Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Trờng Đại học Lâm Nghiệp Khoa chế biến lâm sản *********** Khoá luận tốt nghiệp Nghiên cứu sự ảnh hởng của áp suất ép phủ bề mặt tới chất lợng sản phẩm ván Block board từ nguyên liệu gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis Pierre) Ngành: chế biến lâm sản M số : 101ã Giáo viên hớng dẫn : Th.S. Phan Duy Hng Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hào Hiệp Khoá học : 2003 - 2007 Hµ T©y, 2007 2 mục lục Danh mục từ viết tắt 5 Lời nói đầu 6 đặt vấn đề 7 Chơng I: tổng quan 10 1.1. Tổng quan về ván Block board, ván ghép thanh có phủ bề mặt và ảnh hởng của áp suất ép phủ bề mặt tới chất lợng sản phẩm ván Block board 10 1.1.1. Tổng quan về ván ghép thanh 10 1.2. Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt (Blockboard) 11 1.3. Sơ lợc công nghệ ép ván phủ mặt 13 1.3.1. Tráng keo 13 1.3.2. Xếp ván 13 1.3.3. ép ván 14 1.3.4. Làm nguội 14 1.3.5.Rọc cạnh 15 1.3.6. Đánh nhẵn 15 1.4 Đối tợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 15 1.5.Mục tiêu, phơng pháp nghiên cứu và ý nghĩa của đề tài 15 1.5.1. Mục tiêu nghiên cứu 15 1.5.2. Phơng pháp nghiên cứu 15 1.5.3. ý nghĩa khoa hoc và ý nghĩa thực tiễn 16 1.5.4. Các yếu tố thay đổi 16 1.6. Cấu trúc đề tài 16 Chơng II: Cơ sở lý luận 17 2.1. Yêu cầu về nguyên liệu trong sản xuất ván Blockboard 17 2.1.1. Nguyên liệu gỗ 17 2.1.2. Chất kết dính 17 2.1.3. Các yếu tố ảnh hởng đến chất lợng ván mỏng 18 2.1.4. Nguyên tắc hình thành ván 19 2.1.5. Lý thuyết dán dính 19 2.2. Các yếu tố ảnh hởng đến chất lợng ván 20 2.2.1. ảnh hởng của nguyên liệu 20 2.2.2. ảnh hởng của keo dán 23 2.3. Các thông số thuộc về công nghệ 25 2.3.1. ảnh hởng của ván mỏng 25 3 2.3.2. ảnh hởng của điều kiện dán ép 26 Chơng III: Thực nghiệm 32 3.1. Chuẩn bị nguyên liệu 32 3.1.1 Vật liệu ván mặt 33 3.1.2. Chất kết dính 33 3.2.Sơ lựoc các bớc công nghệ 35 3.3. Các bớc tiến hành thực nghiệm 36 3.4. Thiết bị 40 3.4.1. Máy bóc ván mỏng 40 3.4. Phơng pháp ép 40 3.4.1. Máy ép nhiệt một tầng 41 3.4.2. Các cấp áp suất ép 41 3.5. Xử lý cuối 42 Chơng IV: đánh giá kết quả 43 4.1. Phơng pháp xử lý số liệu 43 4.1.1 Cơ sở chọn mẫu 43 4.1.2 Các tiêu chuẩn về tính toán và xử lý số liệu 43 4.1.3.Phơng pháp nghiên cứu thống kê toán học 43 4.2. Phân tích và đánh giá một số chỉ tiêu chất lợng của sản phẩm 45 4.2.1 Cờng độ kéo truợt màng keo 45 4.2.2 Khối lợng thể tích mẫu 49 4.2.4. Kiểm tra độ ẩm của sản phẩm 54 4.2.5. Kiểm tra độ trơng nở chiều dày của sản phẩm 55 4.2.6. Kiểm tra độ định dạng (cong, vênh) của sản phẩm 56 Chơng V: kết luận và kiến nghị 59 5.1. Kết luận 59 5.2.Đề xuất và kiến nghị 59 Tài liệu tham khảo 61 4 Danh mục từ viết tắt Ký hiệu ý nghĩa Đơn vị MC PVAc U-F P T max k MOR k x s s 2 s k E X S% P% C (95%) s k Độ ẩm Polyvinyl acetate Urea formaldehyde Độ nhớt áp suất ép Nhiệt độ ép Thời gian ép Trị số lớn nhất Khối lợng thể tích cơ bản Độ bền uốn tĩnh Độ bền kéo trợt màng keo Trung bình mẫu Sai tiêu chuẩn Phơng sai mẫu Sai số trung bình Độ lệch Độ nhọn Hệ số bíên động Hệ số chính xác Sai số tuyệt đối của khoảng ớc lợng Chiều dày màng keo % mPas MPa 0 C Giây g/cm 3 MPa MPa % % % g/cm 3 k 5 Lời nói đầu Sau