NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ TRONG SẢN XUẤT VÁN DĂM PHỐI TRỘN TỪ CỎ VETIVER VÀ RƠM RẠ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
*****************

PHẠM VĂN QÚY

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ
TRONG SẢN XUẤT VÁN DĂM PHỐI TRỘN
TỪ CỎ VETIVER VÀ RƠM RẠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT

Thành Phố Hồ Chí Minh
Tháng 10/2009


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
*****************

PHẠM VĂN QÚY

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ
TRONG SẢN XUẤT VÁN DĂM PHỐI TRỘN
TỪ CỎ VETIVER VÀ RƠM RẠ

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 10/2009


NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ TRONG SẢN XUẤT
VÁN DĂM PHỐI TRỘN TỪ CỎ VETIVER VÀ RƠM RẠ

PHẠM VĂN QUÝ

Hội đồng chấm luận văn:
1. Chủ tịch:

PGS. TS. HỒ XUÂN CÁC
Hội Khoa Học Kỹ Thuật Lâm Nghiệp

2. Thư ký:

PGS. TS. TRẦN VĂN CHỨ
Trường Đại Học Lâm Nghiệp

3. Phản biện 1:

PGS. TS. ĐẶNG ĐÌNH BÔI
Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh

4. Phản biện 2:

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

5. Ủy viên:

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

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
HIỆU TRƯỞNG

i


LÝ LỊCH CÁ NHÂN
Tôi tên là Phạm Văn Quý, sinh ngày 10 tháng 06 năm 1971 tại Phường Phước Mỹ,
Thành phố Phan Rang - Tháp Chàm, Tỉnh Ninh Thuận, con Ông Phạm Văn Bích và Bà
Nguyễn Thị Xong.
Tốt nghiệp tú tài tại Trường Trung học Phổ thông Nguyễn Trãi, Tỉnh Ninh Thuận,
năm 1991.
Tốt nghiệp Đại học ngành Chế biến Lâm sản, hệ chính quy, Trường Đại học Nông
Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, năm 1997.
Từ tháng 12 năm 1997 đến nay: Công tác tại Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển
giao Khoa học Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
Tháng 9 năm 2006 theo học lớp Cao học ngành Chế biến Lâm sản, Trường Đại
học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
Trình trạng gia đình: độc thân
Địa chỉ liên lạc: Phạm Văn Quý, Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Khoa học

Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
Điện thoại:

08.38966056

Email:



ii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả được nêu
trong trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.

Phạm Văn Quý

iii


LỜI CẢM ƠN
Nhân dịp hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi xin chân thành cảm ơn:
- Quý Thầy trong Ban Giám hiệu, Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí
Minh.
- Quý Thầy cô phòng Đào tạo Sau đại học, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố
Hồ Chí Minh.
- Quý Thầy cô Ban Chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp, bộ môn Chế biến Lâm sản,
Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh.

- Quý thầy cô trong Ban Giám đốc, Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Khoa
học Công nghệ, trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh.
- Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình và chu đáo của Thầy
TS. Phạm Ngọc Nam, Giảng viên chính Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí
Minh.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và ủng hộ nhiệt tình của bạn bè đồng nghiệp
và các em sinh viên khóa 31, chuyên ngành Chế biến Lâm sản, Trường Đại học Nông
Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh đã hỗ trợ tôi trong việc thực hiện luận văn.

