(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu công nghệ xử lý nguyên liệu tre măng ngọt (dendrocalamus latiflorus) dùng trong sản xuất sản phẩm tre ép khối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGỌC PHƯỚC PHẠM LÊ HOA NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU TRE MĂNG NGỌT (Dendrocalamus latiflorus) DÙNG TRONG SẢN XUẤT SẢN PHẨM TRE ÉP KHỐI Ngành: Kỹ thuật Chế biến lâm sản Mã số: 9549001 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1: PGS.TS Cao Quốc An 2: GS.TS Trần Văn Chứ HÀ NỘI 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận án Tiến sỹ kỹ thuật: “Nghiên cứu công nghệ xử lý nguyên liệu tre Măng (Dendrocalamus latiflorus) dùng sản xuất sản phẩm tre ép khối” mã số 9549001 cơng trình nghiên cứu riêng Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận án hoàn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác hình thức Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ buận án Tiến sĩ lời cam đoan Hà Nội, tháng 11 năm 2021 Nghiên cứu sinh Phạm Lê Hoa Xác nhận duyệt luận án người hướng dẫn Người Hướng dẫn Người Hướng dẫn PGS TS Cao Quốc An GS TS Trần Văn Chứ CHƯƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1 Cơng nghệ xử lý nhiệt công nghệ sản xuất tre ép khối 1.1.1 Công nghệ xử lý nhiệt Những năm gần đây, chất lượng sống ngày cao, việc sử dụng hóa chất để xử lý biến tính tre làm hạn chế phạm vi sử dụng tre Trong loại phương pháp biến tính phương pháp biến tính nhiệt coi thân thiện nhất, q trình xử lý khơng sử dụng loại hóa chất mà thông qua tác dụng nhiệt độ làm thay đổi tính chất tre, tạo sản phẩm có tính tốt, đáp ứng yêu cầu sử dụng Từ đó, mở rộng phạm vi sử dụng nguyên liệu tre Vì vậy, phương pháp biến tính nhiệt ngày nhà nghiên cứu quan tâm ứng dụng phương pháp cho xử lý loại tre rừng trồng nguyên liệu họ tre trúc Hiện tại, nước Châu Âu Hà Lan, Pháp, Đức, Phần Lan thiết lập công nghệ biến tính nhiệt điển hình: PlatoWood Hà Lan, Le Bois Perdure Rectification Pháp, ThermoWood Phần Lan, OHT- Oil Heat Treatment Đức; sở cơng nghệ đó, đăng ký phát minh sáng chế ứng dụng rộng rãi sản xuất công nghiệp Công nghệ xử lý nhiệt PlatoWood (biến tính thủy - nhiệt) Hà Lan sử dụng công đoạn khác tiến hành xử lý tre, gỗ kết hợp trình nhiệt giải nước với sấy ổn định hóa Trong q trình xử lý, tác dụng thủy nhiệt làm cho cấu trúc hóa học tre, gỗ biến đổi, dẫn đến thay đổi tính chất tre, gỗ Phương pháp xử lý chủ yếu cấu thành từ hai cơng đoạn công đoạn sấy trung gian Giai đoạn thứ nhất, tiến hành xử lý tre, gỗ tươi điều kiện nhiệt độ từ 160-220oC với áp suất định môi trường ẩm thời gian định, giai đoạn tiến hành trì nhiệt độ đến độ ẩm tre, gỗ đạt độ ẩm yêu cầu sau chuyển sang tiến hành giai đoạn thứ hai, giai đoạn tre, gỗ đặt môi trường có nhiệt độ 170-190oC, tiến hành xử lý nhiệt độ cao ổn định hóa Thời gian xử lý q trình phụ thuộc loại tre, gỗ.[40] Cơng nghệ xử lý dầu nhiệt (OHT) sử dụng loại dầu thực vật từ tự nhiên thơng qua vịng tuần hồn kín tiến hành xử lý tre Nhiệt độ thường dùng từ 160oC trở lên Công nghệ xử lý nhiệt dầu có chi phí cao so với cơng nghệ xử lý thủy nhiệt [30] Công nghệ xử lý nhiệt Retification sử dụng tre, gỗ phơi khô (MC khoảng 12%), tiến hành xử lý nhiệt độ 200-240oC, mơi trường khí N2 có hàm lượng O2 5% Với công nghệ này, nhiệt độ xử lý cuối q trình xử lý có ảnh hưởng lớn đến độ bền tự nhiên cường độ tre, gỗ Tre, gỗ sau xử lý, độ bền tự nhiên tăng lên đáng kể, mức độ thay đổi phụ thuộc vào loại tre, gỗ nhiệt độ, thời gian xử lý [17] Công nghệ xử lý nhiệt ThermoWood sử dụng tre, gỗ sấy tiến hành xử lý nhiệt môi trường nước Sản phẩm công nghệ phân thành hai cấp ThermoS ThermoD, “S-Stability” thể tính ổn định, “DDurability” thể độ bền tự nhiên, đặc biệt khả chống mối mọt, mục Loại cơng nghệ ThermoD thích hợp sử dụng làm cơng trình kiến trúc ngồi trời, đồ gia dụng… Hiện tại, công nghệ đạt nhiều thành tựu đáng kể, sản phẩm có thị trường lớn so với cơng nghệ cịn lại [17] Đặc điểm tre xử lý nhiệt - Ổn định kích thước cao: Sau tre xử