khi hoàn thành chơng trình lý thuyết khoá học 2003 2007 để đánh giá kết quả học tập và rèn luyện trên ghế nhà trờng, kết hợp giữu lý thuyết và nghiên cứu thực tiễn, đợc sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trờng Đại học Lâm Nghiệp, của ban chủ nhiệm khoa Chế biến lâm sản. Tôi tiến hành nghiên cứu khoá luận. Nghiên cứu sự ảnh hởng của áp suất ép phủ bề mặt tới chất l- ợng sản phẩm ván Block board từ nguyên liệu gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis Pierre) Sau thời gian nghiên cứu, bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Ths. Phan Duy Hng và các thầy cô giáo trong khoa cũng nh các bạn đồng nghiệp, tôi đã hoàn thành khoá luận này. Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Công nghệ Công nghiệp rừng và phòng thí nghiệm khoa Chế biến lâm sản, đồng thời xin chân thành cảm ơn cán bộ công nhân nhân viên của trung tâm, các thầy giáo, cô giáo trong khoa đặc biệt xin cảm ơn thầy giáo Th.s Phan Duy Hng và các bạn đồng nghiệp đã tạo điều kiện cho tôi nghiên cứu, thu thập tài liệu và số liệu để tôi hoàn thành khoá luận tốt nghiệp. Trong quá trình làm khoá luận này, mặc dù có sự cố gắng nỗ lực của bản thân nhng do để tài còn mới và thời gian có hạn nên khoá luận không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo để đề tài của tôi đợc hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! 6 đặt vấn đề Những năm gần đây ở nớc ta do sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, sự gia tăng không ngừng của dân số, mức độ đô thị hoá ngày càng cao làm tăng nhanh nhu cầu về gỗ. Trong khi đó, diện tích tự nhiên đang bị thu hẹp dần, trữ lợng ngày càng giảm. Ngành công nghiệp Chế biến lâm sản đứng trớc thực trạng bị thiếu nguyên liệu trầm trọng. Vì vậy, việc chuyển đổi sử dụng gỗ mọc nhanh rừng trồng làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất là một hớng đi đúng đắn. Các h- ớng nghiên cứu nhằm phục vụ mục đích này là: tìm nguyên liệu mới, tìm kiếm sản phẩm mới cũng nh nâng cao chất lợng sản phẩm hiện có và đổi mới công nghệ. Một trong những giải pháp đó là tạo ra các loại hình ván nhân tạo nh: ván ghép thanh, ván dán, ván dăm, ván sợi. Việt Nam là một quốc gia nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm thích hợp cho sự sinh trởng và phát triển của nhiều loại cây, trong đó có cây Bồ đề (còn gọi là cây cánh kiến trắng), có tên khoa học là (Styrax tonkinensis Pierre) là loại cây gỗ thân thẳng, tròn, có màu trắng, giác lõi không phân biệt, thớ thẳng mịn, tỉa cành tự nhiên tốt, tán lá tha, rễ cọc phát triển yếu song rễ bàng phát triển mạnh. Khối lợng thể tích là 0,41 g/cm 3 , pH=6,2. Gỗ Bồ đề có hàm lợng Cellulose khá cao từ 47 49%, hàm lợng lingin thấp 22,3%. Vì vậy Bồ Đề đ- ợc làm nguyên liệu cho ngành sản xuất ván nhân tạo (ván dăm, ván dán. ván sợi ). Cây gỗ cao trung bình từ 20 25m. Cây Bồ đề 3 tuổi có thể đạt chiêu cao 9 10m, và sau đến 8 10 năm đã có thể khai thác với trữ lợng khoảng 100 150 m 3 /ha/1năm, đờng kính ngang ngực 25 30cm, tập trung 80% ở tầng mặt từ 0 20cm. Cây Bồ đề lần đầu tiên đợc các nhà thực vật học ngời Pháp phát hiện ở Bắc bộ và công bố trong Thực vật chí Đông Dơng từ trớc cách mạng tháng 