NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ LÀM GIẢM KHẢ NĂNG CHÁY CỦA GỖ CAO SU

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ LÀM GIẢM KHẢ NĂNG CHÁY CỦA GỖ CAO SU Họ tên sinh viên: NGUYỄN THỊ HỒNG LIÊN Ngành: CHẾ BIẾN LÂM SẢN Niên khóa: 2006 – 2010 Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 7/2010 NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ LÀM GIẢM KHẢ NĂNG CHÁY CỦA GỖ CAO SU NGUYỄN THỊ HỒNG LIÊN Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kỹ sư ngành Chế biến lâm sản Giáo viên hướng dẫn: TS HOÀNG THỊ THANH HƯƠNG Thành phố Hồ Chí Minh Tháng năm 2010   i LỜI CẢM ƠN   Để có kiến thức hơm hồn thành luận văn tốt nghiệp này, xin chân thành cảm ơn:  Ban Giám Hiệu tồn thể q Thầy Cơ trường Đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh  Ban chủ nhiệm quý Thầy Cô khoa Lâm nghiệp, đặc biệt quý Thầy Cô môn Chế biến lâm sản truyền đạt kinh nghiệm cho năm học qua  TS Hoàng Thị Thanh Hương nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành đề tài  Cơng ty Nam Trung cung cấp cho nguyên liệu đạt yêu cầu để tơi thực đề tài  Công ty chế biến gỗ Trường Tiền hỗ trợ nhiệt tình cho tơi việc gia cơng mẫu với quy cách xác để tơi hồn thành tốt cơng việc nghiên cứu  Ba mẹ, người thân, bạn bè động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để tơi hoàn thành Luận văn TPHCM, ngày 30 tháng năm 2010 Nguyễn Thị Hồng Liên   ii TÓM TẮT Được phân công Bộ môn Chế biến lâm sản, đồng ý khoa Lâm nghiệp trường Đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh, tơi tiến hành đề tài “Nghiên cứu số thông số công nghệ làm giảm khả cháy gỗ cao su” phòng thí nghiệm mơn Chế biến lâm sản – khoa Lâm nghiệp – Trường đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh, thời gian thực từ ngày 22/02/2010 đến ngày 30/07/2010 Trước thực trạng nguồn tài nguyên rừng ngày cạn kiệt vấn đề đặt cho ngành Chế biến lâm sản làm để tăng tuổi thọ cho loại gỗ để giảm áp lực khai thác rừng, góp phần làm giàu vốn rừng bảo vệ mơi trường Chống cháy cho gỗ xem biện pháp hữu hiệu để vừa tăng thời gian sử dụng vừa tăng giá trị sử dụng sản phẩm gỗ Do thời gian thực đề tài có hạn nên chúng tơi nghiên cứu chống cháy cho loại gỗ, gỗ cao su  Mục đích nghiên cứu: Giảm khả bắt lửa gỗ, làm chậm tốc độ cháy giảm mức tổn thất khối lượng sản phẩm gỗ xử lý chống cháy so với sản phẩm gỗ ban đầu chưa xử lý  Nội dung nghiên cứu: Lựa chọn hóa chất chống cháy, xác định giá trị thơng số tối ưu, kiểm tra biến đổi tính chất mẫu gỗ thí nghiệm, đánh giá sơ hiệu kinh tế đề xuất công nghệ xử lý chống cháy cho gỗ cao su  Phương pháp nghiên cứu: Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm xử lý số liệu phần mềm Excel  Kết nghiên cứu: - Phương trình tương quan dạng mã hóa thực nghiệm hàm thời gian bén lửa sau: Y1 = 73,39 – 2,0151X1 + 6,1368X2 + 2,585X1X2 – 2,465X12 – 2,465X22   iii YTGBL = 27,9569 + 8,7324N + 1,5359T + 0,6463NT – 0,6163N2 – 0,6163T2 - Phương trình tương quan dạng mã hóa thực nghiệm hàm tổn thất khối lượng sau: Y2 = 22,023 – 1,6142X1 – 3,5258X2 – 1,7536X1X2 + 1,5349X12 – 4,0426X22 YTTKL = 49,8755 – 6,7275N + 10,708T – 0,4385NT + 0,3837N2 – 1,0108T2 - Giá trị tối ưu nồng độ dung dịch hóa