lý nhiệt tính hút nước, hút ẩm của tre giảm xuống, tỉ lệ co rút dãn nở tre giảm rõ rệt, hệ số chống co rút, dãn nở tăng lên Do vậy, sau xử lý nhiệt tre có tính ổn định kích thước cao Rất thích hợp làm vật liệu tre ép khối (với yêu cầu ổn định kích thước cao) -Màu sắc ổn định: Sau xử lý nhiệt, màu sắc tre chuyển từ màu nhạt sang màu đậm hơn, trình sử dụng màu sắc tương đối ổn định - Nâng cao khả chống vi sinh vật, côn trùng phá hoại: Khả chống vi sinh vật, côn trùng phá hoại tre sau xử lý nhiệt cải thiện rõ rệt Do, trình xử lý nhiệt nhiệt độ làm cho chất dinh dưỡng độ ẩm tre thay đổi, phá hoại môi trường sinh tồn vi sinh vật nấm mốc, dẫn đến loại trừ phá hoại điều kiện cần thiết để tồn côn trùng, nấm loại vi sinh vật tự nhiên khác làm cho khả chống vi sinh vật, trùng nâng lên [36] - An tồn, thân thiện với môi trường: Xử lý nhiệt cho tre công nghệ sử dụng tác nhân vật lý, trình xử lý sử dụng nhiệt độ nước khí trơ, khơng cho thêm hóa chất nào, tre xử lý nhiệt an tồn với mơi trường, loại vật liệu thân thiện với mơi trường [36] -Tính chất học tre thay đổi: Tre sau xử lý nhiệt, lượng lớn hemicellulose bị phân giải phận lignin bị thay đổi cấu trúc, làm cho số tiêu tính chất học tre có xu hướng giảm sút nhiệt độ xử lý cao, thời gian xử lý dài độ bền kéo trượt màng keo giảm; độ bền uốn tĩnh vật liệu tăng nhiệt độ xử lý 150oC giảm nhiệt độ xử lý 160oC; modul đàn hồi biến đổi không rõ nét [11], [41] - Khả thấm ướt giảm: Tre sau xử lý nhiệt, hàm lượng nhóm –OH giảm, góc tiếp xúc chất lỏng tre tăng lên, làm giảm khả thấm ướt Do vậy, tre xử lý nhiệt thích hợp sử dụng nơi có độ ẩm cao[36], [41] - Dễ tạo hình, tạo dáng, dễ nén ép, có khả thẩm thấu keo cao 1.1.2 Công nghệ sản xuất tre ép khối phổ biến Việt Nam [7] Tre ép khối loại composite đặc biệt tre, tạo từ nan tre số loại chất kết dính (keo) chuyên dùng phù hợp với mục đích sử dụng Qua q trình công nghệ đặc thù, nan tre chất kết dính tạo nên vật liệu composite có khối lượng thể tích tính chất học tương đương với loại gỗ nhóm II, III rừng tự nhiên Cơng nghệ sản xuất tre ép khối thường trải qua công đoạn Hình 1.1 Hình 1.1 Sơ đồ bước sản xuất tre ép khối (1) Tre nguyên liệu Khơng phải loại tre sử dụng để sản xuất ván tre ép, chúng cần phải đảm bảo tiêu chí kỹ thuật nhằm cho sản phẩm có chất lượng tốt Tại Việt Nam, Tre lựa chọn nguồn nguyên liệu cho sản xuất ván ép tre phải loài tre có đường kính lớn Thân có kích thước lớn với đường kính trung bình 8-10 cm Cây trồng thu hoạch khoảng thời gian từ 5-6 năm Tuy nhiên tre Măng độ tuổi khai thác từ 3-4 năm, chất lượng nguyên liệu thấp nên thường phải xử lý biến tính để nâng cao chất lượng nguyên liệu Đối với tre nói chung, nhiều chuyên gia đánh giá nguồn tài nguyên tái sinh, vật liệu bền vững tương lai Những tre đạt chuẩn tre phát triển hồn thiện, có độ cứng độ bền tốt Tre thu hoạch cách chặt hạ cây, cắt bỏ cành cắt khúc thành nhiều đoạn có chiều dài khoảng 300 cm (Hình 1.2) Hình 1.2 Tre nguyên liệu “Nguồn: Nguyễn Quang Trung 2016” (2) Cắt khúc bổ ống Các khúc tre đạt tiêu chí chất lượng đưa qua phận máy trẻ nan tre Nan tre sau tách có kích thước tương đương nhờ vào khoảng cách lưỡi cẳt trịn đo sẵn kích thước Q trình cắt khúc tùy thuộc vào loại kích thước sản phẩm yêu cầu, nhiên chiều dài kích thước cắt khúc thông thường lựa chọn khoảng m Công tác bổ thực máy chẻ dạng ép thủy lực tịnh tiến, tre bổ làm 2-4 phần tùy thuộc vào đường kính thân tre Hình 1.3 Bổ nan tre máy chẻ ống “Nguồn: Nguyễn Quang Trung 2016” (3) Bào - cán dập Đây công đoạn giúp cho nan tre thơ có có độ đồng phẳng chiều dày, loại bỏ phần cật bụng để tăng khả bám dính thẩm thấu keo cho cơng đoạn Tre sau bổ nan đưa vào máy bào hai mặt loại bỏ cật, bụng sau cán dập để tăng khả thẩm thấu keo Hình 1.4 Bào cán dập tre “Nguồn: Nguyễn Quang Trung 2016” (4) Xử lý nhiệt Trong thành phần tre có chứa đường, lignin, nguồn dinh dưỡng hấp dẫn mọt, mối Để tránh không bị mọt cơng tre nhà sản xuất phải ngâm nước thời gian dài để chất đường phân hủy Khi đường, tinh bột tre phân