BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
ðẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH

LÂM THỊ BIÊN THÙY

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ
TRONG SẢN XUẤT VÁN DĂM PHỐI TRỘN
TỪ PHẾ LIỆU NÔNG LÂM NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 09/2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
ðẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH

LÂM THỊ BIÊN THÙY

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ
TRONG SẢN XUẤT VÁN DĂM PHỐI TRỘN
TỪ PHẾ LIỆU NÔNG LÂM NGHIỆP

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, thiết bị và công nghệ gỗ, giấy
Mã số

: 60 – 52 – 24

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT



5. Ủy viên:

TS. PHẠM NGỌC NAM
Trường ðH Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh

ðẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
HIỆU TRƯỞNG

i


LÝ LỊCH CÁ NHÂN

Tôi tên là Lâm Thị Biên Thùy sinh ngày 19 tháng 09 năm 1983 tại Xã Bảo
Hà, Huyện Bảo Yên, Tỉnh Lào Cai. Con ông Lâm Kim Chung và Bà Nguyễn Thị
Yểng.
Tốt nghiệp Tú tài tại trường Trung học phổ thông Long Khánh, Huyện Long
Khánh, Tỉnh ðồng Nai, năm 2001.
Tốt nghiệp ðại học ngành Chế Biến Lâm Sản hệ Chính quy tại trường ðại học
Nông Lâm, Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2006.
Tháng 9 năm 2007 theo học cao học ngành Chế Biến Lâm Sản tại Trường ðại
học Nông Lâm, Quận Thủ ðức, Thành phố Hồ Chí Minh.
Tình trạng gia ñình: Chồng là ðỗ Quốc Huy, kết hôn vào tháng 01 năm 2010
ðịa chỉ liên lạc: Tổ 5, Ấp Thọ Lộc, Xã Xuân Thọ, Huyện Xuân Lộc, Tỉnh
ðồng Nai.
ðiện thoại: 0919 683 703
Email:

ii

sinh viên lớp Chế Biến Lâm Sản khoá 31 ñã giúp ñỡ tôi rất nhiều trong việc thực
hiện các thí nghiệm.
Mặc dù tôi ñã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và
năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận
ñược những ñóng góp quý báu của quý thầy cô và các bạn.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 09 năm 2010
Tác giả

Lâm Thị Biên Thuỳ

iv


TÓM TẮT
ðề tài “Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ trong sản xuất ván dăm phối
trộn từ phế liệu nông lâm nghiệp” ñược thực hiện tại phòng thí nghiệm bộ môn Chế
biến lâm sản, khoa Lâm nghiệp, trường ðại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh
từ tháng 02 năm 2009 ñến tháng 08 năm 2009. Sử dụng phương pháp nghiên cứu
thực nghiệm và ứng dụng phần mềm statgraphic, phần mềm excel ñể hỗ trợ xử lý số
liệu.
Mục tiêu của ñề tài là nghiên cứu ñể tìm ra một loại nguyên liệu phối trộn
với dăm gỗ bổ xung vào nguồn nguyên liệu gỗ ñang cạn kiệt.
ðề tài ñã xác ñịnh ñược một số thông số công nghệ tối ưu trong quá trình sản
xuất ván dăm phối trộn từ phế liệu nông lâm nghiệp, cụ thể là dăm bã mía và dăm
phế liệu gỗ Keo Lai.
Kết quả sản xuất ván dăm 3 lớp phân biệt (bã mía – keo lai – bã mía) với
nhiệt ñộ ép 174,40C, thời gian ép là 8,6 phút và hàm lượng keo lớp mặt 14 % thì thu
ñược ván có khối lượng thể tích của ván là 0,65 g/cm3, tỷ lệ dãn nở theo chiều dày
7,53 % và ứng suất uốn tĩnh là 149,55 kG/cm2, ñộ bền bám ñinh vít trung bình
162,9kG.


vi


MỤC LỤC
Trang
Trang tựa .................................................................................................................... i
Trang chuẩn Y............................................................................................................. i
Lý lịch cá nhân ........................................................................................................... ii
Lời cam ñoan............................................................................................................. iii
Lời cảm ơn ................................................................................................................ iv
Tóm tắt

................................................................................................................... v

Summarize................................................................................................................. vi
Mục lục... ................................................................................................................. vii
Danh sách các ký hiệu................................................................................................ x
Danh sách các bảng .................................................................................................. xii
Danh sách các hình ................................................................................................. xiii
Chương 1: MỞ ðẦU ................................................................................................1
1.1. ðặt vấn ñề ...................................................................................................... 1
1.2. Mục ñích nghiên cứu...................................................................................... 2
1.3. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................... 2
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn ................................................... 2
1.5. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu.................................................................. 3
1.5.1.