iv


TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ trong sản xuất ván dăm phối trộn từ
cỏ Vetiver và rơm rạ” được tiến hành phân tích đặc điểm cấu tạo và tính chất của cỏ
Vetiver, rơm rạ tại phòng thí nghiệm khoa học gỗ, sau đó tiến hành sản xuất ván dăm tại
phòng thí nghiệm ván nhân tạo Khoa Lâm Nghiệp, thời gian từ 15/03/2009 đến
09/08/2009. Mục đích nghiên cứu của đề tài là tận dụng nguồn nguyên liệu phong phú từ
phế phẩm nông nghiệp (rơm rạ, cỏ Vetiver) để sản xuất ván dăm.
Kết quả nghiên cứu khối lượng thể tích cơ bản của cỏ Vetiver là 0,107g/cm3; của
rơm là 0,11g/cm3. Thực nghiệm sản xuất ván dăm phối trộn từ cỏ Vetiver và rơm rạ cho
thấy tỷ lệ phối trộn, nhiệt độ ép, thời gian ép có ảnh hưởng đến tỷ lệ trương nở và ứng
suất uốn tĩnh của ván. Mối quan hệ giữa các yếu tố được thể hiện qua các phương trình
hồi quy sau:
YDno = 236.372+0,024K–0,831T–2,616N–1,983K*N+3,862K2+0,022T2+7,965N2
YUsut=–743,179+6,346K–9,235T+9,28N–0,02K*N+0,095T*N-0,031K2–0,2T2–0,028N2

Bài toán tối ưu được lập trên cơ sở của hai hàm YDno và YUsut đặc trưng cho hai chỉ
tiêu nghiên cứu trong vùng thí nghiệm. Kết quả tối ưu hóa đạt được α = 0,5 ván có khối
lượng thể tích 0,75g/cm3, tỷ lệ phối trộn dăm cỏ Vetiver 42,38%, thời gian ép 18,74 phút

và nhiệt độ ép 171,60C. Chất lượng sản phẩm ván có màu sắc đẹp, bề mặt bóng mịn, độ
bền uốn tĩnh 170,28kG/cm2, tỷ lệ trương nở chiều dày 7,67%. Ván đạt các chỉ tiêu của
ván dăm cấp 2 loại A theo tiêu chuẩn 04TCN - 1999.

v


SUMMARY
The topic “Technological Factors in the production of particle-board from a
mixture of Vetiver grass and rice-straw” aims to use the rich resources of raw materials
from agricultural waste products (i.e. rice-straw and Vetiver grass) to produce a kind of
board and to substitute wood raw materials which are increasingly scarce. The research
was new formed from March 15, 2009 to September 9, 2009. The study began with
laboratory analysis of anatomical and structural properties and characteristics of Vetiver
grass and rice-straw. Laboratory-scale productions were tested in the Laboratory of
artificial board, Faculty of forestry.
The results shown that Vetiver grass has a low basic specific gravity (0,107g/cm3)
lower than rice-straw (0,11g/cm3). The swelling and static bending of the boards
produced in laboratory condition had a correlation with mixing ratio, pressing
temperature, and time under pressure. The following regression equations were obtained.
YDno = 236.372+0,024K–0,831T–2,616N–1,983K*N+3,862K2+0,022T2+7,965N2
YUsut=–743,179+6,346K–9,235T+9,28N–0,02K*N+0,095T*N-0,031K2–0,2T2–0,028N2

Optimization problem was calculated on the basis of the two functions and YDno
YUsut two specific targets in the research laboratory. Optimization results achieved α = 0,5
board density 0,75g/cm3, the percentage of Vetiver grass chips in the mixture 42,38%,
the pressing time 18,74 minutes and temperature at press is 171,60C. The mixture
produced boards with nice color, smooth surface, and attained 170,28kg/cm2 in Static
Bending, the swelling in thickness is 7,67%. All these performances meet the type A
board according to standard 04TCN - 1999.