chất thời gian ngâm gỗ xử lý hóa chất sau: + Nồng độ dung dịch hóa chất: 12,83% + Thời gian ngâm: 6,83h = 50 phút - Giá trị tối ưu thời gian bén lửa, tổn thất khối lượng sau: + Thời gian bén lửa: 77,41 s + Tổn thất khối lượng: 6,23%   iv SUMMARY Be assigned by the Department of Processing of Forestry products, the consent of the Faculty of Forestry of University of Agriculture and Forestry, Ho Chi Minh City, I have conducted the project "Study on some of the technological parameters to reduce flammability of rubber wood" in the laboratory of Department of Processing Forest products - Faculty of Forestry - University of Agriculture and Forestry, Ho Chi Minh City, the implementation period from the date 22/02/2010 to date 30/07/2010 Prior to the actual situation of forest resources increasingly depleted, the problem set for Processing forest products industry now is how to increase life expectancy for different types of wood to reduce pressure on forest exploitation, forest contribute to enrich and protect environment Fire-retardant for wood is considered an effective methods to increase the using time and also raise the value of wood products Because time is limited so we can only research on one kind of wood , which is rubber wood  Research purpose: To reduce the possibility of wood ignition, slow burning and reduce the weight of wood products which has been treated fire resistant wood compared with the initial untreated  Research content: Select chemical, conduct experiments, process data, valuate parameters, optimal test criteria and characteristics of wood samples after experimental treatment Chemical, preliminary evaluation of economic efficiency and improved processing technology for fire-retardant for rubber wood  Research methods: Using the method of experimental planning and data processing using Excel software  Research results:  - Correlation equation encoding of content and practice fire catching time as follows: Y1 = 73,39 – 2,0151X1 + 6,1368X2 + 2,585X1X2 – 2,465X12 – 2,465X22 YTGBL = 27,9569 + 8,7324N + 1,5359T + 0,6463NT – 0,6163N2 – 0,6163T2 - Equation correlation and encoding functions of the experimental losing weight as follows: Y2 = 22,023 – 1,6142X1 – 3,5258X2 – 1,7536X1X2 + 1,5349X12 – 4,0426X22   v YTTKL = 49,8755 – 6,7275N + 10,708T – 0,4385NT + 0,3837N2 – 1,0108T2 - The value of the optimal solution of the chemical concentration and soaking time as follows: + Liquid chemical concentration: 12.83% + Soak time: 6.83 h = hours 50 minutes - The value of the optimal fire catching time, losing weight as follows: + Fire catching time: 77.41 s + Lossing weight: 6.23%   vi MỤC LỤC Trang Trang tựa i Lời cảm ơn .ii Tóm tắt iii Summary v Mục lục vii Danh sách hình ix Danh sách bảng x Chương ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1.Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục đích mục tiêu nghiên cứu 1.2.1 Mục đích nghiên cứu .2 1.2.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn Chương TỔNG QUAN 2.1.Tình hình nghiên cứu chống cháy giới 2.2.Tình hình nghiên cứu chống cháy cho gỗ Việt Nam 2.3 Nhận xét chung tình hình nghiên cứu chống cháy Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nội dung nghiên cứu 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Phương pháp cổ điển .9 3.2.2 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 3.2.3 Phương pháp thí nghiệm 11 3.2.