ðối tượng nghiên cứu ......................................................................... 3


2.2.3.

ðặc ñiểm và tính chất của ván dăm .................................................. 12

2.2.4.

Các yếu tố ảnh hưởng ñến chất lượng của ván dăm ......................... 15

2.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .................................................. 19
2.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ......................................................... 19
2.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước .......................................................... 21
2.4. Kết luận ........................................................................................................ 23
Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........................25
3.1. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 25
3.2. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 25
3.2.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ....................................................... 25
3.2.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ................................................. 26
3.2.3 . Phương pháp xử lý số liệu .................................................................... 30
3.3. Phương pháp ño ñạc thực nghiệm ................................................................ 31
3.3.1. Phương pháp xác ñịnh khối lượng thể tích ........................................... 31
3.3.2. Phương pháp xác ñịnh ñộ dãn nở theo chiều dày khi hút nước ............ 32
3.3.3. Phương pháp xác ñịnh ứng suất uốn tĩnh ..............................................33
3.3.4. Phương pháp xác ñịnh ñộ bền bám ñinh vít ..........................................34
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................35
4.1. Công nghệ sản xuất ván dăm 3 lớp phân biệt .............................................. 35
4.1.1. Sơ ñồ các bước công nghệ sản xuất ván dăm 3 lớp phân biệt .............. 35
4.1.2. Thuyết minh công nghệ ......................................................................... 36
4.2. Xác ñịnh các thông số công nghệ trong sản xuất ván dăm 3 lớp phân biệt . 41
4.2.1. Cở sở lựa chọn các thông số nghiên cứu cho ván dăm 3 lớp phân biệt 41
4.2.2. Thực nghiệm theo phương án bậc nhất ................................................. 42

C (%):

Hàm lượng keo

CS:

Công suất

DN:

Dãn nở

∆D (%):

ðộ dãn nở

K (%):

Tỷ lệ phối trộn

MTTN:

Ma trận thí nghiệm

N (0C):

Nhiệt ñộ ép

KQTN:


γ (g/cm3):

Khối lượng thể tích

α:

Trọng số

Ft:

Giá trị tính theo tiêu chuẩn Fisher

Fb:

Giá trị bảng theo tiêu chuẩn Fisher

m:

Khối lượng dăm của một tấm ván

Y1-1: Phương trình hàm DN của ván dăm 3 lớp bậc 1 ở dạng mã hóa
Y2-1: Phương trình hàm DN của ván dăm 3 lớp bậc 2 ở dạng mã hóa
∆D2-1: Phương trình hàm DN của ván dăm 3 lớp bậc 2 ở dạng thực.
Y2-2: Phương trình hàm USUT của ván dăm 3 lớp ở dạng mã hóa

x


σU2-2: Phương trình hàm USUT của ván dăm 3 lớp ở dạng thực
Y1-2: Phương trình hàm DN của ván dăm 3 lớp phối trộn bậc 1 ở dạng mã hóa


xii


DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang
Hình 2.1 : Tình hình sản xuất ván dăm của Việt Nam.............................................. 8
Hình 3.1: Sơ ñồ ñối tượng nghiên cứu.....................................................................27
Hình 3.2: Vị trí kiểm tra chiều dày mẫu thử ............................................................32
Hình 3.3: Sơ ñồ kiểm tra ñộ bền uốn tĩnh ................................................................33
Hình 4.1: Sơ ñồ các bước công nghệ sản xuất ván dăm 3 lớp phân biệt .................35
Hình 4.2: Biểu ñồ ép ván .........................................................................................40
Hình 4.3: Mô tả quá trình nghiên cứu ván dăm 3 lớp phân biệt ..............................42
Hình 4.4: Ảnh hưởng của các hệ số hồi qui ñối với hàm Y2-1 .................................47
Hình 4.5: Biểu ñồ so sánh giữa thực nghiệm và lý thuyết ñối với hàm Y2-1 ...........48
Hình 4.6: Ảnh hưởng của các hệ số hồi qui ñối với hàm Y2-2 .................................49
Hình 4.7: Biểu ñồ so sánh giữa thực nghiệm và lý thuyết ñối với hàm Y2-2 ...........50
Hình 4.8: Sơ ñồ các bước công nghệ của ván dăm 3 lớp phối trộn .........................54
Hình 4.9: Mô tả quá trình nghiên cứu ván dăm 3 lớp phối trộn.............................. 55
Hình 4.10: Ảnh hưởng của các hệ số hồi qui ñối với hàm Y2-3 ...............................60
Hình 4.11: Biểu ñồ so sánh giữa thực nghiệm và lý thuyết ñối với hàm Y2-3 .........61
Hình 4.12: Ảnh hưởng của các hệ số hồi qui ñối với hàm Y2-4 ...............................62
Hình 4.13: Biểu ñồ so sánh giữa thực nghiệm và lý thuyết ñối với hàm Y2-4 .........63
Hình 4.14: Chuẩn bị nguyên vật liệu .......................................................................67
Hình 4.15: Trộn keo và ép sơ bộ..............................................................................68
Hình 4.16: Ép nhiệt và ổn ñịnh ván .........................................................................68