8/1945 cây Bồ đề phân bố tập trung ở thợng nguồn sông Mã, ngoài ra còn ở các tỉnh Lạng Sơn, Thái Nguyên, Bắc Kạn, Hoà Bình, Thanh Hoá, Nghệ An 7 Thích hợp khí hậu có nhiệt độ trung bình năm 19 23 0 C. Sống đợc ở nơi có nhiệt độ từ 15 26 0 C có thể chịu đợc nhiệt độ thấp nhất -4 0 C tới cao nhất +45 0 C nhng chỉ trong thời gian ngắn. Lúc còn nhỏ chịu rét khá nhng không chịu đợc nhiệt độ cao, cây con dễ bị chết nóng. Thích hợp nơi có lợng ma 1.500 2.000 mm, tốt nhất là trên 1.700mm, không có mùa khô thật rõ rệt hoặc mùa khô kéo dài quá 3 tháng. Độ ẩm không khí trung bình năm từ 85 88%, ít ảnh hởng của gió Tây Nam. Bồ đề sinh trởng tốt trên đất Feralit vàng hoặc đỏ vàng phát triển trên đất mẹ phiến thạch mica, phiến thạch sét, grai thích hợp nhất trên phiến thạch mica, sét đất sâu ẩm tốt thoát nớc, thành phần cơ giới nhiều mùn, có tính chất đất rừng không thích hợp đất nghèo xấu, ớt trũng, đá vôi, đá ong Cây ra hoa tháng 3 4, quả chín tháng 9 10 khi chín quả chuyển từ màu xanh sang màu bạc có điểm phớt trắng, phần đầu quả có vết nứt, vỏ nâu đen thẫm hoặc vàng da bò. Trên thế giới, cây Bồ đề đợc sử dụng rộng rãi và lâu đời nh làm ván phủ bề mặt, ván ghép thanh, ván dăm, ván sợi Gỗ đợc sử dụng làm ván mỏng thờng có khối lợng thể tích trung bình = 0,4 0,6 g/cm 3 mềm, thờng những loại cây gỗ này có công cắt bé. độ dẻo dai cao, đồng thơì về mặt hình học gỗ phải tơng đối tròn đều và thẳng nh: Trám, Xoan, Ràng ràng, Vên vên, Sồi trắng Trong đề tài này ván mỏng dùng phủ mặt đợc sử dụng là gỗ Sồi trắng thuộc nhóm VII có tên khoa học là Pasania hemisphaerica Hickel et Camus sản xuất theo phơng pháp bóc. Sau khi sấy ván mỏng đạt độ ẩm 8 -10%. ở Việt Nam, tuy đã có một số công trình nghiên cứu về loại cây này trong lĩnh vực sản xuất ván nhân tạo nh: ván dăm, ván dán, ván ghép thanh và đa ra những kết luận hết sức quan trọng về việc sử dụng gỗ Bồ đề làm ván Blockboard nh: gỗ có thể làm nguyên liệu cho ván ghép thanh dạng Blockboard. Tuy vậy khi sử dụng gỗ Bồ đề làm ván Blockboard cần nắm rõ đ- ợc tính chất cơ học, lý học để có các giải pháp sau: 8 - Thay đổi các thông số công nghệ của chế độ ép nh: áp suất ép, nhiệt độ ép hay thời gian ép. - Thực hiện nghiên cứu trên một số loại chất kết dính để tăng khả năng chống chịu với môi trờng. - Thay đổi quan hệ chiều dày và chiều rộng thanh ghép của ván lõi. - Thực hiện các giải pháp biến tính của gỗ Bồ đề. Căn cứ vào những u điểm của Block board, căn cứ vào đặc điểm, tính chất của gỗ Bồ đề, kế thừa kết quả nghiên cứu trong những đề tài, luận văn tốt nghiệp của những khoá trên chúng tôi thấy muốn nâng cao về tính chất cơ học của ván để nó đáp ứng đợc yêu cầu sử dụng, thì phải cần nghiên cứu đợc sự ảnh hởng của áp suất ép là giải pháp hợp lý hiện nay để nâng cao chất lợng ván đợc tốt hơn. Chính vì vậy, đợc sự đồng ý của Hội đồng khoa hoc nhà tr- ờng, của khoa Chế biến lâm sản tôi thực hiện đề tài: Nghiên cứu sự ảnh hởng của áp suất ép phủ bề mặt tới chất lợng sản phẩm ván Block board từ nguyên liệu gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis Pierre) 9 Chơng I: tổng quan 1.1. Tổng quan về ván Block board, ván ghép thanh có phủ bề mặt và ảnh hởng của áp suất ép phủ bề mặt tới chất lợng sản phẩm ván Block board. 