỗ càng lớn Đó cũng là nguyên nhân sản sinh nguy cơ phát sinh khuyết tật gỗ trong quá trình sấy Do đó phải sấy với chế độ sấy càng mềm và càng kéo dài thời gian sấy

2.4.3 Ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu

Độ ẩm ban đầu của gỗ cũng đóng một vai trò hết sức quan trọng trong quá trình khô của gỗ Nó là cơ sở cho việc tính toán xác định thời gian sấy và quyết định chọn lựa quy trình sấy phù hợp

Nếu gỗ có độ ẩm ban đầu cao, tức là lượng nước chứa trong gỗ lớn thì thời gian sấy càng dài, quá trình khô của gỗ xảy ra lâu hơn Độ ẩm ban đầu của gỗ sấy phụ thuộc vào thời gian chặt hạ gỗ, đã được tẩm hay không được tẩm, có hong phơi hay không hong phơi

Ngoài ra, độ ẩm cuối cùng và sự chênh lệch độ ẩm của các thanh gỗ trong lò càng lớn sẽ ảnh hưởng đến quá trình khô của gỗ sấy Sau khi ra lò gỗ khô không đồng đều

2.4.4 Ảnh hưởng của tốc độ môi trường sấy

Môi trường sấy có nhiệm vụ truyền nhiệt cho gỗ, và đẩy hơi nước trên bề mặt gỗ bay đi Chúng ta cần phải phối hợp hai quá trình đó phù hợp với tính chất và đặc điểm của từng loại gỗ vì nó có ảnh hưởng đến quá trình khô của gỗ

Nếu tăng tốc độ môi trường sấy nghĩa là tăng việc đẩy hơi ẩm đi và tăng cung cấp nhiệt thì sẽ rút ngắn thời sấy Nhưng nếu tốc độ môi trường sấy quá cao sẽ làm cho quá trình khô của gỗ quá nhanh, có thể gây ra các khuyết tật như khô không đều giữa lớp mặt với lớp trong thanh gỗ, ứng suất, cong vênh,…

Ngược lại, nếu vận tốc môi trường sấy quá thấp sẽ hạn chế quá trình khô của

gỗ, thời gian sấy lại kéo dài cản trở sự thoát hơi nước từ trong ra ngoài.Ở đây lượng

ẩm sẽ nằm yên tại chỗ và tạo thành một lớp hơi bão hoà đứng yên phủ lên bề mặt gỗ sấy, gỗ có thể bị nấm mốc

Sự chênh lệch độ ẩm giữa đầu đống gỗ và cuối đống gỗ luôn luôn xuất hiện

Do đó trong kỹ thuật sấy gỗ ta phải làm thế nào để cho tốc độ của không khí đi qua tiết diện ngang của đống gỗ một cách đồng đều, để giảm bớt được hiện tượng khô không đều trong lò sấy

2.5 Cơ sở xây dựng chế độ sấy

2.5.1 Chế độ sấy

Chế độ sấy là những bảng qui định về nhiệt độ và độ ẩm môi trường qua các giai đoạn của quá trình sấy Chế độ sấy có tốt hay không thể hiện ở chỗ: rút ẩm trong thời gian ngắn nhất mà không làm ảnh hưởng chất lượng gỗ sấy Xuất phát từ phân tích quá trình dẫn, thoát ẩm, các hiện tượng ứng suất nảy sinh bên trong gỗ, ta rút ra nhận xét để làm cơ sở cho thành lập chế độ sấy

- Trước khi sấy cần làm nóng gỗ lên đến nhiệt độ cao hơn hoặc bằng khi bắt đầu sấy, nhằm tạo điều kiện cho ẩm bên trong gỗ dịch chuyển ra bên ngoài và bay hơi nhanh hơn

- Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, không cho phép làm giảm độ ẩm ở lớp bề mặt một cách qua nhanh và đột ngộc Bỡi vì mức độ chênh lệch độ ẩm của

gỗ W = Wtâm gỗ - Wmặt gỗ quá lớn thì sẽ gây hiện tượng nứt mặt.( điều này sảy ra khi độ ẩm của gỗ lớn hơn điểm bảo hoà)

- Nhiệt độ của môi trường sấy có thể tăng dần từ lúc bắt đầu cho đến khi kết thúc quá trình sấy Điều này là cần thiết và phù hợp để tăng tốc độ sấy ở các giai đoạn sau, vì khi độ ẩm gỗ xuống dưới điểm bảo hoà thì tốc độ sấy sẽ giảm dần