xiii




dăm, mặt khác nó góp phần tiết kiệm sử dụng lâm sản, hạn chế phá rừng, góp phần
tích cực vào việc bảo vệ môi trường sinh thái.
Như chúng ta ñã biết Việt Nam là nước sản xuất nông nghiệp chiếm 70%. Do
ñó, phế liệu trong ngành nông nghiệp thải ra rất lớn, trong nhiều thập niên qua, ña
số người dân chỉ sử dụng phế liệu này ñốt thành tro ñể làm phân bón cho ñất. Song
hiệu quả kinh tế không cao do chưa khai thác triệt ñể tác dụng của chúng. Trong
những năm gần ñây ñã có nhiều nghiên cứu về việc tận dụng những nguồn phế thải
trong nông nghiệp ñể làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp như làm cồn,
ethanol hay dùng làm nguyên liệu cho sản xuất ván nhân tạo v.v… Chúng ta có thể
phối trộn giữa hai loại phế liệu này theo một tỷ lệ nhất ñịnh ñể giảm giá thành sản
phẩm, giải quyết vấn ñề về nguyên liệu và ñặc biệt là tạo thêm công ăn việc làm cho
người lao ñộng, nhưng chất lượng của ván vẫn ñảm bảo của ván dăm cấp 2 dùng
cho ñồ mộc.
Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi ñã tiến hành thực hiện ñề tài “Nghiên
cứu một số yếu tố công nghệ trong sản xuất ván dăm phối trộn từ phế liệu nông lâm
nghiệp” dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến Sĩ Phạm Ngọc Nam. Chúng tôi hy
vọng rằng nghiên cứu thử nghiệm này sẽ ñược ứng dụng vào thực tế sản xuất nhằm
góp phần làm phong phú thêm nguồn nguyên liệu cho ngành chế biến gỗ ñang phát
triển mạnh như hiện nay.
1.2.

Mục ñích nghiên cứu

Tìm hiểu một nguồn nguyên liệu mới phối trộn với dăm gỗ nhằm bổ xung vào
nguồn nguyên liệu ñang khan hiếm cho ngành sản xuất ván dăm như hiện nay.
1.3.

Mục tiêu nghiên cứu

trong quá trình sản xuất ñường, tuy nhiên phần lớn bã mía còn lại chưa có hướng
tận dụng nên gây trở ngại không nhỏ cho quá trình sản xuất (chiếm kho bãi, gây ô
nhiễm môi trường, dễ gây hỏa hoạn ...).
Gỗ keo lai (Acacia hybrid) là tên gọi tắt ñể chỉ giống cây keo lai tự nhiên giữa
cây keo tai tượng (Acacia mangium) và cây keo lá tràm (Acacia auriculformis).
Giống keo lai tự nhiên này ñược phát hiện ñầu tiên vào năm 1972 bởi Messrs
herburn và Sim trong số các cây keo tai tượng trồng ven ñường ở Sook Tulupid
thuộc bang Sabab của Malaisia. Cây keo lai mang tính trung gian giữa cây keo tai
tượng và cây keo lá tràm về hoa, hạt và hình dáng thân cây… song cây keo lai tự
nhiên ñời F1 thể hiện ưu thế lai hơn so với cây bố mẹ: sinh trưởng nhanh, ñộ tròn
ñều của thân cây, thân cây ñơn trục, ñỉnh ngọn phát triển tốt. Vì thế gỗ keo lai rất
thích hợp cho việc làm nguyên liệu ñể sản xuất ván dăm. Việt Nam có một ñiều
kiện về khí hậu, thổ nhưỡng thích hợp ñể loại cây keo lai sinh trưởng và phát triển
mạnh, thời gian khai thác gỗ ñể sử dụng làm nguyên liệu sản xuất ván dăm khoảng
5 – 6 năm, gỗ keo lai mềm, làm tăng năng suất cho quá trình sản xuất dăm gỗ.
Gỗ giác có màu vàng rơm thích hợp cho sản xuất dăm, bột giấy và giấy, ván
MDF, và ván dăm ñịnh hướng. Keo lai cho hiệu suất bột giấy trên 50% với qui trình
nấu sunphat và chất lượng bột giấy nói chung tốt hơn bột giấy từ gỗ Keo lá tràm

