NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ TRONG SẢN XUẤT VÁN DĂM PHỐI TRỘN TỪ PHẾ LIỆU NÔNG LÂM NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SÍ KHOA HỌC KỸ THUẬT

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

Hướng dẫn khoa học
TS. PHẠM NGỌC NAM

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 09/2010


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

LÂM THỊ BIÊN THÙY

Hội ñồng chấm luận văn:
PGS. TS. ðẶNG ðÌNH BÔI

1. Chủ tịch:

Trường ðH Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
2. Thư ký:

TS. HOÀNG THỊ THANH HƯƠNG
Trường ðH Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh

3. Phản biện 1: PGS. TS. HỒ XUÂN CÁC
Hội Khoa Học Lâm Nghiệp
4. Phản biện 2:

PGS. TS. TRẦN VĂN CHỨ
Trường ðH Lâm Nghiệp cơ sở II

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

LỜI CAM ðOAN
Tôi cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng
ñược ai công bố trên bất kỳ công trình nào khác

Lâm Thị Biên Thùy

iii


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi gửi ñến gia ñình tôi lời cám ơn chân thành và sâu sắc nhất. Họ là
những người luôn bên tôi, ñộng viên tinh thần và là chỗ dựa vững chắc ñể tôi có
ñược như ngày hôm nay.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, phòng ðào Tạo Sau ðại Học, Ban
Chủ Nhiệm khoa Lâm Nghiệp trường ñại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh
cùng quý thầy cô trong bộ môn Chế Biến Lâm Sản ñã tạo rất nhiều ñiều kiện ñể tôi
học tập và hoàn thành tốt khóa học.
Nhân ñây, tôi cũng xin chân thành cảm ơn ñến quý thầy cô trường ñại học Nông
Lâm thành phố Hồ Chí Minh, ñặc biệt là những thầy cô ñã tận tình dạy bảo cho tôi
suốt thời gian học tập tại trường.
Tôi xin gởi lời biết ơn sâu sắc ñến Thầy Tiến sĩ Phạm Ngọc Nam, giảng viên
chính, ñại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, người ñã dành rất nhiều thời
gian và tâm huyết hướng dẫn và giúp tôi hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp.
Tôi xin gởi lời cám ơn ñến anh em công nhân viên nhà máy ván dăm La Ngà
ðồng Nai ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ và hỗ trợ nguyên liệu dăm bã mía ñể tôi thực
hiện ñề tài.
ðồng thời, tôi cũng xin cảm ơn các bạn trong lớp Cao học khoá 2007 và các em

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.

Kết quả sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn (bã mía, keo lai – bã mía, keo lai –
bã mía, keo lai) với nhiệt ñộ ép 185,20C, thời gian ép là 9,4 phút và tỷ lệ dăm phối
trộn giữa 26 % dăm phế liệu gỗ và 74 % dăm bã mía thì thu ñược ván có khối
lượng thể tích của ván là 0,65 g/cm3, tỷ lệ dãn nở dày 6,53 % và ứng suất uốn tĩnh
là 158,18 kG/cm2, ñộ bền bám ñinh vít trung bình 163 kG.

v


SUMMARIZE
The thesis " Studying parts of technological factors in producing mixed waste
agriculture and forestry particles board" was carried out in laboratory of Forestry
Product Processing Branch, Forestry Department of Agriculture and Forestry
University in Ho Chi Minh City from February, 2009 to August, 2009. We used
experimental research method, and applied statgraphic software, excel program to
support information processing.
The purpose of the thesis is to find a additive material for the exhausted wood
material.
The thesis has figured out some optimal technological parameter of the mixed
waste agriculture and forestry particles board production process, namely bagasse
and waste of acacia hybrid wood.
The results in production of the three layers particle board with pressure
temperature: 174,40C, time pressure: 8,6 min and glue content 14%. The quality of
particle board, density 0,65 g/cm3, population ratio of thickness expansion 7,53 %,
static bending strength 149,55 kG/cm2, average screw holding 162,9 kG.
The results in production of the mixed particle board with pressure temperature
185,20C, time pressure 9,4 min, and chips mixing ratio between waste acacia hybrid
wood 26 % and bagasse 74 %. The quality of particle board, density 0,65 g/cm3,
Population ratio of thickness expansion 6,53%, static bending strength 158,18
kG/cm2, average screw holding 163 kG.