1.1.1. Tổng quan về ván ghép thanh a. Khái niệm về ván ghép thanh Ván ghép thanh là một loại sản phẩm ván nhân tạo thu đợc bằng cách ghép các thanh gỗ có kích thớc nhỏ và ngắn lại với nhau nhờ sự tham gia của chất kết dính (nếu có) và các thông số chế độ ép nhất định. Ván ghép thanh có rất nhiều dạng với nhiều tên gọi khác nhau. Nếu định nghĩa theo tiêu chuẩn BS 6100-1984, ván ghép thanh phân chia thành một số loại chủ yếu sau: - Ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt (Laminated Board và Finger joint sawntimber); - Ván ghép thanh khung rỗng (Veneer Spaced Lumber); - Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt (CorePlywood, Blockboard, Laminboard ). Đặc điểm chung của các loại ván này là đa dạng về kích thớc, không kén chọn nguyên liệu, công nghệ sản xuất đơn giản, phạm vi sử dụng rộng. Một số u điểm chủ yếu của các loại ván ghép thanh: - Có thể sử dụng nguyên liệu để sản xuất từ gỗ có đờng kính nhỏ, độ bền cơ học thấp (dạng Blockboard); - Có thể nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ; - Sản phẩm đồng đều về độ ẩm, đa dạng và ổn định về kích thớc; - Linh động khi liên kết và lắp ghép. - Tạo ra sản phẩm có diện tích có bề mặt lớn. Hiện nay, loại hình sảns phẩm ván ghép thanh không dán phủ bề mặt sản xuất ít hơn các loại hình sản phẩm ván ghép thanh khác, do yêu cầu chất l- ợng bề mặt thanh ghép tơng đối cao, màu sắc đồng đều nên tỷ lệ lợi dụng không cao. Ván ghép thanh khung rỗng do cấu trúc của sản phẩm là rỗng nên 10 [...]... mm, đợc ghép tù các thanh cơ sở có độ ẩm đạt từ 8 12% - Phạm vi nghiên cứu sự ảnh hởng của áp suất ép phủ bề mặt tới chất lợng ván Blockboard từ nguyên liệu gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis Pierre) 1.5.Mục tiêu, phơng pháp nghiên cứu và ý nghĩa của đề tài 1.5.1 Mục tiêu nghiên cứu Xác định đợc sự ảnh hởng của áp suất ép phủ bề mặt tới chất lợng ván Blockboard từ nguyên liệu gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis... pháp ép nguội hoặc phơng pháp ép nhiệt Phơng pháp ép nguội đơn giản hơn, song về chất lợng và năng suất không cao bằng phơng pháp ép nhiệt Bởi vì, khi ép nhiệt dới tác dung của nhiệt độ ép cao, độ nhớt của keo giảm nhanh, tăng khả năng dàn trải của keo trên bề vật dán Đồng thời cũng dới tác dụng của nhiệt độ, mô đun đàn hồi của gỗ giảm làm tăng khả năng tiếp xúc giữa các bề mặt dán ép +) Nhiệt độ ép. .. tiễn Nghiên cứu ảnh hởng của áp suất ép phủ bề mặt tới chất lợng sản phẩm ván Blockboard từ nguyên liệu gỗ Bồ đề là vấn đề có ý nghĩa cả về khoa học và thực tiễn Việc chỉ ra đợc sự ảnh hởng của áp suất ép hợp lý sẽ là cơ sở cho việc nghiên cứu tiếp theo của loại ván này Đồng thời nó cũng là cơ sở để tham khảo khi tiến hành sản xuất ván Blockboard Ván Blockboard là một sản phẩm còn rất mới mẻ, do đó nghiên. .. trị số áp suất dán ép phải tính đến các thông số của ván mỏng và của keo nh sau: - Độ ẩm của ván mỏng; - Trạng thái bề mặt của ván mỏng; - Loại gỗ; - Độ đàn hồi và độ nhớt của keo; - Nồng độ keo áp suất dán ép cần phải lớn khi khối lợng thể tích sản phẩm lớn và độ ẩm của ván nhỏ ấp suất dán ép phải lớn khi độ nhấp