BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
****************

DƯƠNG VŨ ĐIỆP

KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẤY GỖ CĂM XE INDONESIA
TẠI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN LÂM SẢN,
GIẤY VÀ BỘT GIẤY TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CHẾ BIẾN LÂM SẢN

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 07/ 2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
****************

DƯƠNG VŨ ĐIỆP

KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẤY GỖ CĂM XE INDONESIA
TẠI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN LÂM SẢN,
GIẤY VÀ BỘT GIẤY TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Ngành :Chế Biến Lâm Sản

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC


ii


TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu “Khảo sát công nghệ sấy gỗ căm xe Indonesia tại Trung
tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản, Giấy và Bột giấy trường Đại học Nông Lâm
thành phố Hồ Chí Minh” được thực hiện từ ngày 22 tháng 2 năm 2011 đến ngày 20
tháng 7 năm 2011 tại Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản, Giấy và Bột giấy
trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh.
Xưởng nghiên cứu và thực hành sấy tại Trung tâm gồm có 11 lò sấy hơi
nước với ba kích cỡ khác nhau. Các lò được cung cấp nhiệt bởi 1 nồi hơi đốt bằng
phoi bào với công suất 1000kg hơi/giờ thông qua một ống dẫn chính bằng thép đi
đến các ống nhỏ hơn và phân bố đến giàn gia nhiệt.
Gỗ căm xe có tên khoa học là Xylia Xylocarpa được nhập khẩu với số lượng
lớn hàng năm nhằm phục vụ cho ngành chế biến gỗ nước ta. Theo thống kê của
tổng cục hải quan thì khối lượng nhập khẩu gỗ căm xe có xu hướng tăng mạnh từ
năm 2008 đến nay.
Trong thời gian làm đề tài nghiên cứu tại Trung tâm, tôi đã khảo sát quy
trình sấy 8 mẻ sấy gỗ căm xe được nhập khẩu từ Indonesia (căm xe Indo) với 2 quy
cách chiều dày là 47 mm và 57 mm. Với kết quả về chất lượng gỗ sấy và thời gian
sấy trên từng mẻ sấy, đồng thời cùng với việc theo dõi quá trình diễn biến độ ẩm và
khuyết tật trong quá trình sấy, tôi tiến hành đánh giá và lựa chọn nhằm đề xuất chế
độ sấy hợp lý cho hai nhóm quy cách gỗ sấy có chiều dày 47 mm và 57 mm.

iii


MỤC LỤC
TRANG

2.3.1. Các khái niệm cơ bản. .....................................................................................10
2.3.1.1. Độ ẩm tương đối của gỗ ...............................................................................10
2.3.1.2. Độ ẩm tuyệt đối của gỗ ................................................................................11
2.3.1.3. Độ ẩm thăng bằng của gỗ .............................................................................12
2.3.1.4 Dốc sấy .........................................................................................................13
2.3.2. Bản chất của quá trình sấy gỗ .........................................................................13
2.3.2.1. Khái niệm sấy gỗ ..........................................................................................13
2.3.2.2 Quá trình khô của gỗ .....................................................................................14
2.3.2.3. Cơ chế sấy gỗ ...............................................................................................14
2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất thời gian sấy .................................................17
2.3.3.1. Loại gỗ và khối lượng riêng của gỗ .............................................................17
2.3.3.2. Ảnh hưởng kích thước gỗ ............................................................................18
2.3.3.3. Ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu.....................................................................18
2.3.3.4. Ảnh hưởng của tốc độ môi trường sấy .........................................................18
2.3.4. Ứng suất, nguyên nhân sản sinh ứng suất và các dạng khuyết tật trong khi sấy
...................................................................................................................................19
2.4.4.1. Ứng suất, nguyên nhân sản sinh ứng suất ....................................................19
2.4.4.2. Các dạng khuyết tật trong khi sấy ................................................................20
Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................22
3.1. Nội dung khảo sát...............................................................................................22
3.2. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................23
3.2.1 Phương pháp: ..................................................................................................23
3.2.2 Thiết bị .............................................................................................................25
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................26
4.1. Khảo sát sơ bộ về thiết bị sấy.............................................................................26
4.1.1 Cấu tạo sơ bộ lò sấy. ........................................................................................26
4.1.2. Hệ thống điều khiển phục vụ quá trình sấy tại Trung tâm ..............................27
4.2. Khảo sát chất lượng ban đầu của nguyên liệu gỗ căm xe Indo. .........................28
4.2.1. Đánh giá tình trạng ban đầu của gỗ khi nhập về. ............................................28


Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................48
5.1. Kết luận ..............................................................................................................48

vi


5.2. Đề nghị ...............................................................................................................49
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................51

vii


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
KÝ HIỆU

Ý NGHĨA

THỨ NGUYÊN

Wn

Độ hút nước

%

Wbh

Độ ẩm bão hòa

%


V0

Thể tích gỗ khô kiệt

cm3

Vtb

Thể tích gỗ ở độ ẩm thăng bằng

cm3

Dcb, D0, Dkk

Khối lượng thể tích cơ bản, khô kiệt, khô trong không khí g/cm3

tk , tư

Nhiệt độ nhiệt kế khô và nhiệt độ nhiệt kế ướt

0

C

Δt

Chênh lệch nhiệt độ

0


l

Chiều cao

mm

G

Khối lượng gỗ tươi

kg

G0

Khối lượng gỗ khô kiệt

kg

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

viii

0

C

0

DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

Hình 2.1: Lò sấy hơi nước tại Trung tâm ...................................................................6
Hình 2.2: Gỗ căm xe Indo chờ xẻ...............................................................................9
Hình 2.3: Biểu đồ thể hiện quá trình thăng bằng ẩm độ của gỗ [2]. ........................12
Hình 4.1 :Vị trí thanh kê khi xếp gỗ vào lò ..............................................................31
Hình 4.2 : Thanh gỗ được cắt theo chiều dày của thanh ..........................................42
Hình 4.3 : Gỗ bị cong do sự thoát ẩm không đồng đều ............................................43
Hình 4.4 : Cách đánh dấu và đo chiều dài vết nứt sâu của gỗ sấy ...........................44
Hình 5.1: Sử dụng tấm chắn chuyển để ngăn gió đi trực tiếp từ bộ phận tản nhiệt
đến quạt .....................................................................................................................49
Hình 5.2 : Thay đổi cách xếp gỗ nhằm giảm thiểu khoảng không ở mặt trên của
đống gỗ hoặc để chắn đường lưu chuyển của không khí ở trần lò sấy và đỉnh của
đống gỗ. .....................................................................................................................50

x


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, nhu cầu sử dụng sản phẩm mộc đối vời đời sống con người ngày
càng lớn, lợi nhuận từ ngành chế biến gỗ mỗi ngày một tăng trưởng và trở thành
ngành đóng góp lớn vào sự phát triển kinh tế của đất nước. Ngày càng có nhiều
chủng loại gỗ với nhiều tính năng và giá trị kinh tế cao được sử dụng để đáp ứng
nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng. Nhưng trước khi gỗ được đưa đến tay người
tiêu dùng thì phải trải qua nhiều công đoạn kỹ thuật quan trọng, một trong những

của PGS.TS.Đặng Đình Bôi, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài : “ Khảo sát công
nghệ sấy gỗ căm xe Indonesia tại Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản, Giấy và
Bột giấy trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh ”
1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.2.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là gỗ căm xe Indonesia ( căm xe Indo )với quy cách
chiều dày s = 47 mm và 57 mm. Thiết bị sấy là loại lò sấy hơi nước với phương
pháp sấy được áp dụng là phương pháp sấy quy chuẩn.
1.2.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài chủ yếu khảo sát công nghệ sấy gỗ căm xe Indo tại Trung tâm. Cụ thể
cần tìm hiểu một số thông số như độ ẩm gỗ trước khi sấy, độ ẩm gỗ sau khi sấy,
nhiệt độ sấy, thời gian sấy, cách vận hành và điều chỉnh các thông số của chế độ sấy
làm sao đạt yêu cầu độ ẩm 12 ± 2 % để hạn chế khuyết tật sấy và rút ngắn thời gian
sấy, sản phẩm gỗ sau khi sấy có thể đáp ứng tốt nhu cầu sản phẩm đồ mộc.

