Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Bước đầu nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm sử dụng dăm gỗ phế liệu xà cừ và chất kết dính thạch dừa có pha tinh bột

Chia sẻ: Tri Lộ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:75

Thêm vào BST

Báo xấu

32
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu một số yếu tố công nghệ tạo ván từ dăm gỗ xà cừ phế liệu và chất kết dính thạch dừa có bổ sung tinh bột mỳ để sản xuất đồ mộc, trong điều kiện sản xuất tại Việt nam. Đồng thời đóng góp những cơ sở khoa học cho việc sử dụng chất kết dính từ sinh vật lên men và chất độn hữu cơ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Bước đầu nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm sử dụng dăm gỗ phế liệu xà cừ và chất kết dính thạch dừa có pha tinh bột

1 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, sản xuất nhiều loại ván ép trong nước phải hạn chế do sử dụng keo Phenol – Formandehyde và keo Ure – Formandehyde gây độc hại hoặc nếu sử dụng phải nhập khẩu các loại ván thân thiện môi trường, nghiên cứu tìm ra các loại keo khác ít độc hại hơn. Bên cạnh đó, trên thế giới, A.xylinum và BC đã được nghiên cứu nhiều và cho thấy tiềm năng ứng dụng độc đáo. Đặc biệt BC có nhiều ưu điểm khi sử dụng như biopolymer làm vật liệu mới trong các lĩnh vực khác nhau ngoài thực phẩm như: y học, khoa học vật liệu, mỹ thuật,…A.xylinum là một loại vi khuẩn có trong sinh khối của thạch dừa, mà thành phần chủ yếu là cellulose nên gọi là cellulose vi khuẩn (Bacterial Cellulose – BC). Tuy nhiên, hướng nghiên cứu sử dụng thạch dừa có pha tinh bột làm tác nhân kết dính với các nguồn phế liệu nông lâm nghiệp để tạo các vật liệu có giá trị hơn còn ít. Các nghiên cứu đầu tiên của nhóm cộng tác viên trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐH Quốc gia TP. Hồ Chí Minh đã cho những kết quả khả quan, cần tiếp tục hoàn thiện sản phẩm và xây dựng quy trình công nghệ cho sản xuất lớn. Nhiều nhà báo khoa học nước ngoài thông báo về các kết quả nghiên cứu một cách toàn diện về thạch dừa như cấu trúc thạch dừa, các dạng cellulose kết tinh, tính chất lý hóa như độ tinh khiết, các kiểu lên men,…đồng thời, các nghiên cứu cho thấy thạch dừa có nhiều ứng dụng rộng rãi, đặc biệt trong việc dùng làm vật liệu mới (R. Malcolm Brown, 2001). Tạo nguồn tiêu thụ ổn định cho thạch dừa Bến Tre, nơi có hàng trăm cơ sở sản xuất từ nước dừa già, nhưng tiêu thụ không ổn định do bị ép giá. Ngoài ra, có thể mở rộng sản xuất thạch dừa ở nhiều địa điểm khác nhau bằng mật rỉ đường gần các cơ sở sản xuất ván ép. Như vậy sẽ tạo thêm việc làm góp phần xóa đói giảm nghèo ở nông thôn, nơi có nguồn nguyên liệu dồi dào cho sản xuất các chế phẩm kết dính bằng thạch dừa. Tuy nhiên, ý tưởng và các sản phẩm đề tài đều mới so với trong nước và trên thế giới. Nhiều sản phẩm tương tự ván ép, nhưng cách sản xuất có nhiều điểm khác cơ bản, cũng như các chỉ tiêu đánh giá cũng khác nhau. Điều này đặt vấn đề xây
2 dựng quy trình công nghệ mới, mà việc tiến tới thương phẩm phải có quá trình tiếp tục thử nghiệm và hoàn thiện quy trình. Dựa vào nhu cầu thực tiễn sử dụng của người tiêu dùng và sự phát triển của ngành công nghệ sinh học, trong việc phát hiện ra khả năng kết dính của sinh khối Cellulose vi khuẩn với các loại phế liệu nông lâm nghiệp. Có thể khẳng định rằng, chất kết dính thạch dừa với ưu điểm giá thành không cao, lại dễ phân hủy sinh học và không độc hại có thể thay thế cho các loại keo hóa học trong sản xuất ván nhân tạo nói chung và ván dăm nói riêng. Quá trính nghiên cứu xác định các thông số công nghệ trong sản xuất ván dăm sử dụng chất kết dính thạch dừa có pha tinh bột là một hướng đi thật cần thiết và cần nhanh chóng hoàn thiện quy trình. Ưu điểm giá thành không cao, lại dễ phân hủy sinh học và không độc hại có thể thay thế cho các loại keo hóa học trong sản xuất ván nhân tạo nói chung và ván dăm nói riêng. Chính vì vậy tôi đã chọn đề tài: “Bước đầu nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm sử dụng dăm gỗ phế liệu xà cừ và chất kết dính thạch dừa có pha tinh bột”.
