NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM VÁN DĂM BA LỚP PHỐI TRỘN TỪ THÂN CÂY SẮN VÀ THÂN CÂY NGÔ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH **************** TRƯƠNG THỊ SEN NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM VÁN DĂM BA LỚP PHỐI TRỘN TỪ THÂN CÂY SẮN VÀ THÂN CÂY NGÔ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CHẾ BIẾN LÂM SẢN Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 6/2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH **************** TRƯƠNG THỊ SEN NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM VÁN DĂM BA LỚP PHỐI TRỘN TỪ THÂN CÂY SẮN VÀ THÂN CÂY NGÔ 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 i LỜI CẢM ƠN Để có kết ngày hơm hồn thành luận văn tốt nghiệp này, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới:  Ba mẹ sinh thành, nuôi dưỡng dạy dỗ nên người  Ban giám hiệu tồn thể q thầy trường Đại học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Q thầy khoa Lâm Nghiệp, đặc biệt thầy cô môn Chế Biến Lâm Sản tận tình giảng dạy, truyền đạt lại kiến thức làm tảng giúp thực đề tài PGS TS Phạm Ngọc Nam – trưởng môn Thiết Kế Đồ Gỗ Nội Thất – người giảng dạy, hướng dẫn giúp đỡ tơi nhiệt tình suốt q trình học tập trình thực đề tài KS Nguyễn Thị Tường Vy – cán phụ trách phòng thí nghiệm môn Chế Biến Lâm Sản khoa Lâm nghiệp giúp đỡ, hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi để thực đề tài Ban lãnh đạo anh tổ trưởng, công nhân công ty chế biến gỗ Trường Tiền tạo điều kiện giúp đỡ tơi thực hồn thành đề tài KS Nguyễn Văn Tiến tận tình giúp đỡ bảo tơi q trình thực đề tài Người thân bạn bè gần xa ủng hộ, giúp đỡ, chia sẻ động viên Xin chân thành cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2012 Sinh viên: Trương Thị Sen ii TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu sản xuất thử ván dăm lớp phối trộn từ thân sắn thân ngơ” thực phòng thí nghiệm môn Chế Biến Lâm Sản, khoa Lâm Nghiệp, trường Đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh tháng từ 01/02/2012 đến 01/06/2012 Mục đích nghiên cứu đề tài tận dụng nguồn phế liệu nông nghiệp (thân sắn thân ngô) để sản xuất ván dăm Thu thập số liệu phương pháp đo lường theo tiêu chuẩn ngành 04TCN2-1999 Xử lý số liệu máy vi tính, phần mềm Statgraphics – Vers 7.0 để xây dựng phương trình tương quan Sử dụng thuộc tính Solver phần mềm Excel để giải toán tối ưu Thực nghiệm sản xuất ván dăm lớp phối trộn từ thân sắn thân ngô cho thấy tỷ lệ phối trộn, nhiệt độ ép, thời gian ép có ảnh hưởng đến tỷ lệ trương nở ứng suất uốn tĩnh ván Mối quan hệ yếu tố thể qua phương trình hồi quy sau: YDn = 181,757 – 1,977N – 0,037K – 0,018TK + 0,006N2 + 0,002K2 YUt = 112,983 – 23,714T + 0,925N – 0,963K + 0,160TK – 1,358T2 Bài toán tối ưu lập sở hai hàm Y Dn YUt đặc trưng cho hai tiêu nghiên cứu vùng thí nghiệm Kết tối ưu hóa đạt α = 0,3 ván có khối lượng thể tích 0,65 g/cm3, tỷ lệ phối trộn dăm sắn/dăm ngô 60,2%, thời gian ép 13,36 phút nhiệt độ ép 1830C Chất lượng sản phẩm ván có màu sắc đẹp, có mùi thơm, độ bền uốn tĩnh 182,64 kG/cm2, tỷ lệ trương nở chiều dày 7,96% Ván đạt tiêu ván dăm cấp loại A theo tiêu chuẩn 04TCN - 1999 iii SUMMARY Project "Research and produce layer particle board test mix from cassava stems and stalks of corn" was made in the laboratory processing of forest products department, Faculty of Forestry, Agriculture and Forestry