XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẤY GỖ CHO HAI LOẠI GỖ BẠCH ĐÀN ÚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY CHÂN KHÔNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH **************** BÙI TẤN HUY THIỆP XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẤY GỖ CHO HAI LOẠI GỖ BẠCH ĐÀN ÚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY CHÂN KHÔNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CHẾ BIẾN LÂM SẢN Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 05 / 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH **************** BÙI TẤN HUY THIỆP XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẤY GỖ CHO HAI LOẠI GỖ BẠCH ĐÀN ÚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY CHÂN KHÔNG Ngành: Chế Biến Lâm Sản LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS PHẠM NGỌC NAM Thành Phố Hồ Chí Minh Tháng 05 / 2012 LỜI CẢM ƠN Xin gửi lời chân thành cảm ơn sâu sắc tới:  Ban giám hiệu tồn thể thầy trường đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh  Quý thầy cô khoa Lâm Nghiệp, đặc biệt mơn Chế Biến Lâm Sản tận tình giảng dạy, truyền đạt lại kiến thức giúp thực đề tài  PGS.TS Phạm Ngọc Nam, người hướng dẫn giúp đỡ suốt trình học tập thời gian thực đề tài  Ban lãnh đạo, anh chị phòng kỹ thuật tồn thể anh chị em cơng nhân viên Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản – Giấy bột giấy trường đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho tơi thực hồn thành đề tài  Xin cảm ơn gia đình bạn bè ln bên cạnh động viên hỗ trợ năm học trường Xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, tháng 05 năm 2012 Sinh viên: Bùi Tấn Huy Thiệp i TÓM TẮT Đề tài thực Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản – Giấy bột giấy trường đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, thời gian từ ngày 21/2/2012 đến 21/5/2012 Phương pháp nghiên cứu: sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, xử lý số liệu phần mềm Statgraphic 7.0 phần mềm Excel Gỗ bạch đàn trắng (Eucalyptus grandis) có khối lượng thể tích 0,60 g/cm3, độ hút ẩm 18,23 % (40 ngày), độ hút nước 100,32 % (40 ngày) Tỷ lệ dãn nở tiếp tuyến 11,15 %, Tỷ lệ dãn nở xuyên tâm 7,93 %; độ ẩm bảo hòa 29,52 % Ứng suất nén dọc 403,59 (kG/cm2), ứng suất nén ngang thớ toàn tiếp tuyến 34,87 (kG/cm2), ứng suất uốn tĩnh 704,89 (kG/cm2) Gỗ Bạch đàn đỏ (Eucalyptus camaldulensis) có khối lượng thể tích 0,77 g/cm3, độ hút ẩm 22,96% (40 ngày), độ hút nước 89,23 % (40 ngày) Tỷ lệ dãn nở tiếp tuyến 10,86 %, Tỷ lệ dãn nở xuyên tâm 5,34 %; độ ẩm bảo hòa 30,21 % Ứng suất nén dọc 504,24 (kG/cm2), ứng suất nén ngang thớ toàn tiếp tuyến 56,30 (kG/cm2), ứng suất uốn tĩnh 1015,07 (kG/cm2) Kết nghiên cứu: tìm chế độ sấy thích hợp cho hai loại gỗ bạch đàn Úc phương pháp sấy chân không Kết nghiên cứu xác định chế độ sấy chân không tối ưu sấy gỗ bạch đàn trắng nhiệt độ sấy 52,30C thời gian xử lý ban đầu 5,18 tỷ lệ khuyết tật gỗ bạch đàn trắng 4,41% thời gian sấy 79,52 Chế độ sấy sấy chân không tối ưu sấy gỗ bạch đàn đỏ nhiệt độ 49,10C thời gian xử lý ban đầu 5,43 tỷ lệ khuyết tật gỗ bạch đàn đỏ 4,9% thời gian sấy 112 Khi sấy nhiệt độ thích hợp có khoảng thời gian xử lý ban đầu hợp lý rút ngắn thời gian sấy ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC HÌNH vi DANH MỤC BẢNG viii Chương MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu .1 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn vấn đề nghiên cứu .2 1.4.1 Ý nghĩa khoa học .2 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn Chương TỔNG QUAN 2.1 Tình hình sấy gỗ giới 2.1.1 Phương pháp hong phơi tự nhiên .4 2.1.2 Phương pháp sấy kỹ thuật 2.1.3 Sấy gỗ phương pháp sấy chân không Thế giới 2.2 Tình hình nghiên cứu sấy gỗ Việt Nam 17 2.3 Lý thuyết công nghệ sấy chân không 20 Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 3.1 Nội dung nghiên cứu 23 3.2 Phương pháp nghiên cứu 23 3.2.1 Khảo sát đặc điểm cấu tạo gỗ 23 3.2.2 Khảo sát tính chất vật lý 25 3.2.3 Phương pháp phân tích thành phần hóa học 29 3.2.4 Khảo sát tính chất học 32 3.2.5 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 38 3.2.6 Phương pháp thực nghiệm sấy chân không gỗ bạch đàn .39 iii Chương KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 45 4.1 Một số đặt tính hai loại gỗ bạch đàn nhập 45 4.1.1 Các đặc điểm cấu tạo gỗ liên quan đến sấy .45 4.1.2 Gỗ bạch đàn đỏ (Eucalyptus camaldulensis) .47 4.1.3 Gỗ bạch đàn trắng (Eucalyptus grandis) .48 4.1.4 Tính chât vật lý 52 4.1.4.1 Khối lượng thể tích 52 4.1.4.2 Độ hút ẩm gỗ bạch đàn .52 4.1.4.3 Độ hút nước hai loại gỗ bạch đàn .54 4.1.4.4 Tỷ lệ dãn nở 55 4.1.4.5 Hệ số dãn nở 56 4.1.4.6 Độ ẩm bão hòa thớ gỗ độ ẩm thăng gỗ bạch đàn 56 4.1.5 Tính chất hóa học 57 4.1.6 Tính chất học 58 4.1.6.1 Ứng suất ép dọc .59 4.1.6.2 Ứng suất nén ngang thớ toàn .59 4.1.6.3 Ứng suất trượt 60 4.1.6.4 Ứng suất uốn tĩnh 61 4.1.6.5 Ứng suất tách 62 4.2 Kết sấy chân không thực nghiệm hai loại gỗ bạch đàn nhập 63 4.2.4 Thực nghiện sấy chân không gỗ bạch đàn trắng .67 4.2.5 Thực nghiện sấy chân không gỗ bạch đàn đỏ 69 4.3 Đánh giá quy trình sấy chân khơng 72 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 5.1 Kết luận 74 5.2 Kiến nghị 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa SCK Sấy chân không BĐĐ Bạch đàn đỏ BĐT Bạch đàn trắng Wo Sức hút ẩm Wn Sức hút nước D Khối lượng thể tích gỗ Yt Tỷ lệ dãn nở tiếp tuyến Yx Tỷ lệ dãn nở xuyên tâm Yl Tỷ lệ dãn nở dọc thớ Yvdn Tỷ lệ dãn nở thể tích Kv Hệ số dãn nở thể tích Kt Hệ số dãn nở tiếp tuyến Kx Hệ số dãn nở xuyên tâm Kl Hệ số dãn nở dọc thớ Wbh% Điểm bão hòa thớ gỗ σnd Ứng suất nén dọc thớ σnn Ứng suất nén ngang thớ σkd Ứng suất kéo dọc thớ σtd Ứng suất trượt dọc thớ σtn Ứng suất