3


hoặc Keo tai tượng. Gỗ lõi có màu nâu ñậm thường ñược dùng trong xây dựng, sản
xuất ñồ mộc, và ván sàn.
Bên cạnh ñó, chúng ta thường sử dụng loại gỗ này ñể sản xuất các loại mặt hàng
nội thất khá phổ biến và chúng ta sẽ tận dụng phế liệu của gỗ keo lai trong chế biến
nội thất ñể làm nguyên liệu sản xuất ván dăm. Triển vọng Cây Keo lai ñược xem là
cây có nhiều triển vọng, do nó có ñặc ñiểm và khả năng sinh trưởng hơn hẳn cả hai
loài bố và mẹ. Do ñó, ñây là một nguồn nguyên liệu vô cùng quý giá cho ngành chế
biến gỗ hiện nay.

nhà máy, tổng cộng suất 81.972.000 m3, năm 2005 có 719 nhà máy tổng công suất
85.844.000 m3 tăng 4,7 %. Dưới ñây là toàn cảnh số lượng, công suất nhà máy ván
dăm trên toàn thế giới, ở các vùng và ở một số nước.
Bảng 2.1: Số lượng, công suất các nhà máy ván dăm trên thế giới
Năm 2001
Loại nhà máy
ván dăm
Ván dăm

Năm 2005

Số
lượng

Công suất
1.000 m3

Số
lượng

Công suất
1.000 m3

733

81.972

719

85.844

Bắc Mỹ

CS SL

64 13891 215 44431 454 23650

SC

Âu Châu
SL

SC

Vùng khác
SL

CS

57 13792 215 44780 447 27272

(Nguồn: Tóm tắt và tổng hợp theo tạp chí Panel & Furniture TFU năm 2006)

5


Qua những số liệu trên cho chúng ta thấy ñược tốc ñộ phát triển sản xuất ván
dăm trên thế giới rất nhanh, chỉ sau 4 năm mức tăng trưởng ñạt 34,7 %. Hằng năm,
trên thế giới ñã sản xuất một số lượng ván dăm rất lớn ñể cung cấp cho nhu cầu sử
dụng. Qua ñó cho ta thấy ñược vai trò quan trọng của ván dăm trong việc sản xuất
ñồ mộc. Ngày nay, ván dăm có khả năng thay thế gỗ tự nhiên ở một số chi tiết

Nhà máy sản xuất ván dăm lớn nhất Việt Nam hiện nay là Nhà máy Ván dăm
Thái Nguyên, với công suất thiết kế 16.500 m3 sản phẩm/năm, ñược áp dụng hệ
thống quản lý chất lượng ISO 9001-2000, trang bị công nghệ hiện ñại, sản phẩm
xuất xưởng có ñộ dày từ 8 ñến 32 mm. Tiêu chuẩn về chất lượng của ván dăm Thái
Nguyên ñạt ứng suất uốn tĩnh ≥ 150 kG/cm2, ñộ dãn nở theo chiều dày ≤ 8%, ñộ ẩm
của ván 5 – 11 %, khối lượng riêng từ 500 – 850 kg/m3 (theo số liệu của Tổng công
ty Lâm nghiệp Việt Nam Vinafor cung cấp).
Mặc dù sản lượng ván dăm tại Việt Nam ngày càng tăng tuy nhiên vẫn chưa
ñáp ứng ñủ nhu cầu của người tiêu dùng. Bên cạnh ñó chất lượng của ván dăm trong
nước phần lớn vẫn chưa cạnh tranh ñược với ván dăm ngoại nhập nên dẫn ñến tình
trạng nhập siêu. Cụ thể là năm 2002, sản lượng ván dăm sản xuất tại Việt Nam chỉ
ñạt 2000 m3 nhưng ñến năm 2007 ñã ñạt ñược 180.000 m3. Cũng trong năm 2007
Việt Nam phải nhập khẩu 153.400 m3 ván dăm nhưng chỉ xuất khẩu 200 m3. ðiều
này cho chúng ta biết ñược phần nào tình hình sản xuất và tiêu thụ ván dăm của
Việt Nam hiện nay, từ ñó chúng ta có những hướng ñể cải tiến trong công nghệ sản
xuất ván dăm ñạt chất lượng cao và tận dụng mọi nguyên liệu có thể.
Bảng 2.3: Tình hình sản xuất ván dăm ở Việt Nam từ năm 2002 - 2007
Năm
Sản lượng (m3)

