SO SÁNH QUÁ TRÌNH sấy gỗ căm XE (xylia xylocarpa) BẰNG PHƯƠNG PHÁP sấy đối lưu và PHƯƠNG PHÁP CHÂN KHÔNG

Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV

SO SÁNH QUÁ TRÌNH SẤY GỖ CĂM XE (Xylia xylocarpa)
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY ĐỐI LƯU VÀ
PHƯƠNG PHÁP CHÂN KHÔNG
TO COMPARE DRYING DANG WOOD (Xylia xylocarpa)
BY CONVECTIVE METHOD AND CONVECTIVE-VACUUM METHOD
ThS. Bùi Thị Thiên Kim
ĐH Nông Lâm Tp.HCM
;
TÓM TẮT
So sánh quá trình sấy gỗ Căm xe bằng phương pháp đối lưu với quá trình sấy bằng
phương pháp chân không cho thấy: sấy đối lưu: tổng thời gian sấy: 504 giờ, tỷ lệ khuyết tật là
18%, độ ẩm gỗ sau sấy 9 - 10%, khoảng 2% thanh gỗ trên 15%, tốc độ thoát ẩm trung bình
trên điểm bão hòa thớ gỗ là 0.16%/h. Sấy chân không: tổng thời gian sấy: 93 giờ, tỷ lệ khuyết
tật là 3.5%, độ ẩm gỗ sau sấy 9.5%, tốc độ thoát ẩm trung bình trên điểm bão hòa thớ gỗ là
0.923%/h. Kết quả thực nghiệm cho thấy tốc độ thoát ẩm khi sấy gỗ bằng phương pháp sấy
chân không cao gấp 5.77 lần (khoảng 6 lần) phương pháp sấy đối lưu. Hiệu quả chất lượng
sấy gỗ của phương pháp sấy chân không cao hơn với tỷ lệ khuyết tật 3.5% trong khi tỷ lệ
khuyết tật sấy gỗ bằng phương pháp đối lưu là 18%. Thời gian sấy chân không rút ngắn 411
giờ so với sấy đối lưu. Chính vì vậy phương pháp sấy chân không vừa rút ngắn thời gian sấy,
vừa nâng cao chất lượng gỗ sau sấy, mang lại nhiều lợi ích khi ứng dụng trong quy trình sản
xuất công nghiệp.
Từ khóa: sấy đối lưu, sấy chân không, so sánh.
ABSTRACT
To compare drying Dang wood by convective method and convective-vacuum method
expressed: convective drying: total time drying: 504(hours), defect ratio 18%, final moisture
content 9-10%, approximately 2% final moisture content >15%, rate of evaporation 0.16%.
Convective - vacuum drying: total time drying: 93(hours), defect ratio 3.5%, final moisture
content 9.5%, rate of evaporation 0.923%. The result of experimental expressed the rate of
evaporation convective - vacuum drying method by 5.77 times convective drying method.

The quality wood of convective - vacuum drying method was higher than convective
drying method, the time drying of convective - vacuum drying method was shorter than
convective drying method, too. The convective - vacuum drying method was not only reduce
the time drying but also increase quality Dang wood.
Keywords: convective drying, vacuum drying, to compare.
1. ĐẶT VẤN ĐẾ
Sấy là một trong những công đoạn xử lý gỗ rất quan trọng. Sấy góp phần làm giảm khối
lượng nguyên liệu gỗ, tránh sâu nấm, mối mọt tấn công nguyên liệu gỗ, đồng thời tạo điều
kiện thuận lợi trong công nghệ gia công cắt gọt. Tuy nhiên có rất nhiều phương pháp dùng để
sấy nguyên liệu gỗ và mỗi phương pháp có những ưu điểm và khuyết điểm riêng, tùy thuộc
vào từng điều kiện cụ thể lựa chọn phương pháp sao cho phù hợpvà điều này ảnh hưởng đến
thời gian sấy cũng như chất lượng gỗ sấy. Do vậy cần thiết phải nghiên cứu các phương pháp
sấy trên cơ sở thực nghiệm, kết quả đạt được sẽ là cơ sở khoa học cho việc so sánh và lựa
chọn phương pháp sấy phù hợp nhất. Dựa trên thực tế sản xuất chúng tôi tiến hành chọn hai
823


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
phương pháp điển hình sử dụng khá phổ biến ở Việt Nam: sấy chân không và sấy đối lưu, để
so sánh nhằm ghi nhận kết quả với mục tiêu góp phần đưa ra hướng lựa chọn phương pháp
phù hợp trong quy trình công nghệ sản xuất.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
Gỗ Căm xe dùng trong thí nghiệm là loại gỗ phát triển bình thường. Mẫu gỗ nghiên cứu
lấy từ cây gỗ thành thục ở miền Đông Nam Bộ. Gỗ không bị khuyết tật và không bị sâu nấm
mối mọtđược đưa về xí nghiệp chế biến gỗ cắt khúc, xẻ phách, gia công theo đúng kích thước
khảo sát.