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm 13 3.2.5 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 14 3.3 Dụng cụ thí nghiệm 16 3.4 Giới hạn thông số công nghệ 18   vii Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19 4.1 Khảo sát đặc điểm cấu tạo, tính chất gỗ cao su liên quan đến công nghệ xử lý chống cháy 19 4.1.1 Cấu tạo thô đại .19 4.1.2 Cấu tạo hiển vi .19 4.1.3 Thành phần hóa học gỗ 20 4.2 Lựa chọn hóa chất chống cháy .22 4.2.1 Tính chất hóa học hóa chất thí nghiệm thức .24 4.2.2 Kiểm tra khả hòa tan nước hóa chất thí nghiệm thức 25 4.2.3 Cơ sở lý thuyết cản trở q trình cháy hóa chất thí nghiệm thức 26 4.2.4 Cơ sở lý thuyết khả thấm hóa chất gỗ ngâm tẩm 27 4.3 Xây dựng phương trình tương quan .27 4.3.1 Phương trình tương quan dạng mã hóa mục tiêu 27 4.3.2 Kiểm tra hệ số hồi quy tính tương thích mơ hình 29 4.3.3 Chuyển mơ hình dạng thực .29 4.3.4 Giải tốn tối ưu hóa 30 4.4 Kiểm tra tiêu, tính chất mẫu gỗ thí nghiệm sau xử lý 35 4.5 Đánh giá sơ hiệu kinh tế .39 4.6 Tổng hợp kết giá trị thông số công nghệ 39 4.7 Đề xuất công nghệ xử lý chống cháy cho gỗ cao su 41 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 5.1.Kết luận 42 5.2.Kiến nghị 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC   viii DANH SÁCH CÁC HÌNH   Hình 3.1 Phương pháp sấy mẫu gỗ thí nghiệm 12 Hình 3.2 Cân điện tử 16 Hình 3.3 Nhiệt kế 17 Hình 3.4 Đèn cồn 17 Hình 3.5 Tủ sấy 17 Hình 3.6 Mơ hình nghiên cứu 18 Hình 4.1 Cấu tạo thô đại gỗ cao su 19 Hình 4.2 Cấu tạo hiển vi gỗ cao su 20 Hình 4.3 Các loại hóa chất thí nghiệm thức (cơng thức HL.01) 25 Hình 4.4 Biểu đồ biểu diễn giá trị tối ưu mức trọng số tương ứng 35 Hình 4.5 Mẫu gỗ trước sau xử lý chống cháy 36 Hình 4.6 Phương pháp đo độ bền uốn tĩnh gỗ 36 Hình 4.7 Đề xuất cơng nghệ xử lý chống cháy cho gỗ cao su 41   ix Phụ lục 1: Số liệu thời gian bén lửa, thời gian cháy hoàn toàn mẫu thăm dò Thời gian bén lửa Thời gian cháy hoàn (s) toàn (s) 148 422 124 396 63 411 62 366 112 358 110 393 126 377 123 352 85 328 10 64 346 107 391 12 73 356 13 48 329 41 279 15 37 317 16 31 286 35 308 18 38 259 19 34 303 35 270 21 38 279 22 31 322 33 275 37 315 35 256 33 297 Số thứ tự mẫu Công thức Nồng độ (%) 11 14 17 20 23 HL.01 HL.01 HL.01 HL.01 HL.02 HL.02 HL.02 HL.02 10 15 20 10 15 20 24 25 26 HL.03 27 45 346 28 50 332 47 378 30 65 385 31 86 367 155 418 33 96 344 34 116 340 150 346 36 72 367 37 84 319 65 380 39 44 269 40 37 265 54 311 42 37 302 43 40 295 43 297 51 335 29 32 35 38 41 44 45 HL.03 HL.04 HL.04 HL.05 HL.05 HL.06 15 15 15 10 Phụ lục 2: Kết xử lý số liệu phân tích phương sai ANOVA hàm thời gian bén lửa SUMMARY OUTPUT Regression Statistics Multiple R 0,964106 R Square 0,9295 Adjusted R Square 0,885438 Standard Error 2,051184 Observations 14 ANOVA df SS MS F Significance F Regression 443,774 88,75473 21,09514 Residual 33,6588 4,207355 Total 13 477,432 0,0002 Coefficients Standard Error t Stat P-value Intercept 73,39 0,83739 87,64113 3,21E-13 