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

1.5.2.

Phạm vi nghiên cứu.............................................................................. 4

Chương 2: TỔNG QUAN ........................................................................................5
2.1.Tình hình sản xuất ván dăm trên thế giới và Việt Nam .................................. 5
2.1.1.

Tình hình sản xuất ván dăm trên thế giới ........................................... 5

2.1.2.

Tình hình sản xuất ván dăm ở Việt Nam ............................................ 6

2.1.3.

Tình hình xuất nhập khẩu ván dăm của Việt Nam ............................. 8

vii


2.2. Sơ lược về nguyên vật liệu, sản phẩm và công nghệ sản xuất ván dăm ........ 8
2.2.1.

Nguyên liệu cho ván dăm ................................................................... 8

2.2.2.

Chất kết dính ..................................................................................... 11

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

4.2.3. Mô hình thống kê thực nghiệm bậc hai ................................................. 45
4.2.4. Kết quả thí nghiệm ................................................................................ 45

viii


4.2.5. Xác ñịnh các thông số tối ưu của ván dăm 3 lớp phân biệt .................. 50
4.3. Công nghệ sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn.................................................53
4.3.1. Sơ ñồ công nghệ sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn ...............................53
4.3.2. Thuyết minh công nghệ...........................................................................54
4.4. Xác ñịnh các thông số tối ưu trong sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn ...........54
4.4.1. Cở sở chọn lựa thông số nghiên cứu cho ván dăm 3 lớp phối trộn.........54
4.4.2. Thực nghiệm theo phương án bậc 1........................................................55
4.4.3. Mô hình thống kê thực nghiệm bậc 2......................................................58
4.4.4 Kết quả thí nghiệm của ván dăm 3 lớp phối trộn.....................................58
4.4.5. Xác ñịnh các thông số tối ưu của ván dăm 3 lớp phối trộn ................... 64
4.5. Sản xuất thử nghiệm ..................................................................................... 66
4.5.1. Sản xuất ván dăm 3 lớp phân biệt ......................................................... 66
4.5.2. Sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn ......................................................... 69
4.6. Thảo luận ...................................................................................................... 70
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...........................................................73
5.1. Kết luận ........................................................................................................ 73
5.2. Kiến nghị ...................................................................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................75
PHỤ LỤC ................................................................................................................80

ix


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU

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:

Kết quả thực nghiệm

P (N):

Áp suất ép

SL:

Số lượng

T (Phút):

Thời gian ép

TN0:

Thí nghiệm

USUT:

Ứng suất uốn tĩnh

σU (kG/cm2):

Ứng suất uốn tĩnh

σbd (N):

ðộ bền bám ñinh

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

Y2-3: Phương trình hàm DN của ván dăm 3 lớp phối trộn bậc 2 ở dạng mã hóa
∆D2-3 : Phương trình hàm DN của ván dăm 3 lớp phối trộn bậc 2 ở dạng thực
Y2-4: Phương trình hàm USUT của ván dăm 3 lớp phối trộn ở dạng mã hóa
σU2-4: Phương trình USUT của ván dăm 3 lớp phối trộn ở dạng thực