3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ VÁN DĂM 1.1.1. Lịch sử nghiên cứu và sản xuất sản phẩm ván dăm 1.1.1.1. Trên thế giới Trong lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất ván nhân tạo, ván dăm đã được đề cập từ thế kỷ XIX. Ý tưởng ban đầu của ông Arst Hubbar người Đức vào năm 1887, ông đã đề xuất phương án sản xuất ván dăm từ mùn cưa và keo albumin. Đầu thế kỷ 20 các nhà khoa học của Anh và Đức đã sử dụng mạt cưa, gỗ vụn trong cưa xẻ gỗ, trộn với keo để tạo ra tấm ván lớn và sau đó đã đề xuất công nghệ sản xuất sản phẩm dạng tấm với lớp lõi là gỗ vụn, mạt cưa, lớp ngoài là ván bóc. Lúc đầu, sản phẩm không được chú ý. Và phải đến gần giữa thế kỷ 20 giới nghiên cứu mới quan tâm trở lại. Khoảng năm 1935 Sansonow nghiên cứu ván dăm có kích thước dăm dài, xếp lớp như ván dán, là cơ sở ban đầu cho ván dăm định hướng sau này. Năm 1936, E.C. Loetscher đã tiến hành nghiên cứu các thông số sản xuất ván dăm và hệ thống thiết bị đồng bộ. Năm 1936 đến 1937 xưởng ván dăm đầu tiên trên thế giới mới được xây dựng tại Đức, có tên là Torfit. Nguyên liệu sản xuất là mạt cưa gỗ vụn và keo phenol. Năm 1938 Tiệp khắc xây dựng xưởng ván dăm Dias. Năm 1939 pháp công bố số liệu về tính chất cơ lý của ván dăm, bước đầu đánh giá chất lượng ván dăm và là nước đi đầu trong sản xuất ván dăm 3 lớp. Năm 1941, Thụy điển cũng phát triển loại hình sản phẩm này. Năm 1942, Công ty Farley – Loetscher xây dựng nhà máy ván dăm đầu tiên ở Mỹ. Sản phẩm của công ty này có tên Loctex (ván không phủ mặt) Và Faloctex (ván có phủ mặt). Khối lượng thể tích của ván từ (0,7÷0,8)g/cm3. Tại Liên xô, năm 1955, lần đầu tiên một phân xưởng sản xuất ván dăm nhỏ thuộc nhà máy gỗ dán xây dựng UFA được đưa vào hoạt động. Đến năm 1957 hai dây chuyền ép ván dăm kiểu liên tục đặt mua của Anh bắt đầu hoạt động. Từ năm 1959 đến 1990, Liên xô tự chế tạo máy và thiết bị sản xuất ván dăm đồng bộ, tổng số khoảng 40 dây chuyền công suất 25.000 m3/năm. Những dây chuyền do Liên xô tự chế tạo ban đầu hoạt động không ổn định. Đến năm 1965, dây chuyền ở
4 Подрезково (quận Химкински – Москвa) do Liên xô chế tạo và lắp đặt lần đầu tiên đạt công suất thiết kế. Vào năm 1970 đến 1980 các nhà khoa học Liên Xô cũa đã chế tạo ván dăm chậm cháy. Ván dăm có nhiều nghiên cứu nâng cao chất lượng ván và đa dạng hóa nguồn nguyên liệu, các loại ván dăm chịu nhiệt chịu ẩm, ván dăm có độ bền cơ học cao được ra đời từ nghiên cứu về ván dăm gỗ, ván dăm tre và dăm tre gỗ kết hợp. Sau đó, ngành công nghiệp sản xuất ván dăm lắp đặt thêm 51 dây chuyền. Nhưng do lỗi kỹ thuật, nên mức sản xuất ván dăm giảm nhiều và chỉ đạt 2 triệu m3 năm 1998. Năm 2003: có 38 dây chuyền với công suất thiết kế/công suất thực tế: 3.868.000 m3/3.176.000 m3. Năm 2004: 38 dây chuyền với công suất thiết kế/công suất thực tế: 4.011.000 m3/3.626.000 m3; năm 2005: lắp đặt 39 dây chuyền, công suất thiết kế/công suất thực tế: 4.098.000 m3/3930.000 m3. Năm 2006: lắp 44 dây chuyền, công suất thiết kế/công suất thực tế: 5.275.000 m3/4.717.000 m3. Năm 2007: 45 dây chuyền, công suất thiết kế: 6.209.000 m3/ công suất thực tế: 5.170.000 m3. Năm 2007 nước Nga đã sản xuất 7,2 triệu m3 gỗ ván nhân tạo, không kể ván dán. Riêng sản lượng ván dăm công suất thiết kế/công suất thực tế là 6.209.000 m3/5.170.000 m3 (theo Wood- Based and Their Future – A.Leonovich và A.Voropaev). Năm 1993, An Tô Châu (Hội Khoa học kỹ thuật Bộ Lâm Nghiệp, Trung Quốc) đã nghiên cứu “Công nghệ và tính chất của ván dăm tre định hướng”, tác giả đã đi sâu nghiên cứu ảnh hưởng của tinh tre và ruột tre đến tính chất ván và đã kết luận những yếu tố cấu tạo tre đã không làm ảnh hưởng đến tính chất ván. Năm 1994, Hua – Yukun nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm định hướng từ nguyên liệu tổng hợp tre và gỗ bạch dương (Composite Oriented Stands Board, Composite OSB) các tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởng của chủng loại keo, chiều dày ván dăm, tỷ kệ lượng dăm tre và gỗ, dạng cấu trúc ván đến một số chỉ tiêu chất lượng ván. Tác giả đưa ra một số kết luận: keo P – F (Phenol Formaldehyde) và U – F (Ure Formaldehyde) có thể sử dụng làm chất kết dính sản xuất ván OSB từ tre và gỗ Bạch Dương đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng ván tương đương. Ván dăm từ nguyên liệu gỗ Vân sam và một số loại gổ mềm khác