X Variable -2,01513 0,72526 -2,7785 0,02398 X Variable 6,136754 0,72526 8,461481 2,91E-05 X Variable -2,465 0,75482 -3,2657 0,011429 X Variable -2,465 0,75482 -3,2657 0,011429 X Variable 2,585 1,02559 2,520496 0,035781 Phụ lục 3: Kết xử lý số liệu phân tích phương sai ANOVA hàm tổn thất khối lượng SUMMARY OUTPUT Regression Statistics Multiple R 0,979514 R Square 0,959448 Adjusted R Square 0,934103 Standard Error 1,213165 Observations 14 ANOVA Significance df SS MS F F Regression 278,5715 55,7143 37,85534 2,32E-05 Residual 11,77415 1,471769 Total 13 290,3457 Coefficients Standard Error t Stat P-value Intercept 22,0233 0,495272 44,46711 7,22E-11 X Variable -1,6142 0,428951 -3,76308 0,00552 X Variable -3,5258 0,428951 -8,21952 3,59E-05 X Variable 1,5349 0,446433 3,438066 0,008849 X Variable -4,0426 0,446433 -9,05542 1,77E-05 X Variable -1,7536 0,606582 -2,89099 0,020168 Phụ lục 4: Kết tối ưu hóa hàm mục tiêu thời gian bén lửa Y1 = 73,39 – 2,0151X1 + 6,1368X2 + 2,585X1X2 – 2,465X12 – 2,465X22 Target Cell (Max) Original Cell Name Value $O$33 y1 73,39 Final Value 77,4117329 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $M$33 x1 0,332675449 $N$33 x2 1,414 Constraints Cell Name $M$33 x1 $N$33 x2 $M$33 x1 $N$33 x2 Cell Value Formula 0,332675449 $M$33=-1.414 Not Binding 2,828 Phụ lục 5: Kết tối ưu hóa hàm mục tiêu tổn thất khối lượng Y2 = 22,023 – 1,614X1 – 3,526X2 – 1,754X1X2 + 1,5349X12 – 4,043X22 Target Cell (Min) Original Cell Name Value Final Value $M$25 y2 22,0233 6,225384356 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $K$25 x1 1,333569071 $L$25 x2 1,414 Cell Value Formula Constraints Cell Name $K$25 x1 $L$25 x2 $K$25 x1 $L$25 x2 1,333569071 $K$25=-1.414 Status Slack Not Binding 0,080430929 Binding Not Binding 2,747569071 Not Binding 2,828 Phụ lục 6: Kết tối ưu hóa hàm hai mục tiêu YC với trọng số  = 0,1 YC = 3,2787 – 0,236X1 – 0,5018X2 + 0,2187 X12 – 0,5876 X22 – 0,2502 X1X2 Target Cell (Min) Original Cell Name Value $J$12 y chung 3,2787 Final Value 0,996683109 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $H$12 x1 1,348383173 $I$12 x2 1,414 Cell Name Cell Value $H$12 x1 $I$12 x2 $H$12 x1 $I$12 x2 Constraints Formula 1,348383173 $H$12=-1.414 Status Slack Not Binding 0,065616827 Binding Not Binding 2,762383173 Not Binding 2,828 Phụ lục 7: Kết tối ưu hóa hàm hai mục tiêu YC với trọng số  = 0,2 YC = 3,0197 – 0,2126X1 – 0,4372X2 – 0,2187X1X2 + 0,1909X12 – 0,5259X22 Target Cell (Min) Original Cell Name Value $J$12 y chung 3,0197 Final Value 0,993391825 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $H$12 x1 1,366793605 $I$12 x2 1,414 Cell Name Cell Value $H$12 x1 $I$12 x2 $H$12 x1 $I$12 x2 Constraints Formula 1,366793605 $H$12=-1.414 Status Slack Not Binding 0,047206395 Binding Not Binding 2,780793605 Not Binding 2,828 Phụ lục 8: Kết tối ưu hóa hàm hai mục tiêu YC với trọng số  = 0,3 YC = 2,7608 – 0,1893X1 – 0,3727X2 – 0,1872X1X2 + 0,163X12 – 0,4641X22 Target Cell (Min) Original Cell Name Value $J$12 y chug 2,7608 Final Value 0,989752568 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $H$12 x1 1,392640491 $I$12 1,414 x2 Constraints Cell Name $H$12 x1 $I$12 x2 Cell Value