Chuyên đề Giới thiệu công nghệ sản xuất ván nhân tạo từ tre ở Việt Nam 1. những đặc tính cơ học, hoá học, vật lý của tre: 1.1. Tính chất hoá học: Thành phần hoá học của tre phụ thuộc vào từng loại tre, tuổi tre nơi sinh trởng và thời kỳ chặt hạ. Theo tài liệu của Trung Quốc thành phần hoá học của tre Nam Trúc đợc ghi nh bảng sau: Tuổi, độ cao T.Phần Vị trí Độ ẩm Tro (%) SiO 2 (%) TP chất tan trong nớc (%) TP chất tan tg nớc nóng (%) Các chất rút ra bằng 1% NaOH Xen lulo (%) Linhin (%) Đờng pentoze (%) Đờng mannô (%) 2 tuổi Cật tre Ruột tre 10.48 10.31 0.98 1.57 0.12 0.22 6.41 12.10 7.48 16.19 18.38 22.28 42.91 34.82 30.83 26.71 23.29 22.74 0.004 0.005 4 tuổi Cật tre Ruột tre 10.61 10.33 0.62 0.92 0.14 0.11 6.28 12.06 7.13 17.72 14.88 16.79 45.62 37.41 32.37 28.08 22.92 21.90 0.008 0.003 6 tuổi Cật tre Ruột tre 10.09 11.13 0.45 0.68 0.12 0.11 7.88 13.69 8.51 18.33 17.48 20.12 43.68 34.79 30.33 26.76 22.94 21.53 0.004 0.004 8 tuổi Cật tre Ruột tre 10.28 9.52 0.50 0.70 0.13 0.16 5.92 14.35 8.53 18.52 15.23 17.74 44.30 31.90 31.90 26.33 21.75 21.21 0.004 0.005 10 tuổi Cật tre Ruột tre 9.90 9.87 0.56 0.70 0.19 0.10 6.75 10.65 8.84 16.42 15.35 19.32 49.16 40.86 26.64 23.40 23.35 20.93 0.003 0.004 1m Cật tre Ruột tre 9.40 9.04 0.45 0.60 0.12 0.11 3.71 14.82 6.63 16.09 18.14 20.43 52.39 43.55 22.83 20.02 22.77 22.05 0.004 0.005 3m Cật tre Ruột tre 9.17 8.83 0.39 0.32 0.13 0.07 7.55 12.24 9.77 15.84 16.79 21.14 52.47 41.84 20.97 21.18 22.59 21.50 0.007 0.003 5m Cật tre Ruột tre 8.18 0.41 0.09 10.56 12.02 19.26 39.91 28.81 22.16 0.004 7m Cật tre Ruột tre 8.56 9.03 0.38 0.39 0.13 0.08 4.64 6.60 7.17 13.48 17.61 22.64 43.84 42.07 31.38 21.18 22.92 22.67 0.005 0.004 Qua số liệu ta thấy tỉ lệ tro thay đổi không nhiều, tuổi tăng lên thì tỷ lệ tro giảm xuống. Cật và ruột khác nhau khá nhiều. Phần ruột cao hơn phần cật và phần ruột chứa nhiều chất vô cơ. các chất trong tre rút ra từ nớc lạnh, nớc nóng và dung dịch 1% NaOH 2 4 6 8 10 0 0.6 0.7 0.8 0.9 ở các tuổi khác nhau, độ cao khác nhau cho thấy phần ruột cao hơn phần cật 2 lần bởi các chất đờng, ruột, nhựa vì vậy phần ruột dễ bị sâu nấm xâm nhập phá hoại. Tỷ lệ SiO 2 chiếm ít từ 0,1 0,2% nhng có tác dụng quan trọng trong việc làm tăng độ cứng của tre. Tỷ lệ xenlulo ở phần cật cao hơn ruột vì bó mạch tập trung nhiều. Với tuổi tre tăng lên thì tỷ lệ xenlulo giảm xuống. Tuổi tre Thành phần Tre < 1 tuổi 1 tuổi 2 tuổi 3 tuổi Độ ẩm 13.21 12.77 12.32 11.95 Tro 1.77 1.63 0.95 1.16 Tổng số các chất rút ra (bằng benzen, rợu, nớc nóng) 6.27 6.07 6.42 7.15 Xenlulo và hemixenlulo 75.10 66.42 58.03 59.50 Xenlulo 52.08 48.96 39.47 41.21 Linhin 16.17 21.38 25.31 26.12 SiO 2 0.28 0.16 0.33 0.28 Tỷ lệ linhin ở tre già nhiều hơn ở tre non, tỷ lệ pentozan thay đổi không nhiều, chiếm tỷ lệ từ 21 - 23%. 