2.5.2 Cơ sở thành lập chế độ sấy

Sấy là quá trình rút ẩm trong gỗ ra, sao cho gỗ có độ ẩm đồng đều trong toàn

bộ thanh gỗ đạt như mong muốn trong sử dụng và bảo đảm chất lượng gỗ sấy theo yêu cầu khách hàng Vấn đề rút ngắn thời gian sấy và quá trình sấy đạt kinh tế nhất

là một việc làm rất phức tạp, trên cơ sở phân tích, tìm hiểu: ứng suất, các biến dạng sảy ra ở các giai đoạn sấy, quá trình rút và thoát ẩm của gỗ, chất lượng nguyên liệu sấy Từ đó rút ra kết luận:

- Chênh lệch độ ẩm giữa các vùng khác nhau hay sự phân bố độ ẩm không đều trên tiết diện ngang là khó tránh khỏi Nên việc sản sinh ứng suất trong gỗ là điều tất yếu sảy ra trong khi sấy

- Để hạn chế ứng suất bên trong gỗ sấy, ta cần hạn chế mức độ bay hơi trên

bề mặt gỗ trong giai đoạn sấy đầu, khi độ ẩm của lớp mặt ngoài xuống dưới điểm bảo hoà thớ gỗ Do đó cần điều tiết môi trường sấy có ẩm độ cao hơn

2.5.3 Phương pháp điều hành sấy

Tuỳ theo một số yêu cầu gỗ sấy, đặc điểm gỗ sấy mà ta áp dụng chế độ sấy cho thích hợp nhằm nâng cao hiệu quả sấy, đảm bảo chất lượng gỗ sấy

Chất lượng ban đầu gỗ: nếu gỗ có chất lượng cao, xẻ xuyên tâm hoặc gỗ thanh bảng hẹp, không bị mắt và không ngược thớ thì có thể chấp nhận chế độ sấy cứng hơn

Mức độ khuyết tật của gỗ sấy có thể chấp nhận, nếu yêu cầu cho phép sản phẩm gỗ sấy có một ít khuyết tật như: Nứt mặt, nứt đầu hay cong mo thì có thể chấp nhận sấy chế độ sấy cứng hơn

Độ dày ván: Nếu ván dày, cụ thể dày lớn hơn 40mm thì khả năng nứt đầu, nứt mặt, nứt trong có thể cao hơn nên cần sấy thận trọng hơn so với ván mỏng Loại gỗ: Gỗ có khối lượng riêng lớn hay có dầu nhựa nên sấy chế độ mềm hơn Ngoài ra tốc độ đối lưu, tốc độ lưu thông không khí trong lò sấy thấp có thể áp dụng chế độ sấy cứng hơn

Tốc độ không khí đối lưu: tốc độ lưu thông không khí trong lò thấp thì áp dụng chế độ sấy cứng hơn

Ngoài ra trong quá tình sấy ta cần phải điều tiết môi trường sấy thông qua hai thông số: nhiệt độ và độ ẩm môi trường Có ba cách điều tiết môi trường sấy:

- Tăng nhiệt độ môi trường liên tục và giảm độ ẩm môi trường trong suốt thời gian sấy (Hình 2.2a)

- Giữ nhiệt độ tối đa trong suốt thời gian sấy và giảm liên tục độ ẩm môi trường sấy (Hình 2.2b)

- Tăng nhiệt độ sấy đồng thời giữ độ ẩm môi trường trong suốt thời gian sấy (Hình 2.2c)

Ngoài ra người ta còn áp dụng phương pháp điều hành sấy 2 cấp, thông qua việc điều tiết hai thông số cơ bản của môi trường sấy là: Nhiệt độ sấy và độ ẩm tương đối của không khí

Tuy nhiên giá trị nhiệt độ phải phù hợp với loại gỗ sấy Việc lựa chọn phương pháp điều hành sấy cần phải dựa vào tính chất gỗ: Thông thường đối với các loại gỗ dễ sấy thì chọn phương pháp điều hành sấy 1 và 2 Còn với gỗ khó sấy thì chọn chế độ sấy 3 Ngoài ra ta có thể sử dụng phương pháp điều hành kết hợp Trong giai đoạn đầu thì độ ẩm của gỗ còn cao, nguy cơ biến màu cao, không nên để nhiệt độ sấy quá 600C và tăng tốc độ sấy bằng cách giảm độ ẩm môi trường sấy một cách quá mức Trong thực tế người ta sử dụng phương pháp điều hành sấy hai cấp này vì nó có nhiều ưu điểm