University of Ho Chi Minh City for months from 02.01.2012 to 06.01.2012 The purpose of the research study is to utilize waste resources in agriculture (cassava stems and stalks of corn) to produce particle board Data collection by means of industry-standard measurement 04TCN2-1999 Processing data on computers, software Statgraphics - Vers 7.0 to construct the correlation equation Using Excel Solver properties to solve optimization problems Experiment layer particle board production mix from the trunk of cassava and corn stalks that mixing ratio, temperature, pressure, time pressure can affect the swelling ratio and static bending stress of the laminate The relationship between the elements are represented by the following regression equation: YDn = 181.757 – 1.977N – 0.037K – 0.018TK + 0.006N2 + 0.002K2 YUt = 112.983 – 23.714T + 0.925N – 0.963K + 0.160TK – 1.358T2 Optimization problem is formulated on the basis of functions specific to Yut YDn and two targets in the experimental study Optimize the results achieved with α = 0.3 boards a volume 0.65 g/cm3, the rate of mixing cassava chips / corn chips was 60.2%, 13.36 minutes pressing time and temperature 1830C pressure Product quality game with nice color, fragrant, 182.64 kG/cm2 static bending strength, thickness swelling rate of 7.96% Board meeting the criteria of level type A particle board standard 04TCN - 1999 iv MỤC LỤC Trang tựa i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT .iii MỤC LỤC v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT .viii DANH SÁCH CÁC HÌNH x DANH SÁCH CÁC BẢNG xi Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.2.1 Đối tượng nghiên cứu 1.2.1.1 Thân ngô 1.2.1.2 Thân sắn 1.2.2 1.3 Phạm vi nghiên cứu Mục đích, mục tiêu nghiên cứu 1.3.1 Mục đích nghiên cứu 1.3.2 Mục tiêu nghiên cứu Chương 2: TỔNG QUAN 2.1 Khái quát đặc điểm, lịch sử hình thành phát triển ván dăm 2.1.1 Đặc điểm ván dăm 2.1.2 Lịch sử hình thành phát triển ván dăm 11 2.1.2.1 Trên giới 11 2.1.2.2 Ở Việt Nam 12 2.2 2.2.1 Tình hình sử dụng, xu hướng sản xuất phát triển ván dăm 13 Trên giới 13 2.2.2 Ở Việt Nam 15 v 2.3 Các nghiên cứu ván dăm sản xuất từ phế liệu nông nghiệp 17 2.4 Sơ lược nguồn nguyên liệu 20 2.4.1 Cây ngô 20 2.4.1.1 Đặc điểm sinh thái ngô 20 2.4.1.2 Đặc điểm hình thái ngơ 22 2.4.1.3 Đặc điểm kinh tế ngô 25 2.4.2 Cây sắn 27 2.4.2.1 Đặc điểm sinh thái sắn 29 2.4.2.2 Đặc điểm hình thái sắn 29 2.4.2.3 Đặc điểm kinh tế 30 2.5 Sơ lược chất kết dính phụ gia 32 2.5.1 Chất kết dính 32 2.5.2 Các chất phụ gia 33 2.6 Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ván 34 2.9.1 Ảnh hưởng nguyên liệu 34 2.9.2 Khối lượng riêng ván 34 2.9.3 Hình dạng kích thước dăm 35 2.9.4 Độ ẩm thảm dăm 36 2.9.5 Ảnh hưởng chế độ ép 37 Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 3.1 Nội dung nghiên cứu 38 3.2 Giới hạn thơng số thí nghiệm 39 3.3 Phương pháp nghiên cứu 40 3.3.1 Phương pháp cổ điển 40 3.3.2 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm (QHTN) 41 3.4 Xác định tính chất lý ván 43 3.4.1 Phương pháp xác định khối lượng thể tích 44 3.4.2 Phương pháp xác định độ ẩm 45 3.4.3 Phương pháp xác định trương nở chiều dày độ hút nước 46 vi 3.4.4 Phương pháp xác định độ bền uốn tĩnh 47 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48 4.1 Sơ đồ quy trình tạo dăm cơng nghệ sản xuất ván dăm 48 4.2 Thuyết minh quy trình 49 