1.2. Tính chất vật lý: - Độ ẩm Độ ẩm tre tơi thay đổi theo tuổi, độ cao thân cây, vị trí thành tre và thời kỳ chặt hạ. Độ ẩm tre non lớn hơn tre già. ở phần gốc lớn hơn phần ngọn. ở ruột lớn hơn ở cật. Độ ẩm tre tơi thờng từ 60 80%. Theo tài liệu nghiên cứu của bộ môn Gỗ trờng đại học lâm nghiệp tre gai ở đông triều Quảng Ninh tre 3 tuổi ở độ cao 1m là 77%, 4m là 66% và 7m là 58%. ở điều kiện không khí bình thờng, để tre khô tự do đến độ ẩm 15- 20%, cây tre cần 3-4 tháng, tre chẻ cần 2-3 tuần. - Khối lợng thể tích khối lợng thể tích phụ thuộc vào loại tre, tuổi, độ ẩm, độ cao trên thân, cật và ruột. Theo độ cao thân cây mật độ bó mạch tăng dần từ gốc lên ngọn, nên khối lợng thể tích tăng dần. Khối lfợng thể tích g/cm 3 Chiều cao m 20 0 40 60 80 100 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Vị trí (%) Khối luợng thể tích (g/cm3) Hình 01 Qua đờng biểu diễn trên hình vẽ có thể thấy ở chiều cao 1m, khối lợng thể tích là 0.62g/cm 3 . ở chiều cao 4m là 0.7g/cm 3 . Đối với tre gai ở Đông Triều Quảng Ninh, mật độ bó mạch ở độ cao 1m, 4m, 7m là 177, 234 và 293 bó/cm 2 và khối lợng thể tích tơng ứng là 0.63, 0.73 và 0.78g/cm 3 . Mối quan hệ giữa thành tre và khối lợng thể tích đợc biểu hiện trên hình 02. cùng một độ cao, khối lợng thể tích với các lớp trong và ngoài ở những độ cao khác nhau. Hình 02 - Tính chất hút nớc Tre và gỗ giống nhau do đợc cấu tạo nên bởi tế bào nên có vách và ruột tế bào. Đây là hai vị trí giữ nớc của tre. Khả năng hút nớc nhiều hay ít phụ thuộc vào loại tre, thời gian ngâm trong nớc. - Tính chất co giãn của tre Tính chất này phụ thuộc vào loại tre, độ ẩm, vị trí thành tre và độ cao thân cây. khác với gỗ tre không có tia gỗ. Sự khác nhau về co giãn hai chiều ở đây phải giải thích bằng co giãn của cật và ruột. Do phâm bố mạch ở cật nhiều hơn ở ruột nên phần cật co giãn nhiều hơn phần ruột. Theo hớng xuyên tâm hai phần này không hạn chế lẫn nhau, nên co giãn đạt đợc trị số tối đa và đây cũng chính là nguyên nhân gây nứt của tre trong những ngày thời tiết khô hanh. Quan hệ giữa dãn nở và độ ẩm của tre theo nghiên cứu của Thẩm Uy -Trung Quốc đợc thể hiện trên hình 03. Hình 03 Qua các biểu đồ trên ta thấy: Tỷ lệ co rút theo phơng tiếp tuyến lớn nhất, khi độ ẩm 40% là 4,5%; tỷ lệ co rút xuyên tâm lớn thứ hai là 3,0%. Còn theo hớng dọc thớ là nhỏ nhất 0,32%. Tỷ lệ co rút theo hớng tiếp tuyến thì ở cật tre lớn nhất, vị trí giữa cật và ruột là thứ hai, còn ở ruột là nhỏ nhất. Nếu lấy tỷ lệ co rút của cật tre khi độ ẩm 40% là 100% thì vị trí giữa cật và ruột là 80% còn vị trí ruột là 75%. Tỷ lệ co rút theo chiều dọc thớ thì ở cật là nhỏ nhất, ruột tre lớn nhất, vị trí giữa cật và ruột là thứ nhì. Nếu lấy tỷ lệ co rút của cật tre khi ơ độ ẩm 40% là 100% thì vị trí giữa cật và ruột là 150% và vị trí ruột là 200%. 