2


1.3. Mục tiêu và mục đích đề tài
1.3.1. Mục đích đề tài
Mục đích của nghiên cứu này là nhằm tìm ra những ưu điểm và mặt hạn chế
trong một số khâu của công nghệ sấy gỗ căm xe và đề xuất biện pháp khắc phục
làm cơ sở cải thiện chế độ sấy căm xe tại Trung tâm.
1.3.2. Mục tiêu đề tài
Để đạt được mục đích đã đề ra ở trên, chúng tôi tập trung vào các mục tiêu
sau:
•

Khảo sát thiết bị sấy hiện đang sử dụng tại trung tâm.


thuật, các công nghệ tối ưu sử dụng trong ngành Chế biến lâm sản và ngành
giấy.Sản xuất thử nghiệm trên cơ sở các kết quả nghiên cứu. Đồng thời hướng dẫn
sinh viên chuyên ngành Chế biến lâm sản và ngành Giấy - Bột giấy thực tập và
nghiên cứu.
Bên cạnh đó, trung tâm còn cung cấp một số dịch vụ khoa học, kĩ thuật và
công nghệ như: Thông tin tư vấn và chuyển giao công nghệ cho các tổ chức và xí
nghiệp. Đào tạo, huấn luyện các khóa ngắn hạn từ 1 tuần đến 1 tháng cho các
chuyên ngành như kỹ nghệ mộc máy (Wood machining), kỹ nghệ trang sức đồ mộc
(Finishing), kỹ nghệ sấy gỗ (Kiln drying), thiết kế sản phẩm mộc nội thất (Interior
design) và quản lý sản xuất (Wood production management for team leaders). Bên
cạnh đó, Trung tâm cũng nhận đào tạo theo hợp đồng cho các tổ chức và xí nghiệp
theo các yêu cầu chuyên biệt, Ngoài ra Trung tâm còn tổ chức Hội nghị - Hội thảo
khoa học trong lĩnh vực Chế biến lâm sản, Giấy & Bột giấy. hướng dẫn các cơ sở

4


sản xuất sử dụng tối ưu nguồn nguyên liệu, kiểm định tính chất gỗ, định danh gỗ và
vật liệu gỗ, đánh giá chất lượng các loại hàng từ lâm sản, Giấy và Bột giấy và nhận
sấy gỗ gia công cho các công ty, xí nghiệp.
2.1.2. Xưởng nghiên cứu và thực hành sấy.
Xưởng nghiên cứu và thực hành sấy ra đời vào giữa năm 2009 nhằm đáp ứng
nhu cầu nghiên cứu, thực tập, áp dụng kĩ thuật sấy cho sinh viên và các tổ chức, tập
thể, cá nhân có nhu cầu. Với đội ngũ kĩ thuật viên có kinh nghiệm bao gồm 4 kĩ
thuật viên và khoảng 15 công nhân trong đó chủ yếu là sinh viên thực tập.
Xưởng có 11 lò sấy hơi nước với 3 kích cỡ lò khác nhau như sau : 5 lò cỡ lớn
với kích thước xếp gỗ là 2.8 x 4 x 7.1 m , 4 lò cỡ trung bình với kích thước xếp gỗ
là 2.8 x 4 x 6.5 m, 2 lò cỡ nhỏ với kích thước với kích thước xếp gỗ là 2.8 x 4 x 4
m. Các lò được cung cấp nhiệt bởi 1 nồi hơi đốt bằng phoi bào với công suất 1000
kg hơi/giờ. Ngoài ra Trung tâm còn có khu hong phơi có kích thước 15 x 60 m cùng

gỗ nằm trong môi trường sấy sẽ được môi trường sấy làm nóng lên thông qua hiện
tượng truyền nhiệt và nhờ nguồn nhiệt được hấp thụ ấy sẽ thực hiện quá trình bay
hơi và làm cho gỗ khô dần đi. Môi trường sấy được sử dụng ở đây chủ yếu là không
khí – Một loại môi trường có sẵn trong tự nhiên xung quanh chúng ta.