Formula 1,392640491 $H$12=-1.414 Not Binding 2,806640491 Not Binding 2,828 Phụ lục 9: Kết tối ưu hóa hàm hai mục tiêu YC với trọng số  = 0,4 YC = 2,5018 – 0,166X1 – 0,3081X2 – 0,1557X1X2 + 0,1352X12 – 0,4024X22 Target Cell (Min) Cell Name Original Value Final Value y $J$12 chung 2,5018 0,985878032 Adjustable Cells Cell Name Original Value Final Value $H$12 x1 1,414 $I$12 x2 1,414 Constraints Cell Name Cell Value Formula Status Slack $H$12 x1 1,414 $H$12=-1.414 Not Binding 2,828 Phụ lục 10: Kết tối ưu hóa hàm hai mục tiêu YC với trọng số  = 0,5 YC = 2,2429 – 0,1427X1 – 0,2435X2 – 0,1241X1X2 + 0,1074X12 – 0,3406X22 Target Cell (Min) Cell Name Original Value $J$12 y chung 2,2429 Final Value 0,982429009 Adjustable Cells Cell Name Original Value Final Value $H$12 x1 1,414 $I$12 x2 1,414 Constraints Cell Name Cell Value Formula Status Slack $H$12 x1 1,414 $H$12=-1.414 Not Binding 2,828 Phụ lục 11: Kết tối ưu hóa hàm hai mục tiêu YC với trọng số  = 0,6 YC = 1,9839 – 0,1193X1 – 0,179X2 – 0,0926X1X2 + 0,0795X12 – 0,2789X22 Target Cell (Min) Cell Name Original Value Final Value $J$12 y chung 1,9839 0,978280168 Adjustable Cells Cell Name Original Value Final Value $H$12 x1 1,414 $I$12 x2 1,414 Formula Constraints Cell Name Cell Value Status Slack $H$12 x1 1,414 $H$12=-1.414 Not Binding 2,828 Phụ lục 12: Kết tối ưu hóa hàm hai mục tiêu YC với trọng số  = 0,7 YC = 1,7249 – 0,096X1 – 0,1144X2 – 0,0611X1X2 + 0,0517X12 – 0,2171X22 Target Cell (Min) Cell Name Original Value Final Value $J$12 y chung 1,7249 0,974531206 Adjustable Cells Cell Name Original Value Final Value $H$12 x1 1,414 $I$12 x2 1,414 Formula Constraints Cell Name Cell Value Status Slack $H$12 x1 1,414 $H$12=-1.414 Not Binding 2,828 Phụ lục 13: Kết tối ưu hóa hàm hai mục tiêu YC với trọng số  = 0,8 YC = 1,466 – 0,0727X1 – 0,0499X2 – 0,0296X1X2 + 0,0238X12 – 0,1553X22 Target Cell (Min) Cell Name Original Value Final Value $J$12 y chung 1,466 0,970540904 Adjustable Cells Cell Name Original Value Final Value $H$12 x1 1,414 $I$12 x2 1,414 Formula Constraints Cell Name Cell Value Status Slack $H$12 x1 1,414 $H$12=-1.414 Not Binding 2,828 Phụ lục 14: Kết tối ưu hóa hàm hai mục tiêu YC với trọng số  = 0,9 YC = 1,207 – 0,0494X1 + 0,0147X2 + 0,0019X1X2 – 0,004X12 – 0,0936X22 Target Cell (Min) Original Cell Name Value Final Value $J$12 y chung 1,207 0,917422698 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $H$12 x1 1,414 $I$12 x2 1,414 Formula Constraints Cell Name Cell Value Status Slack $H$12 x1 1,414 $H$12=-1.414 Not Binding 2,828 ... gian ngâm hóa chất xử lý gỗ (h) Bảng 3.1: Biến thi n yếu tố nghiên cứu Mức khoảng Giá trị biến thi n mã Mức + Mức +1 Mức sở Mức -1 Mức - Khoảng thi n biến Giá trị thực thông số X1 (N) : Nồng... su 39   x Chương ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1.Tính cấp thi t đề tài Cháy nổ mối hiểm họa đe dọa sống người Thời gian gần đây, nhiều vụ cháy lớn xảy liên tiếp gây thi t hại lớn người tài sản Theo Cục Cảnh... 3.2.3.3.Phương pháp xử lý gỗ Do thời gian thực đề tài có giới hạn, điều kiện tiến hành thí nghiệm thi u thốn nhiều thi t bị gỗ cao su loại gỗ mềm, xốp, khả thấm hút chất chống cháy tốt nên chọn phương pháp