1.3. Tính chất cơ học của tre Tre nhẹ, dễ gia công, cờng độ chịu uốn và kéo cao. Nhất là chịu kéo dọc thớ vì thớ tre thẳng và sợi tre dài. - Sức chịu kéo dọc thớ Đây là ứng lực lớn nhất. ở các loài tre khác nhau, vị trí khác nhau theo độ cao, cật và ruột, cờng độ sẽ khác nhau. Từ gốc đến ngọn cờng độ tăng dần. 0 0.1 0.2 10 20 50 30 40 0.3 0.4 0.5 0 3010 20 40 50 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 3010 20 40 50 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Cật Giũa cật và ruột Ruột Cật Giũa cật và ruột Ruột Độ ẩm (%) Tỷ lệ co rút (%) Tỷ lệ co rút (%) Tỷ lệ co rút (%) Độ ẩm (%) Độ ẩm (%) 10 8 2 4 6 8 32 24 16 0 Cuờng độ chịu kéo (10^7N/m2) Độ cao (m) 50 0 10 20 30 40 32 24 16 8 60 70 80 90 100 40 48 56Cuờng độ chịu kéo (10^7N/m2) Vị trí (%) Vị trí lóng Vị trí mắt Hình 04 thể hiện quan hệ giữa cờng độ chịu kéo và chiều cao cây. Quan hệ này cũng tơng tự nh khối lợng thể tích và độ cao cây tre. Nhng ở độ cao 7,5m thì khối lợng thể tích thay đổi nhiều hơn, còn cờng độ chịu kéo thay đổi ít hơn. Hình 04 Cờng độ chịu kéo theo vị trí từ cật đến ruột: phần cật chịu kéo tốt hơn phần ruột vì mật độ bó mạch cao hơn. Hình 05 trình bày mối quan hệ trên ở hai vị trí mắt và lóng. Hình 05 ở mắt sức chịu kéo chỉ bằng 1/2 ở lóng, nguyên nhân là ở mắt các bó mạch lợn sóng, xoắn vào nhau: nói chung sức chịu kéo của tre biến động từ 700 3520.10 5 N/m 2 , kd ở mắt = 1565.10 5 N/m 2 ; kd ở lóng = 1978.10 5 N/m 2 . - Sức chịu ép Cờng độ chịu ép dọc thớ khá lớn. Theo chiều cao cây từ gốc đến ngọn, sức chịu ép tăng dần, ở lóng cao hơn ở mắt. - Sức chịu trợt Sức chịu trợt của tre tơng đối bé. Cờng độ chịu trợt dọc và ngang thớ ở phần có mắt và nóng là khác nhau rõ rệt. ở mắt lớn hơn ở lóng. Trợt ngang thớ lớn hơn trợt dọc thớ khoảng 3 lần. Trợt ngang thớ các bó mạch sản sinh nội lực, còn trợt dọc thớ thì nội lực lại do mô mềm sinh ra. Trên thành tre phần cật ứng suất trợt lớn hơn phần ruột. - Sức chịu uốn tĩnh Cờng độ chịu uốn của tre tơng đối lớn, nhng mô dul đàn hồi thì bé. Do đó khi chịu lực tre dễ bị biến dạng (võng). Từ gốc đến ngọn ứng suất uốn tĩnh giảm dần. - Uốn dọc Khi chiều dài thanh lớn hơn 11 lần đờng kính của đoạn thân tre lúc chịu ép thì thanh chuyển thành uốn dọc. để tính toán khả năng chịu uốn dọc của tre khi đã biết sức chịu ép dọc thớ, cần phải xác định hệ số giảm ứng suất của lực ép dọc khi chịu uốn dọc theo công thức sau: ud = . ed 2. Những loại ván nhân tạo đ đã ợc nghiên cứu và sản xuất ở Việt Nam: Hiện nay do nhu cầu sử dụng đồ gỗ ngày càng tăng, mà nguồn nguyên liệu gỗ tự nhiên ngày càng khan hiếm, cho nên ván nhân tạo đã ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu đó. ở Việt Nam ván nhân tạo đang trên đà phát triển mạnh, chúng ta đã và đang sản xuất đợc rất nhiều các loại ván khác nhau nh: ván dăm, ván dán, ván sợi, ván ghép thanh, ván tre, ván từ xơ dừa . Đây là những loại ván đã đợc nghiên cứu và sử dụng thành công ở thị trờng trong và ngoài nớc, đã đáp ứng đợc nhu cầu sử dụng đồ gỗ ngày càng tăng ở Việt Nam. 3. Công nghệ sản xuất các loại ván nhân tạo từ tre đ phổ biến:ã Hiện nay v những năm sau, nhu cầu tiêu dùng lâm sản, đặc biệt l lâm sản qua chế biến, cho nội địa v xuất khẩu l rất lớn. Tại Việt Nam, tổng diện tích rừng tự nhiên l 9,44 triệu m 2 , trữ lợng gỗ v o khoảng 700 triệu m 3 , khoảng 7,4 