BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH **************** NGUYỄN THANH DANH NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH NHIỆT TRE GAI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CHẾ BIẾN LÂM SẢN Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 6/2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH **************** NGUYỄN THANH DANH NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH NHIỆT TRE GAI Ngành: Chế Biến Lâm Sản LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn: TS PHẠM NGỌC NAM Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 6/2011    i LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn: − Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp q thầy khoa tận tình dạy dỗ cho suốt năm theo học trường − Thầy TS Phạm Ngọc Nam giáo viên hướng dẫn người tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp − Ban Giám đốc trung tâm nghiên cứu Chế biến Lâm sản, Giấy bột giấy toàn thể anh chị trung tâm giúp đỡ việc thực đề tài − Toàn thể bạn lớp chế biến lâm 33 giúp đỡ thời gian vừa qua Tp.HCM, ngày 21 tháng năm 2011 Sinh viên thực Nguyễn Thanh Danh   ii   TĨM TẮT Đề tài: “Nghiên cứu biến tính nhiệt tre gai” Thời gian thực hiện: Từ ngày 21/2/2011 đến ngày 21/6/2011 Địa điểm thực hiện: Trung tâm nghiên cứu Chế biến Lâm sản, Giấy bột giấy Phương pháp nghiên cứu: biến tính nhiệt tre gai nhiệt độ cao (1000C – 1200C) Kết đề tài tìm quy trình biến tính nhiệt tre gai phù hợp nhất, nhằm hạn chế tỷ lệ khuyết tật tre gai rút ngắn thời gian xử lý tre gai, nâng cao hiệu kinh tế việc sử dụng tre gai làm nguyên liệu sản xuất hàng mộc nội thất Trong q trình thí nghiệm biến tính tre gai nhiệt độ 1000C – 1200C, chia thành chế độ biến tính: biến tính nhiệt tre gai với thời gian xử lý 6h, 12h, 18h Qua chế độ biến tính này, chúng tơi dựa vào tỷ lệ khuyết tật tre gai chi phí biến tính sau mẻ biến tính để tìm quy trình biến tính phù hợp Sau tìm quy trình biến tính nhiệt tre gai phù hợp, tiến hành kiểm tra tính chất học tre gai sau biến tính Qua việc nghiên cứu mối quan hệ nhiệt độ biến tính thời gian xử lý ban đầu đến chất lượng tre gai sau biến tính, kết hợp kiểm tra tính chất học tre gai sau biến tính, đề xuất quy trình cơng nghệ biến tính nhiệt tre gai tối ưu Kết nghiên cứu: biến tính nhiệt tre gai nhiệt độ 100,10C với thời gian xử lý ban đầu τ = 8,9h, thời gian biến tính 58,34h tỷ lệ khuyết tật 4,39% quy trình biến tính nhiệt phù hợp   iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH SÁCH CÁC BẢNG viii DANH SÁCH CÁC HÌNH ix Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Giới hạn phạm vi nghiên cứu .2 Chương 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan biến tính .3 2.1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 2.1.2 Tình hình nghiên cứu nước .4 2.1.3 Một số phương pháp cơng nghệ biến tính gỗ .5 2.1.3.1 Biến tính hóa 2.1.3.2 Biến tính nhiệt hóa học 2.1.3.3 Biến tính phóng xạ hóa học 2.1.3.4 Biến tính nhiệt 2.2 Tổng quan tre .6 2.2.1 Nguồn gốc phân bố tre nứa giới 2.2.2 Nguồn tre nứa Việt Nam 2.2.3 Công dụng tre .9 2.3 Cơ sở lý thuyết biến tính nhiệt tre gai 11 2.3.1 Quá trình di chuyển ẩm q trình biến tính nhiệt 11 2.3.2 Quá trình bay nước bề mặt tre 11   iv 2.3.3 Quá trình trao đổi ẩm 12 Chương 3: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 3.1 Mục đích nghiên cứu đề tài 13 3.2 Nội dung nghiên cứu 13 3.3 Phương pháp nghiên cứu 13 3.3.1 Các phương pháp xác định độ ẩm 13 3.3.2 Phương pháp theo dõi trình giảm ẩm tre gai biến tính 15 3.3.3 Phương pháp theo dõi quy trình biến tính nhiệt 16 3.3.4 Phương pháp xác định tỷ lệ khuyết tật tre gai 16 3.3.5.Cơ sở thành lập chế độ biến tính nhiệt 17 3.3.6 Phương pháp xử lý số liệu 18 3.4 Thiết bị biến tính nhiệt 18 3.5 Phương pháp xác định tính chất học tre gai sau biến tính 20 3.5.1 Số lượng quy cách mẫu thử 20 3.5.2 Phương pháp xác định tính chất học 20 3.5.2.1 Ứng suất uốn tĩnh .21 3.5.2.2 Ứng suất nén dọc thớ 23 3.5.2.3 Ứng suất nén ngang thớ .24 Chương 4: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 25 4.1 Đặc điểm, cấu tạo, tính chất nguyên liệu sấy 25 4.1.1 Đặc điểm, cấu tạo tre gai 25 4.1.2 Một số tiêu tính chất học tre gai 28 4.2 Thí nghiệm biến tính nhiệt tre gai 29 4.2.1 Biến tính thực nghiệm tre gai với thời gian xử lý ban đầu τ = .29 4.2.2 Biến tính thực nghiệm tre gai với thời gian xử lý ban đầu τ =12 31 4.2.3 Biến tính thực nghiệm tre gai với thời gian xử lý ban đầu τ =18 32 4.3 Kết thực nghiệm 34 4.3.1 Lập ma trận thí nghiệm 35 4.3.2 Kết xử lý số liệu xác định phương trình hồi quy 35   v 4.3.3 Xác định thông số tối ưu 36 4.4 Các dạng khuyết tật tre gai sau sấy 37 4.5 Xác định tính chất học 38 4.5.1 Ứng suất uốn tĩnh xuyên tâm tiếp tuyến 38 4.5.2 Ứng suất nén dọc thớ ngang thớ 39 4.6 Đề xuất quy trình biến tính nhiệt tre gai 41 Chương 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 42 5.1 Kết luận 42 5.2 Kiến nghị 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC 46        vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT W Độ ẩm tuyệt đối tre Wa Độ ẩm tương đối tre We Độ ẩm sau tre sau biến tính G Khối Lượng tre tươi G0 Khối lượng tre khô kiệt P% Tỷ lệ khuyết tật σxt Ứng suất uốn tĩnh xuyên tâm σtt Ứng suất uốn tĩnh tiếp tuyến σndọc Ứng suất nén dọc thớ σnngang Ứng suất nén ngang thớ XT Xuyên tâm TT Tiếp tuyến ND Nén dọc NN Nén ngang τ Thời gian xử lý KT Khuyết tật   vii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1: Diện tích phân bố rừng tre nứa vùng Bảng 2.2: Diện tích rừng hỗn giao + tre nứa .9 Bảng 3.1: Kích thước số lượng mẫu khảo sát tre gai 20 Bảng 4.1: Một số tiêu tính chất học tre gai 28 Bảng 4.2: Mức khoảng biến thiên yếu tố nghiên cứu 29 Bảng 4.3: Biến tính tre gai với thời gian xử lý τ = giờ, ba mức nhiệt độ 30 Bảng 4.4: Biến tính tre gai với thời gian xử lý τ = 12 giờ, ba mức nhiệt độ 31 Bảng 4.5: Biến tính tre gai với thời gian xử lý τ = 18 giờ, ba mức nhiệt độ 33 Bảng 4.6: Tổng hợp kết số liệu thực nghiệm biến tính tre gai 34 Bảng 4.7: Kết tính tốn tối ưu hàm mục tiêu 36 Bảng 4.8: Kết tính tốn tối ưu hóa hàm đa mục tiêu 37 Bảng 4.9: Tổng hợp ứng suất uốn tĩnh XT TT tre gai sau biến tính 38 Bảng 4.10: Tổng hợp ứng suất ND NN tre gai sau biến tính 40     viii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 3.1: Độ ẩm thăng 15 Hình 3.2: Dàn nhiệt cánh quạt thiết bị biến tính 19 Hình 3.3: Cấu tạo bên thiết bị biến tính nhiệt 19 Hình 3.4: Mẫu thí nghiệm xác định ứng suất uốn tĩnh 20 Hình 3.5: Mẫu thí nghiệm xác định ứng suất nén dọc ngang thớ 20 Hình 3.6: Máy thử ứng suất uốn tĩnh 23 Hình 3.7: Máy thử ứng suất nén dọc thớ ngang thớ 24 Hình 4.1: Phân bố tre gai Việt Nam 26 Hình 4.2: Một bụi tre gai 28 Hình 4.3: Thân tre gai 29 Hình 4.4: Đường giảm ẩm tre gai biến tính nhiệt ba cấp nhiệt độ có thời gian xử lý ban đầu 30 Hình 4.5: Đường giảm ẩm tre gai biến tính nhiệt ba cấp nhiệt độ có thời gian xử lý ban đầu 12 32 Hình 4.6: Đường giảm ẩm tre gai biến tính ba cấp nhiệt độ có thời gian xử lý ban đầu 18 33 Hình 4.7: Các khuyết tật tre gai sau biến tính 38 Hình 4.8: So sánh ứng suất uốn tĩnh XT tre gai khơng biến tính biến tính 39 Hình 4.9: So sánh ứng suất uốn tĩnh TT tre gai khơng biến tính biến tính 39 Hình 4.10: So sánh ứng suất ND thớ tre gai khơng biến tính biến tính 40 