NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ VÁN DĂM TỪ CÂY TRÀM NƯỚC (Melaleuca leucadendron L)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH **************** TĂNG NGỌC QUÍ NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ VÁN DĂM TỪ CÂY TRÀM NƯỚC (Melaleuca leucadendron L) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CHẾ BIẾN LÂM SẢN Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 6/2012 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH **************** TĂNG NGỌC QUÍ NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ VÁN DĂM TỪ CÂY TRÀM NƯỚC (Melaleuca leucadendron L) Ngành: Chế Biến Lâm Sản LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn: PGS TS PHẠM NGỌC NAM Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 6/2012 ii LỜI CẢM ƠN − Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu tồn thể q thầy trường đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh dạy cho suốt năm học trường − Tơi xin chân thành cảm ơn tồn thể quý thầy cô khoa Lâm nghiệp truyền đạt kiến thức cho năm qua − Tôi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Phạm Ngọc Nam, giáo viên trường đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh tận tình hướng dẫn có ý kiến đóng góp q báu giúp tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp − Tôi xin chân thành cảm ơn cô KS Nguyễn Thị Tường Vy – nhân viên phụ trách phòng thí nghiệm, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình thực đề tài − Sau cùng, xin gửi lời cảm ơn đến anh chị gia đình, tập thể lớp Chế biến lâm sản K34 bạn bè động viên, giúp đỡ thời gian học tập làm luận văn − Chân thành cám ơn ! Thủ Đức, ngày 04 tháng năm 2012 Sinh viên thực Tăng Ngọc Q iii TĨM TẮT Đề tài: “Nghiên cứu sản xuất thử ván dăm từ tràm nước (Melaleuca leucadendron L)” Thời gian thực hiện: Từ ngày 06/02/2012 đến ngày 06/06/2012 Địa điểm thực hiện: Phòng thí nghiệm Bộ môn Chế biến lâm sản khoa Lâm Nghiệp trường đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh Phương pháp nghiên cứu: sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, xử lý số liệu phần mềm Statgraphic 7.0 phần mềm Excel Kết nghiên cứu: tìm cơng nghệ sản xuất thích hợp, tận dụng nguồn phế liệu gỗ tràm nước vùng sâu, vùng xa để sản xuất ván dăm đáp ứng nhu cầu vật liệu dùng để sản xuất hàng mộc Bên cạnh đa dạng hóa nguồn nguyên liệu để sản xuất ván dăm Chúng xác định tính chất lý ván dăm nghiên cứu để tìm thơng số tối ưu sản xuất Xác định thông số nhằm sản xuất ván dăm lớp từ tràm nước đạt chất lượng tốt Trong q trình sản xuất, chúng tơi tìm thơng số tối ưu: kết tối ưu hóa đạt α = 0,6 ván có khối lượng thể tích 0,7 g/cm3, chiều dày ván 1,8 cm thời gian ép 15,76 phút nhiệt độ ép 180oC Chất lượng sản phẩm ván có màu sắc đẹp, bề mặt bóng mịn, độ bền uốn tĩnh 157,32 kG/cm2, tỷ lệ trương nở chiều dày 4,133 % iv MỤC LỤC TRANG TRANG TỰA i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH SÁCH CÁC HÌNH viii DANH SÁCH CÁC BẢNG ix Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.2.1 Đối tượng nghiên cứu 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu 1.3 Mục đích nghiên