5 được sản xuất theo keo phenol, với ván suất ép P = (80 ÷ 100)Kg/cm2, nhiệt độ ép T = 100oC, tỷ lệ keo (8 ÷ 10)%, với hai cỡ chiều dài 4mm và 25mm, khối lượng thể tích ván từ 0,8 đến 1,1g/cm3: độ bền uốn tĩnh của ván đạt (200÷500)Kg/cm2. Có thể nói, ngành công nghiệp ván dăm trên thế giới thực sự phát triển sau khi chiến tranh thế giới thứ 2 kết thúc. Từ 1952 đến 1957 sản lượng ván dăm trên thế giới tăng hơn 10 lần. Và phát triển liên tục từ đó đến nay. 1.1.1.2. Tại Việt Nam Sản phẩm ván dăm xuất hiện ở Việt nam hơi muộn, nên những nghiên cứu về ván dăm cũng chỉ bắt đầu từ những năm bảy mươi của thế kỷ trước. Ván dăm xuất hiện ở Việt nam vào những năm đầu thập kỷ 70 của thế kỷ trước, nhưng không phát triển. Năm 1972 một dây chuyền sản xuất ván dăm có công suất 1000m3 / năm của Cộng hòa dân chủ Đức viện trợ được lắp đặt tại Quảng Ninh. Năm 1974 dây chuyền ván dăm do Thụy điển viện trợ cũng có công suất 1000m3 / năm lắp đặt tại Việt Trì. Cả hai dây chuyền này đều có chung một đặc điểm là không đưa được sản phẩm ra thị trường. Cũng vào thời điểm này, ở miền Nam, tại Tân mai, Biên hòa một dây chuyền sản xuất ván dăm theo phương pháp ép đẩy đã lắp đặt nhưng chưa đưa vào hoạt động. Trên thực tế, đến những năm 80 của thế kỷ 20 ngành sản xuất ván dăm của Việt nam vẫn ở mức không. Chỉ từ những năm 1990, ván dăm ở Việt nam mới được chú ý sản xuất và liên tục phát triển cho đến nay. Năm 1994, Nhà máy đường Hiệp Hòa – Long An lắp đặt phân xưởng sản xuất ván dăm với máy và thiết bị nhập toàn bộ từ Trung quốc. Năm 1995 tổ chức sản xuất sản phẩm ván dăm từ phế liệu bã mía, sản lượng 5000m3, và đến năm 1998 sản lượng được nâng lên 8500 m3 / năm sử dụng thêm nguyên liệu gỗ điều và bạch đàn. Đến năm 2005 nhà máy đường La Ngà, Đồng Nai, tổ chức lắp đặt dây chuyền máy thiết bị sản xuất ván dăm từ bã mía nhập đồng bộ từ Trung quốc có công suất 5000 m3/năm và tiến hành sản xuất vào năm 2007. Cũng năm 2007, Tổng công ty Lâm Nghiệp Việt nam đưa dây chuyền ván dăm gỗ nhập từ Trung quốc, lắp đặt tại Phú Xá, thành phố Thái nguyên, tỉnh Thái nguyên đi vào sản xuất. Những nhà máy nêu trên đều hoạt động có hiệu quả, chất lượng sản phẩm có sức
6 cạnh tranh trên thị trường. Ngoài ra các công ty ở nhiều địa phương trong cả nước cũng lắp đặt các dây chuyền sản xuất ván dăm với quy mô nhỏ từ (1.000 ÷ 3.500) m3/năm như: công ty chế biến Lâm sản Đắc lắc, công ty chế biến gỗ Hòa Bình (Kon Tum), nhà máy ván dăm Hương Quỳnh (Bình Dương), công ty Hiệp Nguyên (Bình Dương), công ty Lâm nghiệp U Minh Thượng (Cà mau), công ty ván dăm Tân Phú (Đồng nai), công ty chỉ xơ dừa 25/8 ( Bến Tre )….đưa tổng sản lượng ván dăm Việt Nam từ 20.000 m3 năm 1995 tăng lên 200.000 m3 năm 2010. Những nghiên cứu về ván dăm được nghiên cứu ở viện Khoa học Lâm nghiệp Việt nam, trường Đại học Lâm nghiệp nghiên cứu từ những năm 80 của thế kỷ trước, tiếp tục cho đến hiện nay gồm những công trình của các tác giả: Nguyễn Phan Thiết (Nghiên cứu ván dăm tre), Nguyễn Trọng Nhân (viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam) nghiên cứu sử dụng cọng dừa nước làm nguyên liệu sản xuất ván dăm. Trần Văn Chứ (ván dăm chậm cháy). Hoàng Xuân Niên (ván dăm xơ dừa). Hoàng Thị Thanh Hương (Ván dăm tre gỗ kết hợp). Ván dăm tiếp tục được TS Phạm Ngọc Nam, Lâm Trần Vũ, Hoàng Xuân Niên…nghiên công nghệ sản xuất ván dăm từ nguyên liệu ngoài gỗ và phế liệu nông nghiệp như thân cây mỳ (sắn); thân cây ngô; vỏ đậu phộng; vỏ cà phê; thân chuối; rơm rạ kết hợp với trấu; mụn chỉ xơ dừa kết hợp với trấu … 1.1.2. Nguyên liệu sản xuất ván dăm Ván dăm (wood particleboarbds/particleboards) được hình thành bằng cách trộn dăm với keo và phụ gia rồi ép dưới điều kiện áp suất và/hoặc nhiệt độ (TCVN 7751- 2007). Theo định nghĩa này, có ít nhất 2 thành tố tham gia vào cấu trúc sản phẩm ván dăm là dăm và keo. 1.1.2.1. Dăm (particle) Là những phần tử nhỏ được tách ra từ gỗ hoặc thực vật có xenlulo khác. Có nhiều loại dăm khác nhau được sản xuất từ gỗ có khối lượng thể tích trung bình và thấp. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, thực vật và phế liệu nông nghiệp có chứa xen lu lô cũng được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất ván dăm như: rơm
7 rạ, thân cây bông, thân cỏ, thân chuối thân cây sắn, bã mía, vỏ cà phê, vỏ hạt hướng dương…. 1.1.2.2. Keo (glue/adhesive) Là chất để kết dính các dăm lại với nhau. Ván dăm đầu tiên được nghiên cứu bằng cách trộn gỗ vụn, dăm bào, mạt cưa với chất kết dính là những loại keo mà nguyên liệu có sẵn trong thiên nhiên như keo da, keo xương, keo máu,… được gọi tên chung là keo Albumin. Những loại keo này có độ bền chịu nước kém và dễ bị vi sinh vật phá hủy. Đến năm 1909 nhà bác học Backeland đã chế tạo ra nhựa tổng hợp Phenol formaldehyde và keo Ure formaldehyde. Hai loại keo này nhanh chóng được sử dụng thay thế keo Albumin trong sản xuất ván nhân tạo. Hầu hết, ván dăm sử dụng cho đồ mộc và xây dựng đều dùng keo Ure – Formaldehyde (U-F). Nhưng ván dăm sản xuất với chất kết dính là keo UF có tính chịu tải trong điều kiện nhiệt ẩm kém. Do đó trong điều kiện khí hậu khắt khe, người ta sử dụng loại ván dăm sản xuất ván với chất kết dính là keo Phenol – formaldehyde đóng rắn trong môi trường bazơ. Loại keo này được dùng trong công nghiệp ván dăm bắt đầu vào năm 1963, đến năm 1980 ở Đức đã có 9% tổng sản lượng ván dăm được sản xuất