Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 11 cản trở quá trình hình thành mối gián, làm giảm cờng độ gián dính. Vì vậy trong công nghệ ván ghép thanh độ ẩm của gỗ sau khi sấy là 8 10%. 2.3.2.3 ảnh hởng của bề mặt vật gián: Độ bền của mối gián phụ thuộc vào màng keo trong quá trình gián ép, mà bề mặt vật gián là một trong những yếu tố quyết định chất lợng màng keo. Bề mặt nhẵn sẽ tạo đợc màng keo phẳng, liên tục, đều, tạo cho mối gián có cờng độ cao. 2.3.2.4 ảnh của kích thớc thanh cơ sở: Kích thớc thanh cơ sở sử dụng trong ván ghép thanh phụ thuộc vào yêu cầu của sản phẩm và khẳ năng tận dụng gỗ của từng, vùng từng nhà máy. Nếu kích thớc thanh cơ sở nhỏ sẽ hạn chế đợc khuyết tật do gỗ tự nhiên gây ra: Mắt, mục, nứt Khẳ năng tận dụng gỗ cao sự chênh lệnh khối lợng thể tích giữa các thanh không lớn nên mức độ co ngót giữa các chiều nhỏ, chất lợng ván ghép đồng đều và ổn định hơn. Nhng kích thớc thanh nhỏ chi phí tạo thanh lớn, hao hụt gỗ nhiều, tốn keo Theo tiêu chuẩn của Liên Xô cũ kích thớc thanh cơ sở của ván ghép thanh dùng cho hàng mộc đợc chia nh sau: Chiều rộng thanh 20, 22, 25, 30, 35, 40, 45, 55 (mm) Chiều dày thanh 8, 10, 12, 14, 16, 19, 20, 45 (mm) Để thu đợc yêu cầu, chất lợng sử dụng gỗ cũng nh nâng cao khẳ năng tận dụng gỗ, chúng tôi chọn kích thớc thanh cơ sở nh sau: S.B.L = 18.40.450 Đối với phơng pháp xẻ bán xuyên tâm, bán tiếp tuyến kích thớc thanh xẻ là: S.B.L = 22.45.500 2.3.2.5 ảnh hởng của chất kết đính. Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 12 Ván ghép thanh có thểdùng nhiều loại keo nhng để phù hợp với yêu cầu công nghệ sản xuất, yêu cầu chất lợng và yêu cầu hiệu quả kinh tế, ngời ta thờng dùng keo U F, U F biến tính, PVA, PVC, 2.3.2.6 ảnh hởng các yếu tố công nghệ + Sấy gỗ: sấy gỗ là một khâu rất quan trọng ,nó quyết định trực tiếp đến chát lợng thanh cơ sở và chất lợng sản phẩm. Nừu chế độ sấy không phù hợp, quá trình xếp gỗ không đúng quy cách, thanh cơ sơ có thể bi cong vênh hoặc có độ ẩm không đạt yêu cầu. Trông xản xuất tuỳ theo yêu cầu của chất lợng sản phẩm và quy cách thanh cơ sơ mà ngời ta chọn chế độ sấy cho phù hợp. + Độ chính xác gia công: độ chính xác gia công là mức độ phù hợp về kích thớc và hình dạngcủa chi tiết thực tế so với chi tiết theo yêu cầu .trông quá trình sản xuất ván ghép thanh,phải đồng đều về kích thớc và hình dạng giữa các thanh với nhau cũng nh gia thanh với quy cách sản phẩm đặt ra. Nếu tiết diện các thanh không đồng nhất ( hình bình hành, hình chữ nhật ), trong quá trình ép sẽ làm bề mặt giữa các thanh không tiếp xúc hết với nhau, điều này làm giảm chất lợng dán dínhvà chất lơng sản phẩm.mặt khác nếu chiều rộng và chiều dày các thanh không đều, trong quá trình ghép dẽ làm tấm ván bị vênh và không đủ áp lực ép, khi đó chất lợng dán dính và chất lợng sản phẩm sẽ không đạt yêu cầu. Tuy nhiên trong thực tế dây chuyền sản xuất ván ghép thanh, để đồng đều và chuẩn về kích thớc cũng nh hình dạng, ngời ta thực hiện gia công thanh trên máy bào bốn mặt. +Chất lợng gia công bề mặt: đợc đánh giá qua mức độ mấp mô bề mặt trong một thanh và giữa các thanh với nhau. Nếu bề mặt gia công càng phẳng , nhẵn, mức độ mấp mô thấp thì lợng keo tráng mỏng, đồng đều và liên tục, khả năng tiếp xúc giữa các thanh gỗ càng caochất lợng mối dán tăng. Ngợc lại chất lợng bề mặet thấp( độ mấp mô lớn) làm chiều dày màng Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 13 keo không đồng đều sẽ gây ra nội ứng suất trong khi ép làm chất lợng mối dán giảm.