triệu cây tre nứa, v đặc biệt khoảng hơn 28,8 triệu cây dừa với gần 8,7 triệu m 3 gỗ h ng năm. Hiện nay việc chế biến lâm sản nói chung v các loại tre nứa, dừa nói riêng l m nguyên liệu gỗ phục vụ tiêu dùng v xuất khẩu cũng nhiều hạn chế. Năm 2004 tổng giá tr đồ gỗ v lâm sản xuất khẩu đạt 1,2 tỷ đô la Mỹ, tuy nhiều hơn 80% lợng gỗ nguyên liệu l m xuất khẩu ó phải nhập khẩu. Dự báo đến năm 2010 nguồn nguyên liệu phục vụ nhu cầu chế biấn gỗ v lâm sản chủ yếu từ rừng trồng với đặc tính cơ lý của gỗ trồng thấp v trình độ xử lý cơ, nhiệt, hoá gỗ nhiên liệu hiện nay cha đáp ứng đợc nhu cầu của việc sản xuất đồ gỗ. Vì vậy nhanh chóng nghiên cứu v áp dụng các tiến bộ kỹ thuật cụ thể l m thay đổi tính chất cơ, lý, hoá của gỗ nhằm tận dụng các loại gỗ nhỏ, gỗ ít giá tr sử dụng nh thân cây tre, nứa, dừa, cao su, thân cây cọ . Thay thế cho nguồn gỗ nguyên liệu truyền thống l hớng giải quyết tích cực đó v đang đ ợc nghiên cứu áp dụng, trong đó công nghệ EDS l một h ớng đang đợc quan tâm v phát triển nhanh chóng. Công nghệ EDS: l lm bin tớnh cỏc nguyờn liu cú ngun gc ti nguyờn sinh hc bng nhit c phỏt minh bi ngi Nht v ó c t chc UNIDO Tokyo gii thiu rng rói n cỏc quc gia ang phỏt trin ụng Nam , Chõu Phi v Trung Nam M nhm lm bin tớnh cỏc thõn g trũn hay g tp, c bit bin nhng g khụng s dng c thnh g cú giỏ tr v s dng c. Cụng ngh c gi l EDS do vit tt bi cỏc t Ecology, Divesity, Synergy. V nguyờn lý hot ng: Thnh phn ca g ch yu l xenlulụ, hemixenlulụ, linhin, nc v mt lng rt nh cỏc thnh phn khỏc c liờn kt vi nhau to thnh. Sau khi g c a vo bung t ca h thng EDS, nc s bc hi v cỏc thnh phn hemixenlulụ v linhin s b phõn gii to thnh phõn t thp. Khi nhit h xung, cỏc thnh phn va ho tan s c c nh li, kt qu l tớnh cht ca vt liu g c nõng cao mt cỏch bt ng. ở Việt Nam hiện nay đã có rất nhiều những công nghệ khác nhau để sản xuất, chế biến các sản phẩm từ tre nh: sản xuất ván sàn tre, đồ thủ công mỹ nghệ từ mây tre đan, mành tre, chiếu tre, đũa, tăm với mỗi một công nghệ khác nhau thì có những máy móc chuyên dùng khác nhau, nhng cơ bản vẫn là những máy sau: - Máy cắt ngang tre tròn (cắt khúc) - Máy chẻ tre - M¸y n¹o nh½n bèn mÆt - M¸y chÎ nhá c¸c thanh - M¸y c¾t ngang (tÒ ®Çu) - M¸y rung lµm nh½n (lµm cho hÕt d»m tre) 4. Tính năng và khả năng sử dụng ván nhân tạo từ tre: Ván nhân tạo từ tre có những tính chất u việt nh: khả năng uốn tĩnh cao, ít bị dãn nở, . ng. ở Việt Nam hiện nay đã có rất nhiều những công nghệ khác nhau để sản xuất, chế biến các sản phẩm từ tre nh: sản xuất ván sàn tre, đồ thủ công mỹ nghệ từ mây tre đan, mành tre, chiếu tre, . đề Giới thiệu công nghệ sản xuất ván nhân tạo từ tre ở Việt Nam 1. những đặc tính cơ học, hoá học, vật lý của tre: 1.1. Tính chất hoá học: Thành phần hoá học của tre phụ thuộc vào từng loại tre, . ván đã đợc nghiên cứu và sử dụng thành công ở thị trờng trong và ngoài nớc, đã đáp ứng đợc nhu cầu sử dụng đồ gỗ ngày càng tăng ở Việt Nam. 3. Công nghệ sản xuất các loại ván nhân tạo từ tre