2002
2000

2003

2004

43500

48000


0 2000
2002 2003 2004 2005 2006 2007
Năm

Hình 2.1: Tình hình sản xuất ván dăm ở Việt Nam
2.1.3. Tình hình xuất nhập khẩu ván dăm của Việt Nam
Bảng 2.4: Tình hình xuất nhập khẩu ván dăm ở Việt Nam từ năm 2002 - 2007
Năm

2002

2003

2004

Nhập khẩu (m3)

20.000

20.000 126.401 126.401 229.200 153.400

Xuất khẩu (m3)

0

0

1453


8


Hiện nay, cây gỗ Keo lai ñang là một nguồn nguyên liệu chính, khá dồi dào về
mặt trữ lượng gỗ. Bộ Nông Nghiệp và phát triển Nông Thôn ñã có quyết ñịnh số
336 NN/KHCN/Qð ngày 20 tháng 12 năm 1995 phê duyệt: “Dự án trồng thử
nghiệm bằng giống keo lai trên các vùng sinh thái chính trong nước”. Diện tích gây
trồng rừng giống keo lai theo quyết ñịnh này là 84 ha, trong ñó Keo lai chiếm 54 ha,
28 ha diện tích còn lại là trồng rừng hỗn giao hai loài cây keo tai tượng và keo lá
tràm.
Năm 1998, chính phủ Việt Nam tiến hành một chương trình tái tạo rừng. Theo
chương trình này, 2 triệu ha rừng sản xuất và một triệu ha rừng phòng hộ ñược thiết
lập trong giai ñoạn 1999 – 2000. Keo lai thuộc một trong số các loài cây ñược tuyển
chọn cho việc tái tạo rừng (Lê ðình Khả, 1999).
Keo lai là loại cây mọc nhanh, thích ánh sáng và khả năng sinh trưởng nhanh
nhất ở vùng khí hậu ẩm. Ở Việt Nam keo lai ñã xuất hiện ở nhiều tỉnh thành và ñây
là một trong những nguồn cung cấp gỗ cho ngành chế biến gỗ trong tương lai.
Một vài tính chất ñặc trưng và nổi bật của gỗ Keo lai: Khối lượng thể tích cơ bản
là 0,48 g/cm3, ñộ hút nước là 149 %, ứng suất nén dọc của gỗ keo lai ñạt 407,9
kG/cm2, ứng suất kéo dọc thớ ñạt 524,1 kG/cm2, ứng suất uốn tĩnh ñạt 847,9
kG/cm2. Bên cạnh ñó gỗ keo lai tương ñối mềm, dễ gia công và chế biến. ðó là ñiều
thuận lợi cho việc sử dụng gỗ keo lai làm nguyên liệu sản xuất ván dăm (Nguyễn
Thị Ánh Nguyệt, 2007).
-

Nguyên liệu dăm bã mía

Lịch sử và phân bố ñịa lý: Cây mía (Saccharum spp.) ñược thuần hóa từ 8000
năm trước công nguyên ở ñảo Tân Ghi Nê bởi những người làm vườn từ thời kỳ ñồ
ñá mới, sau ñó dần dần lan truyền ñến Trung Quốc, Ấn ðộ và các ñảo ở Thái Bình

Trong sản xuất nông nghiệp, mía là cây trồng có khả năng ñưa lại hiệu quả kinh
tế cao vì ñây là loại cây trồng có tính thích ứng cao, có sinh khối lớn nhờ khả năng
quang hợp mạnh, năng suất cao và ổn ñịnh, lại có thể giữ gốc nhiều năm. ðối với
người nông dân ngoài sản phẩm mía bán cho nhà máy còn thu thêm ñược các phụ
phẩm khác như lá, ngọn.
Theo báo cáo của Cục chế biến nông lâm sản và ngành nghề nông thôn, Bộ
Nông Nghiệp và phát triển Nông thôn cho thấy: Vụ 2006-2007, diện tích mía cả
nước lên tới con số ấn tượng 310.067 ha (tăng 17 % so với vụ trước), năng suất mía
bình quân ñạt 54,8 tấn/ha (tăng 7,6 %), sản lượng mía cả nước ñạt khoảng 17 triệu
tấn (tăng 25 %). Chất lượng mía nguyên liệu ñưa vào ép năm nay có sự cải thiện

10