độ nhẵn bề mặt gia công láy là G8. + ảnh hởng của bản đồ xẻ và phơng pháp xẻ: vị trí của thanh gỗ troogn cây tính theo đờng kính liên quan nhiều đến sự co rút và cong vênh của thanh cơ sở cũng nh sản phẩm sau khi ép. Vì vậy trong sản xuất ván ghép thanh, phơng pháp xẻ và bản đồ xẻ quyết định nhiều đến chất lợng thanh cơ sở. Nếu phơng pháp xẻ và bản đồ xẻ hợp lý sẽ hạn chế đợc những khuyết tật tự nhiên của gỗ. Nếu thanh cơ sở đợc xẻ xuyên tâm sẽ ít bị biến dạng, conmg vênh trông quá trình phơi sấy nhng tỷ lệ thành khí thấp. Khi xẻ tiếp tuyến, do chênh lệch co rút gia hai chiều thớ gỗlớn lên dễ bị cong vênh. điều nay giảm chất lợng thanh cơ sở và chất lợng ván ép. Tuỳ thuộc vào nguyên liệu gỗ và mục tiêu s dụng khác nhau mà ngời ta có các phơng pháp và bản đồ xẻ cho phù hợp. 2.3.2.7 ảnh hởng của công nghệ gián ép. Trong công nghệ gián ép yếu tố quan trọng và quan tâm nhất là chế độ ép. Chế độ ép gồm 3 yếu tố chính: - Thời gian ép . - Chế độ ép. - áp suất ép. Ngoài ra còn có ảnh hởng cuẩ độ nhớt của keo, ảnh của độ ph trong keo. Nh vậy yêu cầu của thanh cơ sở có ảnh hởng rất lớn đến chất lợng, yêu cầu của ván ghép thanh nó không chỉ ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ mà còn ảnh hởng tới công nghệ sản xuất ván ghép nên việc tính toán nâng cao tỷ lệ thành khí định mức đồng thời nâng cao chất lợng sản phẩm sẽ là yêu cầu cấp thiết. 2.4. Xây dựng mô hình lý thuyết và phơng pháp xẻ. 2.4.1. lý thuyết về quy hoạch thực nghiệp. Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 14 Thông thờng để giải quyết các bài toán trong kỷ thuật ngời ta thơng sử dụng phơng pháp nghiên cứu thực nghiệmmà ít sử dụng phơng pháp lý thuyết thuần tuý. Tuy nhiên trong nghiên cứu thực nghiệm phơng pháp nghiên cứu cổ điển cho phép tìm kiếm các mối phụ thuộc đơn định giữachỉ tiêu đánh giá và yếu tố ảnh hởng môtj cách riêng biệtnên không cho biết kết quảchặt chẽ về mức độ ảnh hởng của từng yếu tố và tác động qua lại giữa chúng với nhau. Quy hoạch thực nghiệm là phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm tiên tiến. Nội dung của phơng pháp này là xác định ảnh hởng tới tham số đầu ra của qua trình nghiên cứu bởi một loạt các biến số. Trông đó đầu ra ký hiệuY i , các yếu tố ảnh hởng ký hiệuX i . Đây là yếu tố có thể lợng hoá,do đếm, điều khiển dợc. Quy hoạch thực nghiệm bậc nhất. Các dạng quy hoạch thực nghiệm bậc nhất. + Quy hoạch thực nghiệm các yếu tố toàn phần của giáo s nguyễn hải tuất (1982)và tiến sĩ:nguyễn trọng nhân (1999), phơng trình hồi quy tuyến tính dạng bậc nhất: Y = b 0 + b 1 .x i + b 2 .x 2 + + b n .x n . Trong đó Y- là tham số đâu ra, b 0 - là số hạng tự do b 1 ,b 2 ,b n -là hệ số hồi quy tuyến tính. i- các yếu tố i=1,2,k Các thí nghiệm đợc thực hiện với toàn bộ các mức của các yếu tố. Số thực nghiệm (N) phụ thuộc vào số lợng các yếu tố theo hai mứcvà đợc tính theo công thức: N=2 k + Quy hoạch thực nghiệm tuyến tính rút gọn. Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 15 Kế hoạch thực nghiệm toàn phần có nhợc điểm làkhi thông số đầu vào tăng thì số điểm thí nghiệm tăng lên rất lớn, kế hoạch trở nên cồng kềnh, tốn kém, phức tạp. vì vậy ngời ta da về quy hoạch thực nghiệm tuyến tính rút gọn,trong đó só thực nghiệm (N) đợc tính nh sau: N=2 n-p Trong đó: P-là bậc rút gọn. Các yếu tố và khoảng xác định của chúng. Trong nghiên cứu thực nghiệm các yếu tố ảnh hởng đợc chọn phải là những yếu tố rõ rệttới mục tiêu nghiên cứu và có thể điều khiển đợ, đo đếm đợc. Thông thờng phải căn cứ vào :nguyên tắc kinh tế, kỹ thuật,mục tiêu sử dụng của sản phẩm, khả năng tạo mẫu thí nghiệm, phơng tiện đo đạc.khoảng thực nghiệm hay còn gọi là khoảng khoảng kế hoạch hoá đợc dặt ra bằng cách hạn chế :X imin <X i <X imax , i=1,2,,n Trong các mức khác nhau của các yếu tố X i , quan trọng nhất là mức cơ sở X i0 , mức dới X imin và mức trên X imax . Thông thờng mức toạ độ X i0 đợc tính theo công thức : X i0 =(X imin +X imax )/2 Khoảng biến động các yếu tố : L i = X imax -X i0 =X i0 -X imin Để thuận tiện các giá trị của các yếu tố tự nhiên (X i ) có thể viết dới dạng toa độ (X i ).khả năng này cho phếp viết quy hoạch thực nghiệm dới dạng tổng quát mà không phụ thuộc vào giáỉtị vật lý của quá trình nghiên cứu. Để chuyển từ dạng tự nhiên sang dạng toạ độ ta sử dụng công thức: X i =(X i -X i0 )/L i Khi đó các mức ảnh hởng dới dạng toạ độ sẽ là các gí trị:=1 (mức trên); 0 mức cơ sở ;-1 là mức dới. Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 16 - Lập ma trận thực nghiệm. - Ma trận thực nghiệm bậc nhất là một bảng có số cộtbằng với số biến và tổ hợp chập đôi của chúng , số hàng bằng số thực nghiệm (N).trông đó các biến đợc ghi bằng mã,(+1,-1) - Sử lý kết quả thực nghiệm . - Số liệu thực nghiệm thu đợc cùng phơng trình hồi quy tim ra theo công thức: b 0 = N i i y n 1 . 1 ; b i = N j jji YX n 1 1 ; trong đó i=0,1,2,,n - Kiểm tra tính đồng nhất của các phơng saitheo tính chất Korhen: G p =G -Kiểm tra tính có ý nghĩa của các hệ số hồi quy: theo tính chất Student: bii Stb . ; b bT -Kiểm tra tính tơng thích của mô hình toán họctheo tính chất của Fisher: F p F p b i là các hệ số của Phơng trình hồi quy t b là tiêu chuẩn student tra bảng với =0,05 và bậc tự do =N(m-1) N số thí nghiệm; m số lần lặp lại T trị số tiêu chuẩn student tính toán Sb i là phơng sai của hệ ssố thứ i Nếu kết quả quy hoạch thực nghiệm tuyến tính thực nghiêm chứng tỏ mô hình bậc nhất không tơng thích thì ta phải thực nghiệm bậc hai. Quy hoạch thực nghiệm bậc hai Phơng trình tơng quan hồi quy có dạng sau: Y=b 0 + ji n j ij n i i n i i xxbxb 111 Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 17 +Các dạng kế hoạch thực nghiệm bậc hai; hiện nay có nhiều dạng kế hoạch thực nghiệm bậc hai nh: kế hoạchKeeferi J, kế hoạch trực giao,bor wilsen, kế hoạch H.O Harley. Tuy nhiên tuỳ theo yêu cầu của thí nghiệm và số lợng yếu tố ảnh hởng mà lựa chọn kế hoạch thực nghiệm phù hợp. 2.4.2. Lập tơng quan thực nghiệm. Với mục đích và phạm vi của chuyên đề cũng nh khả năng tận dụng gỗ, chúng tôi chọn phơng pháp bố trí thực nghiệm đa yếu tố, phơng pháp xẻ thanh cơ sơlà phơng pháp xẻ bán xuyên tâm với các thông số đầu vào và đầu ra đợc xác nh sau: Xác địng các hàm mục tiêu. +Nâng cao đợc tỷ lệ lợi dụng và tỷ lệ thành khí gỗ. + Đảm bảo đợc chất lợng thanh cơ sở và phù hợp với công nghệ hiện tại. Trong sản xuất ván ghép thanh, để đánh giá một cách đầy đủ hiệu quả sản xuất và chất lợng sản phẩm,ngời ta đã đa ra rất nhiều tiêu chí nh: Tỷ lệ lợi dụng gỗ,biến dạng của thanh, chất lợng thanh, độ trơng nở,độ cong vênh ván, khối lợng của ván,do thòi gian có hạnnên tôi chỉ xem xét chọn thông ssó chỉ tiêu là: Tỷ lệ lợi dụng gỗ sau khi xẻ (F ld ). Vậy (F ld ) là hàm mục tiêu thể hiện hiệu quả sử dụng gỗ. Xác định các thông số ảnh hởng Tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợi dụnggỗ trong xản xuất ván ghép thanh chịu ảnh hởng của rất nhiều nhân tố, nó bao gồm cả nhân tố điều khiển đợc và nhân tố không điều khiển đợc. +Nhân tố không điều khiển đợc(nhân tố cố định) Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 18 đó là các nhân tố ảnh hởng thuộc về đặc tính của nguyên liệu nh:độ cong thân cây,độ thon, độ bầu dục, độ ẩm gỗ, mắt gỗ các nhân tố này không điều khiển dợc nên không thuộc vào phạm vi nghiên cứu của đề tà. + Nhân tố điều khiển đợc. đó là những nhân tố ảnh hởng thuộc về kích thớc nguyên liệu và vị trí lấy gỗ trên tiết diện ngang khúc gỗ. do phạm vi nghiên cứu có hạn nên tôi chỉ nghiên cứu hai yếu tố: về dờng kính và phơng pháp xẻ.đây là nhân tố ảnh hởng đén tỷ lệ lợi dụng gỗ (F ld ). -ảnh hởng của đờng kính gỗ tròn:đây là nhân tố ảnh hởng tới (F ld ) gỗ đờng kính gỗ tròn càng lớn thì tỷ lệ lợi dụng và tỷ lệ thành khí gỗ càng cao, chi phí công nhân giảm.ngợc lại đờng kính giảm, tỷ lệ thành khí nhỏ, chi phí công nhân tăng, tỷ lệ lợi dụng gỗ thấp.đờng kính gỗ là nhân tố ảnh hởng có thể khống chế và điều khiển đợc. -ảnh hởng của vị trí lấy gỗ (miền hợp pháp Z) vị trí lấy gỗtrên tiết diện ngang cây (miền hợp pháp Z) có ảnh hởng rất lớn đến tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng và chất lọng thanh trong sản xuất ván ghép thanh .Đại diện cho miền hợp pháp Z là góc [ ] .Miền hợp pháp (Z)là miền cho phép xẻ trên tiết diện ngang khúc gỗ ,nó đi kèm hay tơng ứng với góc [ ] và đờng kính (d) .Từ công thức (Z) tính trong phần 2.1.1,thấy rằng ,khi [ ] càng lớn ,chiều rộng của miền (Z)cm ,càng nhỏ ,độ xuyên tâm của gỗ càng cao ,chất lợng thanh càng tốt nhng tỷ lệ thành khí thấp .Ngợc lại ,góc [ ] (độ ) càng nhỏ ,miền (Z)cm càng rộng ,độ xuyên tâm của thanh gỗ càng thấp cho tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợi dụng gỗ cao nhng độ biến dạng của thanh gỗ tăng do có ngót không đều làm giảm chất lọng thanh cở và chất lợng sản phẩm. Qua việc phân tích các yếu tố ảnh hởng tới tỷ lệ lợi dụnggỗ trên chúng tôi thấy :Đờng kính gỗ tròn là miền hợp pháp Z là hai yếu tố ảnh hỏng