bằng keo Phenol đóng rắn ở môi trường bazơ. Ván dăm sản xuất bằng keo phenol – formaldehyde (P-F) cũng tồn tại một số nhược điểm như: thời gian ép nhiệt quá dài, giá thành cao, độc hại…Do nhược điểm này, bắt đầu sử dụng những loại keo khác có khả năng chống chịu điều kiện khí hậu khắc nghiệt hơn để sản xuất ván dăm. Keo Melamin – Formaldehyde (M-F). Ngoài những loại keo nói trên, keo có nguồn gốc từ các chất vô cơ là các loại xi măng mác cao, thạch cao, thủy tinh nước cũng được sử dụng sản xuất các sản phẩm đặc biệt. Hiện nay, một số nước dùng xi măng làm chất kết dính để sản xuất ván dăm với qui mô nhỏ. Nhưng ván dăm sử dụng keo vô cơ chỉ dùng trong xây dựng. Quan điểm kinh tế cũng có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc chọn lựa keo. Chi phí cho keo là một yếu tố giá thành quan trọng trong quá trình sản xuất ván dăm. Những năm gần đây với những nước không có công nghệ sản xuất keo dán,
8 trước tình hình giá keo tăng mạnh đã gây không ít khó khăn cho công nghiệp sản xuất ván dăm. 1.1.2.3. Thạch dừa Là sản phẩm của ngành thực phẩm, nhưng bắt đầu từ nghiên cứu khảo sát của nhóm nhà khoa học trường Đại học khoa học tự nhiên về đa dạng hóa nguồn chất kết dính sử dụng trong ván dăm, khi tạo điều kiện cho các tế bào vi khuẩn A. Xylinum lên men mọc sau trong nguyên liệu (bụi xơ dừa, bã mía) cho thấy khả năng kết dính của các phần tử rời rạc của nguyên liệu trên với nhau khi ép chặt và sấy khô mà không cần keo hóa học đã cho những kết quả khả quan. a. Nguồn nguyên liệu cho quá trình lên men sản xuất BC + Môi trường nước dừa Hiện nay Việt Nam và một số quốc gia khác, nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất BC là nước dừa. Tùy theo giống dừa mà hình dạng kích thước và trọng lượng trái dừa cũng khác nhau, trong đó nước dừa chiếm một trọng lượng khá lớn. Trung bình một trái dừa chứa khoảng 300ml nước (chiếm (21 ÷ 25)% trọng lượng trái). Trong nước dừa già có chứa nhiều carbohydrate, vitamin, acid amin, các chất kích thích sinh trưởng…, do đó nước dừa là môi trường dinh dưỡng rất thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn A.xylinum và là nguyên liệu truyền thống để sản xuất Nata-de Coco. + Môi trường nước mía Với hàm lượng chất dinh dưỡng cao, mía cũng là môi trường dinh dưỡng lý tưởng cho vi khuẩn A.xylinum phát triển. Dịch nước mía pha loãng có thể được sử dụng làm môi trường lên men sản xuất BC ở quy mô lớn. Tuy nhiên những năm thăm dò ban đầu chỉ dừng lại ở mức phối trộn nước dừa và nước mía. + Môi trường rỉ đường Thành phần rỉ đường có chứa (15 ÷ 20)% nước và (80 ÷ 85)% chất khô hòa tan. Đặc biệt trong rỉ đường chứa khá nhiều loại vitamin. Khi bảo quản lâu ngày, chất lượng của rỉ đường thường giảm. Cần có chế độ bảo quản hợp lý để quá trình
9 lên men đạt hiệu quả cao. Trong môi trường rỉ đường cũng phải cung cấp thêm nguồn nitơ như trong môi trường nước dừa. b. Sự hình thành và dự đoán trữ lượng chất kết dính BC * Sự hình thành chất kết dính BC + Hình thành chất kết dính trong phòng thí nghiệm - Nuôi cấy bề mặt trong các khay nhựa với các điều kiện, với 2 cách:  Cho các nguyên liệu vào môi trường rỉ đường lỏng cho đầy khay, sau vài ngày lớp màng BC hình thành trên bề mặt sẽ nâng khối nguyên liệu để hình thành lớp màng ở giữa khối nguyên liệu hoặc có thể đảo lật bề mặt dưới lên trên để tạo màng BC từ phía dưới và nhận chế phẩm có lõi và 2 mặt BC để ép.  Cho khối nguyên liệu (bụi xơ dừa),… ngấm vào môi trường rỉ đường tối ưu rồi nhấc cao lên để không khí cho vi khuẩn mọc ở sâu trong khối nguyên liệu. Thực chất đây là kiểu lên men bán rắn có kết hợp bổ sung dinh dưỡng, nhằm tận dụng không khí tự nhiên không dùng máy sục khí. - Trộn BC nguyên chất nghiền nhỏ với nguyên liệu hoặc hỗn hợp nhiều loại để kết dính. + Hình thành chất kết dính trong sản xuất công nghiệp Keo BC được hình thành từ quá trình nuôi cấy vi khuẩn A.Xylinum trong sản xuất thạch dừa. Sau khi nuôi cấy vi khuẩn A.Xylinum thu được miếng BC và xử lý rửa BC, ta cắt nhỏ thành các miếng lập phương vào xoay nhuyễn thành dạng lỏng (paste). Sau đó trộn chung với nguyên liệu như các sản phẩm keo hóa học. + Thạch dừa chất kết dính: Các chất kết dính là keo tổng hợp dán dính gỗ và thực vật ngoài gỗ được lý giải theo các quan điểm dán dính khác nhau. Nhìn chung đến nay vẫn chưa có một lý thuyết chung giải thích cho tất cả các trường hợp dán dính khác nhau. Trường hợp sử dụng thạch dừa là chất kết dính, trong những nghiên cứu ban đầu của chúng tôi cho thấy với các thông số công nghệ ép ván thích hợp thì các phần tử dăm gỗ liên kết với nhau khá bền vững. Khi cho thêm một lượng tinh bột trộn vào thạch dừa thì khả năng liên kết của tinh bột – thạch dừa với gỗ lại tăng