Hình 4.11: So sánh ứng suất NN thớ tre gai khơng biến tính biến tính 40   ix TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách, giáo trình Bộ Nông Nghiệp Phát Triển Nông Thôn, 2000 Tên rừng Việt Nam, Nhà xuất Nông Nghiệp Ngô Quang Đê, 2003 Tre trúc (gây trồng sử dụng), Nhà xuất Nghệ An Hoàng Thúc Đệ, 2000, dịch Gây trồng chế biến tre, Nhà xuất Khoa học Vân Nam, Trung Quốc Trần Hợp, 2000 Tài nguyên gỗ Việt Nam, Nhà xuất Nông Nghiệp Phạm Ngọc Nam – Lê Ngọc Huy, 2010 Xác định chế độ sấy gỗ tràm vàng lò sấy nước, Tạp chí Nơng Nghiệp Phát Triển Nông Thôn, (số 6, tháng 6) Phạm Ngọc Nam - Nguyễn Thị Ánh Nguyệt, 2005 Khoa học gỗ, Nhà xuất Nông Nghiệp Nguyễn Tử Ưởng, 2001 Chuyên đề tre nứa, tài nguyên rừng Việt Nam, Viện Khoa Học Lâm Nghiệp Việt Nam Luận văn tốt nghiệp Huỳnh Hải Đăng, 2010 Khảo sát qui trình sấy gỗ tràm bơng vàng cơng ty cổ phần chế biến gỗ Pisico Đồng An – Bình Dương, Luận văn tốt nghiệp, Trường đại học Nông Lâm TP.HCM Võ Phước Đức, 2004 Khảo sát đặc điểm cấu tạo số tính chấy lý tre tầm vông, Luận văn tốt nghiệp, Trường đại học Nông Lâm TP.HCM 10 Nguyễn Ngọc Hân, 2008 Khảo sát đặc điểm cấu tạo, tính chất vật lý thành phần hóa học tầm vơng rừng, tre vàng sọc, bát độ, lục trúc, Luận văn tốt nghiệp, Trường đại học Nông Lâm TP.HCM 11 Nguyễn Thế Năng, 2005 Khảo sát tính chất học vật lý tre mỡ, tre gai, tre tàu, Luận văn tốt nghiệp, Trường đại học Nơng Lâm TP.HCM   44 12 Mai Bá Tòng, 2006 Khảo sát quy trình sấy tre tầm vơng công ty LTC, Luận văn tốt nghiệp, Trường đại học Nông Lâm TP.HCM Internet 13 http://www.tailieu.vn   45 PHỤ LỤC   46 PHỤ LỤC 1: Phân tích phương sai hàm Y1 tỷ lệ khuyết tật tre ANOVA for Y1 - danh 33 Effect Sum of Squares DF Mean Sq F-Ratio P-value A:X1 2.94000000 2.9400000 99.54 0021 B:X2 1.40166667 1.4016667 47.45 0063 AB 30250000 3025000 10.24 0493 AA 14222222 1422222 4.82 1158 BB 1.02722222 1.0272222 34.78 0097 08861111 0295370 Total error Total (corr.) 5.90222222 R-squared = 0.984987 R-squared (adj for d.f.) = 0.959965 Regression coeffs for Y1 - danh 33 constant = 5.28889 A:X1 = 0.7 B:X2 = 0.483333 AB = AA = 0.266667 BB = 0.716667 -0.275 -   47 PHỤ LỤC : Phân tích phương sai hồi quy hàm Y2 hàm chi phí ANOVA for Y2 - danh 33 Effect Sum of Squares DF Mean Sq F-Ratio P-value A:X1 150.000000 150.00000 64.29 0041 B:X2 150.000000 150.00000 64.29 0041 AB 9.000000 9.00000 3.86 1443 AA 2.000000 2.00000 86 4319 BB 50.000000 50.00000 21.43 0190 7.000000 2.33333 Total error Total (corr.) 368.000000 R-squared = 0.980978 R-squared (adj for d.f.) = 0.949275 Regression coeffs for Y2 - danh 33 constant = 54.6667 A:X1 = -5 B:X2 = AB = 1.5 AA = -1 BB = -   48 PHỤ LỤC 3: Kết tính tốn tối ưu hóa hàm mục tiêu tỷ lệ KT Y1 Target Cell (Min) Cell Name $C$2 Fx Original Value Final Value 5.29 4.389444444 Adjustable Cells Cell Name Original Value Final Value $A$2 x1 -1 $B$2 x2 -0.52777777 Constraints   Cell Name Cell Value Formula $A$2 x1 -1 $A$2=-1 Not Binding 49 Status Slack 0.47222223 PHỤ LỤC 4: Kết tính tốn tối ưu hóa hàm mục tiêu chi phí Y2 Target Cell (Min) Cell Name $C$5 Fx Original Value Final Value 54.6 48.35 Adjustable Cells Cell Name Original Value Final Value $A$5 x1 $B$5 x2 -0.500000008 Constraints Cell Name Cell Value Formula $B$5 x2 -0.500000008 $B$5=-1 Not Binding 0.499999992     50 Status Slack 1.500000008 PHỤ LỤC 5: Kết tính tốn tối ưu hóa hàm đa mục tiêu Target Cell (Min) Cell Name $C$5 Y-2 Original Value Final Value 54.6 58.34848438 Adjustable Cells Cell Name Original Value Final Value $A$5 x1 -0.999533952 $B$5 x2 -0.512764159 Constraints   Cell Name $D$5 Y-1 $A$5 Cell Value Formula Status Slack 0.00 $D$5