6


Nguyên lý cơ bản của phương pháp sấy này là khi thay đổi trạng thái của
môi trường sấy sẽ làm thay đổi tốc độ khô của vật liệu sấy (gỗ) và việc thay đổi
trạng thái của môi trường sấy sẽ được điều tiết thông qua quá trình gia nhiệt, quá
trình hỗn hợp khí và qua đó điều tiết được quá trình khô của gỗ phù hợp với từng
loại gỗ và quy cách sấy gỗ. Phương pháp sấy này là một phương pháp sấy chủ đạo
trong ngành sấy gỗ hiện nay do những ưu điểm như giá đầu tư thấp, có thể áp dụng
được nhiều nguồn nhiên liệu để cung cấp nhiệt cho quá trình sấy, dễ vận hành, có
thể áp dụng và phối hợp với một số thiết bị tự động để cơ giới hoá, tự động hoá
được. Ngoài ra, giá thành của 1m3 gỗ sấy tương đối thấp và có thể áp dụng sấy được
hầu hết cho các loại gỗ sấy. Nhưng ngược lại thì chất lượng gỗ sấy không cao và
chênh lệch độ ẩm giữa các vị trí trong lò còn lớn.
2.2.3 Quy trình sấy tại Trung tâm.
Quy trình sấy một mẻ sấy tại Trung tâm gồm 6 giai đoạn như sau :
Giai đoạn 1 là khởi động lò sấy. Khi đã xếp gỗ và hoàn thành khâu kiểm tra
kĩ thuật, ta tiến hành đóng cửa lò sấy lại bằng hệ thống nâng hạ cửa và vận hành
thiệt bị lò sấy theo trình tự. Sau đó ta đóng cầu dao điện ở tủ điện và điều chỉnh
nhiệt độ tại nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt theo ý muốn thông qua hệ thống van điện
từ. Kế đến ta đóng hệ thống thoát ẩm, khởi động hệ thống gia nhiệt và hệ thống
phun ẩm.
Giai đoạn 2 là làm nóng dần gỗ để đưa nhiệt độ gỗ trước khi sấy lên nhiệt độ
sấy trong khoảng thời gian nhất định nhằm mục đích không cho gỗ thoát ẩm để hạn
chế nứt đầu gỗ, nứt mặt gỗ và biến cứng bề mặt gỗ. Không khí nóng được đưa đến

hàng.
2.2.4 Tổng quan về sấy gỗ căm xe Indo.
Gỗ căm xe Indo có tên khoa học là Xylia Xylocarpa, tên thương mại là
Pyinkad, tên đồng nghĩa Pygeumapogeumendl, thuộc họ thực vật Mimosoideae,
nhóm II.

8


Hình 2.2: Gỗ căm xe Indo chờ xẻ.
a) Đặc điểm cấu tạo gỗ.
Gỗ có giác lõi phân biệt, giác màu nâu vàng, lõi màu nâu đỏ hay có những
thớ thẫm xen kẽ. Nhìn dưới kính lúp vòng sinh trưởng trên mặt cắt ngang qua mật
độ lỗ mạch khác nhau dễ nhận biết, thường có khoảng cách 3cm, bề mặt bóng dầu
có tích tụ tinh thể.
Gỗ có lỗ mạch trung bình đến lớn, đường kính trung bình 320µm, hình bầu
dục, phân tán. Phần lớn là lỗ mạch đơn, đôi khi cũng có lỗ mạch dây xuyên tâm và
nhóm lỗ mạch xuyên tâm, thường chứa gôm, mật độ 8 lỗ/mm2, phần lớn đều hơn
khoảng cách giửa 2 tia, có vách ngăn nằm nghiêng, tấm xuyên mạch đơn. Nhu mô
trên mặt cắt ngang tụ hợp thành vòng đến hình cánh quanh mạch với phần mở rộng
và ngắn. Cũng có khi nhu mô có hình cánh nối tiếp và dãy băng xa mạch bao quanh
các ống dẫn nhựa gôm cạnh tranh ranh giới vòng tăng trưởng. Tia gỗ đồng tính trên
mặt cắt ngang hẹp, bề rộng 1-2 hàng tế bào. Trên mặt tiếp tuyến tia gỗ không xếp
thành tầng, chiều cao 5-13 tế bào, mật độ 16 tia/mm theo phương tiếp tuyến. Sợi gỗ
trên mặt cắt ngang không xếp thành hàng xuyên tâm, dạng tròn, vách trung bình,
chiều dài sợi 750 µm. Ống dẫn gôm có đường kính khoảng 1/3 đường kính lỗ mạch
b) Đặc điểm hình thái và sinh học.
Cây gỗ lớn, cao trên 30m, đường kính có thể tới 1,2 m. Thân tròn thẳng, có
bạnh vè lớn, lúc nhỏ cây thường cong queo. Vỏ màu nâu vàng hoặc xám đỏ. Lá kép


G

(2.1)
Trong đó :
G: Khối lượng gỗ tươi (kg).
G0 : Khối lượng gỗ khô kiệt (kg).