- Phù hợp với quá trình khô của gỗ

- Hạn chế được ứng suất phát sinh trong gỗ

- Điều hành qúa trình sấy đơn giản

2.5.4 Phương pháp xác định tỷ lệ khuyết tật

Đánh gía chất lượng gỗ sấy thông qua việc xác định tỷ lệ hư hỏng, khuyết tật của mẫu gỗ trong mỗi mẻ sấy, qua đó có biện pháp hạn chế tỷ lệ khuyết tất và nâng cao giá trị sử dụng gỗ các dạng khuyết tật sảy ra do sấy như: cong vênh, nứt nẻ, biến dạng bề mặt…Tỷ lệ khuyết tật được xác định theo công thức:

K =

D k

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung nghiên cứu

 Khảo sát công nghệ và cách vận hành lò sấy tại công ty

 Khảo sát một số mẻ sấy thực tế tại công ty

 Phân tích, đánh giá các mẻ sấy khảo sát

 Đề xuất chế độ sấy mới cho công ty

 Tiến hành sấy một số mẻ thử nghiệm

 Phân tích, đánh giá kết qủa các mẻ sấy thử nghiệm

 So sánh, đánh giá kết quả các mẻ sấy khảo sát và thử nghiệm

 Đề xuất hoàn thiện qui trình sấy mới

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Tìm hiểu hoạt động của xí nghiệp

Công ty gỗ Âu Châu được thành lập vào cuối năm 2006 và đưa vào hoạt động vào đầu năm 2007 Thiết bị sấy của công ty được tự động hoá, nên rất thuận lợi cho nhân viên điều hành sấy Ngoài ra còn có một đội ngũ nhân viên được đào tạo cơ bản, nên ít có sự cố sảy ra trong khi sấy

3.2.2 Nguyên liệu và thiết bị sấy hiện tại ở Công ty

Nguyên liệu sử dụng ở xí nghiệp gồm gỗ poplar, sồi, tần bì…đều nhập từ

Mỹ Xưởng xẻ hiện tại có 10 máy cưa CD, 5 cưa đĩa Lò sấy được thiết kế theo mẻ sấy, giàn gia nhiệt được bố trí phía đối diện với quạt Trong lò luôn bố trí một nhiệt

kế khô và một ẩm ở sau cữa buồng sấy Toàn bộ giàn nhiệt và quạt được bố trí trên trần Tường lò được xây dựng bằng gạch gồm 2 lớp, giữa có khoảng trống để cách

nhiệt Cữa lò được làm bằng kim loại Trần lò gồm 3 lớp: lớp xốp, lớp kim loại và lớp nhôm

3.2.3 Quy trình vận hành lò sấy tại công ty

Tìm hiểu qui trình vận hành lò sấy Công Ty Âu Châu nhằm mục đích khống chế chế độ sấy sao cho chính xác với chế độ sấy đã vạch ra, cũng như tuần tự tiến hành thao tác vận hành lò sấy Vì vậy mà chúng tôi tìm hiểu và nắm được qui trình vận hành lò sấy như sau:

3.2.3.1 Chuẩn bị nguyên liệu

Gỗ trước khi đem sấy phải được cắt khúc và xẻ Khi cắt đầu gỗ tròn phải thẳng, phẳng Cắt khúc phải lưu ý chiều dài gỗ với chiều dài lò sấy Khi cắt cần phải tránh lãng phí lò Do vậy không nên cắt quá ngắn Khi xẻ gỗ bằng cưa vòng yêu cầu phải xẻ phẳng, không được lượn vòng mỏng hay dày Đối với các tấm gỗ rộng chứa ruột cần phải xẻ đôi để loại bỏ ruột Trong khi xẻ cần chú ý loại bỏ các khuyết tật như mắt, bạch vè, giác, lõi…Đối với loại gỗ dễ nứt khi xẻ phải bôi sáp ở đầu gỗ Khi xẻ song phải xếp và phân loại theo chiều dày và chiều dài