cứu Chương 2: TỔNG QUAN 2.1 Năng lực sản xuất ngành gỗ Việt Nam 2.2 Công nghệ sản xuất ván dăm 2.2.1 Khái quát lịch sử phát triển công nghiệp sản xuất ván dăm 2.2.2 So sánh ván dăm vơi gỗ nguyên 2.3 Xu hướng sản xuất sử dụng ván dăm 2.3.1 Nhu cầu sản xuất tiêu thụ ván dăm Thế giới 2.3.2.Hiện trạng sản xuất tiêu thụ ván dăm nước 2.4 Một số kết nghiên cứu ván dăm nước 2.5 Một số kết nghiên cứu ván dăm nước 10 2.6 Sơ lược tràm nước 12 2.6.1 Cây tràm nước 12 2.6.2 Dăm gỗ tràm 14 2.7 Chất kết dính 15 2.8 Chất đóng rắn 16 v 2.9 Chất chống ẩm 17 2.10 Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ván 17 2.10.1 Ảnh hưởng nguyên liệu 17 2.10.2 Khối lượng riêng ván 17 2.10.3 Hình dạng kích thước dăm 17 2.10.4 Độ ẩm thảm dăm 18 2.10.5 Ảnh hưởng chế độ ép 19 Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .21 3.1 Nội dung nghiên cứu 21 3.2 Giới hạn thơng số thí nghiệm 21 3.3 Phương pháp nghiên cứu 22 3.3.1 Phương pháp cổ điển 22 3.3.2 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm (QHTN) 23 3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 24 3.4 Phương pháp xác định tính chất lý ván 25 3.4.1 Phương pháp xác định khối lượng thể tích 25 3.4.2 Phương pháp xác định độ ẩm 27 3.4.3 Phương pháp xác định độ trương nở chiều dày hút nước 27 3.4.4 Phương pháp xác định độ bền uốn tĩnh 28 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 4.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất ván dăm 30 4.2 Thuyết minh quy trình 31 4.2.1 Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu 31 4.2.2 Trộn keo chất chống ẩm 32 4.2.3 Trải thảm dăm ép sơ 32 4.2.4 Ép ván 33 4.2.5 Khâu xử lý ván 34 4.3 Xác định thông số thực nghiệm 34 4.3.1 Tính tốn ngun liệu dăm, keo phụ gia 35 4.3.2 Tính tốn lực ép thí nghiệm 37 4.4 Thực nghiệm sản xuất ván dăm 38 4.4.1 Kiểm tra hệ số hồi quy tương thích phương trình 39 4.4.2 Xác định thông số tối ưu 39 4.5 Kết kiểm tra tính chất ván dăm 41 vi Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 5.1 Kết luận 43 5.2 Kiến nghị 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 PHỤ LỤC 47 vii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT CT Công thức QHTN Quy hoạch thực nghiệm KLTT Khối lượng thể tích USUT Ứng suất uốn tĩnh DN Dãn nở YDN Hàm tỷ lệ trương nở YUSUT Hàm ứng suất uốn tĩnh T Thời gian ép P Áp suất ép γ max Khối lượng thể tích lớn γ Khối lượng thể tích nhỏ γ tb Khối lượng thể tích trung bình W Độ ẩm ván ∆W Độ trương nở ván σ Độ bền uốn tĩnh ván Wd Độ ẩm dăm Pk Áp lực đồng hồ Sp Diện tích pittơng Sv Diện tích ván UF Ureformaldehyd PF Phenolformaldehyd N/c Nghiên cứu NN&PTNT Nông nghiệp phát triển nông thôn m Khối lượng mẩu thử V Thể tích mẩu thử viii DANH SÁCH CÁC HÌNH TRANG Hình 2.1: Sơ đồ ép ván dăm Hình 2.2: Tình hình sản xuất ván dăm giới Hình 2.3: Cây tràm nước (Melaleuca leucadendron L) 12 Hình 2.4: Biểu đồ ép ván thí nghiệm 19 Hình 3.1: Vị trí kiểm tra chiều dày mẫu thử 26 Hình 3.2: Sơ đồ thiết bị kiểm tra độ bền uốn tĩnh 28 Hình 4.1: Sơ đồ cơng nghệ sản xuất ván dăm ba lớp 30 Hình 4.2: Mơ tả q trình nghiên cứu ván dăm từ tràm 34 ix DANH SÁCH CÁC BẢNG TRANG Bảng 2.1: Số