trượt ngang thớ σut Ứng suất uốn tĩnh P Lực tách t Nhiệt độ ASTM Hiệp hội vật liệu thử nghiệm Hoa Kỳ TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam v DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1: Đường cong thể phụ thuộc áp suất- nhiệt độ sôi nước 7  Hình 2.2: Cách bố trí phận cấp nhiệt sấy đối lưu dạng buồng sấy tròn 8  Hình 2.3: Máy sấy chân khơng Model ESC cơng ty ISVE 10  Hình 2.4: Máy sấy chân không Model ES công ty ISVE 11  Hình 2.5: Máy sấy chân khơng Model ES Junior 4/5 công ty ISVE 12  Hình 2.6: Máy sấy chân khơng Model EM cơng ty ISVE 12  Hình 2.7: Máy sấy chân không Model EM2V 13  Hình 2.8: Máy sấy chân khơng cơng ty RAPID LUMBER INC 13  Hình 2.9: Máy sấy chân không công ty IZHEVSK ELECTROMECHANICAL 14  Hình 2.10: Máy sấy chân khơng kết hợp sấy cao tần 14  Hình 2.11: Máy sấy chân không công ty FORINTEK .15  Hình 2.12: Máy sấy chân khơng cơng ty VACUTHERM 15  Hình 2.13: Đồ thị trạng thái nước theo nhiệt độ áp suất 21  Hình 2.14: Đường cong thể phụ thuộc áp suất-nhiệt độ sôi nước 21  Hình 3.1: Mẫu xác định độ hút ẩm 25  Hình 3.2: Mẫu xác định độ hút nước tỉ lệ co dãn chiều 26  Hình 3.3: Mẫu xác định khối lượng thể tích độ dãn nở thể tích 27  Hình 3.4: Thí nghiệm chưng cất bột gỗ Alcol – Benzen 31  Hình 3.5: Thí nghiệm xác định hàm lượng chất tan nước nóng 32  Hình 3.6: Mẫu thí nghiệm ứng suất nén dọc thớ .33  Hình 3.7: Mẫu thí nghiệm ứng suất nén ngang thớ tồn 34  Hình 3.8: Mẫu thí nghiệm ứng suất kéo dọc .35  Hình 3.9: Mẫu thí nghiệm ứng suất trượt 35  Hình 3.10: Mẫu thí nghiệm ứng suất uốn tĩnh 37  Hình 3.11: Mẫu thí nghiệm ứng suất tách 38  Hình 3.12: Mơ hình máy sấy chân không 41  Hình 3.13: Sơ đồ đối tượng nghiên cứu 43  vi Hình 4.1: Cấu tạo thơ đại gỗ bạch đàn đỏ 47  Hình 4.2: Mặt cắt ngang, tiếp tuyến, xuyên tâm gỗ bạch đàn đỏ 48  Hình 4.3: Cấu tạo thô đại gỗ bạch đàn trắng 48  Hình 4.4: Mặt cắt ngang, tiếp tuyến, xuyên tâm gỗ bạch đàn trắng 49  Hình 4.5: Sức hút ẩm hai loại gỗ bạch đàn .53  Hình 4.6: Sức hút nước hai loại gỗ bạch đàn .54  vii DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 4.1: Bảng phân cấp kích thước tế bào mạch gỗ .49  Bảng 4.2: Bảng phân cấp đặc điểm mạch gỗ .50  Bảng 4.3: Bảng phân cấp kích thước tế bào sợi gỗ 50  Bảng 4.4: Bảng phân cấp đặc điểm tia gỗ 50  Bảng 4.5: Khối lượng thể tích hai loại gỗ bạch đàn (g/cm3) 52  Bảng 4.6: Độ hút ẩm hai loại gỗ bạch đàn 53  Bảng 4.7: Độ hút nước hai loại gỗ bạch đàn .54  Bảng 4.8: Tỷ lệ dãn nở hai loại gỗ bạch đàn 55  Bảng 4.9: Hệ số dãn nở hai loại gỗ bạch đàn .56  Bảng 4.10: Độ ẩm bão hòa thớ gỗ, độ ẩm thăng hai loại gỗ bạch đàn 57  Bảng 4.11: Thành phần hóa học gỗ bạch đàn đỏ bạch đàn trắng 57  Bảng 4.12: Hệ số α điều chỉnh độ ẩm .58  Bảng 4.13: Ứng suất ép dọc thớ hai loại gỗ bạch đàn 59  Bảng 4.14: Ứng suất nén ngang thớ toàn hai loại gỗ bạch đàn .60  Bảng 4.15: Ứng suất