Sau khi xẻ song cần tiến hành tẩm gỗ để duyệt trừ mối, mọc trước khi đưa vào sấy Gỗ được đưa vào bồn tẩm áp lực, sau đó cho thuốc vào trong vòng 30 phút Sau khi thuốc đã thấm vào hết bên trong gỗ thì bắt đầu xả thuốc và đưa gỗ ra xếp lên kiện

3.2.3.2 Xếp gỗ vào lò

Đây là khâu quan trọng trong công nghệ sấy gỗ, nó có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng gỗ sấy Chính vì vậy phải thực hiện những việc cụ thể sau:

Gỗ xẻ phải được phân trước về chiều dài, đồng thời loại bỏ những tấm bị khuyết tật

để cắt làm thanh kê Trong đó có nhiều chiều dài khác nhau thì cũng phải chọn lựa

để khi xếp gỗ vào lò được đầy, tránh lãng phí…Trong cùng một lò phải cùng chiều dày và chủng loại gỗ

Trong lò gỗ được xếp trên các thanh kê Khi xếp gỗ cần lưu ý chiều dày thanh kê khoảng 40-60% chiều dày gỗ sấy Để thuận tiện, trong thực tế người ta sử dung thanh kê có kích thước 20x25 mm Khi sấy gỗ có kích thước dày S<35mm thì

thanh kê có chiều dày là 20mm Còn khi sấy gỗ có kích thước S>35mm thì chiều dày thanh kê là 25mm Và đối với gỗ có chiều dài <1m thì trên 1 thanh gỗ có ít nhất

3 thanh kê

Khi đặt gỗ trên các thanh kê có thể đặc miếng nọ cách miếng kia 3-5cm theo chiều ngang Khe hở giữa hai tấm gỗ không được trùng nhau, giữa hai hàng gỗ xếp trên dưới liền kề nhau Sao cho các thanh gỗ vuông góc với luồng khí từ quạt thổi vào Khi xếp cần chú ý đầu gỗ phía trong phải xác tường, để tránh nứt đầu gỗ Chiều cao đống gỗ cách trần 0.2m và khoảng cách giữa các kiện gỗ theo bề rộng là 0,1m Đối với gỗ có tấm rộng thì xếp vào bên trong Mặt gỗ hẹp, dễ khô thì xếp ở ngoài

Khi xếp gỗ cần chú ý phía trên giáp cữa chính cần có những thanh kê dày để xếp, nhằm tạo sự thông thoáng để đảm bảo gỗ sấy đồng đều về độ ẩm Phía trên đống gỗ thường có nhiệt độ cao nên xếp hai lớp gỗ xấu để tránh hư hỏng gỗ chính phẩm, nếu không đủ gỗ thì dùng những tấm gỗ thẵng để chắn bớt gió lại Ngoài ra những thanh gỗ cong khi xếp phải úp xuống và đánh dấu khuyết tật Sau khi xếp gỗ song, nhìn từ trên xuống các thanh kê phải thẳng hàng và đống gỗ phải vuông Trên cùng chúng ta có thể đặc những tấm bê tông để tránh cong vênh khi sấy

3.2.3.3 Những điểm cần chú ý khi vận hành lò sấy

Trước khi vận hành cần phải tiến hành kiểm tra kỹ lò sấy Các điểm cần chú

ý trong quá trình kiểm tra bao gồm:tình trạng thiết bị lò sấy, dụng cụ đo, ẩm kế…ngoài ra chúng ta dùng máy đo độ ẩm để kiểm tra gỗ trước khi sấy Khi đó có

cơ sở để đánh giá mức độ diễn biến độ ẩm của gỗ Mặt khác ta có thể dùng 5 thanh

gỗ mẫu đặc vào 5 nới khác nhau của lò sấy mà có thể dễ dàng kiểm tra được

3.2.3.4 Qúa trình điều hành sấy tại công ty gồm các giai đoạn

 Giai đoạn gia nhiệt

Trong giai đoạn gia nhiệt, gỗ sấy được làm nóng từ nhiệt độ bình thường lên đến nhiệt độ sấy Về cơ bản trong giai đoạn này không được làm khô gỗ mà chỉ có làm nóng gỗ, mềm gỗ nhằm làm giảm nguy cơ hình thành khuyết tật khi sấy Mặt khác không làm khô lớp mặt gỗ sấy trong khi gỗ còn quá ướt sẽ làm rạng nứt bề mặt

gỗ hoặc có thể tạo nên hiện tượng làm chai (cứng) bề mặt gỗ (ở một số loại gỗ) và cản trở quá trình sấy về sau… Để đạt được mục đích đó chúng ta tiến hành đóng toàn bộ cửa thoát khí, mở van phun ẩm liên tục trong thời gian gia nhiệt, làm cho độ

