Đánh giá thực trạng công nghệ sấy gỗ tại nhà máy chế biến gỗ thuộc công ty cổ phần xi măng tuyên quang

LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hồn thành khóa luận tốt nghiệp theo chƣơng trình đào tạo Đại học khóa học 2006 - 2010 trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam em xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo gia đình, bè bạn tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập thực đề tài Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo TS Vũ Huy Đại, giáo viên hƣớng dẫn tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm quý báu cho em suốt q trình hồn thành khóa luận Em xin tỏ lịng biết ơn đến thầy giáo khoa CBLS, thƣ viện trƣờng toàn thể cán bộ, công nhân viên nhà máy chế biến gỗ Công ty cổ phần xi măng Tuyên Quang Em cố gắng với tất nỗ lực thân, nhƣng nhiều hạn chế khách quan chủ quan nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp xây dựng thầy giáo bạn Em xin chân thành cảm ơn! Xuân Mai, ngày 14 tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực Nguyễn Hùng Vƣơng ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với phát triển ngành công nghiệp mũi nhọn giới, năm gần ngành công nghiệp chế biến gỗ (CBG) nƣớc ta đƣợc đầu tƣ phát triển mạnh mẽ, trở thành ngành cơng nghiệp có quy mơ lớn, đóng góp phần khơng nhỏ vào tiến trình cơng nghiệp hố đại hố chung đất nƣớc ta Trong cơng nghiệp CBG, hầu hết q trình gia cơng chế biến gỗ gỗ phải đƣợc sấy Vì gỗ loại vật liệu có cấu trúc tính chất khơng đồng nhất, phức tạp Mà đặc điểm bật gỗ hầu hết tính chất phụ thuộc vào độ ẩm gỗ Khi độ ẩm gỗ thay đổi dẫn đến thay đổi tính chất (kích thƣớc hình dạng) gỗ, nguyên nhân dẫn đến tƣợng khuyết tật gỗ nhƣ: cong vênh, nứt nẻ, mo móp…làm giảm giá trị sử dụng nhƣ giá trị kinh tế gỗ Vì muốn tăng giá trị sử dụng nhƣ giá trị kinh tế gỗ cần phải ổn định độ ẩm gỗ thời gian gia công sử dụng - tức phải sấy gỗ đến độ ẩm phù hợp đƣa vào gia công chế biến Nhƣ nói, sấy gỗ khâu cơng nghệ vơ quan trọng cần thiết q trình gia công chế biến gỗ Thực trạng công nghệ sấy gỗ cho biết trình độ sấy gỗ công ty Việc đánh giá thực trạng sấy gỗ công ty việc làm quan trọng cần thiết, giúp ta nắm rõ thực trạng sấy gỗ cơng ty Qua ta tìm giải pháp điều chỉnh công nghệ phù hợp kịp thời nhằm nâng cao chất lƣợng hiệu sấy gỗ cho công ty Do đƣợc đồng ý khoa chế biến lâm sản trƣờng đại học Lâm Nghiệp thực đề tài: “Đánh giá thực trạng công nghệ sấy gỗ nhà máy chế biến gỗ thuộc công ty cổ phần xi măng Tuyên Quang ” CHƢƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1.1 Khái quát vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới Trong thời kỳ gia công gỗ thủ công ngƣời ta hong phơi gỗ để làm giảm độ ẩm gỗ trƣớc lúc gia công chế biến Đến kỷ XIX trƣớc nhu cầu cấp bách nghành công nghiệp CBG, số xƣởng gỗ có khối lƣợng tƣơng đối lớn, có yêu cầu cao mặt chất lƣợng lúc bắt đầu xây dựng lị sấy thủ cơng với mơi trƣơng sấy khơng khí nóng, q nhiệt khí đốt Tuy nhiên trƣớc tình hình phát triển mạnh mẽ cơng nghiệp CBG, lị sấy thủ cơng cũ kỹ, suất thấp chất lƣợng đáp ứng yêu