Chương 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
4.2. Chứng minh giả thuyết
4.2.2. Thực nghiệm đối chứng
a) Cắt khúc gỗ đối chứng (cắt khúc theo doanh nghiệp): Thực tế sản xuất hiện nay, các nhà máy chế biến gỗ không quan tâm đến gỗ ở phần nào của cây mà chỉ căn cứ vào chiều dài sản phẩm để cắt khúc.
Để kiểm chứng đề xuất về phương pháp cắt khúc mà luận án đề ra, chúng tôi lựa chọn mẫu đối chứng trên cùng một cây gỗ nhằm giảm thiểu sai số để so sánh phương pháp cắt khúc đề xuất với phương pháp cắt khúc thông dụng hiện nay đồng thời so sánh phương pháp xẻ hỗn hợp với phương pháp xẻ suốt, cụ thể nhƣ sau: Trên mỗi khúc gỗ tròn, chúng tôi tiến hành lấy 2 khúc gỗ: Khúc thứ nhất - ĐC1, dài 1.500 mm có một phần ở gốc và một phần ở giữa; Khúc 2 - ĐC2, dài 1.500 mm có một phần ở giữa và một phần ở ngọn (xem hình vẽ 4.14), vì cách cắt khúc trong thực tế của các doanh nghiệp tại Lào là cắt theo chiều dài 2 m, nhƣ vây sẽ có một số khúc có cả 2 phần (phần gốc và giữa) khúc 3 - 4 và khúc 7 - 8 (gốc và ngọn).
Hình 4.14. Cát khúc cây thử nghiệm - TN1, TN2, TN3 là phần xẻ thí nghiệm (theo tính toán).
- ĐC1, ĐC2 là xẻ đối chứng(theo phương pháp xẻ thực tế của nhà máy).
Phương pháp so sánh chọn nhiều điểm khác nhau trong cùng một cây cũng là một phương pháp dùng để so sánh.
b) Thông số chung về sản phẩm xẻ
- Ván xẻ dùng cho sản xuất đồ mộc dân dụng và ván ghép thanh trong nhà máy chế biến gỗ đang sử dụng thực tế trong sản xuất hiện nay.
- Kích thước như sau: Chiều dày x rộng x dài = 30 x 45 x 1500 (mm) - Độ ẩm: Sau khi xẻ khoảng 60 - 75 % và sau khi sấy khoảng 12 % c) Thiết bị xẻ
Là dùng loại cƣa vòng nằm LT70 của Mỹ, có các thông số kỹ thuật nhƣ sau:
- Chiều dài đường ray : 8 m - Chiều rộng cƣa: 2,3 m - Chiều cao cƣa: 3,3 m - Khói lƣợng: 2,059 kg
- Chiều dài gỗ (nguyên liệu) tối đa: 6,1 m - Đường kính khúc gỗ tối đa: 910 mm - Năng suất: 2,2 m3/giờ
- Tổng công suất: 22,4 KW
Thiết bị xẻ này được dùng cho cả 2 phương pháp xẻ theo thí nghiệm và xẻ suốt theo thực tế của nhà máy để khống chế sai số trong khâu xẻ.
Hình 4.15. Cƣa vòng năm LT70 của Mỹ
d)Phương pháp xẻ và trình tự xẻ
Để so sánh phương pháp xẻ suốt hiện nay các công ty chế biến gỗ tại Lào và đang sử dụng và phương pháp xẻ hỗn hợp đề suất, chúng tôi tiến hành xẻ nhƣ sau:
- Phương pháp xẻ suốt với cấp đường kính 250 mm: Với phương pháp xẻ này, sơ đồ và trình tự xẻ đƣợc thể hiện ở hình 4.16.
Bản đồ xẻ xẻ gỗ Bạch đàn trắng đối chứng, d = 250 mm
a. Kích thước sản phẩm b. Trình tự xẻ
Hình 4.16. Lập bản đồ xẻ với phương pháp xẻ hộp hai mặt, D=250 mm
Từ sơ đồ xẻ hình 4.16 cho thấy, đây là phương pháp xẻ có ưu điểm nhất định, quá trình xẻ không cần xoay lật gỗ nhiều, làm tăng năng suất lao động.
Với đường kính 250 mm, tổng số ván xẻ thu được là 16 thanh, trong đó có 4 tấm ván xuyên tâm, 10 tấm ván tiếp tuyến và 4 tấm ván bán xuyên tâm.