ẩm môi trường tăng lên

 Giai đoạn sấy

Mục đích chính trong giai đoạn sấy là làm khô gỗ trong thời gian ngắn nhất

và đảm bảo yêu cầu về chất lượng gỗ sấy Trong giai đoạn này ta tiến hành dừng phun ẩm bằng cách đóng van phun ẩm Tuỳ theo qui cách gỗ sấy mỏng hay dày mà điều tiết phù hợp với diễn biến độ ẩm gỗ sấy

Trong giai đoạn này thường xuyên kiểm tra độ ẩm và tình trạng gỗ sấy, khi thấy độ ẩm gỗ sấy xuống dưới 25% ta có thể điều tiết giai đoạn sấy bằng cách xử lý giữa chừng: Đóng toàn bộ các cửa thoát ẩm, nhiệt độ vẫn giữ nguyên hoặc hạ xuống nhỏ hơn và đưa độ ẩm môi trường tăng lên Sau khi xử lý xong, cần phải kiểm tra mẫu ứng suất, nếu thấy chưa đạt thì tiếp tục xử lý thêm một thời gian nữa Nếu thấy nội lực không còn hoặc còn rất ít thì bắt đầu sấy lại (xử lý giữa chừng thường đối với gỗ khó sấy, gỗ có kích thước lớn)

 Giai đoạn xử lý cuối

Mục đích của giai đoạn xử lý cuối là nhằm điều hoà ẩm độ và khử ứng suất trong ván, nhất là loại gỗ sấy cần đưa vào gia công ngay Quá trình xử lý cuối được chia làm hai giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Điều hòa

Vào cuối giai đoạn sấy, chúng ta nhận thấy độ ẩm từng thanh gỗ sấy trong lò thường còn chênh lệch nhau khá lớn, lúc này chúng ta cần xử lý đưa cho gỗ có độ

ẩm tương đối đều nhau ( chênh lệch thực tế từ 2 – 4 %) Bằng cách đưa độ ẩm môi trường tăng lên, nhiệt độ hạ thấp xuống nhỏ hơn nhiệt độ sấy một ít, các hệ thống ống dẫn ẩm đóng lại

- Giai đoạn 2: Khử ứng suất

Sự tồn tại chênh lệch của độ ẩm bên trong gỗ kết thúc quá trình sấy là không thể tránh khỏi Đó là nguyên nhân gây ra cho gỗ hình thành ứng suất Ta tiến hành

xử lý như sau:

Đóng hệ thống thoát ẩm

Đưa nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sấy khoảng 5 – 100C (khi nhiệt độ sấy lớn hơn

800C thì không cho phép tăng mà giữ nguyên nhiệt độ)

Tăng độ ẩm môi trường lên cao (bằng cách phun ẩm)

Thời gian xử lý tuỳ vào mức độ ứng suất, qui cách chiều dày và loại gỗ

 Giai đoạn làm nguội:

Sau khi kiểm tra mẫu thử ứng suất nếu thấy đạt yêu cầu, thì chúng ta ngưng cấp nhiệt cho lò sấy, lúc mở dần toàn bộ cửa thoát dẫn khí, quạt vẫn liên tục hoạt động đến khi nhiệt độ trong lò giảm xuống 450C thì mở cửa lò sấy, tắt quạt chuẩn bị cho ra lò Thường xử lý trong giai đoạn ba này từ 12 – 14 giờ

Bảng 3.1: Bảng Tóm Tắt Trình Tự Các Bước Thực Hiện Qui Trình Sấy tại

- Xếp gỗ lên kiện

- Phân loại theo kích thước

- Lập kế hoạch bố trí gỗ vào lò

- Xác định độ ẩm, chất lượng ban đầu của gỗ sấy

- Cung cấp nhiệt cho lò sấy

nguyên liệu sấy

(theo chế độ

sấy đã chọn)

nhiệt

- Khởi động hệ thống quạt gió

- Đưa không khí nóng đến cung cấp nhiệt cho gỗ sấy

- Tăng ẩm và gia nhiệt nhanh cho môi trường sấy và gỗ

ẩm

- Cung cấp nhiệt cho quá trình sấy

- Xác định tình trạng nguyên liệu sấy như: độ ẩm, khuyết tật, để

có biện pháp xử lý kịp thời

- Để điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm theo đúng chế độ đã qui định hoặc phù hợp với tình trạng nguyên liệu sấy

