Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 1 Lời cảm ơn Nhân dịp hoàn thành chuyên đề tốt nghiệp khoá học(2000-2004). Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo. PGS.Ts:Nguyễn Phan Thiết đã giúp đỡ, hớng dẫn tôi nhiệt tình trong quá trình làm chuyên đề tốt nghiệp. Qua đây cũng cho tôi gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong khoa CBLS và cán bộ, công, nhân viên chức trong TTCGCN&PTCNR và các bạn đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình làm chuyên đề tốt nghiệp. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn !!! Hà tây. ngày 8 tháng 4 năm 2004 Sinh viên: Nguyễn Kim Hiều Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 2 đặt vấn đề Hiện nay ngành chế biến lâm sản đang lâm vào tình trạng thiếu nguyên liệu trầm trọng. Gỗ tự nhiên còn rất ít, đòi hỏi ngành chế biến chuyển hớng sử dụng nguyên liệu từ rừng tự nhiên sang nguyên liêu từ rừng trồng. Đặc điểm của gỗ rừng trồng là tốc độ phát triển nhanh, tính chất cơ vật lý thấp, kích thớc nhỏ, khuyết tật nhiều. Do đó khi sử dụng gỗ rừng trồng cho ta lợi dụng rất nhỏ và chất lợng kém. Nghàng sản xuất công nghệ ván nhân tạo nói chung và nghành công nghệ sản xuất ván ghép thanh nói riêng đã ra đời và đang phát triển. Nó giải quýet mâu thuẫn giữa cung và cầu trong việc sử dụng gỗ, mặt khác đây là dạng công nghệ sử dụng hiệu quả gỗ rừng trồng . Chất lợng ván ghép thanh phụ thuộc rất nhiều yếu tố. rong đó chất lợng thanh cơ sở đóng vai trò quan trọng. Trong ván ghép thanh, ván ghép từ gỗ keo là tràm nói riêng khâu pha phôi gỗ thành các thanh cơ sở là việc làm trớc tiên và nó ảnh hởng rất lớn đến các khâu sau đó. đợc sự thống nhất của thầy PGS.Ts: Nguyễn Phan Thiết em tiến hành làm chuyên đề: Lập bản đồ xẻ với phơng pháp xẻ bán xuyên tâm khi xẻ thanh cở để sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm. Vì thời gian và điều kiện nghiên cứu có hạn và khả năng của bản thân còn có hạn lại cha có kinh nghiệm trong vấn đề nghiên cứu nên không thể tránh khỏi xót em rất mong đợc sự góp ý của thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên: Nguyễn Kim Hiều Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 3 Chơng 1 những vấn đề chung 1.1. Mục tiêu chuyên đề. Chọn đợc phơng pháp xẻ bán xuyên tâm khi xẻ thanh cơ sở đẻ sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm, trên cơ sở đó định hớng cho việc xẻ thanh cơ cở khi sản xuất ván ghép thanh từ loại gỗ này. 1.2. Phạm vi đề tài nghiên cứu. -Loại gỗ keo lá tràm 7- 10 tuổi, ở Núi Luốt Trờng Đại học Lâm Nghiệp. - Sản phẩm ở đây là loại ván ghép thanh thông dụng không phủ mặt với kích thớc thanh cơ sở là S.B.L=18x40x450 - Lập mô hình lý thuyết đa yếu tố và thực nghiệm với hai yếu tố đầu vào là (D) và () để xác định phơng pháp xẻ với góc bao nhiêu ứng với góc bao nhiêu thì hiệu quả kimh tế nhất bằng phơng pháp xẻ bán xuyên tâm. 1.3. Nội dung chủ yếu của đề tài: +Cơ sở lý luận +Tính toán lý thuyết phơng pháp xẻ, bản đồ xẻ +Thực nghiệm +Kết quả đề tài, kết luận và kiến nghị 1.4. phơng pháp nghiên cứu: Phơng pháp kế thừa và phơng pháp thực nghiệm kết hợp với thực nghiệp để xản xuất thanh cơ sở t gỗ keo lá tràm với phơng pháp xẻ bán xuyên tâm với sự trợ giúp của phần mềm OTP. Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 4 Chơng2 cơ sở lý thuyết 2.1. Bản đồ xẻ. 2.1.1. Khái niệm. Là hệ thống các đờng nét hoặc hệ thống các ký hiệu đợc vẽ hoặc ghi trên tiết diện ngang cây gỗ hay trên giấy để thể hiện quy cách xẻ và trình tự tiến hành xẻ. Một cáhc tổng quát có hai cách lập bản đồ xẻ cơ bản sau: phơng pháp lập gián tiếp và phơng pháp lập trực tiếp. Tuy nhiên còn phụ thuộc vào đặc điểm nguyên liệu và quy mô sản xuất của nhà máy xí nghiệp mà ngơì ta áp dụng phơng pháp lập bản đồ xẻ cho phù hợp. Bản đồ xẻ có một vị trí quan trọng trong quá trình xẻ. Nó cũng ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ. Một bản đồ xẻ chỉ phù hợp với một khúc gỗ với đờng kính, độ cong, độ thót ngọn Vì vậy lập bản đồ xẻ đúng, phù hợp với từng khúc gỗ là một yêu cầu cấp thiết. 2.1.2. Các loại bản đồ xẻ. Để lập một bản đồ xẻ chúng ta phải căn cứ đến việc xây dựng nguyên lý tỷ lệ thành khí định mức. Phải xem xét biểu diễn quy trình xẻ một cách hợp lý nhất để nâng cao tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợi dụng gỗ. Một bản đồ xẻ phải thể hiện đợc vị trí và kích thớc sản phẩm trên tiết diện ngang khúc gỗ sao cho phù hợp với nguyên lý tỷ lệ thành khí lớn nhất tuỳ theo đặc điểm nguyên liệu và quy mô sản xuất của nhà máy, xí nghiệp mà ngời ta áp dụng phơng pháp lập bản đồ xẻ cho thích hợp. + Bản đồ xẻ gián tiếp: Là phơng pháp lập thể hiện bằng các ký hiệu chữ và số theo một quy định chung. Nhìn vào đó ngời ta biết đợc ngay quy cách các tấm ván cần xẻ trên tiết diện ngang cây gỗ. Phơng pháp này phù hợp với các xí nghiệp có nguồn nguyên liệu ổn định, dễ dàng cơ giới hoá và tự động hoá, nhng Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 5 phơng pháp này phức tạp và không linh hoạt với những nguyên liệu khuyết tật và ngoại hình phức tạp vì thế không nâng cao đợc tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợi dụng gỗ nên trong thực tế ít đợc sử dụng. + Lập trực tiếp: Là phơng pháp đợc sử dụng phổ biến, hiện nay nó có u điểm là đơn giản dễ hiểu, linh động. Khi lập bản đồ xẻ ta căn cứ vào hình dạng, kích thớc và vị trí các khuyết tật của gỗ cũng nh mức độ phong phú của sản phẩm. Vì thế khả năng tận dụng gỗ lớn, nhng nó có nhợc điểm là trong quá trình lập đợc tiến hành trực tiếp lên đầu cây gỗ nên năng suất lao động thấp. Phơng pháp này thích hợp với những xí nghiệp có đặc điểm nguyên liệu phức tạp. 2.1.3. Phơng pháp lập bản đồ xẻ. Có rất nhiều phơng pháp lập bản đồ xẻ khác nhau,có thể tóm lại thành các phơng pháp sau: -Dựa vào đồ thị a-t và p-t -Dựa vào đồ thị p-t Một điểm chung nhất tất cả phơng pháp này hỉ là ngần đúng.bởi vì nó coi cây gỗ có mặt cắt hình tròn và cha tính đến quy cách của sản phẩm và cũng cha xét đến hiệu qua kinh tế của phơng pháp xẻ mà chỉ xét đến vấn đề xẻ nh thế nào. 2.2. Khái niệm phơng pháp xẻ. 2.2.1 Phơng pháp xẻ gỗ tiếp tuyến: Gỗ xẻ tiếp tuyến là gỗ xẻ có tiếp tuyến với vòng năm gỗ tại điểm trung tâm ván hợp với bề mặt (chiều rộng) của tiết diễn gỗ xẻ một góc luôn bé hơn []. Thông thờng = 30 - 55 0 , trong tấm ván ta phải lấy góc [] lớn nhất của tiết diện. Để thực hiện quá trình xẻ ta xác định miền cho phép xẻ gỗ tiếp tuyến cho nửa hình tròn biểu thị tiết diễn ngang của cây gỗ. Miền cho phép gỗ xẻ tiếp tuyến lớn nhất là miền hình chữ nhật nội tiếp trong hình quạt. Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 6 Z 0 = cos[ ] [ ] 2cos 2 d b b Gỗ xẻ tiếp tuyến và bán tiếp tuyến có u điểm chịu va đập và xung kích lớn nhng co rút theo chiều tiếp tuyến lớn nên sản phẩm dễ bị biến dạng trong quá trình phơi hoặc sử dụng làm giảm tỷ lệ lợi dụng gỗ và chất lợng sản phẩm. Tuy nhiên trong một số công nghệ vẫn phải áp dụng phơng pháp xẻ này nh đóng tàu, cầu 2.2.2. Phơng pháp xẻ suốt. Ưu điểm của phơng pháp này là khả năng tận dụng gỗ lớn , có thể đáp ứng đợc nhiều chủng loại sản phẩm trong đó có ván ghép thanh. Quá trình xẻ tiến hành đơn giản, gỗ rất dễ cố định phù hợp với các xí nghiệp loại vừa và nhỏ. Là phơng pháp xẻ mà sản phẩm thu đợc tất cả đều là ván cha sạch bìa, xẻ theo phơng pháp này rất linh động trong sản xuất, nhất là nguyên liệu có nhiều bệnh tật, có điều kiện nâng cao tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợi dụng gỗ tuy nhiên phơng pháp này bộc lộ một số nhợc điểm: Chi phí để rọc rìa các tấm ván tơng đối lớn, quy cách kích thớc chiều rộng ván không thống nhất nên gây khó khăn cho khâu cơ giới hoá và tự ddộng hoá. 2.2.3. Phơng pháp xẻ hộp: Là các phơng pháp mà các sản phẩm thu đợc đa số đã rạch rìa, cạnh, phơng pháp này áp dụng để xẻ ván, xẻ hộp . Nó phù hợp với quy mô xởng vừa và lớn, để cơ giới hoá và tự động hoá quy cách sản phẩm đảm bảo chính xác, có khả năng nâng cao năng suất lao động và tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợi dụng gỗ. Nhng phơng pháp này kém linh động, với những loại gỗ có hình dạng phức tạp, không ổn định. Trong quá trình xẻ khó loại bỏ 2.2.4. Phơng pháp xẻ xuyên tâm. Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 7 Là gỗ xẻ có bề rộng hợp với đờng tiếp tuyếncủa vòng năm tai trung tâm mặt cắt ngang một góc [], thông thờng = 65 0 . Góc là góc đợc qui định trớc theo yêu cầu sử dụng của gỗ xẻ. Để đảm góc [] các ván chỉ đợc lấy ra ở vùng nhất địnhcủa tiết diện, vùng đó là vùng cho phép. Miền cho phép lớn hay nhỏ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đờng kính gỗ, góc Thờng dùng hai cách xẻ gỗ xuyên tâm sau: + Cách xẻ hình quạt: Đây là cách xẻ đợc thực hiện trên 1/4 tiết của cây gỗ. Phơng pháp này có khả năng thu đợc lợng gỗ xuyên tâm cao nhng nhợc điểm lớn nhất là khó cố định gỗ, cần có công cụ chuyên dùng đặc biệt trong quá trình xẻ vì vậy đây cũng là một phơng pháp xẻ cho những loại sản phẩm có yêu cầu đặc biệt. + Cách xẻ hình cung: Bằng cách xẻ hình cung chúng ta cũng thu đợc ván xuyên tâm, pnơng pháp này cũng đợc thực hiện trên nửa tiết diện hình tròn của cây gỗ. Giả sử miền ABCD là miền cho phép xẻ ván xuyên tâm ta phải xác định miền cho phép Z, phải thoả mãn điều kiện cho trớc . Ta có: Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 8 [a] Vì Z1 là khoảng giữa hai đờng trung tâm tấm ván ngoài cùng nên thực tế khoảng cách lợi dụng gỗ hay chiều rộng của miền cho phép z Là: 1 2 1 4 d z z e e tg a = + = + + Trong đó d: Đờng kính gỗ tròn. e: Chiều dày mạch xẻ. Mở rộng bài toán trên khi xẻ ván xuyên tâm thực hiện trên một phần nửa hình tròn. Nếu xẻ xuyên tâm cho một phần của nửa hình tròn Miền cho phép tính theo công thức : 2 2 2 2 0 0 1 2 [a]+ d [a]+r 4 [a]+1 z tg tg z z tg - - = Trong đó: Z = Z1 + e Z: Chiều rộng thực tế của miền xẻ Z. Z1: Chiều rộng miền xẻ ( khoảng cách tâm của hai tấm ván ). E: Chiều dày mạch xẻ . B: Là nửa chiều dài miền xẻ. : Là góc xuyên tâm của ván xẻ. D: Là đờng kính tiết diện cây gỗ. Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 9 2.3 Công nghệ sản xuất ván ghép thanh và các yếu tố ảnh hởng. 2.3.1 Công nghệ sản xuất ván ghép thanh. 2.3.1.1 Lịch sử pháp triển của công nghệ ván ghép thanh. Ván ghép thanh là một loại sản phẩm ván nhân tạo xuất hiện từ rất sớm từ các nớc tây âu nhng nó chỉ pháp triển mạnh những năm 1970. Và đang đợc sử dụng một cách rộng rãi do khẳ năng đa dạng về kích thớc, không kén chọn nguyên liệu, công nghệ sản xuất đown giản. Nguyên liệu sử dụng chủ yếu là có kích thớc, đờng kính nhỏ, đòi hỏi độ bền cơ học không cao, dễ dàng 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. Giá thành so với các lọa ván nhân tạo khác thì rẻ hơn nhiều, tuy nhiên các loại ván nhân tạo đều có u đểm riêng và công nghệ phù hợp. Theo tiêu chuẩn công nghệ của Anh (BS 6100 1984) ván ghép thanh phân chia thành một số lọai chủ yếu sau. + Ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt + Ván thanh khung rộng + Ván ghép thanh lõi đặc có phủ mặt Nguyên liệu chúng tôi cung cấp để sản suất ván ghép thanh là loại ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt. Sản phẩm thu đợc bằng cách ghép các thanh gỗ có kích thớc nhỏ, gắn với nhau bằng chất kết dính. Vì không phủ mặt nên yêu cầu chất lợng phủ mặt tơng đối cao, màu sắc đồng đều 2.3.1.2. Nguyên lý hình thành ván ghép thanh. Nguyên liệu Tạo thanh Sấy thanh Gia công thanh ép dọc Bào bốn mặt ép ngang Xếp thanh Cắt ngắn Phay ngón Tráng keo Tráng keo Sử lý sản phẩm Chuyên đề tốt nghiệp khoa chế biến lâm sản. 10 Để ghép các thanh thành phần theo kirllop có một số cách ghép sau: + Ghép đối xứng vòng năm theo phơng tiếp tuyến + Ghép đối xứng vòng năm theo phơng xuyên tâm + Ghép các thanh thành phần theo kiểu ngón: 2.3.2 Các yếu tố ảnh hởng tới công nghệ sản xuất ván ghép thanh. 2.3.2.1 ảnh hởng của cấu tạo gỗ: Gỗ là loại vật liệu có cấu tạo từ nhiều hợp chất hữu cơ, thành phần chủ yếu cấu tạo nên gỗ là xenlulo, hêmixenlulo và lipgin trong cấu tạo của phân tử xenlulo có chứa nhóm OH, khi gỗ tiếp xúc với keo các phần tử có cực tính trong keo sẽ liên kết với nhóm OH tạo nên sự dán dính. Cấu tạo gỗ rất phức tạp đối với một số loại gỗ phải lựa chọn một loại keo và chế độ ép sao cho phù hợp với từng loại gỗ. 2.3.2.2 ảnh huơng của độ ẩm gỗ: Trong quá trình dán dính, dung môi từ dung dịch keo chủ yếu thông qua con đờng khuếch tán vào bề mặt gỗ và xung quanh vì thế gỗ có dộ ẩm tăng lên. Trong thực tế dung môi bay hơi ra ngoài là rất ít. Phần giữa mối dán hầu nh không bay hơi, nếu độ ẩm gỗ cao làm đọng dung môi trong màng keo . phơng pháp xẻ bán xuyên tâm khi xẻ thanh cơ sở đẻ sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm, trên cơ sở đó định hớng cho việc xẻ thanh cơ cở khi sản xuất ván ghép thanh từ loại gỗ này. 1. 2 Lập bản đồ xẻ với phơng pháp xẻ bán xuyên tâm khi xẻ thanh cở để sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm. Vì thời gian và điều kiện nghiên cứu có hạn và khả năng của bản thân còn có hạn lại. lâm sản. 9 2.3 Công nghệ sản xuất ván ghép thanh và các yếu tố ảnh hởng. 2.3 .1 Công nghệ sản xuất ván ghép thanh. 2.3 .1. 1 Lịch sử pháp triển của công nghệ ván ghép thanh. Ván ghép thanh