- Phương pháp xẻ suốt với cấp đường kính 280 mm: Với phương pháp xẻ này, sơ đồ xẻ và trình tự xẻ đƣợc thể hiện ở hình 4.17.
Bản đồ xẻ xẻ gỗ Bạch đàn trắng đối chứng, d = 280 mm
a. Kích thước sản phẩm b. Trình tự xẻ
Hình 4.17. Lập bản đồ xẻ với phương pháp xẻ hộp hai mặt, D=280 mm
Từ sơ đồ xẻ hình 4.17 cho thấy, đây là phương pháp xẻ có ưu điểm nhất định, quá trình xẻ không cần xoay lật gỗ nhiều, làm tăng năng suất lao động.
Với đường kính 280 mm, tổng số ván xẻ thu được là 26 thanh, trong đó có 8 tấm ván xuyên tâm, 14 tấm ván tiếp tuyến và 4 tấm ván bán xuyên tâm.
Mô tả trình tự xẻ nhƣ sau:
Bước 1: Gỗ tròn được xẻ thành hộp 2 mặt.
Bước 2: Xoay lật hộp 2 mặt một góc 900, xẻ tiếp hai mạch xẻ thành ván hộp 4 mặt.
Bước 3: Xẻ hộp đó thành các loại ván xẻ.
Bước 3: Xẻ ván xẻ thành sản phẩm: dày x rộng: 30 x 45 (mm).
Bước 4: Xác định mức độ khuyết tật.
Bước 5: Tiến hành sấy gỗ.
e) Sấy ván xẻ
- Thiết bị sấy: Ván sau khi xẻ được tiến hành sấy bằng lò sấy hơi nước thông dụng (Lò sấy CAXE) dùng cho phòng thí nghiệm của Khoa lâm nghiệp, Đại học Quốc gia Lào, có các thông số kỹ thuật nhƣ sau:
• Loại lò sấy: Lò sấy hơi nước bán tự động.
• Công suất sinh hơi: 1.000 kg hơi/giờ
• Áp suất làm việc: 10 kG/cm2.
• Nhiệt độ tối đa: 183 oC.
• Kích thước vỏ lò: Rộng: 2,2 m; sâu: 2.8 m; cao: 2,6 m
• Dung tích thực: 2,5 m3
Hình 4.18. Lò sấy hơi nước CAXE
- Chế độ sấy:
Kết quả nghiên cứu phần trên cho thấy, Bạch đàn trắng là loại gỗ sự biến động lớn về khối lƣợng riêng theo chiều cao thân cây; có độ co rút lớn và biến động nhiều theo chiều cao thân cây và theo phương bán kính; ngoài ra do cấu tạo của gỗ làm cho nước trong gỗ thoát nhanh, do đó dễ biến dạng trong quá trình sấy. Theo kết quả nghiên cứu của TS. Đỗ Văn Bản cho thấy chế độ sấy hạ bậc thang với tốc độ giảm độ ẩm là 5%, nhiệt độ không đổi T = 50 0C có thể hạn chế đƣợc khuyết tật của ván xẻ đến mức thấp nhất, do vậy chúng tôi chọn chế độ sấy theo bảng 4.7.
Bảng 4.7. Chế độ sấy gỗ Bạch đàn trắng với = 5 % Thời gian
xử lý (giờ)
Độ ẩm không khí
(%)
Độ ẩm trung bình của mẫu thí nghiệm WTB(%)
0 100 70,4
16 100 69,9
24 95 69,8
40 95 64,9
46 90 61,9
51 90 61,7
64 90 59,6
70 85 57,9
77 85 56,4
91 80 51,1
96 80 48,9
100 80 47,9
112 75 46,8
117 75 46,6
120 75 45,7
132 70 43,0
136 70 36,7
141 65 36,2
152 65 33,4
159 60 33,4
176 60 31,8
182 60 30,3
185 55 27,9
201 55 25,8
205 50 22,3
223 50 20,2
232 50 19,1
258 45 17,1
277 45 15,4
293 40 14,0
298 40 12,4
324 40 11,3
f) Kết quả kiểm tra khuyết tật ván sau xẻ và sau sấy
Sau khi xẻ, ván xẻ được tiến hành đo đạc kích thước, tỷ lệ cong và nứt sau đó đƣợc đƣa vào lò sấy với các thông số chế độ sấy nhƣ trên. Sau khi sấy gỗ xẻ đến độ ẩm ván đạt 10 ± 2 %, tiếp tục đo các thông số trên, kết quả nhƣ sau:
- Đối với gỗ tròn có cấp đường kính d = 250 mm
Kết quả kiểm tra khuyết tật ván sau xẻ và sau sấy với cấp đường kính gỗ tròn d = 250 mm đƣợc ghi ở bảng sau:
Bảng 4.8. Mức độ không khuyết tật gỗ xẻ sau xẻ và sau sấy của đối chứng (d = 250 mm)
Mẫu thí nghiệm
Số lƣợng (thanh) Tỷ lệ (%)
Thanh không cong
Thanh không nứt
Thanh không cong
Thanh không nứt
Ván sau khi xẻ 10 9 55,56 50,00
Ván sau khi sấy 8 5 44,44 27,78
Hình 4.19. Mức độ không khuyết tật của gỗ xẻ sau xẻ và sau sấy, d=250 mm Từ kết quả bảng 4.8 và hình 4.19 cho thấy, với cấp đường kính gỗ tròn d
= 250 mm, ván sau khi xẻ đã xuất hiện hiện tương cong và nứt. So sánh với một số loại gỗ rừng trồng khác cho thấy, ván xẻ gỗ Bạch đàn trắng nhiều khuyết tật cong và nứt. Sau khi sấy ván xẻ, chúng tiếp tục xuất hiện khuyết tật, tỷ lệ ván không cong còn 44,44 %, ván không nứt còn 27,78 %.