Hình 1. Gỗ Căm xe dùng trong thí nghiệm
Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm

 Cân điện tử Ohaus (Mỹ) trọng lượng cân tối đa 1000 gr
 Máy sấy gỗ chân không thí nghiệm
 Thiết bị đo độ ẩm gỗ
 Kính lúp quan sát
 Khay, thước đo....

Hình 2. Máy sấy chân không thí nghiệm
824


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV

Hình 3. Thiết bị dùng trong thí nghiệm gỗ

Hình 4. Lò sấy đối lưu nguyên liệu gỗ
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp theo dõi quá trình giảm ẩm của gỗ sấy
Theo [2], [4], [5] để theo dõi quá trình giảm ẩm của gỗ trong quá trình sấy, tiến hành sử
dụng ván kiểm tra rồi đánh dấu từng mẫu gỗ theo đúng nguyên tắc kiểm tra rút mẫu. Theo [1],
[3] để xác định độ ẩm tiến hành cân khối lượng mẫu (G tt ) vào cùng thời điểm của nhiệt kế
khô và ướt, cho đến khi độ ẩm gỗ xuống 30% khi cân mẫu gỗ và dùng máy đo độ ẩm để đối
chiếu, xác định độ ẩm mẫu gỗ từng thời điểm.
Độ ẩm tức thời của các mẫu gỗ được tiến hành như sau:
W tt =

Gtt − G0
× 100%.
G0

Trong đó:

W tt : độ ẩm tức thời từng thanh gỗ.
G tt : khối lượng thanh gỗ từng thời điểm kiểm tra.
G 0 : khối lượng mẫu kiểm tra ở trạng thái khô kiệt.
Muốn xác định G 0 ta có thể áp dụng công thức:
G0 =

Ga
.
1 + Wa

Trong đó:
G a : khối lượng ban đầu của mẫu gỗ kiểm tra.
W a : độ ẩm ban đầu của mẫu kiểm tra.
825


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Sấy gỗ Căm xe bằng phương pháp đối lưu
Tốc độ thoát ẩm sấy gỗ Căm xe bằng phương pháp đối lưu (gia nhiệt bằng hơi nước và
sấy gián tiếp trong môi trường không khí) có kết quả như sau:
Bảng 1: Kết quả sấy gỗ Căm xe có chiều dày 20-30 mm
Độ ẩm ván kiểm tra %
M1

M2

M3

M4

M5

M6

M7

M8

M9

Độ ẩm
tb (%)

63

64

67

64

63

67

65

62

61

64.0

89

59

64

64

59

63

62

62

63

59

61.7

2

88

55

59

58

55

58

57

56

58

55

56.8

63

3

86

48

53

53

49

52

51

50

52

49

50.8

4

62

3

86

44

49

48

44

47

47

44

47

45

46.1

5

62

3

85

38

42

41

38

41

40

39

42

38

39.9

6

62

4

84

33

37

37

33

36

35

34

36

34

35.0

7

62

3

81

28

32

31

28

32

31

28

30

29

29.9

8

63

4

81

25

28

28

25

29

29

26

28

26

27.1

9

64

5

79

22

27

26

23

27

27

24

26

23

25.0

10

63

5

76

21

25

24

21

25

24

22

24

21

23.0

11

62

5

72

20

23

23

20

24

22

21

23

20

21.8

12

65

7

68

18

21

22

19

21

20

19

21

18

19.9

13

63

7

63

17

20

21

18

20

19

19

20

17

19.0

14

65

9

60

15

18

18

17

19

18

17

18

15

17.2

15

65

11

56

13

15

16

15

17

15

15

16

14

15.1

16

65

14

48

12

15

15

14

16

14

13

15

12

14.0

17

64

16

43

11

14

13

13

15

13

12

14

12

13.0

18

63

19

42

11

13

12

11

14

12

11

13

11

12.0

19

65

23

37

10

12

11

10

13

12

11

12

11

11.3

20

65

24

35

10

11

11

9

12

11

10

12

10

10.7

21

63

12

32

10

10

10

9

11

10

9

11

10

10.0

STT
Ngày

t0
C

0

33

1

59

2

2

61

3

∆T

ϕ(%)

Khi sấy gỗ bằng phương pháp gián tiếp trong môi trường không khí (sấy đối lưu), tốc
độ thoát ẩm gỗ được tính như sau:

