- Tìm các thông số công nghệ hợp lý, các giải pháp công nghệ tạo ván dăm
3.1.1.1. Nguyên liệu gỗ xà cừ và phương pháp gia công thành dăm
Gỗ xà cừ: tên khoa học – Khaya senegalensis A. juss thuộc nhóm 5 (phân loại theo QĐ 2198 – CNR – của Viện Công Nghiệp Rừng) hoặc nhóm 5 (phân loại theo NĐ 10 – CP – của Chính phủ).
Hình 3.1. Cây xà cừ - mặt cắt ngang gỗ xà cừ.
a. Một số tính chất cơ học của gỗ xà cừ
Ứng suất trượt dọc thớ 87,465(kG/cm2). Ứng suất nén dọc thớ 337,06(kG/cm2). Ứng suất nén ngang thớ XT 129,46(kG/cm2). Ứng suất nén ngang thớ TT 116,43(kG/cm2). Ứng suất kéo dọc thớ 666,07(kG/cm2). Ứng suất kéo ngang thớ 80,54(kG/cm2). Ứng suất uốn tĩnh 957,5(kG/cm2).
b. Một số tính chất vật lý và thành phần hóa học của gỗ xà cừ
Khối lượng thể tích cơ bản 0,675g/cm3, khối lượng thể tích ở độ ẩm 12% là 0,746g/ cm3. Co rút theo phương tiếp tuyến (TT): 5,31%. Co rút theo phương xuyên tâm (XT): 2,68% . Co rút dọc thớ: 0,37%.Tỷ lệ xenlulo 45,3% , tỷ lệ lignin 22,6%. c. Tính chất cơ học ván mỏng của gỗ xà cừ
Tính chất cơ học ván mỏng gỗ xà cừ kiểm tra theo tiêu chuẩn của Liên xô ГОСТ 20800 – 75 loại ván có chiều dày 0,5mm (sử dụng làm dăm nghiên cứu của
61,7kG/cm2; Giá trị trung bình của ứng suất kéo ngang thớ ván mỏng gỗ xà cừ 2,82kG/cm2; Giá trị trung bình của ứng suất kéo nghiêng thớ 450 ván mỏng gỗ xà cừ 6,36kG/cm2.
Xà cừ trồng ở bên trong một diện tích lớn, thì những khuyết tật tự nhiên như xoắn vặn, chùn thớ hầu như không còn và có thể sử dụng gỗ xà cừ làm nguyên liệu bóc ván mỏng phủ mặt ván dán hoặc ván dăm. Quá trình bóc ván để lại một lượng ván mỏng phế liệu có thể tận dụng làm ván dăm.
Gỗ cây xà cừ có ứng suất uốn tĩnh, ứng suất kéo dọc khá cao ... có thể tạo nên khả năng chịu lực của ván dăm. Nhưng ứng suất nén ngang cao sẽ đòi hỏi áp lực khi ép sản phẩm sẽ cao hơn những loại nguyên liệu có ứng suất nén ngang thấp. Khối lượng thể tích cơ bản 0,675g/cm3 (lớn hơn 0,6 g/cm3), khối lượng thể tích ở độ ẩm 12% là 0,746g/cm3 cũng là một trở ngại khi sản xuất ván dăm có khối lượng thể tích trung bình. Thành phần xenlulo và lignin tương đương những loại gỗ vẫn sử dụng sản xuất ván dăm thông dụng. Như vậy, gỗ xà cừ có thể sử dụng để sản xuất ván dăm nhưng cần lưu ý tính toán khối lượng thể tích của sản phẩm và áp lực ép ván thích hợp. Các trị số ứng suất dọc thớ, ngang thớ và nghiêng thớ của ván mỏng ở chiều dày 0,5mm sử dụng làm dăm để tạo ván cho thấy dăm có độ bền cơ học cao. Tuy nhiên trị số ứng suất ngang và nghiêng thớ cao cũng khó khăn khi nghiền đập ván mỏng phấ liệu thành dăm.
d. Phương pháp gia công dăm công nghệ
Phế liệu từ gỗ xà cừ có 2 loại chủ yếu: phế liệu trong quá trình bóc ván và cành ngọn sau khai thác.
+ Sản xuất dăm từ phế liệu ván mỏng.
Gỗ xà cừ sử dụng làm nguyên liệu sản xuất dăm chủ yếu là phế liệu trong quá trình sản xuất ván bóc để làm ván lớp ngoài trong quá trình sản xuất ván dán. Những phế liệu này thường đồng đều về chiều dày, khác nhau về kích thước chiều dài, chiều rộng và hình dạng. Độ ẩm trên 60%. Phế liệu gồm ván mỏng hư hỏng trong bóc ván, đầu chích (phần chiều dài nguyên liệu gỗ tròn để dư ra so với quy
cách ván mỏng, thường vào khoảng (7 ÷ 10)cm , ván mỏng trong quá trình xén ván, ván mỏng bóc trước khi khúc gỗ tròn đều.