hủy Do đó, thức ăn cho mọt hết khơng cịn mơi trường cho mọt sinh sống Ngày nay, công ty, phân xưởng chế biến sản phẩm tre khơng chọn phương pháp ngâm thời gian dài xử lý kéo dài tốn kém, đồng thời cịn gây nhiễm cho nguồn nước Hiện nay, Công nghệ xử lý tiên tiến hấp nhiệt độ cao để đẩy nhanh trình phân hủy đường, tinh bột (Hình 1.5) Theo phương pháp này, hấp chất đường nhanh chóng hịa tan nước thải sợi tre Cũng cách nhà sản xuất giảm thời gian, giảm chi phí kiểm sốt vấn đề ô nhiễm nguồn nước Khi không đường, tinh bột nguồn thức ăn cho mối, mọt khơng cịn Do đó, mối mọt giảm xâm nhập vật liệu qua xử lý nhiệt Hình 1.5 Lị xử lý nhiệt cho nan tre “Nguồn: Nguyễn Quang Trung 2016” Sau xử lý nhiệt tre để ổn định môi trường thường tối thiểu 24h trước làm công đoạn (5) Tẩm keo cho tre Tre sau xử lý nhiệt ổn định đạt độ ẩm định tre đem nhúng keo Tại công đoạn này, lưu ý nhúng đảm bảo keo nhúng điền đầy bề mặt khe nứt nan tre Trong trình nhúng, tre phủ lớp nhựa phenolic đồng bề mặt ván tre mỏng thơng qua q trình chảy, thẩm thấu thấm ướt Đồng thời, nhựa dính vào lắng đọng vết nứt hình thành lăn phân hủy vào khoang tế bào nhu mô, thành tế bào mô gần phần mở rộng vết nứt Khả ngâm tẩm thiết bị đạt nhờ điều hòa phối hợp hàm lượng rắn chất kết dính, phương pháp ngâm tẩm, thời gian ngâm tẩm hàm lượng nước thiết bị Hàm lượng rắn có ảnh hưởng đáng kể đến khả ngâm tẩm, khả ngâm tẩm thiết kế tùy theo đặc tính cơng dụng khối tre ép Hình 1.6 Nhúng keo cho nan tre “Nguồn: Nguyễn Quang Trung (2016)” (6) Sấy khô, phơi khô màng keo Công đoạn thường áp dụng nhúng keo phenol với mục đích làm giảm độ ẩm có keo để tránh tượng nổ ván ép, tăng khả dán dính giảm thời gian ép Công đoạn sấy thường sấy lị sấy nước, kiểu tuần hồn ngang (hình 1.7), nhiệt độ sấy nằm khoảng 40-50 oC, thời gian sấy khoảng 60 phút Thời gian sấy dài hay ngắn tùy thuộc vào loại keo, chiều dày phơi tre Hình 1.7 Sấy màng keo ( Nguồn: Nguyễn Quang Trung “2016”) 10 (7) Ép khối Tre xếp vào khuôn sắt có khả chịu lực cao để ép tạo khối, thời gian nhiệt độ ép tùy thuộc vào kích thước sản phẩm, loại keo độ ẩm nguyên liệu Trường hợp sử dụng keo phenol phương pháp ép nguội cần phải có khâu sấy đóng rắn Công nghệ ép tre chủ yếu bao gồm ép nóng ép nguội (đóng rắn nóng) Trong q trình ép khn, cấu trúc vi mơ, thành phần hóa học, tính chất lý tre nhựa có thay đổi đáng kể Áp suất cao đặt trình ép cho hai phương pháp Sự khác biệt q trình ép nóng kèm với q trình truyền ẩm nhiệt, khối tre làm nóng mềm dần Q trình ép nguội khơng có truyền nhiệt ẩm Ảnh hưởng hai trình ép khn lên đặc tính vật liệu có liên quan đến nhiệt độ, thời gian, áp suất, trình giảm áp suất, mật độ kiểu ép khn Những yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính lưu biến nhựa q trình dán sau xác định đặc tính bề mặt liên kết, cuối thể khác biệt tính chất sản phẩm Hình 1.8 Máy ép khuôn ép tre “Nguồn: Nguyễn Quang Trung 2016” (8) Sấy đóng rắn Nhựa phenolic phản ứng với độ nhớt thấp sử dụng trình ngâm tẩm cho tre Sau ngâm tẩm, phận tre làm khơ để chuẩn bị ép Keo cần phải có kết hợp hai pha với hàm lượng thành phần dễ bay thấp, thời gian bảo 153 3.3 Khảo nghiệm đề xuất qui trình 3.3.1 Khảo nghiệm kết tối ưu Kết khảo nghiệm chế độ tối ưu ảnh hưởng đến tính chất tre có bảng 3.36 thể hình 3.27 Bảng 3.36 Kết khảo nghiệm chế độ tối ưu Kết khảo nghiệm Sai số Khối lượng riêng (g/cm3) 1,1 1,09 1,0092 Độ trương nở chiều dày (%) 8,65 8,66 0,9988 Độ bền uốn tĩnh (MPa) 136,60 136,25 1,0026 Độ bền nén (MPa) 74,21 73,13 1,0148 136.6 136.25 Kết chế độ tối ưu Chỉ tiêu KHỐI LƯỢNG RIÊNG (G/CM3) 74.21 8.66 8.65 1.09 1.1 Kết khảo nghiệm 73.13 Kết chế độ tối ưu ĐỘ TRƯƠNG NỞ CHIỀU DÀY (%) ĐỘ BỀN UỐN (MPA) ĐỘ BỀN NÉN (MPA) Hình 3.28 Biểu đồ so sánh kết khảo nghiệm vàchế độ tối ưu Căn vào bảng 3.36 đồ thị 3.28, nhận thấy sai số chế độ khảo nghiệm chế độ tối ưu khuyên chọn đạt mức thấp giá trị sai lệch không lớn 2% Mức độ tin cậy đạt 98% Kết hoàn toàn tin tưởng áp dụng cho sản xuất 154 Với kết so sánh với kết sản phẩm tre ép khối công