826


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
Bảng 2: Tốc độ thoát ẩm theo thời gian sấy gỗ Căm xe bằng phương pháp đối lưu
Thời gian (ngày)
Độ ẩm (%)
Tốc độ thoát ẩm (%/h)
0

64

1

61.7

0.096

2

56.8

0.204

3

50.8

0.250

4

46.1

0.196

5

39.9

0.258

6

35

0.204

7

29.9

0.213

8

27.1

0.117

9

25

0.088

10

23

0.083

11

21.8

0.050

12

19.9

0.079

13

19

0.037

14

17.2

0.075

15

15.1

0.088

16

14

0.046

17

13

0.042

18

12

0.042

19

11.3

0.029

20

10.7

0.025

21

10

0.029

Đồ thị giảm ẩm theo thời gian khi sấy gỗ Căm xe bằng
phương pháp đối lưu
70

Độ ẩm (%)

60
50
40
30
20
10
0
0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Thời gian (ngày)

Hình 5: đồ thị giảm ẩm theo thời gian khi sấy gỗ Căm xe bằng phương pháp đối lưu
827


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
Gỗ Căm xe có chiều dày: 20 ÷ 30 mm
Độ ẩm ban đầu của gỗ = 64%
Quá trình giảm ẩm chia làm 2 giai đoạn:
+ Giai đoạn đầu: khi độ ẩm gỗ từ 64% - 21.8%.
+ Giai đoạn sau: khi độ ẩm gỗ từ 21.8% - 10%.
- Nhiệt độ sấy tăng lên 550 C sau 20 giờ.
- Giai đoạn đầu độ ẩm gỗ giảm nhanh, càng về sau độ ẩm gỗ giảm chậm và rất chậm ở
cuối giai đoạn sau.
- Giá trị chênh lệch độ ẩm theo chiều dày gỗ trước khi xử lí cuối từ (2 - 3) %.
- Nhiệt độ trong giai đoạn sấy ròng đạt giá trị cao nhất là 650C
- Giá trị chênh lệch t tăng dần trong suốt thời gian sấy, đạt giá trị lớn nhất là t=24.
- Tổng thời gian thực hiện mẻ sấy là: 504 giờ (21 ngày)
- Thời gian gia nhiệt là: 24 giờ.
- Thời gian sấy là: 473 giờ.
- Thời gian xử lí cuối là: 7 giờ.
- Chế độ xử lí là: t0 C = 630C, t = 12.
- Tỷ lệ khuyết tật là 15-20%,
- Độ ẩm gỗ khô tương đối đồng đều từ 9 - 10%, khoảng 2% thanh gỗ trên 15%.
3.2. Sấy gỗ Căm xe bằng phương pháp sấy chân không

Đồ thị giảm ẩm sấy gỗ Căm xe bằng phương pháp sấy chân không
80
70

Độ ẩm (%)

60
50
40
30
20
10
0
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90 93

Thời gian (giờ)

Hình 6: Đồ thị giảm ẩm theo thời gian khi sấy gỗ Căm xe bằng phương pháp
sấy chân không

828


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
Bảng 3 Tốc độ thoát ẩm theo thời gian sấy gỗ Căm xe bằng phương pháp chân không
Thời gian (giờ)
Độ ẩm (%)
Tốc độ thoát ẩm (%/h)
0