lượng, công suất nhà máy ván nhân tạo giới Bảng 2.2: Nhu cầu sản xuất tiêu thụ ván dăm Thế giới (1000 m3) Bảng 2.3: Tình hình xuất nhập ván dăm Việt Nam 2003 – 2007 Bảng 2.4: Tình hình sản xuất ván dăm Việt Nam 2003 – 2007 Bảng 2.5: Kế hoạch trồng rừng Đồng sông Cửu Long 14 Bảng 2.6: Kích thước dăm ván dăm lớp 15 Bảng 2.7: Kích thước dăm dùng sản xuất ván dăm 18 Bảng 4.1: Mức khoảng biến thiên yếu tố ván dăm từ gỗ tràm 34 Bảng 4.2: Ma trận thí nghiệm kết nghiên cứu ván dăm từ gỗ tràm 38 Bảng 4.3: Kết tính tốn tối ưu hàm mục tiêu cho ván dăm từ gỗ tràm 40 Bảng 4.4: Kết tính tốn tối ưu hàm đa mục tiêu cho ván dăm từ gỗ tràm 41 Bảng 4.5:Thông số tối ưu ván dăm sản xuất từ gỗ tràm 41 Bảng 4.6: So sánh tính chất ván dăm nghiên cứu ván sản xuất thực nghiệm 42 x TÀI LIỆU THAM KHẢO  Sách: Nguyễn Cảnh, 2004 Quy hoạch thực nghiệm NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM Đinh Thế Hiển, 2000 Exel ứng dụng Quản trị Tài Kế tốn NXB Thống kê Trần Hợp, 2003 Tài nguyên gỗ Việt Nam Nhà xuất Nông nghiệp Hứa Thị Huần, 1997 Công nghệ sản xuất ván dăm gỗ Trường đại học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh, Việt Nam Nguyễn Ngọc Kiểng, 2000 Thực hành phương pháp tối ưu hóa phần mềm Exel Statgraphics Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Phạm Ngọc Nam, 2006 Công nghệ sản xuất ván nhân tạo NXB Nông nghiệp Tiêu chuẩn ngành 04TCN2 – 1999 ván dăm, Bộ Nơng Nghiệp Phát Triển Nơng Thơn  Khóa luận tốt nghiệp: Đặng Minh Hải, 2006 Nghiên cứu sản xuất thử ván dăm kết hợp từ phế liệu gỗ cao su với bã mía Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Chế biến lâm sản, đại học Nông Lâm Tp.Hồ Chí Minh, Việt Nam Nguyễn Văn Huế, 2006 Nghiên cứu công nghệ sản xuất thử ván dăm kết hợp từ nguyên liệu dăm chuốt đũa tre lồ ô dăm gỗ điều Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Chế biến lâm sản, đại học Nơng Lâm Tp.Hồ Chí Minh, Việt Nam 10 Phạm Văn Quý, 2009 Nghiên cứu số yếu tố công nghệ sản xuất ván dăm phối trộn từ cỏ vetiver rơm rạ Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật, đại học Nông Lâm Tp.Hồ Chí Minh, Việt Nam  Bài báo đăng tạp chí khoa học 45 11 Đặng Đình Bơi, 1998 Vài nét ván mụn sơ dừa Tập san Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp số tháng NXB Nông nghiệp 12 Phạm Văn Chương, 2007 Nghiên cứu sử dụng phế liệu công nghiệp chế biến gỗ để sản xuất vật liệu dùng xây dựng đồ mộc Tạp chí Nơng Nghiệp Phát Triển Nơng Thơn số 16 – tháng 13 Lê Văn Mích, 2002 Nghiên cứu sử dụng phế liệu gỗ bạch đàn khai thác gỗ mỏ Quảng Ninh để sản xuất ván dăm thơng dụng Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển Nông thôn số 4/2002 14 Phạm Ngọc Nam, 2000 Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm từ cành ngọn, bìa bắp gỗ cao su Tạp chí KHKT Nông Lâm Nghiệp số 15 Phạm Ngọc Nam, 2000 Hướng phát triển gỗ rừng trồng Hội thảo trạng, định hướng giải pháp phát triển nông thôn Miền Đông Nam Bộ Đồng Bằng Sông Cửu Long, ngày - tháng 12, Nxb Nông Nghiệp 16 Phạm Ngọc Nam, 2003 Định hướng sử dụng nguyên liệu gỗ sản xuất ván nhân tạo Tạp chí KHKT Nông Lâm Nghiệp số  Tài liệu tham khảo từ hệ thống internet: 