10 lên nhiều, các tính chất của ván được cải thiện theo chiều hướng tốt. Như vậy khả năng kết dính của thạch dừa được chứng minh bằng thực nghiệm. Tuy nhiên, giải thích cơ chế dán dính của chất kết dính này với dăm gỗ là việc khó, cần phải có những nghiên cứu riêng. Ở đây, chúng tôi đưa ra lý giải như sau: Khi dăm gỗ chịu tác động của nhiệt độ cao, thành phần lignin biến đổi thành chất kết dính, sau đó liên kết với Xenlulo thuần khiết từ thạch dừa và tạo thành liên kết mới Xenlulo – lignin. Chính liên kết này tạo nên liên kết những phần tử dăm gỗ lại với nhau thành một khối vững chắc. Ngoài ra, còn có những liên kết hóa học, liên kết điện từ… tham gia vào liên kết dăm gỗ – thạch dừa – dăm gỗ. * Dự đoán trữ lượng chất kết dính BC Cho đến nay các quốc gia thành viên của Hiệp hội Dừa Châu Á – Thái Bình Dương (APCC) đã sản xuất và xuất khẩu được hơn 70 chủng loại sản phẩm từ dừa, trong đó Philippines đóng góp hơn 40 loại sản phẩm từ dầu dừa, từ các sản phẩm cao cấp phục vụ công nghiệp như alcohol béo cho đến hàng thủ công mỹ nghệ. Ấn Độ và Sri Lanka lại xuất khẩu nhiều loại sản phẩm từ xơ dừa. Năm 1994, Indonesia xuất khẩu được 102 triệu USD sản phẩm đường từ mật hoa dừa. Ở Philippines, thạch dừa được xuất khẩu thu ngoại tệ hơn 26 triệu USD trong năm 1993 và hơn 17 triệu USD trong năm 1996. Ở Việt Nam, hiện nay diện tích trồng dừa đạt khoảng 200.000ha, được trồng từ Bắc đến Nam nhưng nhiều nhất là ở vùng ĐBSCL với trên 70% kế đến là các tỉnh Nam Trung Bộ (từ Đà Nẵng trở vào) chiếm gần 20%. Ở ĐBSCL, diện tích trồng dừa nhiều nhất là Bến Tre (38.000ha), kế đến là Trà Vinh (12.418 ha), Bình Định (12.000 ha). Từ năm 2004 đến nay do hoạt động chế biến dừa trái gia tăng, giá bán nguyên liệu dừa trái lên rất cao nên diện tích trồng dừa ở các địa phương liên tục tăng, riêng tỉnh Bến Tre đã tăng thêm gần 3.000 ha, đạt 38.000 ha, tiếp tục giữ vị trí tỉnh trồng dừa nhiều nhất cả nước. Theo thống kê của Tổng cục Hải Quan, kim ngạch xuất khẩu dừa tháng 11/2007 đạt 3,2 triệu USD, tăng 13,2% so với tháng 10/2007. Cả nước có 29 doanh nghiệp tham gia xuất khẩu các sản phẩm từ dừa, chủ yếu dưới dạng cơm dừa sấy,
11 dừa quả khô và thạch dừa. Riêng đối mặt hàng thạch dừa, kim ngạch xuất khẩu đạt 37,52 nghìn USD. Tóm lại, chúng tôi nhận thấy nguồn dừa trong nước và trên thế giới hiện nay rất phong phú. Các sản phẩm được chế biến từ dừa hiện nay rất đa dạng và có nhiều cơ hội cho công nghiệp dừa Việt Nam phát triển thông qua chế biến, đa dạng hóa sản phẩm. Các mặt hàng như thạch dừa, chỉ xơ dừa, cơm dừa nạo sấy, các sản phẩm thủ công mỹ nghệ từ dừa,… không chỉ góp phần giải quyết việc làm cho hàng vạn lao động, tận dụng thời gian nông nhàn và giải quyết lao động dư thừa ở nông thôn, gia tăng thu nhập cho người trồng dừa, và góp phần xóa đói giảm nghèo, đồng thời góp phần cung cấp một phần thực phẩm và hàng tiêu dùng cho nhu cầu tại chỗ. Việc tận dụng nguồn phế liệu sau khi chế biến các sản phẩm từ dừa này là rất lớn, làm nguồn cơ sở vững chắc cho việc sản xuất một lượng lớn keo Cellulose vi khuẩn đáp ứng một phần nào đó trong nhu cầu sản xuất ván nhân tạo phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước và khả năng xuất khẩu. 1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Ván dăm được hình thành bằng cách trộn dăm với keo và phụ gia rồi ép dưới điều kiện áp suất và nhiệt độ. Như vậy, ván dăm có ít nhất hai thành tố tham gia vào trong kết cấu sản phẩm là dăm và keo. Keo là chất kết dính được lựa chọn phù hợp với loại nguyên liệu điều chế dăm. Thông thường trong sản xuất ván dăm chất kết dính là keo UF. Dăm được điều chế từ nguyên liệu truyền thống sử dụng trong công nghiệp sản xuất ván dăm là gỗ. Nhưng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và mức độ khan hiếm nguyên liệu gỗ tăng dần nên nhiều thực vật ngoài gỗ và phế liệu nông nghiệp có chứa xenlulo được nghiên cứu sử dụng làm nguyên liệu sản xuất ván dăm. Vì thế, dăm là những phần tử nhỏ có hình dạng khác nhau được tách ra từ gỗ hoặc thực vật có xenlulo khác. Tuy nhiên, các nhà khoa học nghiên cứu về ván dăm coi một dăm cơ bản là dăm phẳng có dạng hình học là hình hộp chữ nhật, đặc trưng bằng 3 kích thước: Chiều dài (l), chiều rộng (W), và chiều dày (t). Ảnh hưởng của dăm công nghệ, các yếu tố công nghệ, biến đổi hóa lý trong quá trình ép ván để hình thành ván dăm là cơ sở lý thuyết của vấn đề nghiên cứu.
12 1.2.1. Ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến tính chất của ván dăm Tính chất cơ lý của ván dăm được quyết định phần lớn từ quá trình công nghệ sản xuất. Một thay đổi nhỏ của yếu tố công nghệ, có thể đưa tới những tính chất xác định của sản phẩm. Điều đó cho phép tính toán phạm vi sử dụng ván dăm, đồng thời có thể hạ giá thành. Để tổ chức sản xuất ván dăm hợp lý, cần biết những nhân tố công nghệ cơ bản ảnh hưởng tới tính chất cơ lý của ván. Những nhân tố đó là: khối lượng thể tích của ván, loại và lượng chất kết dính, chất phụ gia trong keo, hình dạng và kích thước dăm, loại vật liệu tạo ván, vỏ lẫn trong dăm, lượng bụi trong dăm, độ ẩm của hỗn hợp dăm keo trước khi ép sơ bộ. Nhiệt độ bàn ép và thời gian giữ ván trong máy ép, kết cấu của nó. 1.2.2. Hình dạng và kích thước dăm công nghệ Trong sản xuất ván dăm, dăm gỗ được coi là những phần tử có mặt cắt ngang hình chữ nhật, đặc trưng bằng 3 kích thước: Chiều dài (L), chiều rộng (W), và chiều dày (t). Bảng 1.1 dẫn ra tên gọi, hình dạng và kích thước một số loại dăm gỗ thường sử dụng trong sản xuất ván dăm. Bảng 1.1. Hình dạng và kích thước của dăm (mm) trong sản xuất ván dăm Hình dạng dăm Chiều dày Chiều rộng Chiều dài Dăm phẳng 0.15-0.45 đến 12 đến 40 Dăm hình kim 0.15-0.45 đến2 đến 40 Dăm nhỏ 0.10-0.25 đến 2 đến 8 Dăm mịn 0.01-0.2 đến 1 đến 5 Mạt cưa 0.10-2.05 đến2 đến 5 Bột, bụi gỗ 0.1-0.50 đến1 đến 1 Bụi đánh nhẵn gỗ 0.01-0.50 đến 1 đến 1 Dăm dạng sợi 0.01-0.25 đến 0.25 đến 6 Ảnh hưởng lớn nhất đến tính chất cơ học của ván dăm là chiều dầy của dăm, nó quyết định tỷ lệ diện tích giữa bề mặt dăm, khối lượng dăm và lượng keo tráng. Dăm càng dày, càng rộng thì cường độ uốn tĩnh càng thấp. Khi giảm bề dày dăm từ
13 1,0mm xuống đến còn 0,1mm thì diện tích riêng của mỗi đơn vị khối lượng dăm tăng từ 0,74m2 lên đến 4,7m2. Đặc trưng cơ bản về kích thước hình học của một dăm gỗ có mặt cắt ngang hình chữ nhật hoặc hình vuông là các kích thước chiều dài, chiều rộng, chiều dày. Đa số các nhà khoa học đều sử dụng hai khái niệm “mảnh” và “dẹt” để đánh giá hình dạng của dăm. Tỷ số mảnh S (Slaenderness ratio) là đại lượng không thứ nguyên tạo thành từ phép chia giữa chiều dài và chiều dày: S = Chiều dài/ chiều dày = L/t. Chieudai L S  Chiêuday t Tỷ số dẹt J (flatness ratio) là đại lượng không thứ nguyên hình thành từ phép chia giữa chiều rộng và chiều dày. J = Chiều rộng/ chiều dày = w/t. Chiêurong w J  Chieuday t Dễ dàng nhận ra rằng L = w thì J = S: chiều dài và chiều rộng dăm bằng nhau; J = 1 và w = t: dăm có mặt cắt ngang hình vuông. Tỷ số giữa chiều dài và chiều dày chính là yếu tố ảnh hưởng đến hoàng loạt các yếu tố trong quá trình tạo ra ván dăm và tính chất của sản phẩm như: diện tích của dăm trong tấm, tính chất cơ học của sản phẩm, lượng keo tiêu hao cho toàn bộ những đặc tính của sản phẩm đã dự kiến trước. Khi giảm trị số của S, giữ nguyên trị số của L có nghĩa là trị số của t tăng, sẽ làm tăng lượng keo trên một đơn vị diện tích bề mặt dăm. Những dăm ở lớp trong, khi giảm trị số S thường đòi hỏi một lượng keo lớn hơn, tính trên một đơn vị diện tích dán dính so với diện tích bề mặt ngoài của dăm. Các nghiên cứu của A.A Moslemi, Kimito, và các tác giả khác đã chỉ ra rằng những dăm có trị số S trong phạm vi (120÷200) đặc trưng cho dăm mỏng và dài, ván có khả năng chịu uốn cao. Trị số S tăng đến một mức nào đó có thể hạn chế mức độ hút nước và ổn định kích thước, trị số S đạt đến trị số 50 thì khả năng bám dính của sản phẩm tăng cao, vượt trị số khả năng bám dính không còn nữa. Lớp dăm ở giữa ván thường có tỷ lệ mỏng thấp, trị số S khoảng 60. Khi S < 150 thì
14 cường độ uốn tĩnh của ván sẽ tăng lên theo sự tăng của S. Khi S > 150 thì cường độ uốn tĩnh thay đổi không rõ rệt. Thông thường người ta cho rằng: S = 100÷200 ( đối với dăm bề mặt) và 60 (đối với dăm lớp lõi) là hợp lý. Tuy nhiên các công thứ trên có những nhược điểm về mặt lý luận như dăm có cùng một trị số S nhưng chiều dày và chiều dài khác nhau hoặc cùng trị số J nhưng chiều rộng và chiều dày khác nhau. Điều này dẫn đến những trường hợp dăm có chỉ số S bằng nhau nhưng kích thước dăm hoàn toàn khác nhau, do đó ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm cũng hoàn toàn khác nhau. Những nhà khoa học Nga nghiên cứu về hình dạng và kích thước dăm bằng thực nghiệm. Các trị số của kích thước dăm và ảnh hưởng của chúng đến độ bền của ván được dẫn ra trong bảng … Bảng 1.2. Kích thước dăm sử dụng trong sản xuất ván dăm Kích thước dăm (mm) Loại ván dăm Dài Rộng Dày Ván dăm 3 lớp: Lớp mặt 20 Đến 3 0.15 – 0.25 Lớp giữa 40 Đến 12 0.35 – 0.45 Ván dăm 1 lớp 20 2–6 0.25 – 0.35 Ván dăm nhiều lớp 30 2–6 0.25 – 0.35 Ván dăm ép đẩy 20 1–3 0.6 – 0.7 Ảnh hưởng của chiều dài và chiều rộng dăm đến độ bền uốn tĩnh của sản phẩm theo bảng 1.3. Bảng 1.3. Ảnh hưởng của kích thước dăm đến độ bền ván Chiều dài dăm Độ bền uốn tĩnh Chiều rộng dăm Độ bền uốn tĩnh (mm) (Mpa) (mm) (Mpa) 20 23,2 5 26,0 40 26,4 10 24,8 60 28,2 15 21,8 80 29,0 20 21,0