rất lớn Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 19 và rõ nét tới thanh tỷlệ lợi dụng gỗ ,những yếu tố khác đợc coi là cố định huặc không thuộc phạm vi nghiên cứu của đề tài +Đờng kính gỗ : qua điều tra thực tế tại khu vực núi luốt trờng đại học lâm nghiệp thấy đờng kính cây keo lá tràm trung bình là 14-28(cm) vì vậy để tiện cho quá trình khảo sát , chúng tôi chọn nghiên cứu trên 3 cấp đờng kính là d=16,20 và 24(cm) trong đó X imax =24 cm , và X imin =16 cm và X i0 =20 cm đây là các thông số đầu vào + Miền hợp pháp Z: Trong sản xuất ván ghép thanh ,yêu cầu độ biến dạng của thanh cơ sở thấp nên cần xẻ thanh cơ sở có độ xuyên tâm cao .Vì vậy để vừa đảm bảo chất lợng thanh cơ sở vừa đảm bảo tỷ lệ lợi dụng gỗ , chúng tôi chọn vùng nghiên cứu là vùng giữa bán tiếp tuyến và bán xuyên tâm với khoảng biến động góc =45 0 -55 0 -65 0 . X 2max =65 0 ,X 2min =45 0, ,X 20 =55 0 Đây là thông số đầu vào thứ 2 . khoảng biến động của các yếu tố ảnh hởng : X 1 là đờng kính nguyên liệu X 2 -là góc[ ] (độ) L-là khoảng biến động của các yếu tố L=X imax -X i0 Bảng :khoảng biến động của các thông số ảnh hởng . Tên yếu tố -1 0 +1 L X 1 (cm) 16 20 24 4 X 2 (độ) 45 55 65 10 2.4.3. Chọn kế hoạch thực nghiệm: Nhiệm vụ chính của bớc này là lập kế hoach thự nghiệm sao cho có thể nhận đợc biểu thức toán học biểu diễn mối quan hệ giữa các tham số ra Y Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 20 với các yếu tố vào Xi (1,2,3 n) tức là Y = f(x1, x2, x3, xn) gọi là hàm hồi quy. Quá trình xây dựng hàm hồi quy đợc tiến hành theo hai bớc: -Lập hàm hồi quy ở dạng mã. Y = f(x1, x2, x3, xn). -Chuyển hàm hồi quy về dạng thực nhờ phép biến đổi Y = f(x1, x2, x3, xn). Thông thờng ngời ta chọn hàm hồi quy dạng đa thức bậc nhất hoặc đa thức bậc hai. Không nên lấy hàm này ở bậc cao hơn vì sẽ làm cho chi phí lớn. Hàm hồi quy tuyến tính bậc nhất có dạng: Y = b 0 + b 1 .x i + b 2 .x 2 + + b n .x n . Hàm hồi quy tuyến tính bậc hai có dạng: 2 0 1 1 n n n i i ij i j ij i i i j i y b b x b x x b x = ạ = = + + + ồ ồ ồ Để tìm trị số của các hệ số trong hàm hồi quy tuyến tính bậc hai cần có một quy hoạch thực nghiệm mà ở đó mỗi yếu tố biến đôỉ không ít hơn ba mức, các kế hoạch này gọi là kế hoạch bậc hai. 2.4.4. Xác định cánh tay đòn a theo công thức của kế hoạch thực nghiệm: 1 2 (2 2 1 2 n p n p n p na - - - - = + + - Trong đó: P = 0; n = 2; a = 1 P = 0; n = 3; a = 1.125 P = 0; n = 4; a = 1.414 Tính toán số lợng thí nghiệm N = N 1 +N o + N a . N1: Số lợng thí nghiệm phần nhân. . chúng tôi chọn kích thớc thanh cơ sở nh sau: S.B.L = 18.40.450 Đối với phơng pháp xẻ bán xuyên tâm, bán tiếp tuyến kích thớc thanh xẻ l : S.B.L = 22 .45.500 2. 3 .2. 5 ảnh hởng của chất kết. thanh gỗ troogn cây tính theo đờng kính liên quan nhiều đến sự co rút và cong vênh của thanh cơ sở cũng nh sản phẩm sau khi ép. Vì vậy trong sản xuất ván ghép thanh, phơng pháp xẻ và bản đồ xẻ. cờng độ cao. 2. 3 .2. 4 ảnh của kích thớc thanh cơ s : Kích thớc thanh cơ sở sử dụng trong ván ghép thanh phụ thuộc vào yêu cầu của sản phẩm và khẳ năng tận dụng gỗ của từng, vùng từng nhà máy.