17 http://www/panel&funiture.com 18 http://faostat.fao.org 19 http://vi.wikipedia.org/wiki/ 46 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Một số hình ảnh sản xuất ván dăm từ gỗ tràm Ván sau ép sơ Phun ẩm Ép nhiệt Thử độ trương nở Thử ứng suất uốn tĩnh Ép sơ 47 Phụ lục 2: Khối lượng thể tích ván dăm từ gỗ tràm Ván 10 Mẫu I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III Kích thước ván (cm) l b t 102,18 99,28 18,26 102,09 99,22 18,2 102,22 99,3 18,21 100,63 97,83 18,49 100,5 97,63 18,3 100,57 97,66 18,4 103,82 94,72 18,75 103,62 94,52 18,61 103,7 94,67 18,63 105,24 98,27 18,37 105,49 98,13 18,25 105,31 98,29 18,45 100,62 99,87 18,58 100,75 99,95 18,63 100,6 99,76 18,7 101,28 96,63 18,5 101,27 96,72 18,62 101,08 96,13 18,26 101,36 99,01 18,23 102,92 98,75 18,19 103,12 98,68 18,21 103,71 99,76 18,63 103,65 99,7 18,61 103,45 99,58 18,5 102,81 98,9 18,44 102,31 98,87 18,3 102,33 98,84 18,34 102,18 99,28 18,26 102,09 99,22 18,2 102,22 99,3 18,21 V (cm3) m (g) KLTT 185,24 184,35 184,84 182,03 179,56 180,72 184,38 182,27 182,9 189,98 188,92 190,97 186,71 187,6 187,67 181,05 182,38 177,43 182,95 184,87 185,3 192,75 192,31 190,58 187,5 185,11 185,5 185,24 184,35 184,84 125,57 125,51 125,69 127,31 127,27 127,29 124,18 124,1 124,15 135,81 135,8 135,93 132,11 132,15 132,09 122,71 122,73 122,51 128,22 128,17 128,2 130,27 130,26 130,19 127,09 127,05 127,03 125,57 125,51 125,69 0,68 0,68 0,68 0,7 0,71 0,7 0,68 0,68 0,68 0,71 0,72 0,71 0,71 0,7 0,7 0,68 0,67 0,69 0,7 0,69 0.69 0,68 0,68 0,68 0,68 0,69 0,69 0,68 0,68 0,68 48 KLTTtb 0,68 0,7 0,68 0,71 0,7 0,68 0,69 0,68 0,69 0,68 Phụ lục 3: Độ ẩm ván dăm từ gỗ tràm Ván 10 Mẫu I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III m1 131,11 131,18 131,08 127,31 127,27 127,29 124,18 124,1 124,15 135,81 135,8 135,93 132,11 132,15 132,09 122,71 122,73 122,51 128,22 128,17 128,2 130,27 130,26 130,19 127,09 127,05 127,03 125,57 125,51 125,69 m0 120,3 120,37 120,21 116,15 116,12 116,13 112,53 112,42 112,49 123,36 123,32 123,42 120,11 120,17 120,04 110,75 110,8 110,59 116,38 116,27 116,31 118,68 118,64 118,51 115,74 115,72 115,75 114,64 114,57 114,72 49 W(%) 8,99 8,98 9,04 9,61 9,6 9,61 10,35 10,39 10,37 10,09 10,12 10,14 10,02 9,97 10,04 10,8 10,77 10,78 10,17 10,23 10,22 9,77 9,79 9,86 9,81 9,79 9,75 9,53 9,55 9,56 Wtb 9,61 10,37 10,12 10,01 10,78 10,21 9,81 9,78 9,55 Phụ lục 4: Ứng suất uốn tĩnh ván dăm từ gỗ tràm Ván 10 Mẫu b (cm) l (cm) t (cm) P (kG) σ (kG/cm2) I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III 4,67 4,62 4,57 4,74 4,69 4,68 4,64 4,75 4,74 4,98 5,01 5,09 4,68 4,59 4,57 5,01 5,07 5,08 4,65 4,59 4,61 4,93 4,95 4,98 4,95 5,01 4,97 4,76 4,68 4,65 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 1,79 1,8 1,81 1,8 1,81 1,81 1,8 1,78 1,78 1,82 1,82 1,8 1,79 1,81 1,81 1,8 1,79 1,79 1,8 1,81 1,81 1,8 1,8 1,79 1,81 1,8 1,81 1,79 1,8 1,82 85,5 85,56 85,59 84,99 84,97 84,87 86,12 86,09 86,07 82,26 82,62 82,31 85,11 85,32 85 82,16 82,11 82,1 86,79 86,81 86,87 84,58 84,71 84,76 83,55 83,65 83,67 87,67 87,69 87,67 154,28 154,33 154,35 149,42 149,31 149,46 154,67 154,45 154,74 