ty BWG (thông tin trang web công ty BWG) cho thấy khối lượng riêng sản phẩm luận án có giá trị thấp (1,09 so với 1,1), độ trương nở có giá trị tương đương 3.3.2 Đề xuất qui trình sản xuất tre ép khối sử dụng tre Măng biến tính nhiệt 3.3.2.1 Sơ đồ cơng nghệ (Cơng đoạn 1) Tạo phôi tre - Tre Măng độ tuổi từ đến 4, lựa chọn chiều dài 3m phạm vi thân (từ 1,3 m cách gốc đến ngọn) - Bổ ống làm đến bốn phần để tạo kích thước tre có chiều rộng 100 mm, chiều dài 1; 2; m - Cán dập bào nan chiều dày 12 mm (Công đoạn 2) Sấy tre - Sấy tre bào độ ẩm 19- 20% Thường xuyên kiểm tra độ ẩm - Sau sấy xong đưa sang công đoạn xử lý nhiệt để biến tính nhiệt (Cơng đoạn 3) Xử lý nhiệt độ cao Xử lý nhiệt độ cao cho tre môi trường chân không với thông số xử lý sau: Nhiệt độ xử lý: 153 oC; Thời gian xử lý: khoảng (123 phút); Áp suất chân không: 0,1 Bar (Công đoạn 4) Ổn định tre (Công đoạn 5) Nhúng keo ép nguội Nhiệt độ 20±3 oC, độ ẩm 65±5%, thời gian ngày - Nhúng keo PF (Phenol Formadehyde)trong thời gian từ 10 đến 15 phút Sấy tre nhúng keo độ ẩm 15% - Ép khối phương pháp ép nguội: Áp suất ép 75 MPa (Cơng đoạn 6) Sấy đóng rắn Sấy gia nhiệt: Nhiệt độ sấy từ 80-140 oC, thời gian sấy đóng rắn 4,5 phút/1mm chiều dày (Cơng đoạn 7) Ổn định tre ép khối Dỡ khuôn, Để tre ép khối mơi trường có nhiệt độ 20±3 o C, độ ẩm 65±5%, thời gian ngày Hình 3.29.Sơ đồ cơng nghệ sản xuất tre ép khối biến tính nhiệt 155 3.3.2.2 Mơ tả quy trình Cơng đoạn 1: Tạo phôi gỗ Bước 1: Cắt tre - Nguyên liệu: Tre Măng có độ tuổi từ 3-4 năm tuối, tre khơng bị mục ải, khơng bị gãy - Máy móc thiết bị chính: Cưa đĩa, cưa xăng - Thiết bị hỗ trợ, kiểm tra: Xe nâng, thước đo dây, thước kẹp - Mô tả: Cắt khúc theo cấp chiều dài sau: 1000, 2000, 3000 mm tùy theo kích thước yêu cầu Cách thức cắt lựa chọn theo: Hình 3.30 Hình 3.30 Sơ đồ cắt khúc tre dùng để sản xuất ván ép khối biến tính nhiệt Bước 2: Bổ ống, bào, cán dập Bổ ơng theo hình 3.31 Đối với tre có đường kính nhỏ 15cm bổ ống làm phần nhau, tre có đường kính lớn 15 cm bổ ống thành phần Hình 3.31 Phương án bổ ống tre 156 Cán dập bào nan kích thước: 12 x 100 x l, mm Kích thước thay đổi theo đơn hàng chiều dày không sai lệch 5mm Công đoạn 2: Sấy nan tre Sấy tre lò sấy để tre đạt độ ẩm 19-20% Nhiệt độ sấy không cao 100 oC Khi sấy cần phải có kê lớp nan tre, lớp nan xếp cách kê để đảm bảo độ ẩm nan dồng đều, kích thước kê đảm bảo tối thiểu 20 x 20 mm (Hình 3.32) Hình 3.32 Phương pháp xếp đống sấy Công đoạn 3: Xử lý nhiệt độ cao Tre sau sấy độ ẩm yêu cầu đưa đến thiết bị xử lý nhiệt để xử lý nhiệt độ cao chân không Nhiệt độ xử lý: 153 oC; Thời gian xử lý: khoảng (123 phút); Áp suất chân không: 0,1 Bar Thiết bị: Sử dụng loại bình xử lý nhiệt- chân khơng có khả tăng nhiệt nhanh có hiển thị nhiệt độ, áp suất chân khơng Công đoạn 4: Ổn định tre Đặt tre môi trường có nhiệt độ 20±3 oC, độ ẩm 65±5%, thời gian ngày Nơi đặt phải môi trường tránh mưa, nắng Nên đặt kho có hệ thống điều nhiệt, điều ẩm ánh sáng Thiết bị hỗ trợ: Máy đo nhiệt, máy đo ẩm 157 Công đoạn 5: Nhúng keo ép tre Bước 1: Nhúng keo Loại keo: PF (phenol fomadehyde) có thơng số sau: Độ nhớt keo 30 oC 20-80 cP; Độ pH 9,5-10,5; Hàm lượng khô (3 giờ, 135 °C) 48-52%; Khả hòa tan nước (25°C) lớn 20 lần Nhúng tre cho nan tre ngập sâu keo khoảng 3-5 mm Thời gian nhúng từ 10-15 phút Lượng keo thấm 300-400 kg/tấn tre Bước 2: Sấy khơ Tồn nan tre sau sấy khô độ ẩm 15%, Nhiệt độ sấy không 60 oC Bước 3: Ép khối Tre sau sấy đạt độ ẩm yêu cầu đưa vào máy ép nguội để thực nén ép Máy ép cần đảm bảo yêu cầu sau, máy phải đạt áp lực tối thiểu 75MPa Khi ép cần có khn ép để định hình khối, khn ép phải có khả chịu lực ép lớn 75MPa có khóa để định hình khối (ngăn đàn hồi khối tre) khoảng cách khóa khơng lớn 50 cm Hình 3.33 Ép khối tre máy ép nguội có khn ép Cơng đoạn 6: Sấy đóng rắn keo Sau ép xong mang khuôn ép vào sấy đóng rắn màng keo nhiệt độ 80-140 oC tùy theo loại thiết bị Có thể sấy theo cấp sau thiết bị sấy băng tải: Vùng 1: 3m đầu nhiệt độ môi trường; Vùng 2: 3m nhiệt độ 80 oC 