xi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Số lượng, công suất các nhà máy ván dăm trên thế giới........................... 5
Bảng 2.2: Phân bố và công suất nhà máy ván dăm theo vùng .................................. 5
Bảng 2.3: Tình hình sản xuất ván dăm ở Việt Nam từ năm 2002 – 2007 ................. 7
Bảng 2.4: Tình hình xuất nhập khẩu ván dăm ở Việt Nam từ năm 2002 – 2007...... 8
Bảng 4.1: Miền thực nghiệm phương án bậc 1 cho ván dăm 3 lớp phân biệt .........43
Bảng 4.2: MTTN và KQTN ở dạng mã hóa bậc 1 của ván 3 lớp phân biệt ...........43
Bảng 4.3: Miền thực nghiệm phương án bậc 2 ván dăm 3 lớp phân biệt.................45
Bảng 4.4: MTTN và KQTN ở dạng mã hóa bậc 2 của ván dăm 3 lớp phân biệt .....46
Bảng 4.5: Kết quả tối ưu hàm 1 mục tiêu của ván dăm 3 lớp phân biệt ................ 51
Bảng 4.6: Kết quả các thông số tối ưu của ván dăm 3 lớp phân biệt ...................... 52
Bảng 4.7: Một số tính chất của ván dăm 3 lớp phân biệt ........................................ 53
Bảng 4.8: Miền thực nghiệm phương án bậc 1 cho ván dăm 3 lớp phối trộn..........55
Bảng 4.9: MTTN và KQTN ở dạng mã hóa bậc 1 của ván dăm 3 lớp phối trộn.....56
Bảng 4.10: Miền thực nghiệm phương án bậc hai cho ván dăm 3 lớp phối trộn ....58
Bảng 4.11: MTTN và KQTN ở dạng mã hóa bậc 2 của ván dăm 3 lớp phối trộn...59
Bảng 4.12: Kết quả tối ưu hàm 1 mục tiêu của ván dăm 3 lớp phối trộn................ 65
Bảng 4.13: Kết quả các thông số tối ưu của ván dăm 3 lớp phối trộn..................... 65
Bảng 4.14: Một số tính chất của ván dăm 3 lớp phối trộn....................................... 66
Bảng 4.15: So sánh tính chất ván dăm 3 lớp phân biệt TN0 và sản xuất thử ......... 68
Bảng 4.16: So sánh tính chất ván dăm 3 lớp phối trộn TN0 và sản xuất thử........... 70

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

Chương 1
MỞ ðẦU
1.1.

ðặt vấn ñề

Ngày nay, trồng rừng ñã và ñang là một vấn ñề mà Nhà nước rất quan tâm. Diện
tích ñất rừng tự nhiên ngày càng giảm thay vào ñó là những khu ñất trống ñồi trọc
ngày càng gia tăng do con người ñã khai thác rừng bừa bãi, thiếu khoa học. Nhà
nước ñã thực hiện nhiều dự án trồng rừng phủ xanh ñất trống ñồi trọc nhằm cung
cấp ñủ nguyên liệu cho ngành chế biến gỗ ñang phát triển như hiện nay. Theo thống
kê của Cục Kiểm Lâm thuộc bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, vào năm
2007, ñộ che phủ của rừng trên toàn quốc ñạt 38,2 % tăng 0,52 % so với năm 2006
là 37,7 %. Nhưng mức ñộ gia tăng diện tích rừng này vẫn không ñủ ñáp ứng nhu
cầu sử dụng gỗ của con người. Do vậy nguyên liệu vẫn luôn là vấn ñề ñược các nhà
doanh nghiệp ñề cập ñến hàng ngày. Hiện nay, ván nhân tạo ñang là một nguồn
nguyên liệu rất phổ biến ñể thay thế cho nguyên liệu gỗ tự nhiên. Với bề mặt phẳng,
rắn chắc, ñồng nhất, ván nhân tạo là lựa chọn lý tưởng cho những gia công ứng
dụng như phủ veneer, phủ melamine, phủ giấy, dán vinyl, in vân trực tiếp, hay phủ
coating. Các cách phủ mặt trang trí ñã cung cấp cho khách hàng nhiều lựa chọn và
làm cho ván nhân tạo có vị trí cạnh tranh trên thị trường nguyên liệu gỗ. Trong ñó,
ván dăm ñược các doanh nghiệp sử dụng rất nhiều trong sản xuất ñồ nội thất. Song
ngày nay, nguồn nguyên liệu ñể làm ra những loại ván dăm ñang ñược tận dụng triệt
ñể từ nguồn phế thải trong lâm, nông nghiệp. Vì vậy, hướng nghiên cứu tận dụng
phế liệu trong ngành nông, lâm nghiệp sẽ góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng nông
lâm sản. Việc nghiên cứu sản xuất ván dăm từ nguồn nguyên liệu này ñóng vai trò
rất quan trọng vì nó mở ra một hướng mới về sử dụng nguyên liệu cho sản xuất ván