15 Theo các nghà khoa học Nga: Tỷ lệ kích thước dăm sử dụng trong sản xuất ván dăm ta nên chọn như sau: dày: rộng: dài = 1:10:100, tức là nếu chọn bề dày dăm là 0,2mm, thì bề mặt rộng của dăm là 2mm và bề dài dăm là 20mm. 1.2.3. Ảnh hưởng của độ ẩm thảm dăm Lượng ẩm trong thảm dăm tồn tại do quá trình sấy dăm chưa khô kiệt và do lượng nước trong chất kết dính đưa vào. Chất kết dính sử dụng trong quá trình sản xuất ván dăm là Cellulose vi khuẩn chiếm lượng nước lên đến 95%, một phần của lượng nước này bay hơi trong quá trình ép nhiệt, phần còn lại xâm nhập vào dăm trong quá trình trộn dăm. Nước từ keo có thể nâng độ ẩm thảm dăm lên (20÷40)%. Độ ẩm của thảm dăm quá lớn gây khó khăn cho quá trình sản xuất và làm giảm chất lượng của ván. Độ bền ván đạt giá trị cực đại khi độ ẩm ván từ (8÷12)%. Độ ẩm phôi cao làm dăm dẻo hơn, độ bền uốn dăm cao và độ ẩm của thảm dăm sẽ giúp cho quá trình vận chuyển nhiệt từ bề mặt đến lõi thuận lợi hơn. Tuy nhiên, nếu độ ẩm dăm quá cao sẽ làm cho thời gian ép tăng lên vì độ ẩm cao của thảm dăm làm chậm lại phản ứng trong lúc đóng rắn keo, hiện tượng cong vênh của ván xảy ra ảnh hưởng đến chất lượng ván. Độ ẩm của thảm dăm quá thấp làm chậm lại quá trình vận chuyển nhiệt tư bề mặt vào lớp giữa của thảm dăm, gây nên chênh lệch chất lượng rất lớn giữa bề mặt và phần lõi ván. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, để nâng cao chất lượng ván dăm nên sử dụng dăm lớp mặt có độ ẩm cao hơn dăm lớp lõi. Dăm lớp lõi có độ ẩm thấp tránh hiện tượng vỡ ván hoặc giảm chất lượng ván khi ép. Dăm lớp mặt có độ ẩm cao hơn tạo điều kiện cho bề mặt ván bóng, mịn hơn và tạo điều kiện vận chuyển nhiệt từ bề mặt vào lớp trung tâm. Đối với các loại keo là các hợp chất cao phân tử thì độ ẩm dăm lớp giữa (lớp trung tâm của thảm dăm) thông thường là 6%, lớp mặt là 8%. 1.2.4. Áp lực ép Áp lực ép trong ép nhiệt tạo nên sự tiếp xúc dăm – dăm và được xác định bởi khối lượng riêng tính toán của ván. Nếu ép với áp lực nhỏ, khối lượng riêng của ván nhỏ hơn khối lượng riêng tính toán và ngược lại. Trong thực tế để đạt liên kết tốt, trường hợp lượng keo thấp nên sử dụng áp lực ép cao hơn. Dưới tác dụng của áp
16 lực, thảm dăm bị nén lại. Do đó dẫn đến sự không đồng đều về chiều dày của ván ở các lần ép khác nhau. Khắc phục điều này người ta sử dụng thanh cữ bằng kim loại. 1.2.5. Thời gian ép Thời gian ép có vai trò quan trọng trong sản xuất ván dăm. Nếu thời gian ép nhiệt ngắn, keo đóng rắn không hoàn toàn và lượng ẩm có trong thảm chưa kịp thoát ra ngoài, dẫn đến ván có kết cấu yếu và tách lớp. Khi tác động nhiệt cao và thời gian kéo dài các sợi gỗ bị sấy khô trở nên giòn, ảnh hưởng xấu đến tính chất cơ lý của sản phẩm. Ngược lại, với tác động của nhiệt độ cao có thể rút ngắn thời gian giữ ván ở trong máy. Xác định đúng thời gian ép sẽ tạo được sản phẩm có chất lượng và hiệu quả kinh tế cao. 1.2.6. Nhiệt độ ép Nhiệt độ ép phụ thuộc vào loại nguyên liệu dăm, loại keo và một số thông số khác của chế độ ép. Để nâng cao năng suất và chất lượng, hiện nay xu hướng của các nhà sản xuất ván dăm thường hướng tới sử dụng chế độ ép với nhiệt độ cao, áp suất lớn và thời gian ngắn. Nhiệt độ bàn ép có thể từ (120 ÷ 190)0C. Nhìn chung, nhiệt độ càng cao thời gian ép rút ngắn lại và chất lượng ván tốt hơn. 1.3. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA QUÁ TRÌNH ÉP SẢN PHẨM 1.3.1. Tính toán nguyên liệu tạo ván 1.3.1.1. Khối lượng thể tích của ván Khối lượng thể tích, ở một mức độ đáng kể, ảnh hưởng đến tất cả tính chất cơ học, vật lý của ván dăm. Khối lượng thể tích của ván, được xác định theo tiêu chuẩn [TCVN 7756 – 4 : 2007] và tính toán theo công thức: m 6 γ  .10 V γ: (kg/m³) là khối lượng thể tích của mẫu ván. m: khối lượng của mẫu (kg hoặc g). V= b1 x b2 x d: thể tích của mẫu (m³ hoặc cm³). b1: chiều dài mẫu thử (mm). b2: chiều rộng mẫu thử (mm).
17 d: chiều dày mẫu thử (mm). Sự khác biệt trong kết cấu của ván một lớp, ba lớp, nhiều lớp gây ra sự khác nhau về tính chất của lớp trong và lớp ngoài. Ngay cả ván một lớp , ở giữa ván, khối lượng thể tích ván cũng giảm so với phía ngoài theo chiều dày, còn ván ba lớp và nhiều lớp sự khác biệt còn lớn hơn. Khối lượng thể tích của cả tấm ván phụ thuộc vào khối lượng của từng lớp ván và có thể xác định theo công thức: p γv = γ t + (γ – γ ) 100 n t γv: là khối lượng thể tích ván. γt: khối lượng thể tích lớp trong. γn: khối lượng thể tích lớp ngoài. p: tỷ lệ chiều dày lớp ngoài so với chiều dày chung của tấm ván ( %). Khối lượng thể tích ván được tính theo khối lượng thể tích của mỗi lớp và ngược lại, khối lượng thể tích mỗi lớp tính theo khối lượng thể tích chung của cả tấm ván, sai số khoảng 1%, hoàn toàn trong giới hạn cho phép. Điều này cho phép sản xuất ván với những tính chất có thể dự kiến trước. Thông thường, trong sản xuất và sử dụng, người ta muốn tạo được sản phẩm ván dăm có khối lượng thể tích trung bình, nhưng độ bền tương đối cao. Hoàn toàn có thể đạt được điều này với những sản phẩm ván dăm có khối lượng thể tích khoảng (0,60,65)g/cm3. 1.3.1.2.Tính lượng dăm Lượng dăm được tính theo công thức:  i .Vi (100  wli ) Gi = 10(100  w2 )(100   P) Trong đó: Gi: là lượng dăm công nghệ của lớp i (kg). i: Khối lượng thể tích của lớp i (kg/m3). Wli: Độ ẩm trước khi trộn keo của lớp i (%).  P : Tổng tỷ lệ keo và phụ gia (%).