- Tiếp tục cho hệ thống gia nhiệt hoạt động

- Không cho ẩm độ môi trường giảm

- Làm giảm T (độ ẩm môi trường tăng)

- Để duy trì và tăng nhiệt độ môi trường sấy

- Không cung cấp ẩm cho môi trường sấy

- Không cung cấp nhiệt cho môi trường sấy

- Làm nguội dần gỗ trong lò

3.2.3.5 Phương pháp xử lý trong quá trình sấy

Trước khi áp dụng cấp chế độ sấy dầu tiên, thông thường nguyên liệu sấy được làm nóng, nhằm rút ngắn thời gian sấy về và tránh hiện tượng mốc gỗ Khi đó được gọi là xử lý đầu

Trong quá trình sấy, gỗ có hiện tượng răn nứt, chai bề mặt Đặc biệt biệt khi sấy các loại gỗ có chiều dày lớn hơn 40mm, cần phải xử lý nguyên liệu để tránh hiện tượng trên và rút ngắn thời gian sấy về sau, người ta thường xử lý gỗ Khi đó gọi là xử lý giữa chừng

Khi độ ẩm của gỗ đạt như mong muốn, nhưng trong gỗ sấy còn tồn tại ứng suất, chênh lệch độ ẩm theo bề dày không cho phép thì không được kết thúc sấy mà phải qua giai đoạn xử lý nguyên liệu trước khi ra lò Khi đó được gọi là xử lý cuối

Chế độ, thời gian xử lý gỗ và trình tự thao tác để đảm bảo xử lý tốt cho dạng

lò sấy hơi nước được thực hiện như sau:

Bảng 3.2: Bảng Xử Lý Trong Quá Trình Sấy

STT TH xử lý Chế độ và thời gian sấy Trình tự các bước thao tác

1 Xử lý đầu

- - t0C > 50C so với cấp chế độ sấy đầu tiên

- - T  0: đối với gỗ tươi hoàn toàn và gỗ không bị nấm mốc

- - T  2-3: đối với gỗ tươi hoàn toàn nhưng gỗ dễ bị nấm mốc và một số gỗ đã được hong phơi trong thời gian ngắn

- - Thời gian: 1,5-2h/cm chiều dày gỗ sấy

- Đóng toàn bộ hệ thống thoát ẩm

- Điều chỉnh đồng hồ đo nhiệt kế khô và nhiệt kế ẩm theo qui định để tăng cường hoạt động của van cấp hơi và van phun ẩm.

- Tăng cường cấp hơi nước có áp suất cao vào lò sấy

- Xả hết nước ngưng trong giàn gia nhiệt

- - Tăng cường cấp hơi nước có áp suất cao vào lò sấy

- - Xả hết nước ngưng trong giàn gia nhiệt

3 Xử lý cuối

- - t 0 C > 5 0 C so với cấp chế độ sấy cuối cùng

- - T  4 cho tất cả các loại gỗ

- - Thời gian: gỗ nhẹ  2h/cm chiều dày, gỗ nặng 3h/cm chiều dày

- - Đóng toàn bộ hệ thống thoát ẩm

- - Điều chỉnh đồng hồ đo nhiệt kế khô và nhiệt kế ẩm theo qui định để tăng cường hoạt động của van cấp hơi và van phun ẩm.

- - Tăng cường cấp hơi nước có áp suất cao vào lò sấy

- - Xả hết nước ngưng trong giàn gia nhiệt

3.2.4 Chế độ sấy gỗ hiện thời tại Công ty Âu Châu

3.2.4.1 Chế độ sấy gỗ Poplar loại 27mm

Bảng 3.3: Bảng Chế Độ Sấy Gỗ Poplar Loại 27mm

3.2.4.2 Chế độ sấy gỗ poplar loại 30-32mm

Bảng 3.4: Bảng chế độ sấy gỗ Poplar loại 30-32mm

3.2.4.3 Chế độ sấy gỗ Poplar loại 35-37mm

Bảng 3.5: Bảng Chế Độ Sấy Gỗ Poplar Loại 35-37mm

Giai đoạn

sấy

Thời gian (Ngày) Tk(