1

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

Xác ñịnh các thông số chế ñộ ép (nhiệt ñộ, thời gian, tỷ lệ phối trộn, …), các giải
pháp công nghệ tạo ván dăm khi sản xuất ván dăm hỗn hợp trong ñiều kiện sản xuất
ván dăm của Việt Nam.
1.4.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn
Về mặt khoa học: Luận văn nêu ra các vấn ñề cốt yếu về lý thuyết cho ván

dăm và nghiên cứu tạo ván dăm hồn hợp gỗ và bã mía với các trang thiết bị và ñiều
kiện sản xuất của Việt Nam.

2


Về mặt thực tiễn: Tạo ra ván dăm hỗn hợp bã mía và dăm gỗ là vấn ñề có ý
nghĩa thực tiễn lớn. Những kết quả nghiên cứu và kết luận của luận văn hoàn toàn
có thể áp dụng vào thực tiễn sản xuất ván dăm của Việt Nam. ðiều này chẳng
những giúp cho ván dăm của Việt Nam nâng cao chất lượng, tăng khả năng cạnh
tranh, mà còn hạn chế những tồn tại do nguồn nguyên liệu khan hiếm.
1.5.

ðối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.5.1. ðối tượng nghiên cứu
Cây mía (Saccharum spp.) ñược trồng ở nhiều nước trên thế giới trong vùng
Nhiệt ñới và Á nhiệt ñới từ 35 ñộ vĩ Bắc ñến 35 ñộ vĩ Nam chiếm khoảng 60% sản
lượng ñường chế biến hàng năm của thế giới. Ở Việt Nam mía là nguồn nguyên liệu
chính ñể sản xuất ñường. Trong quá trình sản xuất, các nhà máy mía ñường ñã thải
ra hàng ngàn tấn bã mía. Lượng bã mía này thường ñược tận dụng ñể ñốt lò hơi

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.

1.5.2. Phạm vi nghiên cứu
Trong quá trình thực hiện các thí nghiệm nghiên cứu, có rất nhiều yếu tố ảnh
hưởng tới chất lượng của ván dăm như: áp suất ép, nhiệt ñộ ép, thời gian ép, kích
thước của dăm, loại dăm, ñộ ẩm của dăm, tỷ lệ keo, loại keo sử dụng, tỷ lệ dăm lớp
mặt lớp lõi, ….
ðối với phế liệu trong nông và lâm nghiệp thì rất nhiều loại, mỗi loại ñều có tính
chất về cơ, lý, hóa khác nhau. Các tính chất ñó ảnh hưởng rất nhiều ñến chất lượng
của ván dăm.
Do thời gian nghiên cứu có hạn, nên chúng tôi chỉ giới hạn nghiên cứu hai loại
dăm từ phế liệu của gỗ keo lai và dăm bã mía ñược lấy từ nhà máy sản xuất ván
dăm La Ngà. Với các thông số ñầu vào thay ñổi như sau: nhiệt ñộ ép, thời gian ép,
tỷ lệ keo lớp mặt và tỷ lệ phối trộn giữa dăm bã mía và dăm gỗ. Các thông số còn
lại là yếu tố tác ñộng ngẫu nhiên và không thay ñổi (Áp suất ép P = 15 kG/cm2).
Chúng tôi tiến hành làm thí nghiệm cho ván dày 18 mm, khối lượng thể tích
0,65 g/cm3. Và ván dăm nghiên cứu ñược sản xuất tại phòng thí nghiệm ván nhân
tạo thuộc khoa Lâm Nghiệp, ñại học Nông Lâm, thành phố Hồ Chí Minh.

4


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1.

