NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SẤY GỖ

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(37).2010


101
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SẤY GỖ
A RESEARCH ON EXPERIMENTAL WOOD DEHYDRATION

Trần Văn Vang
Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT
Trong bài báo này chúng tôi giới thiệu và phân tích sơ lược một số hầm sấy thông
dụng. Đó là cơ sở để chúng tôi lựa chọn hệ thống thiết bị sấy thực nghiệm.
Bài báo cũng mô tả chi tiết hầm sấy thực nghiệm, các qui trình sấy do chúng tôi thực
hiện và trình bày các kết quả nghiên cứu thực nghiệm với các loại gỗ khác nhau. Từ các kết quả
sấy thực nghiệm, chúng tôi đ
ã tiến hành phân tích và đánh giá các nhân tố ảnh hưởng đến chất
lượng gỗ và chi phí năng lượng sấy gỗ, từ đó tìm ra chế độ sấy tối ưu nhất cho từng loại gỗ.
Các kết quả nghiên cứu là cơ sở để các doanh nghiệp chế biến gỗ ở Việt Nam làm căn
cứ lập chế độ sấy chuẩn cho đơn vị mình, nhằm giảm chi phí trong quá trình sấy gỗ
và tăng
chất lượng gỗ thành phẩm.
ABSTRACT
This article presents and analyzes partially some types of normal wood dehydration
rooms. This acts as a basis for our selection of experimental wood drying rooms.
A detailed description of experimental rooms for dehydrating wood, processes of our
wood drying techniques and a presentation of experimental results for dehydrating different
woods are also discussed in this article. On the basis of these experimental results, analyses
and evaluation on the factors that influence wood quality and expenditure on the cost of energy
for wood dehydration can lead to an optimal drying regime for each type of wood.
The results of this study are also used as bases for wood processing factories in

Vietnam so that they can build up standardized dehydrating regimes aimed at reducing the cost
of a wood dehydrating process, improving the quality of any finished wood.

1. Đặt vấn đề
Chế độ sấy có ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng sản phẩm, chi phí năng lượng
và giá thành sản phẩm. Mỗi loại gỗ với những qui cách khác nhau cần phải có các chế
độ sấy hợp lý, các chế đố sấy đó nhất thiết phải tiến hành thực nghiệm để tìm ra chế độ
tối ưu. Đã có nhiều tác giả nghiên c
ứu chế độ sấy gỗ, tuy nhiên do đặc thù khí hậu và
chất lượng mỗi loại gỗ mỗi nơi một khác, hoàn toàn không giống nhau nên không thể
lấy kết quả nghiên cứu của các tác giả nước ngoài áp dụng cho điều kiện Việt Nam.
Vì vậy cần phải tiến hành nghiên cứu thực nghiệm chế độ sấy các loại gỗ trong
điều kiện Việt Nam, nhằm đưa ra các chế độ sấy tối ưu.
2. Nội dung
2.1. Các kiểu thiết bị sấy gỗ
2.1.1. Hầm sấy hơi nước kiểu chu kỳ tuần hoàn tự nhiên
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(37).2010


102
Quá trình tuần hoàn nhờ đối lưu tự nhiên, không khí nóng có tỷ trọng nhỏ
chuyển động lên phía trên, đi qua các lớp gỗ thực hiện quá trình sấy. Càng lên phía trên
nhiệt độ không khí giảm dần và tỷ trọng tăng lên, không khí lại lắng xuống phía dưới
và tiêp tục được cấp nhiệt. Các lò sấy kiểu tuần hoàn tự nhiên của Liên Xô cũ như:
- Hầm sấy Peoa.
- Lò sấy Grum grojimailo
2.1.2. Lò sấy hơi nước kiểu chu kỳ tuần hoàn cưỡng bức
Nguyên lý chuyển động của môi trường sấy trong kiểu lò sấy này là tuần hoàn
có tốc độ và xoay chiều nhờ hoạt động của hệ thống quạt gió. Trong nhóm này, dựa vào
cấu trúc của lò và đặc biệt là cách bố trí hệ thống quạt gió, người ta cũng phân ra các