4.2.1 Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu 49 4.2.2 Trộn keo chất chống ẩm 51 4.2.3 Trải thảm dăm ép sơ 52 4.2.4 Ép nhiệt 53 4.2.5 Xử lý ván 54 4.3 Thiết lập cơng thức sản xuất ván dăm thí nghiệm 55 4.3.1 Tính tốn ngun liệu dăm, keo phụ gia 55 4.3.2 Tính tốn lực ép thí nghiệm 59 4.4 Xây dựng phương trình tương quan 59 4.4.1 Phương trình tương quan 59 4.4.2 Kiểm tra hệ số hồi quy tương thích phương trình 60 4.4.3 Chuyển mơ hình dạng thực 62 4.4.4 4.5 Xác định thông số tối ưu 62 So sánh với số loại ván dăm khác thị trường 64 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 5.1 Kết luận 66 5.2 Kiến nghị 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 71 vii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT EU (European Union) ASEAN (Association of Southeast Asian Nations) USD (United States Dollar) FSC (The Forest Stewardship Council) FLEGT (Forest Law Enforcement, Governance and Trade) Liên minh châu Âu hay Liên hiệp châu Âu Hiệp hội Quốc gia Đông Nam Á Đồng la Mỹ gọi ngắn "đơ la" hay "đô" Hội đồng quản lý rừng Tăng cường Luật pháp, Quản lý Thương mại Lâm sản viii HAWA Hiệp hội gỗ mỹ nghệ TPHCM QHTN Qui hoạch thực nghiệm Hecta N Nhiệt độ T Thời gian P Áp suất  Khối lượng thể tích ∆ Chênh lệch khối lượng thể tích  max Khối lượng thể tích lớn  Khối lượng thể tích nhỏ m Khối lượng V Thể tích W Độ ẩm ∆t Độ trương nở chiều dày ∆m Độ hút nước  Độ bền uốn tĩnh  Đường kính Wdsắn Độ ẩm dăm sắn Wdngô Độ ẩm dăm ngô ix 12 13 14 15 16 17 II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III 18,06 18,06 18,07 18,08 18,08 18,23 18,25 18,21 18,36 18,35 18,34 18,32 18,28 18,34 18,05 18,01 18,02 17,90 17,89 17,81 51,57 52,60 56,16 56,82 56,04 48,61 48,52 48,69 50,51 50,55 50,21 50,32 50,16 50,06 51,58 50,85 52,77 51,55 51,62 51,33 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 89 60,13 60,24 98,30 99,88 98,08 80,21 79,79 80,52 75,47 74,98 74,08 74,23 73,78 73,90 80,70 80,83 80,67 78,51 78,17 77,97 105,21 106,34 160,82 161,32 160,62 148,96 148,12 149,62 132,98 132,15 131,59 131,85 132,05 131,66 146,92 147,02 146,79 142,59 141,94 143,66 160,92 148,9 132,24 131,52 146,91 142,73 Phụ lục 9: Độ hút nước ván dăm sản xuất thử từ thân ngô thân sắn 10 11 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 I II m1 (g) 8,06 7,08 6,87 6,22 7,55 7,29 7,44 7,57 7,59 7,57 8,11 8,06 4,77 6,36 7,11 8,39 7,07 7,37 6,15 6,96 6,90 6,54 6,89 8,26 7,48 6.43 6,92 6,91 7,87 6,58 6,89 6,72 m2 (g) 12,50 10,66 10,94 8,98 11,15 9,86 11,93 12,36 12,43 11,28 11,83 12,16 7,76 10,14 11,05 12,44 10,21 11,15 9,73 11,36 10,98 8,69 9,05 11,02 10,74 10,48 10,8 9,68 11,47 9,41 10,30 10,49 90 m (%) 55,09 50,57 59,24 44,37 47,68 35,25 60,35 63,28 63,77 49,01 45,87 50,87 62,68 59,43 55,42 48,27 44,41 51,29 58,21 63,22 59,13 32,88 31,35 33,41 43,58 62,99 56,07 40,09 45,74 43,01 49,49 56,10 mtb (%) 54,90 42,40 62,40 48,50 59,10 47,90 60,10 32,50 54,20 42,90 51,90 12 13 14 15 16 17 III I II III I II III I II III I II III I II III I II III 7,13 6,59 7,70 7,38 7,22 7,70 6,82 7,67 8,16 6,69 6,22 7,55 7,29 8,79 8,52 9,17 6,51 7,50 8,04 10,71 10,47 12,07 11,24 10,85 11,60 10,62 12,04 13,49 10,92 8,98 11,15 9,86 12,32 11,82 12,87 9,88 11,70 11,99 91 50,21 58,88 56,75 52,30 50,28 50,65 55,72 56,98 65,32 63,23 44,37 47,68 35,25 40,16 38,73 40,35 51,77 56,00 49,13 55,90 52,20 61,90 42,50 39,80 52,30 Phụ lục 10: Ma