- Đối với gỗ tròn có đường kính d = 280 mm
Kết quả kiểm tra khuyết tật ván sau xẻ và sau sấy với cấp đường kính gỗ tròn d = 280 mm đƣợc ghi ở bảng sau:
10
9
55.56
50
8 5
44.44
27.78
0 10 20 30 40 50 60
Thanh không cong
Thanh không nứt
Thanh không cong
Thanh không nứt Số lương(thanh) Phần trăm(%)
Ván sau khi xẻ Ván sau khi sấy
Bảng 4.9. Mức độ không khuyết tật gỗ xẻ sau xẻ và sau sấy của đối chứng (d=280 mm)
Mẫu thí nghiệm
Số lương (thanh) Tỷ lệ (%)
Thanh không cong
Thanh không nứt
Thanh không cong
Thanh không nứt
Ván sau khi xẻ 17 12 65,38 46,15
Ván sau khi sấy 13 7 50,00 26,92
Hình 4.20. Mức độ không khuyết tật của gỗ xẻ sau xẻ và sau sấy, d=280 mm Từ kết quả bảng 4.9 và hình 4.20 cho thấy, với cấp đường kính gỗ tròn d
= 280 mm, ván sau khi xẻ đã xuất hiện hiện tương cong và nứt. So sánh với một số loại gỗ rừng trồng khác cho thấy, ván xẻ gỗ Bạch đàn trắng nhiều khuyết tật cong và nứt. Sau khi sấy ván xẻ, chúng tiếp tục xuất hiện khuyết tật, tỷ lệ ván không cong còn 50,00 %, ván không nứt còn 26,92 %.
- Tóm lại:
Sau khi xẻ theo phương pháp xẻ đối chứng với các cấp đường kính gỗ tròn là 250 mm và 280 mm và sấy ván bằng lò sấy hơi nước điều khiển bán tự động, chế độ sấy đã chọn nhƣ bảng 4.7, kết quả cho thấy:
17
12
65.38
46.15
13
7
50
26.92
0 10 20 30 40 50 60 70
Thanh không cong
Thanh không nứt
Thanh không cong
Thanh không nứt Số lương(thanh) Phần trăm(%)
Ván sau khi xẻ Ván sau khi sấy
• Sau khi xẻ: Số thanh cong và nứt khá lớn, nhƣng nhỏ hơn 50% tổng số thanh xẻ đƣợc.
• Sau khi sấy: Số thanh không cong và không nứt tăng lên so với sau khi xẻ số lƣợng tăng lên khá lớn.
• d = 250 mm:
+ Số thanh không cong sau sấy giảm xuống 11,12 % (55,56 % còn 44,44 %).
+ Số thanh không nứt sau sấy giảm xuống 22,22 % (50,00 % còn 27,78 %).
• d = 280 mm:
+ Số thanh không cong sau sấy giảm xuống 15,38 % (65,38 % còn 50,00 %)
+ Số thanh không nứt sau sấy giảm xuống 19,23 % (46,15% còn 26,92%)
- Lƣợng thanh cong ít hơn lƣợng thanh nứt.
- Sau khi sấy cong vênh tăng lên so với trước khi sấy.