trượt dọc, ngang thớ hai loại gỗ bạch đàn 61  Bảng 4.16: Ứng suất uốn tĩnh theo chiều tiếp tuyến hai loại gỗ bạch đàn 61  Bảng 4.17: Tính chất lý gỗ theo tiêu chuẩn Việt nam (TCVN.1072-71) 62  Bảng 4.18: Ứng suất tách theo chiều hai loại gỗ bạch đàn 62  Bảng 4.19: Mức khoảng biến thiên yếu tố nghiên cứu 67  Bảng 4.20: Ma trận thí nghiệm kết nghiên cứu SCK gỗ bạch đàn trắng .67  Bảng 4.21: Kết tính tốn tối ưu hàm mục tiêu gỗ bạch đàn trắng 69  Bảng 4.22: Kết tính tốn tối ưu hóa hàm đa mục tiêu gỗ bạch đàn trắng 69  Bảng 4.23: Ma trận thí nghiệm kết nghiên cứu SCK gỗ bạch đàn đỏ 69  Bảng 4.24: Kết tính toán tối ưu hàm mục tiêu gỗ bạch đàn đỏ 71  Bảng 4.25: Kết tính tốn tối ưu hóa hàm đa mục tiêu gỗ bạch đàn đỏ 71  viii Phụ lục 10: Ma trận kết sấy chân không gỗ bạch đàn trắng Run X1 X2 Y_1 Y_2 | | | 0.00000000 0.00000000 4.7 81 | | 1.00000000 -1.00000000 5.5 85 ||| | 1.00000000 1.00000000 4.8 82 °°| |-1.00000000 -1.00000000 7.2 105 °°| | 0.00000000 1.41421356 4.7 83 °°| | 0.00000000 0.00000000 4.7 84 °°| |-1.41421356 0.00000000 6.2 107 °°| | 0.00000000 -1.41421356 7.0 98 °°| |-1.00000000 1.00000000 5.4 101 °°| 10 | 1.41421356 0.00000000 5.0 81 °°| 11 | 0.00000000 0.00000000 4.8 85 °°| | |°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°° | | | Length 11 11 11 96 11 Phụ lục 11: Bảng phân tích phương sai tỷ lệ khuyết tật SCK gỗ BĐT ANOVA for Y_1 – SCK-kt-Tr Effect Sum of Squares DF Mean Sq F-Ratio P-value A:X1 1.1227933 1.1227933 48.12 0202 B:X2 2.8235092 2.8235092 121.01 0082 AB 0025000 0025000 11 7776 AA 9224510 9224510 39.53 0244 BB 1.5812745 1.5812745 67.77 0144 Lack-of-fit 5286975 1762325 7.55 1192 Pure error 0466667 0233333 Total (corr.) 6.48727273 R-squared = 0.911309 10 R-squared (adj for d.f.) = 0.822618 Regression coeffs for Y_1 - SCK-kt-Tr constant = 4.66667 A:X1 = -0.374632 B:X2 = -0.594086 AB = 0.025 AA = 0.404167 BB = 0.529167 - 97 Phụ lục 12: Bảng phân tích phương sai thời gian sấy SCK gỗ BĐT ANOVA for Y_2 - SCK-tg-Tr Effect Sum of Squares DF Mean Sq F-Ratio P-value A:X1 717.62814 717.62814 165.61 0060 B:X2 99.49811 99.49811 22.96 0409 AB 25000 25000 06 8348 AA 176.03922 176.03922 40.62 0237 BB 82.98039 82.98039 19.15 0485 Lack-of-fit 27.87376 9.29125 2.14 3338 Pure error 8.66667 4.33333 Total (corr.) 1059.63636 R-squared = 0.965516 10 R-squared (adj for d.f.) = 0.931032 Regression coeffs for Y_2 - SCK-tg-Tr constant = 83.3333 A:X1 = -9.47119 B:X2 = -3.52665 AB = 0.25 AA = 5.58333 BB = 3.83333 - 98 Phụ lục 13: Kết tính tốn tối ưu hóa hàm mục tiêu tỷ lệ khuyết tật Y1 Target Cell (Min) Cell Name $C$2 Y-2 Original Value Final Value 4.66 4.453501887 Adjustable Cells Cell Name Original Value Final Value $A$2 X1 -1.41 $B$2 X2 0.556603774 Constraints Cell Name Cell Value Formula $B$2 X2 0.556603774 $B$2>=-1.41 Not Binding $A$2 X1 -1.41 $A$2>=-1.41 Binding $A$2 X1 -1.41 $A$2