vi


MỤC LỤC
CHƯƠNG

TRANG
Trang tựa
Trang chuẩn y

i

Lý lịch cá nhân

ii

Lời cam đoan

iii

Cảm ơn

iv

Tóm tắt

v

Mục lục

vii

Danh sách các chữ viết tắt

x

Danh sách các bảng

xi

Danh sách các hình

xii

1. MỞ ĐẦU

1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

1

1.2 Mục đích nghiên cứu

2

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

2

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu

2

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu

2

2. TỔNG QUAN

4

2.1 Sự hình thành và phát triển của ván dăm

4

2.1.1 Trên thế giới

4

2.1.2 Ở Việt Nam

6

2.2 Khái quát về nguyên liệu trong sản xuất ván dăm

9

2.2.1 Nguyên liệu cỏ Vetiver

9

2.2.2 Nguyên liệu rơm rạ

11

2.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ván dăm

13

2.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

18

2.4.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

18
vii


2.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

19

2.5 Kết luận

23

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

3.2.2.1 Phương pháp đo đạc thực nghiệm

26

3.2.2.2 Phương pháp mô hình hóa

31

3.2.2.3 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm

32

3.3 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm

35

4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

37

4.1 Đặc điểm cấu tạo và tính chất của rơm rạ và cỏ Vetiver

37

4.1.1 Đặc điểm cấu tạo cỏ Vetiver và rơm rạ

37

4.1.1.1 Đặc điểm cấu tạo của cỏ Vetiver

37

4.1.1.2 Đặc điểm cấu tạo của rơm

39

4.1.2 Khối lượng thể tích và độ ẩm của nguyên liệu

44

4.1.2.1 Khối lượng thể tích

44

4.1.2.2 Độ ẩm

44

4.2 Sơ đồ các bước công nghệ sản xuất ván dăm 3 lớp từ cỏ Vetiver và rơm rạ

46

4.2.1 Sơ đồ các bước công nghệ sản xuất ván dăm trong phòng thí nghiệm

46

4.2.2 Thuyết minh quy trình

47

4.2.2.1 Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu

47

4.2.2.2 Trộn keo và chất chống ẩm cho ván

47

4.2.2.3 Trải thảm dăm và ép sơ bộ

49

4.2.2.4 Ép nhiệt

49

4.2.2.5 Xử lý ván

51

4.3 Xác định các thông số công nghệ tối ưu trong sản xuất ván dăm

51

4.3.1 Giới hạn các thông số nghiên cứu

51

4.3.2 Mô hình thống kê thực nghiệm bậc I

53

4.3.2.1 Xác định mức và khoản biến thiên của các yếu tố

53

viii

4.3.2.2 Lập ma trận thí nghiệm

54

4.3.3 Mô hình thống kê thực nghiệm bậc II

55

4.3.3.1 Xác định mức và khoảng biến thiên của các yếu tố

56

4.3.3.2 Lập ma trận thí nghiệm

56

4.3.3.3 Kết quả thí nghiệm

57

4.3.3.4 Kết quả xử lý số liệu xác định các phương trình hồi quy

57

4.3.3.5 Phân tích các mô hình toán bằng đồ thị

59

4.3.3.6 Xác định các thông số tối ưu

64

4.4 Sản xuất ván dăm thí nghiệm

66

4.4.1 Các bước công nghệ sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn

66

4.4.2 Kết quả kiểm tra các tính chất ván dăm

67

4.5 Thảo luận

68

5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

71

5.1 Kết luận

71

5.2 Kiến nghị

72

TÀI LIỆU THAM KHẢO

73

PHỤ LỤC

77

ix


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
D0

Khối lượng thể tích khô kiệt (g/cm3)

Dcb

Khối lượng thể tích cơ bản (g/cm3)

Dkk

Khối lượng thể tích khô trong không khí (g/cm3)

Dt

Khối lượng thể tích tươi (g/cm3)

KLTT

Khối lượng thể tích (g/cm3)

USUT

Ứng suất uốn tĩnh (kG/cm2)

Wkk

Độ ẩm không khí (%)

Wp

Độ ẩm nguyên liệu sau khi hong phơi (%)

Wt

Độ ẩm của nguyên liệu lúc tươi (%)

Wtb

Độ ẩm thăng bằng của nguyên liệu (%)