158 -120 oC;Vùng 3: 3m tiếp 120oC -135oC; Vùng 4: 21m tiếp nhiệt độ 130 oC -140 oC; Vùng 5: 10m tiếp nhiệt độ 80 oC -130 oC; Vùng 6: 5m nhiệt độ môi trường Thời gian sấy: 4,5 phút/1mm chiều dày cho vùng 2, 3, 4,5 Thời gian sấy cho vùng 10 phút, vùng 20 phút Thiết bị sấy: Máy sấy băng tải, máy ép nhiệt, lò xử lý nhiệt độ cao Thiết bị hỗ trợ: Thiết bị đo nhiệt Công đoạn 7: Ổn định tre ép khối Dỡ khuôn, để tre ép khối môi trường có nhiệt độ 20±3 oC, độ ẩm 65±5%, thời gian ngày Tránh đặt tre sát mặt đất, khoảng cách cách đất tổi thiểu 30 cm, khối tre cần xếp cách khoảng 2-3 cm 159 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận án: “Nghiên cứu công nghệ xử lý nguyên liệu tre Măng dùng sản xuất sản phẩm tre ép khối” đạt kết sau: (1) Ảnh hưởng thông số xử lý nhiệt đến chất lượng tre nguyên dạng - Nhiệt độ, thời gian xử lý nhiệt độ ẩm tre có ảnh hưởng rõ nét đến khối lượng riêng, độ dãn nở xuyên tâm, độ bền uốn tĩnh độ bền nén dọc nguyên liệu tre Măng Cụ thể: Khối lượng riêng độ dãn nở xuyên tâm giảm tăng tăng nhiệt độ, tăng thời gian xử lý giảm độ ẩm tre; Độ bền uốn tĩnh, độ bền nén dọc độ bền trượt màng keo tăng nhẹ nhiệt độ thời gian xử lý tăng - Khi nhiệt độ xử lý cao 160oC, thời gian dài 120 phút độ ẩm 15% độ bền uốn tĩnh,độ bền nén dọc độ bền trượt màng keo có xu hướng giảm nhẹ; Khi nhiệt độ cao 180oC thời gian xử lý dài 180 phút độ ẩm 12% độ bền uốn tĩnh, độ bền nén độ bền trượt màng keo có xu hướng giảm mạnh - Cấu tạo hiển vi tre xử lý nhiệt có nhiều thay đổi so với tre chưa xử lý Lỗ mạch tế bào mô mềm lớn hơn, xuất nhiều vết nứt tre xử lý nhiệt.Đây yếu có lợi cho xâm nhập nhựa PF vào cấu trúc vi mơ tre từ hình thành liên kết chéo cao polyme nhiệt rắn tre ép khối (2) Ảnh hưởng thông số xử lý nhiệt đến chất lượng tre ép khối Nhiệt độ, thời gian xử lý nhiệt độ ẩm tre có ảnh hưởng rõ nét đến khối lượng riêng, độ dãn nở xuyên tâm, độ bền uốn tĩnh độ bền nén dọc tre Măng ép khối Cụ thể: Tre ép khối từ nguyên liệu qua xử lý nhiệt có kết độ bền uốn tĩnh nén dọc thớ cao với mẫu tre ép khối có nguyên liệu chưa xử lý nhiệt Tuy nhiên nhiệt độ cao 180 oC thời gian xử lý dài 180 phút độ ẩm 12% độ bền uốn tĩnh độ bền nén dọc tre ép khối có xu hướng giảm mạnh - Thơng số tối ưu xử lý nhiệt cho tre: Nhiệt độ (153,14 oC), Thời gian (123,26 160 phút) độ ẩm tre 19,91% Áp suất chân không 0,1 Bar - Cả hai mẫu tre ép khối có xử lý nhiệt khơng xử lý nhiệt có khả kháng nấm tốt tức số DSI thấp số DSI tiêu chuẩn mức thấp 89,4 Chỉ số DSI mẫu tre ép khối xử lý nhiệt chế độ tối ưu đạt 70,96 mẫu tre ép khối không xử lý nhiệt đạt 80,84 Khả kháng nấm mẫu tre ép khối xử lý nhiệt tốt mẫu tre ép khối không xử lý nhiệt - Chất lượng tre ép khối đạt qua số tiêu chí sau: Khối lượng riêng đạt 1,09 g/cm3, độ trương nở chiều dày đạt 8,66%; độ bền uốn tĩnh đạt 136,25 MPa, độ bền nén dọc đạt 73,13 MPa (3) Qui trình sản xuất tre ép khối Luận án đưa qui trình sản xuất tre ép khối từ nguyên liệu Tre Măng gồm cơng đoạn mơ tả rõ việc thực các công đoạn Kiến nghị (1) Để định hướng giải pháp gia công phù hợp cho tre ép khối cần nghiên cứu khả gia công tre máy thông dụng (2) Luận án chưa đánh giá số tiêu chí như, độ bám dính mạch keo, độ bền tự nhiên, khả trang sức tre ép khối, cần có cơng trình khác nghiên cứu riêng vấn đề (3) Cần có đánh giá khách quan tính hiệu kinh tế việc sử dụng tre ép khối biến tính với loại gỗ rừng trồng phổ biến gỗ Keo, Thông (4) Trên sở kết Luận án tồn chưa nghiên cứu thành phần chất hòa tan tre Măng ngọt, cần có cơng trình nghiên cứu cấu tạo thành phần hóa học tre trước sau xử lý cách chuyên sâu (5) Triển khai nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nguyên liệu Tre măng dùng sản xuất sản phẩm tre ép khối vào sản xuất đưa sản phẩm phổ biến thị trường 161 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Năm công Tên báo bố Ảnh hưởng xử lý nhiệt tre Măng 2019 (Dendrocalamus latiflorus)s đến tính chất học ván tre ép khối 2021 Tên tạp chí góp Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Lâm Đồng tác