nhóm lò sấy sau đây:
- Lò sấy quạt đặt bên ngoài lò, kiểu BTH:
- Lò sấy quạt đặt bên trong kiểu VIAM I, II và XNHMOT 23.
- Lò sấy hơi nước kiểu phun khí
2.1.3. Lò sấy hơi nước kiểu liên tục tuần hoàn tự nhiên
Lò sấy liên tục làm việc theo nguyên lý, gỗ được đưa vào đầu ẩm của lò và ra ở
đầu khô. Thời gian chuyển dịch từ đầu ẩm đến đầu khô bằng thời gian sấy. Chế độ sấy
theo quy luật nhiệt độ tăng dần và độ ẩm của môi trường sấy thấp dần.
2.1.4. Hầm sấy hơi nước kiểu liên tục tuần hoàn cưỡng bức
Tương tự lò sấy liên tục tuần hoàn tự nhiên nhưng ở đây gió được đối lưu cưỡng
bức, nên hiệu quả tốt hơn.
2.2. Hầm sấy thực nghiệm
2.2.1. Cấu tạo hàm sấy thực nghiệm
Hầm sấy thực nghiệm có kích thước 6400Lx4100Wx4100H (mm). Bên trong
xếp 02 khối gỗ, 03 thiết bị gia nhiệt không khí và 05 quạt gió tuần hoàn cưỡng bức
(hình 1 và hình 2).
Hình 1. Mặt cắt hình chiếu bằng hầm sấy
550 5503000
4100
6400
800 1200 1200 1200 1200 800
2
1
TP CH KHOA HC V CễNG NGH, I HC NNG - S 2(37).2010


103
3200 800 100
700 1450 1950
4100

350350 3000
1200 1200 1200 1200800 800
6400
A-A
B-B
4100
1
2
4
5
3
6

Hỡnh 2. Mt ct ngang, mt ct dc hm sy
1- Qut, 2- Thit b TN, 3- ng phun m bng hi, 4- ng phun m bng nc, 5- Ca thoỏt m,
6- t iu khin
* Thit b trao i nhit : c ch to bng ng trũn 25mm cú cỏnh tn
nhit dy 0.45mm. Cỏnh c ộp vo ng nh mỏy ộp cỏnh bng thu lc to thnh dn
trao i nhit. Quỏ trỡnh ộp cỏnh c tớnh toỏn rt k sao cho cỏnh bỏm sỏt thnh ng
quỏ trỡnh truyn nhit gia cỏnh v ng din ra t hiu qu nht.
* Qut giú : Hm sy th nghim s dng 5 qut cụng sut 0,75 kW v c
t cỏch u nhau phớa trờn hm sy.
* Phng phỏp cp nhit
Vic cp nhit cho quỏ trỡnh sy g thc nghim cú th s dng: khúi núng, hi
nc, in. õy chỳng tụi chn hi nc gia nhit cho tỏc nhõn sy, vỡ hi nc ó
cú sn, tớnh n nh cao, d iu chnh t ng húa, khụng gõy ra ha hon.
* Thit b iu khin v o lng
- S lp t h thng iu khin
GHI CHUẽ
1- ọỳng gọự

2- Quaỷt hỏửm sỏỳy
3- Cổớa xaớ ỏứm
4- Calorifer
5- Voỡi phun ỏứm
6- o õọỹ ỏứm gọự
7- o traỷng thaùi khọng khờ
1

Bọỹ
õióửu
khióứn
Phun ỏứm
Cỏỳp nhióỷt
7
6
54
3
2

Hỡnh 3. S lp t h thng iu khin hm sy
TP CH KHOA HC V CễNG NGH, I HC NNG - S 2(37).2010


104
- S khi h thng iu khin hm sy thc nghim
12 43
EMC
t
M1
ĩ ỉM G

Traỷng thaùi
khọng khờ ỏứm
ióửu chốnh
cỏỳp nhióỷt
ióửu chốnh
õọỹ ỏứm
IệU CHẩNH QUAT
04 ỏửu doỡ õọỹ ỏứm gọự
M2 M3 M5M4
t
Bĩ IệU KHIỉN