Hình 3.2. Bóc ván xà cừ Hình 3.3. Phế liệu ván mỏng gỗ xà cừ
Hình 3.4. Máy nghiền búa
Đối với phế liệu ván mỏng từ quá trình bóc ván chỉ cần sử dụng máy nghiền búa (hình 3.4) với kích thước lỗ thóat dăm khác nhau để nghiền dăm. Với lỗ thoát dăm 15 mm, dăm thoát nhanh hơn, kích thước lớn. Sau đó sử dụng lưới thoát dăm có kích thước lỗ (6 ÷ 8)mm sẽ được dăm có kích thước đạt yêu cầu dăm công nghệ (hình 3.5).
+ Sản xuất dăm từ phế liệu lõi gỗ bóc và cành ngọn
Những phế liệu này đều có kích thước đường kính nhỏ. Lõi gỗ sau khi bóc ván mỏng có đường kính 3,5cm (bóc ván trên máy không chấu kẹp), 5,5cm (bóc ván trên máy có chấu kẹp). Chiều dài thường là (1,1; 1,3; 2,1; 2,5)m. Cành ngọn của gỗ xà cừ thường ít được chở về nơi sản xuất. Sử dụng máy băm dăm kiểu phay cắt tạo dăm mỏng 0,5mm, dài 25mm, rộng (4÷6)mm.
Hình 3.6. Lõi gỗ sau khi bóc và băm dăm từ lõi gỗ và cành ngọn
e. Phân loại dăm
+ Dụng cụ phân loại
Sử dụng bộ sàng thí nghiệm do Liên xô chế tạo (hình 3.7) để phân loại dăm gỗ xà cừ nghiền bằng máy nghiền búa.
Hình 3.7. Sàng thí nghiệm
+ Phương pháp phân loại
Cân 1500 gam dăm gỗ xà cừ đưa vào sàng trên các lưới sàng có mắt sàng từ 10mm đến mắt sàng nhỏ nhất 0,315mm. Dưới mắt sàng nhỏ nhất là bụi. Thí nghiệm lặp lại 3 lần. Thành phần dăm sau phân loại trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Phân loại dăm gỗ xà cừ TP phân loại …/10 10/5 5/2,5 2,5/1,25 1,25/0,63 0,63/0,315 Tỷ lệ phân loại 6,3 172,5 728,7 425,8 101,2 12,7 11,5 48,58 23,39 6,7 0,85 71,97 81,1 7,55
Hình 3.8. Dăm sau nghiền trước khi phân loại
Qua phân loại, dăm ở trên mặt sàng có mắt sàng 10mm chủ yếu là dăm có chiều dài trên 40mm trở lên, chiếm 6,3% tổng trọng lượng dăm phân loại. Đây là dăm có kích thước lớn hơn kích thước dăm công nghệ được sử dụng nên phải nghiền lại. Dăm qua mắt sàng 10mm đến trên mặt sàng 1,25 chiếm tỷ 81,1%. Lượng dăm còn lại sử dụng làm dăm lớp ngoài có tỷ lệ thấp khoảng (7÷8)% (dưới mắt sàng 1,25mm và trên mắt sàng 0,315mm). Vì vậy, muốn có dăm lớp ngoài cần phải nghiền riêng.
Trong thực tế có một lượng dăm, bột bụi khoảng 5% không thu hồi được qua các khâu nghiền và phân loại.
+ Sấy dăm công nghệ
Dăm sau khi nghiền được sấy hoặc phơi khô đến độ ẩm sử dụng khoảng (4÷6)%. Khi sử dụng chất kết dính là thạch dừa thì độ ẩm cần phải thấp, vì lượng nước chứa trong chất kết dính rất cao. Trong thí nghiệm chúng tôi sử dụng dăm sấy bằng thiết bị sấy trống quay có các thông số như sau (Hình 3.8): Nhiệt độ đầu vào (120÷140)0C, nhiệt độ khoảng giữa (250÷350)0C, nhiệt độ đầu ra (100÷130)0C, tốc độ quay của thân trống quay là 3 vòng /phút. Độ ẩm đầu vào của dăm (60÷70)%. Độ ẩm của dăm sau khi sấy để nguội 2 giờ là (3÷5)%. Độ ẩm đầu vào và đầu ra được xác định bằng phương pháp cân .
Hình 3.10. Thiết bị sấy dăm kiểu trống quay