Tình hình sản xuất ván dăm trên thế giới và Việt Nam

2.1.1. Tình hình sản xuất ván dăm trên thế giới
Chúng ta có thể thấy tình hình sản xuất ván dăm hiện nay trên thế giới có những
ñiểm nổi bật sau: Ván dăm ñược phát triển sản xuất rộng rãi ở tất cả các Châu lục,
mạnh nhất là Châu Âu, rồi ñến Châu Á, Bắc Mỹ. Năm 2001 toàn thế giới có 733

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

Tăng trưởng
(%)
4,7%

(Nguồn: Tóm tắt và tổng hợp theo tạp chí Panel & Furniture TFU năm 2006)
Bảng 2.2: Phân bố và công suất nhà máy ván dăm theo vùng
Công suất năm 2001 (1.000 m3)
Loại
nhà
máy

Bắc Mỹ
SL

ván
dăm

CS

Âu Châu
SL

CS

Công suất năm 2005 (1.000 m3)

Vùng khác
SL

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

không cần chịu lực cao trong các sản phẩm mộc, ván dăm còn dùng làm vách ngăn,
giúp làm giảm áp lực cho nguồn nguyên liệu gỗ tự nhiên. Bên cạnh ñó, sử dụng ván
dăm còn làm giảm giá thành sản phẩm, phù hợp với ñời sống của người tiêu dùng.
Có thể nói xu hướng sử dụng ván dăm sẽ ngày càng tăng do vậy cần phải ñầu tư
phát triển công nghệ và ñảm bảo nguồn nguyên liệu ổn ñịnh tạo ñiều kiện cho
ngành công nghiệp sản xuất ván dăm phát triển bền vững.
2.1.2. Tình hình sản xuất ván dăm ở Việt Nam
Khi nguồn gỗ khai thác từ rừng tự nhiên ngày càng cạn kiệt, việc sản xuất ván
nhân tạo ñang trở nên phổ biến. Do những ñặc tính cơ lý ưu việt, kiểu dáng màu sắc
phong phú, ñồ mộc làm từ ván nhân tạo rất thích hợp với nội thất hiện ñại. Sản
phẩm ván nhân tạo sản xuất và sử dụng phổ biến ở Việt Nam hiện nay gồm 3 loại
chính là ván sợi, ván dăm, ván ghép thanh.
Ván dăm là ván nhân tạo ñược sản xuất từ nguyên liệu gỗ rừng trồng (keo lai,
bạch ñàn, tràm bông vàng, cao su…), phong phú về chủng loại. Mặt ván ñược dán
phủ bằng những loại vật liệu trang trí khác nhau: melamine, veneer (gỗ lạng)….Ván
dăm chủ yếu sử dụng ñể trang trí nội thất, sản xuất ñồ mộc gia ñình, công sở.
Hầu hết công nghệ sản xuất ván dăm ở Việt Nam ñược nhập từ nước ngoài. Năm
1967, nhà máy ván dăm Việt Trì là nhà máy ván dăm ñầu tiên ở nước ta, với thiết bị
của Nam Tư, sản xuất ván dăm 3 lớp từ gỗ bồ ñề với phương pháp ép phẳng, công
suất thiết kế là 6000 m3 sản phẩm/năm.
Năm 1970, nhà máy ván dăm ðồng Nai ñược xây dựng với công suất thiết kế là
2000 m3 sản phẩm/năm, thiết bị của ðức sản xuất ván Okal theo phương pháp ép
ñùn từ nguồn nguyên liệu lấy từ dây chuyền công nghệ sản xuất ván dán.

6


Năm 1998, nhà máy ván dăm Hiệp Hòa – Long An ñược xây dựng với công suất
5000 m3 sản phẩm/năm, thiết bị của Trung Quốc, ván ñược sản xuất từ nguyên liệu
bã mía.