YDN

Hàm tỷ lệ trương nở

YUSUT

Hàm ứng suất uốn tĩnh

α

Trọng số

P

Lực

Xi

Giá trị mã hóa của yếu tố thứ i

Yi

Các thông số đầu ra, các chỉ tiêu nghiên cứu

Δt

Tỷ lệ trương nở của ván

W

Độ ẩm

Ft

Giá trị tính theo tiêu chuẩn Fisher

Fb

Giá trị bảng theo tiêu chuẩn Fisher

x


DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG

TRANG

Bảng 2.1 Số lượng, công suất các nhà máy ván nhân tạo trên thế giới

5

Bảng 2.2 Tỷ lệ ứng dụng ván nhân tạo của Trung Quốc

5

Bảng 2.3 Tình hình sản xuất ván dăm tại Việt Nam từ năm 2001 – 2007

7

Bảng 2.4 Tình hình xuất nhập khẩu ván dăm của Việt Nam

8

Bảng 2.5 Nhu cầu sử dụng ván nhân tạo Việt Nam đến năm 2020

8

Bảng 4.1 Khối lượng thể tích cỏ Vetiver và rơm rạ

44

Bảng 4.2 Độ ẩm của cỏ Vetiver và rơm rạ

44

Bảng 4.3 Mức và khoảng biến thiên các yếu tố theo phương án bậc I

54

Bảng 4.4 Mức và khoảng biến thiên các yếu tố theo phương án quay bậc II

56

Bảng 4.5 Một số tính chất của ván dăm nghiên cứu

57

Bảng 4.6 Nhận dạng đồ thị hàm trương nở (Y1)

60

Bảng 4.7 Nhận dạng đồ thị hàm ứng suất uốn tĩnh (Y2)