cầu khối lƣợng gỗ sấy lớn nƣớc cơng nghiệp phát triển Từ lị sấy công suất lớn, công nghệ thiết bị tiên tiến đƣợc xây dựng nhà máy chế biến gỗ tổng hợp Trong năm gần có nhiều cơng trình nghiên cứu chất q trình sấy, phƣơng pháp, quy trình, chế độ sấy gỗ với nhiều loại môi trƣờng, nguyên liệu sấy kiểu lò sấy khác ngày phát triển sâu rộng nƣớc giới nhằm hoàn thiện kỹ thuật công nghệ để rút ngắn thời gian sấy, tăng suất, chất lƣợng gỗ sấy, giảm giá thành sấy gỗ 1.1.2 Thực trạng kỹ thuật công nghệ sấy gỗ Việt Nam Ở Việt Nam, kỹ thuật cơng nghệ ngành cơng nghiệp CBG cịn yếu kém, phát triển chậm, sản xuất hàng tiêu dùng xuất chất lƣợng cao chƣa phát triển, nên kỹ thuật công nghệ sấy gỗ phát triển chậm cịn nhiều yếu Trƣớc đây, xí nghiệp sản xuất nhỏ lẻ, làng quê hong phơi tự nhiên phƣơng pháp phổ biến để làm giảm độ ẩm gỗ trƣớc đƣa vào gia cơng chế biến Trong năm gần ngành công nghiệp CBG nƣớc ta phát triển mạnh mẽ, đòi hỏi yêu cầu chất lƣợng ngày cao vấn đề nghiên cứu lị sấy cơng nghiệp trở nên cấp bách Trƣớc tình hình đó, cần phải đẩy mạnh công tác giảng dạy, đào tạo đội ngũ kỹ thuật cơng nhân lành nghề có đủ lực hoạt động lĩnh vực sấy gỗ, không ngừng tiến mặt kỹ thuật công nghệ sấy gỗ để ngành công nghiệp CBG nƣớc ta tiến kịp với ngành công nghiệp CBG nƣớc giới 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu khoá luận tốt nghiệp là: + Đánh giá đƣợc thực trạng công nghệ sấy gỗ nhà máy chế biến gỗ thuộc Công ty cổ phần xi măng Tuyên Quang + Đề xuất đƣợc giải pháp nâng cao chất lƣợng gỗ sấy nhà máy 1.3 Đối tƣợng nghiên cứu + Nguyên liệu: Loại nguyên liệu gỗ Keo đƣợc thu mua huyện xung quanh thị xã tỉnh lân cận + Quy trình sấy gỗ nhà máy + Chất lƣợng gỗ sấy nhà máy 1.4 Nội dung nghiên cứu + Tình hình sản xuất nhà máy + Khảo sát đánh giá thực trạng sấy gỗ nhà máy + Kiểm tra chất lƣợng gỗ sấy nhà máy + Đề xuất giải pháp nâng cao chất lƣợng gỗ sấy cho nhà máy 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu Các phƣơng pháp nghiên cứu để làm khoá luận bao gồm: + Phƣơng pháp nghiên cứu tổng quát: Kết hợp sở lý thuyết với trình khảo sát thực tế nhà máy +Phƣơng pháp kế thừa: Kế thừa tài liệu tiếp thu kiến thức đƣợc nghiên cứu từ trƣớc + Phƣơng pháp khảo sát thực tế: Căn qua khảo sát thực tế, vào số mẻ gỗ sấy cụ thể Công ty cổ phần xi măng Tuyên Quang - Nhà máy chế biến gỗ CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Các đặc tính tính chất gỗ liên quan đến cơng nghệ sấy gỗ Gỗ có cấu tạp phức tạp không đồng ảnh hƣởng điều kiện sinh trƣởng, tự nhiên biến động nhiên loại gỗ biểu đƣợc đặc thù có tính chất đặc trƣng cho loại gỗ qua có đƣợc tính chất lý đặc thù cho loại gỗ, ảnh hƣởng có tính chất quy luật đến q trình khơ gỗ Quá trình sấy gỗ tổng hợp trình vận chuyển nhiệt ẩm xảy gỗ trình trao đổi ẩm nhiệt xảy bề mặt gỗ ta không quan tâm cách có hệ thống đặc điểm cấu tạo gỗ nhƣ nhận mặt gỗ mà chủ yếu xem xét đặc điểm cấu tạo ảnh hƣởng đến trình vận chuyển nhiệt, vận chuyển ẩm, trao đổi ẩm, trao đổi nhiệt phần ảnh hƣởng đến trình co rút gỗ làm nảy sinh khuyết tật gỗ trình sấy 2.1.1 Đặc điểm cấu tạo + Hình thức phân bố tế bào mạch gỗ: Tế bào mạch gỗ vách dày, kích thƣớc lớn, loại gỗ có tế bào mạch gỗ xếp phân tán dễ sấy so với loại gỗ mạch vòng Khi sấy loại gỗ mạch vịng thƣờng có nhiều khuyết tật hơn, sấy gỗ có cấu tạo mạch vịng nên sấy chế độ mềm + Gỗ giác, gỗ lõi: Khả vận chuyển ẩm gỗ giác tốt gỗ lõi Gỗ lõi gỗ giác co rút khác chúng nằm gỗ sấy dễ nảy sinh khuyết tật + Tia gỗ: Nó ngun nhân gây nên chênh lệch tính chất chiều xuyên tâm chiều tiếp tuyến Kích thƣớc số lƣợng tia ảnh hƣởng đến chất lƣợng gỗ sấy + Chiều thớ gỗ: Chiều thớ gỗ ảnh hƣởng đến trình sấy nhƣ gỗ thẳng thớ dễ sấy gỗ chéo thớ, xoắn thớ loạn thớ + Thể bít, chất chiết suất, chất tích tụ: Thể bít tồn hạn chế nhiều đến trình di chuyển ẩm gỗ làm cho gỗ khô chậm + Lỗ thông ngang: Lỗ thông ngang đƣờng thoát hút nƣớc theo chiều ngang thân chặt hạ, cịn đƣờng ẩm hút ẩm trình sấy Do lỗ thơng ngang ảnh hƣởng trực tiếp đến q trình sấy 2.1.2 Tính chất +Khối lƣợng thể tích gỗ: Trong cơng nghệ sấy gỗ khối lƣợng thể tích gỗ đựơc xem nhƣ yếu tố định đến q trình khơ gỗ, nhân tố hàng đầu định việc lựa chọn chế độ sấy Gỗ có khối lƣợng thể tích lớn khả vận chuyển ẩm từ bên bên ngồi khó so với gỗ có khối lƣợng thể tích nhỏ Do gỗ có khối lƣợng thể tích lớn khó sấy so với gỗ có khối lƣợng thể tích nhỏ Gỗ có khối lƣợng thể tích lớn ta phải sử dụng chế độ sấy mềm với Tk T nhỏ thời gian sấy kéo dài + Điểm bão hòa thớ gỗ: Là ranh giới ẩm tự ẩm liên kết gỗ Điểm bão hòa thớ gỗ thời điểm mà nƣớc thấm đƣợc hút vào hay thoát Khi ẩm liên kết thoát hay hút vào làm thay đổi tính chất gỗ điểm bão hòa thớ gỗ đặc điểm quan trọng cần quan tâm sấy gỗ Nói cách khác mốc ranh giới thay đổi tính chất gỗ Trong q trình sấy co rút gỗ thay đổi độ ẩm gỗ thay đổi từ điểm bão hòa thớ gỗ trở xuống Sự co rút không sinh nội ứng suất gây hầu hết khuyết tật gỗ sấy Do cần ý đặc điểm sấy Độ ẩm bão hòa thớ gỗ phụ thuộc vào khối lƣợng thể tích chịu ảnh hƣởng nhiệt độ, nhiệt độ tăng độ ẩm bão hòa thớ gỗ giảm Độ ẩm bão hòa thớ gỗ loại gỗ khác khác Độ ẩm bão hịa thớ gỗ bình qn loại gỗ nƣớc ta xấp xỉ 30% (nếu nhiệt độ khoảng 20oC) + Độ ẩm thăng gỗ (EMC): Độ ẩm thăng gỗ độ ẩm mà tốc độ hút ẩm tốc độ nhả ẩm gỗ cân Quá trình nhả ẩm hút ẩm gỗ điều kiện định, hai q trình khơng hồn tồn nhƣ nhau, đạt đến trạng thái cân thƣờng có chênh lệch ẩm W =2-3% Độ ẩm thăng gỗ phụ thuộc vào loại gỗ, điều kiện môi trƣờng sấy: nhiệt độ độ ẩm tƣơng đối môi Mối quan hệ tảng cho trình xây dựng chế độ sấy + Tính dẫn nhiệt gỗ: Trong sấy gỗ tính dẫn nhiệt gỗ ảnh hƣởng trực tiếp q trình sấy gỗ Nó có ý nghĩa quan trọng giai đoạn làm nóng, xử lý nhiệt ẩm xử lý chừng, xử lý cuối ổn định gỗ sấy Các đại lƣợng đặc trƣng cho tính dẫn nhiệt gỗ sấy là: nhiệt dung riêng (tỷ nhiệt) gỗ, hệ số dẫn nhiệt gỗ, hệ số quán tính nhiệt gỗ - Nhiệt dung riêng gỗ: Là nhiệt lƣợng cần thiết tính Kcal để làm nóng kg gỗ tăng lên 1oC Nhiệt dung riêng gỗ phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ độ ẩm gỗ - Hệ số dẫn nhiệt gỗ: Hệ số dẫn nhiệt  gỗ đặc trƣng cho q trình dẫn nhiệt gỗ, có trị số nhiệt lƣợng cần thiết thông qua hai bề