10


Độ ẩm tương đối của gỗ biến thiên từ (0 – 100%). Giữa trọng lượng gỗ khô
kiệt G0 và độ ẩm tương đối của gỗ có thể biểu diễn dưới dạng khác:
G0 = G (1 – Wa)
(2.2)
Trong đó:
Wa: độ ẩm gỗ tương đối (%).
Nếu khối lượng gỗ tươi trước lúc sấy là G1 và có độ ẩm là Wa1. Sau khi sấy
gỗ khô đi, khối lượng gỗ lúc bấy giờ là G2 và tương ứng với độ ẩm là Wa2. Dựa vào
trọng lượng gỗ khô kiệt trước và sau lúc sấy luôn luôn không đổi ta dẫn đến công
thức sau:
G0 = G1 (1 - Wa1) = G2 (1 – Wa2)

Ta suy ra:

(2.3)

G2
(1 − W a 1 )
=
G1

độ ẩm tuyệt đối có mối liên hệ sau:
G0 =

G
(1 + W )

(2.5)

2.3.1.3. Độ ẩm thăng bằng của gỗ
Nếu để trong môi trường không khí có nhiệt độ và độ ẩm không đổi (0 %< ϕ

2.3.2.2 Quá trình khô của gỗ
Quá trình khô của gỗ được chia làm hai giai đoạn : giai đoạn đầu là giai đoạn
bay hơi nước tự do và kết thúc ở điểm bảo hoà thớ gỗ, giai đoạn hai là giai đoạn
thoát hơi nước liên kết.
Nước tự do là nước tồn tại trong ruột tế bào và khe hở giữa các tế bào( khi gỗ
bị nứt nẻ). Dạng nước này chỉ ảnh hưởng đến khối lượng thể tích, nhiệt lượng cháy,
khả năng thẩm thấu dịch thể vào gỗ, có năng lượng liên kết thấp, dễ bị tách ra khi
sấy gỗ.
Nước liên kết nằm trong vách tế bào gỗ, giữa các bó Xenlulo và một phần
liên kết hoá học qua cầu hydro. Giữa các phân tử nước và phân tử xenlulo, mức
năng lượng liên kết ở dạng nước này cao nên khó bị tách ra.
Ranh giới giữa hai loại nước trên qui định điểm bảo hoà thớ gỗ. Điểm bảo
hoà thớ gỗ là một đặc điểm cần được quan tâm trong kỹ thuật sấy. Đây là một thời
điểm quan trọng đối với vật liệu gỗ và mỗi loại gỗ khác nhau sẽ có giá trị độ ẩm bảo
hoà thớ gỗ khác nhau.
2.3.2.3. Cơ chế sấy gỗ
Quá trình sấy gỗ là tổng hợp các quá trình vận chuyển xảy ra trên bề mặt gỗ
và các quá trình trao đổi xảy ra trên bề mặt gỗ là quá trình chịu tác động của một số
hiện tượng vật lý và rất nhiều yếu tố khác. Nói chung, cơ chế vận hành và thời gian
quá trình sấy gỗ được xác định bởi những quá trình vận chuyển sau:
•

Vận chuyển ẩm trong gỗ dưới tác động của chênh lệch ẩm (sự dẫn ẩm).
Khi sấy gỗ thì phần nước ở bên trong gỗ chuyễn dịch dần ra ngoài lớp mặt,

rồi sau đó từ lớp mặt ngoài hơi nước sẽ tiếp tục bay đi. Nhưng tốc độ chuyển dịch
của nước từ trong gỗ ra ngoài thường chậm hơn so với tốc độ bay hơi của nước ở bề
mặt ngoài gỗ. Vì vậy lớp gỗ ngoài mặt luôn luôn khô nhanh hơn những lớp gỗ bên
trong. Khi nhiệt độ không khí xung quanh càng cao, độ ẩm tương đối của không khí
càng thấp, thì tốc độ bay hơi nước ở lớp gỗ mặt ngoài càng nhanh, lớp gỗ ngoài