18 1.3.1.3.Tính lượng keo và phụ gia Lượng keo và phụ gia tính theo trọng lượng dăm tạo ván khô kiệt và trọng lượng keo cũng khô kiệt. Gi Goi = 100  wli 1.3.2. Công nghệ ép ván 1.3.2.1. Ép sơ bộ Trong sản xuất ván dăm, kích thước và hình dạng của dăm, loài gỗ, khối lượng thể tích của sản phẩm… ảnh hưởng đến chiều dày của thảm dăm.Với sản phẩm có khối lượng thể tích trung bình (600÷700)kg/m3, chiều dày của thảm dăm có thể bằng bội số (320) lần chiều dày của ván. Trong quá trình vận chuyển trong xưởng, vùng biên của thảm dăm dày, xốp sẽ rơi xuống làm tăng thêm hao phí khi cắt cạnh bên của sản phẩm. Những dăm nhẹ, nhỏ sẽ rơi xuống bên dưới thảm qua lỗ hổng xốp. Kết quả là lớp trên của thảm có nhiều dăm thô, còn lớp dưới nhiều dăm nhỏ mịn. Những khuyết điểm trên sẽ bị loại bỏ khi thực hiện ép sơ bộ, nghĩa là nén cho các dăm sít lại. Bản chất vật lý của quá trình ép sơ bộ như sau: Dăm dùng trải thảm có hình dạng, kích thước, độ ẩm khác nhau. Giữa các dăm tạo thành những lỗ hổng chứa không khí trong thảm dăm.Thể tích tổng cộng của thảm dăm bằng thể tích của các phần từ dăm, cộng với thể tích không khí trong các lỗ hổng, xốp của thảm dăm. Vtd = Vd + Vkk Giai đoạn đầu và giai đoạn tiếp theo khi nén thảm dăm xảy ra cùng lúc việc các dăm sít lại gần nhau với việc thoát không khí từ các lỗ hổng (xốp) của thảm dăm. Nhưng quá trình này xảy ra từ từ. Đầu tiên là lớp trên, sau đó đến các lớp dưới. Những lớp này sít lại, truyền áp lực lên các lớp tiếp theo v.v… Kết quả này là thảm dăm được nén không đồng đều. Những lớp phân bố ở gần tấm gia nhiệt của máy ép, sẽ được nén chặt hơn. Những lớp phân bố ở xa được nén ít hơn. Những dăm ở lớp trên xáo trộn lấp đầy các khoảng trống để tiếp giáp với nhau. Sau đó, lực ép không bị hao phí vào việc làm dăm lớp trên sát vào nhau và biến dạng. Qua lớp
19 dăm đã ép sát vào nhau, áp lực tiếp tục truyền tới các lớp tiếp theo. Các lớp này cũng sít vào nhau và không biến dạng. Cứ như thế cho đến lớp dăm ở giữa. Chiều dày cuối cùng của quá trình nén sơ bộ này là S1. Tỷ lệ giữa chiều dày ban đầu và chiều dày cuối cùng là: S1 = S2 Quá trình ép sơ bộ diễn ra trong một thời gian nhất định. Nếu tăng áp lực chậm thì khả năng chuyển dịch của các dăm nhiều hơn so với tăng áp lực nhanh. Khi ép nhanh, trong thảm dăm tăng nhanh nội ứng xuất chống lại lực ma sát, mà lực ma sát này cản trở chuyển dịch của dăm. Vì vậy, khi tăng nhanh áp lực ép, thảm dăm bị ép ít hơn và không đồng đều hơn, so với ép chậm. Tăng áp lực ép càng chậm thì mức độ nén càng lớn. Ngoài ra, khi nén nhanh thảm dăm, một phần không khí giữa các dăm không kịp thoát ra ngoài theo các cạnh bên, đã len sâu vào trong thảm. Lượng không khí này được nén cùng với thảm dăm ở một áp lực tương đối cao Đến khi huỷ bỏ áp lực, đặc biệt là thực hiện nhanh sẽ phục hồi lại thể tích ban đầu, phá huỷ và làm yếu thảm dăm. Nếu huỷ bỏ ứng suất ép một cách từ từ, chiều dày của thảm dăm được phục hồi một phần nhờ sự đàn hồi của các phần từ gỗ, đồng thời tham gia vào việc nâng cao sự đồng đều về khối lượng thể tích hơn. Nhưng chiều dày cuối cùng vẫn nhỏ hơn chiều dày ban đầu. Nghĩa là: S0 > Scc > S1. Hình 1.1 Chỉ ra sự ảnh hưởng của áp lực ép đến mức độ nén thảm dăm (chiều dày dăm 0,4mm, độ ẩm 4%).Từ đồ thị, có thể thấy áp lực ép làm tăng mức độ nén thảm dăm. Đường đồ thị 1 là nén thảm dăm trong thời gian 10 giây, đường (2÷20) giây; đường (3÷30) giây; đường (4÷ 40) giây.
20 Áp lực ép Hình 1.1. Sự phụ thuộc của mức độ nén thảm dăm vào áp lực ép, thời gian ép Nhưng nguyên nhân thực sự ảnh hưởng đến mức độ nén của thảm dăm là chiều dày của dăm. Vì khi dăm dày, độ cứng của dăm tăng, dẫn đến khả năng kháng nén của thảm tăng. Ngoài ra, tăng độ ẩm của dăm, mức độ nén của thảm cũng tăng. Nhưng đến một giới hạn nào đó, dù độ ẩm của dăm tăng, mức độ nén của thảm dăm cũng không thay đổi đáng kể. 1.3.2.2. Quá trình ép sản phẩm Hỗn hợp những phần tử gỗ cùng với chất kết dính đưa vào ép nhiệt tạo thành một khối vật liệu gồm ba pha: chất rắn (gỗ và chất khô trong chất kết dính), chất lỏng (nước trong các phần tử gỗ và chất kết dính), chất khí (không khí trong các phần tử gỗ và giữa chúng). Dưới ảnh hưởng của áp lực và sự đốt nóng, trong thảm dăm xảy ra một loạt các quá trình hoá lý phức tạp. Kết quả là tạo ra tấm ván dăm. Hình 1.2 cho thấy đặc trưng biến đổi của các thông số cơ bản, xác định các quá trình hoá lý diễn ra trong thảm dăm theo thời gian ép. Trong quá trình ép, chiều dày và độ ẩm của thảm dăm giảm xuống, còn nhiệt độ và độ bền được tăng lên. Sự lựa chọn đúng các điều kiện ép sẽ đảm bảo các thông số hoá – lý của tấm ván là tốt nhất, với thời gian ép tối thiểu. Vì vậy cần khảo sát một cách chi tiết hơn các quá trình hoá lý trong quá trình ép và phương pháp tác động lên chúng bằng cách thay đổi các yếu tố công nghệ, bao gồm: áp lực ép, nhiệt truyền cho thảm dăm, thời gian