134,64 134,42 134,76 153,25 153,2 153,29 136,66 136,47 136,19 155,54 155,87 155.3 142,97 142,61 143.42 139,11 139,14 138,75 155,2 156,14 153,68 50 σtb (kG/cm2) 154,3 149,4 154,6 134,6 153,2 136,4 155,6 143 139 155 Phụ lục 5: Độ trương nở ván dăm từ gỗ tràm Ván 10 Mẫu I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III t1(mm) 18,75 18,77 18,72 18,76 18,79 18,79 18,65 18,69 18,71 18,13 18,17 18,11 18,53 18,61 18,48 18.21 18.33 18.28 18.74 18.69 18.77 18.19 18.22 18.12 18.51 18.42 18.59 18.71 18.81 18.84 t2(mm) 19,79 19,81 19,74 19,78 19,82 19,96 19,57 19,6 19,64 19,87 19,91 19,86 19,73 19,84 19,68 19.83 19.96 19.91 19.81 19.73 19.87 19.73 19.78 19.61 19.78 19.64 19.88 19.77 19.89 19.92 51 ∆t (%) 5,55 5,54 5,45 5,44 5,48 6,23 4,93 4,87 4,97 9,6 9,58 9,66 6.48 6.61 6.49 8.9 8.89 8.92 5.71 5.56 5.86 8.47 8.56 8.22 6.86 6.62 6.94 5.67 5.74 5.73 ∆ttb 5,5 5,7 4,9 9,6 6,5 8,9 5,7 8,4 6,8 5,7 Phụ lục 6: Số liệu kết thực nghiệm sản xuất ván dăm từ gỗ tràm Cursor at Row: Data Editor Maximum Rows: 10 Column: File: QUI-34 Number of Cols: Run x1 y_1 x2 y_2 | | | 0.00000000 0.00000000 5.5 154.3 | |-1.00000000 1.00000000 5.7 149.4 ||| | 0.00000000 1.41421356 4.9 154.6 °°| |-1.00000000 -1.00000000 9.6 134.6 °°| | 1.41421356 0.00000000 6.5 153.2 °°| | 0.00000000 -1.41421356 8.9 136.4 °°| | 1.00000000 1.00000000 5.7 155.6 °°| |-1.41421356 0.00000000 8.4 143.0 °°| | 1.00000000 -1.00000000 6.8 139.0 °°| 10 | 0.00000000 0.00000000 5.7 155.0 °°| ||°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°| | -| Length 10 10 10 52 10 Phụ lục 7: Phân tích phương sai hàm dãn nở ván dăm sản xuất từ gỗ tràm ANOVA for Dno - qui-34 Effect Sum of Squares DF Mean Sq F-Ratio P-value A:x1 3.763404 3.763404 188.17 0457 B:x2 14.196068 14.196068 709.80 0236 AB 1.960000 1.960000 98.00 0632 AA 3.450179 3.450179 172.51 0477 BB 1.611607 1.611607 80.58 0697 Lack-of-fit 156778 052259 2.61 4140 Pure error 020000 020000 Total (corr.) 23.8210000 R-squared = 0.992579 R-squared (adj for d.f.) = 0.983303 Regression coeffs for Dno - qui-34 constant = 5.6 A:x1 = -0.685876 B:x2 = -1.33211 AB = 0.7 AA = 0.86875 BB = 0.59375 - 53 Phụ lục 8: Phân tích phương sai hàm uốn tĩnh ván dăm sản xuất từ gỗ tràm ANOVA for Ut - qui-34 Effect Sum of Squares DF Mean Sq F-Ratio P-value A:x1 78.28119 78.28119 319.52 0351 B:x2 408.10369 408.10369 1665.73 0154 AB 81000 81000 3.31 3154 AA 66.44643 66.44643 271.21 0381 BB 119.48643 119.48643 487.70 0284 15.08012 5.02671 20.52 1584 24500 24500 Lack-of-fit Pure error Total (corr.) 636.729000 R-squared = 0.975931 R-squared (adj for d.f.) = 0.945846 Regression coeffs for Ut - qui-34 constant = 154.65 A:x1 = 3.12812 B:x2 = 7.14234 AB = 0.45 AA = -3.8125 BB = -5.1125 - 54 Phụ lục 9: Tối ưu hóa hàm mục tiêu độ dãn nở dày ván Target Cell (Min) Cell Name Original Value Final Value $C$2 y 5.6 4.133189655 Adjustable Cells Cell Name Original Value Final Value $A$2 x1 0.396551724 $B$2 x2 Cell Name Cell Value Formula $B$2 x2 $B$2=-1 Not Binding $A$2 x1 0.396551724 $A$2>=-1 Not Binding 1.396551724 $A$2 x1 0.396551724 $A$2=-1 Not Binding 1.410761158 $B$5 x2 0.698630143 $B$5