mặt có diện tích 1m2 cách 1m chênh lệch nhiệt độ hai bề mặt 1oC thời gian 1s Hệ số  phụ thuộc vào hƣớng truyền nhiệt, nhiệt độ độ ẩm gỗ, loại gỗ Khi độ ẩm tăng khả truyền nhiệt gỗ tăng + Tính dẫn điện gỗ: Phụ thuộc vào độ ẩm gỗ, nhiệt độ, loại gỗ Ngƣời ta ứng dụng tính chất dẫn điện gỗ để đo độ ẩm cho gỗ 2.2 Lò sấy thiết bị Hiện thực tế sản xuất có nhiều loại lị sấy đƣợc sử dụng, trƣớc thực tế việc phân loại lị sấy có ý nghĩa lý luận thực tiễn quan trọng Có thể phân loại lị sấy theo phƣơng pháp sấy: lò sấy đối lƣu, lò sấy chất lỏng, lò sấy ly tâm, lò sấy tiếp xúc, lò sấy cao tần lị sấy chân khơng Trong loại lị sấy lò sấy đối lƣu đƣợc sử dụng phổ biến chúng đƣợc phân loại theo kết cấu, theo môi trƣờng sử dụng, theo nguồn nhiệt, theo ngun lý hoạt động theo đặc tính tuần hồn mơi trƣờng sấy Khi phân loại lị sấy đối lƣu theo nguồn nhiệt có lị sấy đốt, lò sấy nƣớc, lò sấy điện trở Tuy nhiên ba loại lò sấy đƣợc phân loại theo nguồn nhiệt lị sấy với nguồn nhiệt nƣớc đƣợc sử dụng phổ biến công ty chế biến gỗ Việt Nam chúng có nhiều ƣu điểm bật nhƣ: chi phí cho việc đầu tƣ thiết bị không cao chất lƣợng gỗ sấy đảm bảo, nhƣ việc lắp đặt dễ dàng thuận tiện cộng với việc chi phí lƣợng cho trình sấy thấp 2.2.1 Nguyên lý hoạt động lò sấy nƣớc 2  0 I =0 d HÌnh 01: Sơ đồ nguyên lý hoạt động lị sấy nƣớc với mơi trƣờng sấy tuần hồn nhiều lần - Trạng thái khơng khí ngồi trời - Trạng thái khơng khí trƣớc đƣa vào đống gỗ - Trạng thái khơng khí sau qua đống gỗ - Hỗn hợp trạng thái khơng khí trạng thái (0 - 2) trƣớc đƣa vào thiết bị tản nhiệt Khơng khí trạng thái sau sau qua thiết bị tản nhiệt chúng đƣợc làm nóng thành khơng khí trạng thái Khơng khí trạng thái qua đống gỗ chúng tiếp xúc với đống gỗ, trình bay ẩm đƣợc thực đoạn - Khơng khí sau qua đống gỗ có trạng thái 2, chúng đƣợc thải ngồi phần, phần cịn lại chúng đƣợc trộn với khơng khí trạng thái - khơng khí ngun (mới ) tạo thành khơng khí trạng thái đƣa vào lị sấy thực chu kỳ khác Q trình - q trình làm nóng, q trình - trình sấy, trình - q trình trộn khơng khí 2.2.2 Sơ đồ cấu trúc lò sấy nƣớc Hình 02: Sơ đồ cấu trúc lị sấy nƣớc Trong đó: - Cửa trao đổi khí - Quạt gió – Dàn tản nhiệt - Trần phụ - Đống gỗ (Ta chủ yếu xét lò sấy nƣớc với đặc tính tuần hồn khơng khí tuần hồn ngang đứng) 2.2.3 Thiết bị lò sấy * Vỏ lò sấy: Với chức ngăn cách khơng gian lị sấy với mơi trƣờng xung quanh Ngồi vỏ lị sấy cịn đóng vai trị phận kiến trúc phân xƣởng Vỏ lị sấy phải có kết cấu bền vững, bảo đảm cách ẩm, cách nhiệt tốt * Cửa lò sấy: Cửa lò sấy cần đáp ứng yêu cầu cách ẩm, cách nhiệt, có kích thƣớc hình dạng ổn định, kín, bền, nhẹ, thao tác đóng mở dễ dàng *Thiết bị tản nhiệt: Chức cấp nhiệt nƣớc cho môi trƣờng sấy (đối với lò sử dụng nguồn nhiệt nƣớc) Thiết bị tản nhiệt có loại sau: ống gang có khoanh, ống thép trơn, dàn tản nhiệt *Thiết bị gia nhiệt: Bao gồm nồi van tách nƣớc - Nồi hơi: Đƣợc sử dụng rộng rãi lĩnh vực sấy gỗ Nó có tác dụng cấp nhiệt cho thiết bị sấy.Do nhiệt độ sấy không cao trƣờng hợp sử dụng nồi biệt lập (nồi dùng riêng cho sấy gỗ) nên sử dụng nồi có áp suất thấp (p