trận thí nghiệm kết nghiên cứu ván dăm lớp phối trộn từ thân ngô thân sắn Cursor at Row: Column: Data Editor Maximum Rows: 17 File: SEN-34 Number of Cols: Run -| | ||| °°| °°| °°| °°| °°| °°| °°| 10 °°| 11 °°| 12 °°| 13 °°| 14 °°| 15 °°| 16 °°| 17 ||| x1 x2 x3 Dn Ut | | 0.00000000 0.00000000 0.00000000 9.34 140.73 | 0.00000000 0.00000000 1.68179283 9.54 167.66 | 1.00000000 -1.00000000 1.00000000 9.79 150.75 |-1.00000000 -1.00000000 1.00000000 9.97 131.52 | 1.00000000 -1.00000000 -1.00000000 12.89 126.15 |-1.00000000 1.00000000 -1.00000000 10.38 148.90 | 1.68179283 0.00000000 0.00000000 9.23 146.73 | 0.00000000 0.00000000 -1.68179283 12.65 124.86 | 0.00000000 0.00000000 0.00000000 10.01 145.39 |-1.68179283 0.00000000 0.00000000 10.75 105.49 | 1.00000000 1.00000000 -1.00000000 12.14 141.28 |-1.00000000 1.00000000 1.00000000 10.38 146.91 |-1.00000000 -1.00000000 -1.00000000 12.18 118.08 | 0.00000000 1.68179283 0.00000000 10.01 160.92 | 1.00000000 1.00000000 1.00000000 8.57 166.88 | 0.00000000 -1.68179283 0.00000000 12.58 132.24 | 0.00000000 0.00000000 0.00000000 9.60 142.73 ||°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°| | -| Length 17 17 17 92 17 17 Phụ lục 11: Bảng ANOVA cho độ dãn nở dày ván dăm lớp phối trộn từ thân ngô thân sắn ANOVA for Dn - sen-34 -Effect Sum of Squares DF Mean Sq F-Ratio P-value -A:x1 315675 315675 2.77 2381 B:x2 4.321369 4.321369 37.87 0254 C:x3 14.578958 14.578958 127.77 0077 AB 042050 042050 37 6113 AC 2.486450 2.486450 21.79 0430 BC 378450 378450 3.32 2102 AA 120801 120801 1.06 4117 BB 3.597523 3.597523 31.53 0303 CC 2.753264 2.753264 24.13 0390 Lack-of-fit 2.290317 458063 4.01 2114 Pure error 228200 114100 -Total (corr.) 29.8103765 16 R-squared = 0.915515 R-squared (adj for d.f.) = 0.806892 Regression coeffs for Dn - sen-34 -constant = 9.65485 A:x1 = -0.152035 B:x2 = -0.562517 C:x3 = -1.03321 AB = -0.0725 AC = -0.5575 BC = 0.2175 AA = 0.103516 BB = 0.564903 CC = 0.494193 93 Phụ lục 12: Bảng ANOVA cho ứng suất uốn tĩnh ván dăm lớp phối trộn từ thân ngô thân sắn ANOVA for Ut - sen-34 -Effect Sum of Squares DF Mean Sq F-Ratio P-value -A:x1 870.0800 870.0800 159.20 0062 B:x2 1157.0344 1157.0344 211.71 0047 C:x3 1307.5612 1307.5612 239.25 0042 AB 27.9378 27.9378 5.11 1522 AC 187.6953 187.6953 34.34 0279 BC 26.0281 26.0281 4.76 1608 AA 346.1425 346.1425 63.34 0154 BB 32.4305 32.4305 5.93 1352 CC 28.2483 28.2483 5.17 1509 Lack-of-fit 309.4480 61.8896 11.32 0831 Pure error 10.9304 5.4652 -Total (corr.) 4458.89995 16 R-squared = 0.928149 R-squared (adj for d.f.) = 0.835768 Regression coeffs for Ut - sen-34 -constant = 142.83 A:x1 = 7.98186 B:x2 = 9.20445 C:x3 = 9.78488 AB = -1.86875 AC = 4.84375 BC = -1.80375 AA = -5.54115 BB = 1.69609 CC = 1.58295 94 Phụ lục 13: Tối ưu hóa mục tiêu hàm giãn nở ván dăm phối trộn trấu kết hợp với mụn xơ dừa Microsoft Excel 12.0 Answer Report Worksheet: [Book1]Sheet1 Report Created: 6/7/2012 3:38:47 PM Target Cell (Min) Cell $E$3 Name y Original Value 9.655 Final Value 7.59867463 Adjustable Cells Cell $B$3 $C$3 $D$3 Name x1 x2 x3 Original Value 0 Final Value 1.68 0.498230096 1.68 Constraints Cell Name Cell Value Formula $F$3 x1 1.68 $F$3>=-1.68 $G$3 x2 0.498230096 $G$3>=-1.68 $H$3 x3 1.68 $H$3>=-1.68 $I$3 x1 1.68 $I$3=-1.68 $J$5 c4 1.655555556 $J$5=-1.68 $I$5=-1.68 $I$5 x1 1.68 $I$5=-1.68 $I$4 x1 1.68 $I$4=-1.68 $I$4 x1 1.68 $I$4