giả nghiệp Ảnh hưởng nhiệt độ, thời gian xử Tạp chí Khoa lý nhiệt độ ẩm tre đến số tính học Cơng chất tre Măng (Dendrocalamus nghệ Lâm latiflorus) Mức độ đóng nghiệp Đồng tác giả 162 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Cao Quốc An Phạm Văn Chương (2007), "Nghiên cứu tính sản xuất bột giấy từ tre Việt Nam", Tạp chí NN PTNT 17, tr 73-77 Trương Hồi Chính (2010), "Nghiên cứu khả chịu lực vật liệu tre hỗn hợp (composite) ứng dụng xây dựng", Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 4, tr 7-15 Phạm Văn Chương Nguyễn Trọng Kiên (2013), "Ảnh hưởng thơng số cơng nghệ đến tính chất học, vật lí sản phẩm tre ép khối", Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Lâm nghiệp 1, tr 78-87 Nguyễn Thị Hương Giang Hoàng Mạnh Thường (2017), "Ảnh hưởng độ ẩm đến biến đổi nhiệt độ bên ván trình ép nhiệt cao tần ván ép khối tre" Nguyễn Vũ Giang cộng (2017), "Nghiên cứu số tính chất vật liệu polyme compozit PA11/bột tre có sử dụng chất tương hợp PVA", Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Việt Nam 20(9) Phan Thanh Giàu (2012), Nghiên cứu biện pháp xử lý nâng cao chất lượng nguyên liệu tre, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng Nguyễn Quang Trung (2019), "Nghiên cứu công nghê ̣ sản xuấ t tre ép khối làm vâ ̣t liê ̣u xây dựng và nô ̣i thấ t vùng Tây Bắ c", Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội Nguyễn Quang Trung Phạm Văn Chương (2014), "Hồn thiện cơng nghệ sản xuất ván cốp pha từ tre luồng", Tạp chí Khoa học lâm nghiệp 1, tr 3224-3230 Nguyễn Văn Xuyến (2002), Hoá lý cấu tạo phân tử liên kết hoá học,, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Tài liệu tiếng Anh 10 11 12 13 14 UMK Anwar cộng (2009), "Effect of curing time on physical and mechanical properties of phenolic-treated bamboo strips", Industrial crops products 29(1), tr 214-219 Martina Bremer cộng (2013), "Effects of thermal modification on the properties of two Vietnamese bamboo species Part II: Effects on chemical composition", BioResources 8(1), tr 981-993 Rachel A Burton, Michael J Gidley Geoffrey B Fincher (2010), "Heterogeneity in the chemistry, structure and function of plant cell walls", Nature chemical biology.6(10), tr 724-732 ID Cave (1997), "Theory of X-ray measurement of microfibril angle in wood", Wood science technology 31(4), tr 225-234 Valérie Cornuault cộng (2015), "Monoclonal antibodies indicate low- 163 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 abundance links between heteroxylan and other glycans of plant cell walls", Planta 242(6), tr 1321-1334 PV Chuong (2011), Influences of the hydro-thermal treatment on physical properties of Acacia auriculiformis wood, 2011 International Symposium on Comprehensive Utilization of Wood Based Resources Zhejiang A&F University, Lin'an, Zhejiang, tr 105-110 Patrick G Dixon Lorna J Gibson (2014), "The structure and mechanics of Moso bamboo material", Journal of the Royal Society Interface 11(99), tr 20140321 Bruno Esteves Helena Pereira (2009), "Wood modification by heat treatment: A review", BioResources 4(1), tr 370-404 Huajian Gao cộng (2003), "Materials become insensitive to flaws at nanoscale: lessons from nature", Proceedings of the national Academy of Sciences 100(10), tr 5597-5600 D Grosser W Liese (1973), "Present status and problems of bamboo classification", Journal of the Arnold Arboretum 54(2), tr 293-308 Dietger Grosser Walter Liese (1971), "On the anatomy of Asian bamboos, with special reference to their vascular bundles", Wood Science technology 5(4), tr 290-312 Meisam K Habibi Yang Lu (2014), "Crack propagation in bamboo's hierarchical cellular structure", Scientific reports 4(1), tr 1-7 Meisam K Habibi cộng (2016), "Viscoelastic damping behavior of structural bamboo material and its microstructural origins", Mechanics of Materials 97, tr 184-198 Cécile Hervé, Susan E Marcus J Paul Knox (2011), "Monoclonal antibodies, carbohydrate-binding modules, and the detection of polysaccharides in plant