nhô bề mặt ván mỏng lớn, độ nhớt và nồng độ của keo cao Xác định trị số áp suất ép còn... mối dán giảm 2.3.2 ảnh hởng của điều kiện dán ép ảnh hởng của áp suất ép Đây là thông số nghiên cứu chính trong đề tài Trong thực tế, tất cả các mối dán đều cần có áp lực ép Nó chính là điều kiện cần khi dán ép các vật lại với nhau Theo thuyết dán dính khi bề mặt vật dán phẳng nhẵn tuyệt đối thì áp lực ép không đáng kể, then chí bằng không Nhng trong thực tế bề mặt vật dán không áp ứng đợc những yêu... +) áp suất ép: 1,0 1,2 MPa; +) Thời gian ép: 0,8 1,0 phút/mm chiều dày ván phủ mặt P, MPa 3 4 5 , Phỳt Hình 1.1 Biểu đồ ép ván phủ mặt Trong đó: t3 - thời gian tạo áp suất ép max; t4 thời gian duy trì áp suất ép max; t5 thời gian giảm áp 1.3.4 Làm nguội Sau khi ép nhiệt trong tấm ván có nhiệt độ rất cao, độ ẩm nhỏ, tính chất cơ học, vật lý của ván cha ổn định, ở tâm tấm ván mức độ đóng rắn của. .. Phơng pháp sản xuất đơn giản, vốn đầu t cho sản xuất thấp hơn so với các phơng pháp khác 1.3 Sơ lợc công nghệ ép ván phủ mặt 1.3.1 Tráng keo Đối với ván ghép thanh có phủ bề mặt bằng ván mỏng, thờng tráng keo lên bề mặt các tấm ván trớc khi ép phủ Màng keo phải mỏng và đều liên tục, hạn chế tối đa màng keo bi khô, bị đóng rắn trớc khi ép Lợng keo tráng lên bề mặt ván mỏng phụ thuộc vào: chất lợng bề mặt. .. Điều đó là vì: + Tăng số lợng phân tử hớng ở lớp ngoài của màng keo; + Độ co ngót và nội ứng suất là nhỏ nhất khi màng keo đóng rắn; + Xác suất sinh ra khuyết tật trong màng keo nhỏ Trong đề tài này dựa vào những đặc điểm của những loại gỗ, nghiên cứu ảnh hởng của áp suất ép phủ bề mặt tới chất lợng sản phẩm ván Blocboard, tôi đã chọn áp suất ép là P max = 1,1 MPa ữ 1,3 MPa ữ 1,5 MPa để khảo sát nh... liên kết hoá học hình thành Vì vậy, áp suất ép phủ bề mặt là một trong những thông số công nghệ không thể thiếu và thực sự quan trọng 2.2 Các yếu tố ảnh hởng đến chất lợng ván 2.2.1 ảnh hởng của nguyên liệu Ván ghép thanh lõi đặc phủ bề mặt có yêu cầu khắt khe về nguyên liệu do nguyên tắc hình thành ván và yêu cầu về chất lợng sản phẩm rất cao Các tám ván phải có tính chất cơ, lý tơng đối đồng đều Ngoài... lu ý tới sự sai số về chiều dày của ván mỏng và mức độ đồng phẳng của bàn ép Bằng thực nghiệm cho thấy trị số áp suất ép phổ biến: - ép bằng phơng pháp khô, lạnh: P = 0,6 ữ 1,4 MPa - ép bằng phơng pháp khô nhiệt: P = 1,4 ữ 2,2 MPa - Chiều dày màng keo thích hợp: Sk = 40 ữ 100 k Điều quan trọng hơn cả là kết cấu sản phẩm phức tạp, độ đàn hồi cao khi ép với áp suất thấp sẽ có hiện tợng đàn hồi của vật . ván ghép thanh có phủ bề mặt và ảnh hởng của áp suất ép phủ bề mặt tới chất lợng sản phẩm ván Block board 10 1.1.1. Tổng quan về ván ghép thanh 10 1.2. Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt (Blockboard). ván Blockboard có phủ bề mặt có kích thớc 50 x 50 x t mm, đợc ghép tù các thanh cơ sở có độ ẩm đạt từ 8 12%. - Phạm vi nghiên cứu sự ảnh hởng của áp suất ép phủ bề mặt tới chất l- ợng ván Blockboard. tonkinensis Pierre). 1.5.Mục tiêu, phơng pháp nghiên cứu và ý nghĩa của đề tài 1.5.1. Mục tiêu nghiên cứu Xác định đợc sự ảnh hởng của áp suất ép phủ bề mặt tới chất lợng ván Blockboard từ nguyên liệu