Hỡnh 4. S khi h thng iu khin hm sy
- B iu khin thit b sy Helios
B diu khin t ng lũ sy g H-Kiln cú nhng k thut in t tiờn tin nht
chy x lý g. Do nú c thit k gn nh nờn rt d dng lp t.
2.3. Xõy dng qui trỡnh thc nghim sy g
G c la chn sy l cỏc loi g
thụng dng nh: g keo, g cao su, vv
Trong quỏ trỡnh sy thc nghim chỳng tụi cng tin hnh ly s liu cỏc hm sy i
ng ca Xớ nghip ch bin lõm sn Hũa Nhn.
2.3.1. Chun b g sy
G c chỳng tụi chun b v c x theo cỏc kớch thc chun v xp thnh
ng, cỏc thanh kờ cú kớch thc 25x25mm. Loi g sy l g keo, g bch n v g
cao su. Mi ln sy mi loi g so sỏnh. Kớch thc ca g c la chn u n v
chiu di v chiu rng v g c xp y cỏc ng trong hm.
2.3.2. Chun b qui trỡnh sy
Chỳng tụi tin hnh sy theo hai qui trỡnh chun sau:
- Qui trỡnh sy theo b iu khin Hellios
- Qui trỡnh sy theo ch sy ca mt s ti liu v n v ch bin g ang s dng.

2.3.3. Phng phỏp ly s liu
1. Xỏc nh m g
- o m g: Chn mt s thanh chn ngu nhiờn sau ú ly giỏ tr trung bỡnh
l m ban u ca g a vo sy. Cỏc thanh g cú m quỏ cao hoc quỏ thp s
loi ra. Cỏc thanh ny dựng theo dừi m trong sut quỏ trỡnh sy.
m g c xỏc nh nh b iu khin Helios, mỏy o m v cõn cú
chớnh xỏc cao cõn cỏc thanh mu
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(37).2010


105
2. Xác định trạng thái không khí trong phòng
- Nhiệt độ khô: Đo bằng bộ Helios, nhiệt kế thủy ngân
- Nhiệt độ ướt: Nhiệt kế thủy ngân có bọc bông thấm nước
- Độ ẩm cân bằng gỗ theo trạng thái không khí: bộ Helios
- Tốc độ không khí qua đóng gỗ: Thông số này chỉ để tham khảo
3. Xác định thời gian sấy
Sử dụng đồng hồ có báo chung.
4.Xác định thể tích gỗ
Dùng thước dây, thước kẹp.
5.Xác định chất lượng gỗ
Chất lượng gỗ sấy được đánh giá theo các tiêu chí sau:
- Độ cong vênh, nứt nẻ dẫn đến không sử dụng vào các mặt hàng cùng loại đã
định ra ban đầu.
- Độ chai cứng, nhăn nhúm bề mặt gỗ gây khó khăn và hao hụt gỗ trong quá
trình chế biến hàng mộc.
- Sự đồng đều về độ ẩm trong đóng gỗ và trong từng thanh gỗ sấy.
- Ít co giản và biến dạng trong quá trình sản xuất cũng như sử dụng sản phẩm
sau này.
2.4. Kết quả thực nghiệm

Sau khi tiến hành nhiều mẻ thí nghiệm với nhiều loại gỗ có qui cách khác nhau,
chúng tôi đã tổng hợp kết quả nghiên cứu thí nghiệm theo các đồ thị quan hệ dưới đây.
2.4.1. Quan hệ w -
τ


1. Đối với gỗ keo
Kết quả xác định sự thay đổi độ ẩm của gỗ keo với các bề dày khác nhau, biểu
thị trên hình 5.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 54 144 234 324 414 504 594
Thời gian sấy, giờ
Độ ẩm, %
Chiều dày đên 30mm
Chiều dày 31-60mm
Chiều dày trên 60mm

Hình 5. Sự thay đổi độ ẩm theo thời gian W = f (
τ
) của gỗ keo
Với các độ dày khác nhau: đến 30mm, từ 31-60mm và trên 60mm