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

7

2005

2006

243000

256000

2007
180000


Sluong (m3)
300000
256000
243000

250000
200000

180000

150000
100000
43500 48000

50000

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

2005

2006

1453

2007

200

200

(Nguồn: Faostat)
Theo thống kê của FAO trong giai ñoạn từ năm 2002 – 2007, sản lượng sản xuất
ván dăm tăng ñột ngột. Qua ñó cho ta thấy, nhu cầu sử dụng ván dăm của Việt Nam
ngày một tăng cao, chúng ta phải nhập thêm ván dăm từ các nước khác trên giới ñể
ñáp ứng kịp thời nhu cầu sản xuất. Ván dăm ñang chiếm một vị trí quan trọng, hiện
nay phát triển ván dăm là một hướng ñi ñúng ñắn trong công nghiệp sản xuất ván
nhân tạo trên thế giới nói chung và ở Việt Nam hiện nay nói riêng.
2.2.

Sơ lược về nguyên vật liệu, sản phẩm và công nghệ sản xuất ván dăm

2.2.1. Nguyên liệu cho ván dăm
Nguyên liệu thực hiện ñề tài gồm: phế liệu của gỗ keo lai trong công nghiệp chế
biến gỗ và bã mía từ nhà máy ñường.
-

Nguyên liệu keo lai

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

Dương. Người Ấn ðộ ñã biết sử dụng mía ñể chế biến ñường từ 3000 năm trước
công nguyên. Cây mía ñược trồng ở các vùng ðịa Trung Hải vào khoảng ñầu thế kỷ
13. Các nước thuộc Châu Mỹ trồng mía muộn hơn vào ñầu thế kỷ 15 vì trong
chuyến vượt biển lần thứ hai sang Tân thế giới năm 1490, Christophe Colomb mới
ñưa mía vào Châu Mỹ, ñầu tiên trồng ở Santo Domingo, sau ñó mới tới Mêhico
(1502), Brazil (1532), Peru (1533), Cuba (1650). Trong thế kỷ 16, ñường mía ñã là

9


một nguồn hàng quan trọng trao ñổi giữa các nước Nam Mỹ với thị trường Châu
Âu. Ngày nay, cây mía ñược trồng ở 70 nước trên thế giới, chủ yếu ở vùng nhiệt ñới
và á nhiệt ñới, tập trung trong phạm vi từ vĩ ñộ 300 Nam ñến 300 Bắc.
Giá trị kinh tế: Sản phẩm chính của cây mía là ñường ñược lấy ra từ thân cây.
Về giá trị dinh dưỡng ñường mía là nguồn năng lượng quan trọng, 1 kg ñường cung
cấp năng lượng tương ñương 0,5 kg mỡ hoặc 50 – 60 kg rau quả. Ngoài ñường là
sản phẩm chính của công nghiệp ñường ra còn có những phụ phẩm quan trọng như
bã mía, mật rỉ, bùn lọc có thể sử dụng, chế biến những sản phẩm có giá trị cao hơn 2
– 3 lần so với sản phẩm chính.
Bã mía chiếm khoảng 25 – 30 % so với trọng lượng cây mía ñem ép trong nhà
máy. Bã mía chứa trung bình 49 % nước, 48,5 % xơ (xenluloza) và 2,5 % chất hòa
tan (ñường). Bã mía có thể dùng làm nhiên liệu ñốt lò, cứ 3 tấn bã mía khô cung cấp
nhiệt lượng tương 1 tấn dầu. Những nhà máy ñường có công suất cỡ 1.000 – 1.500
tấn/ngày nếu dùng bã mía ñể ñốt lò có thể cân ñối ñủ nhiên liệu, không tốn thêm
dầu. Bã mía có thể dùng làm ván ép cách âm, cách nhiệt hoặc làm mặt bàn, ñóng
thùng, làm bột giấy, than hoạt tính hoặc làm nguyên liệu cho công nghệ chất dẻo,
sợi tổng hợp v.v… Ở Việt Nam nhà máy ñường Hiệp Hòa ñã sản xuất ván ép từ bã
mía ñạt chất lượng cao. Mật rỉ chiếm 3 – 5% trọng lượng mía ñang ép là một dung
dịch chứa 10 % nước, 30 % ñường saccaroza, 20 % các loại ñường khử và các chất
khoáng.

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