67

3

64

1.000

6

57

2.333

9

52

1.667

12

47.4

1.533

15

43.2

1.400

18

39.1

1.367

21

35.4

1.233

24

32.7

0.900

27

30.4

0.767

30

28.5

0.633

33

27.1

0.467

36

26.3

0.267

39

25.4

0.300

42

24.6

0.267

45

23.9

0.233

48

22.7

0.400

51

21.6

0.367

54

20.8

0.267

57

20.2

0.200

60

19.8

0.133

63

18.9

0.300

66

17.7

0.400

69

16.8

0.300

72

15.7

0.367

75

14.4

0.433

78

13.8

0.200

81

12.5

0.433

84

11.7

0.267

87

10.9

0.267

90

9.8

0.367

93

9.5

0.100
829


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
Gỗ Căm xe có chiều dày: 20 ÷ 30 mm
Độ ẩm ban đầu của gỗ = 67%
Quá trình giảm ẩm chia làm 30 chu kỳ, với mỗi chu kỳ gồm 03 giai đoạn
+ Giai đoạn 1: gia nhiệt làm nóng gỗ nhiệt độ 600C trong khoảng thời gian 2 giờ
+ Giai đoạn 2: sau đó ngưng cấp nhiệt tiến hành rút chân không (áp suất 140mmHg)
trong khoảng thời gian 1giờ
+ Giai đoạn 3: Ngưng rút chân không, mở van xả ẩm và cửa thoát ẩm, kết thúc 1 chu kỳ.
Sau đó tiến hành gia nhiệt lại và rút chân không..cứ lặp lại như vậy 30 lần trong toàn bộ quá
trình sấy cho đến khi độ ẩm gỗ đạt yêu cầu.
- Độ ẩm gỗ khô tương đối đồng đều từ 9 - 10%, một số thanh bị nứt, tỷ lệ khuyết tật
trung bình 3.5%
So sánh tốc độ thoát ẩm của quá trình sấy gỗ Căm xe bằng phương pháp chân
không với quá trình sấy gỗ bằng phương pháp đối lưu
Theo kết quả sấy gỗ Căm xe bằng phương pháp đối lưu độ ẩm ban đầu W bd = 64% , sấy
sau 21 ngày (504 giờ) gỗ đạt độ ẩm W s = 10%, tốc độ thoát ẩm trung bình trên điểm bão hòa
thớ gỗ là 0.16%/h
Theo kết quả sấy gỗ Căm xe bằng phương pháp chân không độ ẩm ban đầu W bd = 67%,
sấy sau 3.875 ngày (93 giờ) gỗ đạt độ ẩm W s = 9.5%, tốc độ thoát ẩm trung bình trên điểm
bão hòa thớ gỗ là 0.923%/h
Đồ thị so sánh tốc độ thoát ẩm sấy gỗ Căm xe bằng phương
pháp đối lưu và phương pháp sấy chân không
0.923

Tốc độ thoát ẩm (%/h)

1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3

0.16

0.2
0.1
0
sấy đối lưu

sấy chân không
Phương pháp

Hình 7: Đồ thị so sánh tốc độ thoát ẩm sấy gỗ Căm xe bằng phương pháp đối lưu và
phương pháp sấy chân không
Thông qua đồ thị cho thấy tốc độ thoát ẩm sấy gỗ bằng phương pháp sấy chân không
gấp 5.77 lần (khoảng 6 lần) phương pháp sấy đối lưu. Hiệu quả chất lượng sấy gỗ của phương
pháp sấy chân không cao hơn với tỷ lệ khuyết tật 3.5% trong khi tỷ lệ khuyết tật sấy gỗ bằng
phương pháp đối lưu là 15-20%. Sấy chân không rút ngắn 411 giờ so với sấy đối lưu.

830

Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
4. KẾT LUẬN
Thông qua kết quả nghiên cứu cho thấy khi sử dụng cùng loại nguyên liệu, cùng quy
cách kích thước thì hiệu quả của phương pháp sấy chân không cao hơn sấy đối lưu và cho
phép rút ngắn thời gian sấy cũng như nâng cao chất lượng gỗ sau sấy. Trong nghiên cứu này
mặc dù dùng máy sấy thí nghiệm kích thước nhỏ, nhưng hiệu quả đạt được rất lớn. Nếu mở
rộng bồn sấy gỗ kích thước lớn sẽ thu lợi ích kinh tế cao khi rút ngắn thời gian sấy, hạn chế
khuyết tật. Với giá thành nguyên liệu gỗ Căm xe là 28 triệu đồng/1m3 , tỷ lệ khuyết tật 3.5%
sẽ tiết kiệm 4,6 triệu đồng/1m3 so với sấy đối lưu với 20% khuyết tật. Bên cạnh đó, việc rút
ngắn thời gian 411 giờ, tiết kiệm năng lượng sấy sẽ giảm chi phí sản xuất khoảng 3-4 triệu
đồng. Điều này khẳng định sấy chân không là một trong những giải pháp hiệu quả mang lại
nhiều lợi ích khi ứng dụng trong quy trình sản xuất công nghiệp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Hồ Xuân Các, Nguyễn Hữu Quang, Công nghệ sấy gỗ, Giáo trình Đại học Lâm Nghiệp,
Nhà xuất bản Nông Nghiệp, 2005
[2] Nguyễn Văn Công Chính, Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm mô hình máy sấy
gỗ kiểu chân không, Đề tài nghiên cứu khoa học, Đại học Nông Lâm TP.HCM, 2008
[3] Hoàng Văn Chước, Kỹ thuật sấy, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, 1999
[4] Nguyễn Thế Cường, Nghiên cứu chế độ sấy bằng phương pháp chân không. Luận văn
Thạc sĩ Cơ khí Công nghệ, Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, 2007
[5] V. Kutovoy, L. Nikolaichuk and V. Slyesov, To the theory of vacuum drying, Drying
2004 – Proceedings of the 14th International Drying Symposium (IDS 2004) São Paulo,
Brazil, 22-25 August 2004, vol. A, pp. 266-271, 2004
THÔNG TIN TÁC GIẢ
Bùi Thị Thiên Kim, Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM.
Email: , ĐT: 0908.984.164

831