cell walls", The plant cell wall, Springer, tr 103-113 Yuxiang Huang cộng (2019), "Progress of bamboo recombination technology in China", Advances in Polymer Technology 2019 Ingomar Jäger Peter Fratzl (2000), "Mineralized collagen fibrils: a mechanical model with a staggered arrangement of mineral particles", Biophysical journal 79(4), tr 1737-1746 Susheel Kalia, BS Kaith Inderjeet Kaur (2011), Cellulose fibers: bio-and nanopolymer composites: green chemistry and technology, Springer Science & Business Media Chih-Hsuan Lee cộng (2018), "Effects of thermal modification on the surface and chemical properties of moso bamboo", Construction Building Materials 178, tr 59-71 Walter Liese (1998), The anatomy of bamboo culms, Vol 18, Brill 164 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 IM Low, ZY Che BA Latella (2006), "Mapping the structure, composition and mechanical properties of bamboo", Journal of materials research 21(8), tr 19691976 RD Manalo MN Acda (2009), "Effects of hot oil treatment on physical and mechanical properties of three species of Philippine bamboo", Journal of Tropical Forest Science, tr 19-24 Lesley McCartney, Susan E Marcus J Paul Knox (2005), "Monoclonal antibodies to plant cell wall xylans and arabinoxylans", Journal of Histochemistry Cytochemistry 53(4), tr 543-546 Fandan Meng cộng (2019), "Improvement of dimensional stability, and biological resistance of bamboo‐ composites", Polymer Composites 40(2), tr 506-513 Fandan Meng cộng (2019), "Improvement of dimensional stability, and biological resistance of bamboo‐ composites", Polymer Composites 40(2), tr 506-513 RJ Murphy KL Alvin (1992), "Variation in fibre wall the water repellency, based fiber reinforced the water repellency, based fiber reinforced structure in bamboo", IAWA Journal 13(4), tr 403-410 Lin Ni cộng (2016), "Manufacture and mechanical properties of glued bamboo laminates", BioResources 11(2), tr 4459-4471 Cong Trung Nguyen cộng (2012), "The effects of thermal modification on the properties of two Vietnamese bamboo species, Part I: effects on physical properties", BioResources 7(4), tr 5355-5366 Narayan Parameswaran (1980), "Ultrastructural aspects of bamboo cells", Technology 14, tr 587–609 Jin-qiu Qi cộng (2012), "Morphologies of crushed bamboo veneer used for bamboo-based fiber composites", China Wood Industry 26(2), tr 6-9 L Qin (2010), "Effect of thermo-treatment on physical, mechanical properties and durability of reconstituted bamboo lumber", Beijing: Chinese Academy Of Forestry Andreas O Rapp (2001), Review on heat treatments of wood, Proceedings of special seminar, Antibes, France W Razak cộng (2005), "Effect of heat treatment using palm oil on properties and durability of Semantan bamboo", Journal of Bamboo Rattan 4(3), tr 211-220 A Sakakibara (1980), "A structural model of softwood lignin", Wood Science technology 14(2), tr 89-100 Rafidah Salim cộng (2010), "Effect of oil heat treatment on physical 165 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 properties of semantan bamboo (Gigantochloa scortechinii Gamble)", Modern Applied Science 4(2), tr 107 Kade Schmitz, Skye Dascher Shalto Dascher (2019), "Effects of Heat Treatment on the Dimensional Stability and Mechanical Properties of Guadua Bamboo", Material engineering 214 K Schulgasser A Witztum (1992), "On the strength, stiffness and stability of tubular plant stems and leaves", Journal of theoretical biology 155(4), tr 497-515 Weiwei Shangguan cộng (2015), "Strength models of bamboo scrimber for compressive properties", Journal of Wood Science 61(2), tr 120-127 Harini Sosiati Harsojo (2014), "Effect of combined treatment methods on the crystallinity and surface morphology of kenaf bast fibers", Cellulose Chemistry Technology.48(1-2), tr 33-43 Ihak Sumardi Shigehiko Suzuki (2014), "Dimensional stability and mechanical properties of strandboard made from bamboo", BioResources 9(1), tr 1159-1167 Ihak Sumardi Shigehiko %J BioResources Suzuki (2014), "Dimensional stability and mechanical properties of strandboard made from bamboo" 9(1), tr 1159-1167 Divino Eterno Teixeira, Rodrigo Pinheiro Bastos Sergio Alberto de Oliveira Almeida (2015), "Characterization of glued laminated panels produced with strips of bamboo (Guadua magna) native from the brazilian cerrado", Cerne 21(4), tr 595-600 T Tono K Ono (1962), "The layered structure and its morphological transformation by acid treatment", Journal of Japanese Wood Research Society 8, tr 245-249 Razak Wahab cộng (2013), "Chemical composition of four cultivated tropical bamboo in genus Gigantochloa", Journal of Agricultural Science 5(8), tr 66 Ulrike GK Wegst cộng (2015), "Bioinspired structural materials", Nature materials 14(1), tr 23-36 David V Wilbrink cộng (2010), "Scaling of strength and ductility in bioinspired brick and mortar composites", Applied Physics Letters 97(19), tr 193701 Sina Youssefian Nima Rahbar (2015), "Molecular origin of strength and stiffness in bamboo fibrils", Scientific reports 5(1), tr 1-13 Yanglun Yu cộng (2019), "The reinforcing mechanism of mechanical properties of bamboo fiber bundle‐ reinforced composites", Polymer Composites 40(4), tr 1463-1472 Hong Yun cộng (2016), "Effect of heat treatment on bamboo fiber 166 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 morphology crystallinity and mechanical properties", Wood Res-Slovakia 61, tr 227-233 Ulysses José Zaia cộng (2015), "Production of particleboards with bamboo (Dendrocalamus giganteus) reinforcement", BioResources, tr 1424-1433 Ya Mei Zhang, Yang Lun Yu Wen Ji Yu (2013), "Effect of thermal treatment on the physical and mechanical properties of Phyllostachys pubescen bamboo", European Journal of Wood Products 71(1), tr 61-67 Yamei Zhang Wenji Yu (2015), "Changes in surface properties of heat-treated Phyllostachys pubescens bamboo", BioResources 10(4), tr 6809-6818 He Zhao, Kang-ping Lu Jin-guo Lin (2015), "Effect on Properties of Phyllostachys Heterocycla Cv Pubescens by Heat Treatment with Oil Medium", Forestry Machinery Woodworking Equipment tr 12 RJ Zhao cộng (2010), "Effects of steam treatment on bending properties and chemical composition of moso bamboo (Phyllostachys pubescens)", Journal of Tropical Forest Science, tr 197-201 Raimo Alén, Eeva Kuoppala Pia Oesch (1996), "Formation of the main degradation compound groups from wood and its components during pyrolysis", Journal of analytical and Applied Pyrolysis 36(2), tr 137-148 Mihaela Campean, Sachio Ishll Sergiu Georgescu (2017), "Drying time and quality of eds-treated compared to untreated beech wood (Fagus japonica)", Pro Ligno 13(3), tr 23-30 Fan-dan Meng cộng (2016), "Surface chemical composition analysis of heat-treated bamboo", Applied Surface Science 371, tr 383-390 Ya Mei Zhang, Yang Lun Yu Wen Ji Yu (2013), "Effect of thermal treatment on the physical and mechanical properties of Phyllostachys pubescen bamboo", European Journal of Wood and Wood Products 71(1), tr 61-67 Yamei Zhang, Wenji Yu Yahui Zhang (2013), "Effect of steam heating on the color and chemical properties of Neosinocalamus affinis bamboo", Journal of Wood Chemistry and Technology 33(4), tr 235-246 A Witek et a (2014), "Application of response surface methodology and artificial neural network methods in modelling and optimization of biosorption process", Bioresource Technology PHỤ LỤC ... thuật sản xuất tre ép khối nghiên cứu phát triển kỹ thuật ép, ngâm tẩm keo q trình cơng nghệ sản xuất tre ép khối thực Ban đầu nguyên liệu cho sản xuất tre ép khối phế liệu trình sản xuất sản phẩm. .. cam đoan Luận án Tiến sỹ kỹ thuật: ? ?Nghiên cứu công nghệ xử lý nguyên liệu tre Măng (Dendrocalamus latiflorus) dùng sản xuất sản phẩm tre ép khối? ?? mã số 9549001 cơng trình nghiên cứu riêng tơi... cao tần ván ép khối tre Nghiên cứu sử dụng ván tre ép khối làm vật liệu nghiên cứu, ván tre ép nhiệt cao tần điều kiện độ ẩm nguyên liệu khác nhau, trình ép nhiệt cao tần ván ép khối tre tiến hành