63

Bảng 4.8 Kết quả tính toán tối ưu hàm một mục tiêu

65

Bảng 4.9 Kết quả tính toán tối ưu hóa hàm đa mục tiêu

65

Bảng 4.10 So sánh tính chất ván dăm nghiên cứu và ván sản xuất thí nghiệm

68

xi


DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

Hình 3.1 Xác định khối lượng thể tích

27

Hình 3.2 Vị trí kiểm tra chiều dày mẫu thử

28

Hình 3.3 Sơ đồ thiết bị kiểm tra độ bền uốn tĩnh

30

Hình 3.4 Sơ đồ đối tượng nghiên cứu được thể hiện như hộp đen

32

Hình 4.1 Hình thái cỏ Vetiver

37

Hình 4.2 Mặt cắt ngang của cỏ Vetiver

38

Hình 4.3 Mặt cắt xuyên tâm của cỏ Vetiver

38

Hình 4.4 Mặt cắt tiếp tuyến của cỏ Vetiver

38

Hình 4.5 Xơ sợi của cỏ Vetiver

39

Hình 4.6 Mặt cắt ngang thô đại của thân lúa

40

Hình 4.7 Mặt cắt ngang lớp 2 của thân lúa

41

Hình 4.8 Mặt cắt ngang lớp trong cùng của thân lúa

41

Hình 4.9 Mặt cắt xuyên tâm của thân lúa

42

Hình 4.10 Xơ sợi của cây lúa

43

Hình 4.11 Sơ đồ các bước công nghệ sản suất ván dăm 3 lớp

46

Hình 4.12 Biểu đồ ép nhiệt trong sản xuất ván thí nghiệm

50

Hình 4.13 Bài toán hộp đen mô tả quá trình nghiên cứu

53

Hình 4.14 Đồ thị so sánh và ảnh hưởng của các hệ số hồi quy đến hàm Y1

60

Hình 4.15 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa Y1 – X1 – X2

61

Hình 4.16 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa Y1 – X1 – X3

61

Hình 4.17 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa Y1 – X2 – X3

61

Hình 4.18 Đồ thị so sánh và ảnh hưởng của các hệ số hồi quy đến hàm Y2

62

Hình 4.19 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa Y2 – X1 – X2

63

Hình 4.20 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa Y2 – X1 – X3

64

Hình 4.21 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa Y2 – X2 – X3

64

xii


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây khi nguồn gỗ khai thác từ rừng tự nhiên ngày
càng cạn kiệt, việc sản xuất ván dăm trở nên phổ biến và ván dăm với các ưu điểm
là loại vật liệu góp phần đa dạng hóa sản phẩm, thay thế gỗ tự nhiên được sử dụng
rộng rãi trong sản xuất đồ mộc và sản phẩm mộc xuất khẩu. Vì thế các nhà nghiên
cứu và các nhà sản xuất cũng đã nghiên cứu và sản xuất ra nhiều loại ván dăm sử
dụng nguyên liệu tổng hợp từ các loại gỗ, các phế phẩm lâm nghiệp, phế liệu trong
nông nghiệp và các vật liệu của các ngành khác nhau… Vì vậy, việc nghiên cứu sản
xuất ván dăm từ nguồn nguyên liệu này đóng vai trò rất quan trọng, nó mở ra một
hướng mới về sử dụng nguyên liệu cho sản xuất. Bên cạnh đó, sản xuất ván dán có
chiều hướng giảm mạnh do khó khăn về nguyên liệu thì sản xuất các loại ván dăm,
ván sợi ngày càng gia tăng. Ván dăm có nhiều thuận lợi về mặt nguyên liệu, sản
phẩm làm ra có kích thước lớn, cấu trúc đồng đều nên có thể sử dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực.
Việc nghiên cứu khả năng sử dụng thân lá của cỏ Vetiver và rơm rạ được
phối trộn theo một tỷ lệ nhất định để sản xuất ván dăm, nhằm đa dạng và bổ sung
thêm về nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản suất ván dăm nhưng chất lượng ván
vẫn đảm bảo là một vấn đề hết sức cần thiết.
Trên cơ sở vừa phân tích, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “nghiên cứu
một số yếu tố công nghệ trong sản xuất ván dăm phối trộn từ cỏ Vetiver và rơm rạ”
dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Phạm Ngọc Nam. Chúng tôi mong rằng sẽ góp
phần làm phong phú thêm nguồn nguyên liệu cho ngành chế biến gỗ nói chung và
trong sản xuất ván dăm nói riêng.

1

1.2 Mục đích nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu của đề tài tài tìm tòi sản xuất thử nghiệm một nguồn
nguyên liệu mới làm phong phú thêm nguồn nguyên liệu cho ngành chế biến gỗ.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu
Xác định một số đặc tính của nguyên liệu và các giá trị tối ưu của tỷ lệ phối
trộn dăm, thời gian ép và nhiệt độ ép, ảnh hưởng đến tỷ lệ trương nở, ứng suất uốn
tĩnh của ván dăm sản xuất từ cỏ Vetiver và rơm rạ.
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu
- Nguyên liệu cỏ Vetiver: Cỏ Vetiver (Vetiverria zizanioides L.) có bộ phận
thân lá cao khoảng 1,5 – 3m. Nên có thể trồng tập trung trên diện rộng, cho năng
suất sinh khối lớn, chi phí trồng và thu hoạch thấp và đơn giản. Do đó, chúng ta có
thể thu hoạch cỏ Vetiver với một lượng sinh khối rất lớn, thời gian thu hoạch thuận
tiện và có thể thu hoạch bất cứ thời gian nào trong năm. Đây là một ưu điểm thuận
lợi nhất đối với công nghệ sản xuất ván dăm.
- Nguyên liệu rơm rạ: rơm rạ của các vùng đồng bằng sản xuất lúa gạo ở Việt
Nam rất nhiều (thông thường để sản xuất một tấn hạt lúa, phải thải ra khoảng 6 tấn
rơm). Do đó hiện nay vấn đề sử dụng nguốn phế thải nông nghiệp này để mang lại
lợi ích kinh tế cho xã hội là rất cần thiết và giảm thiểu các vấn đề ô nhiễm môi
trường đã và đang xảy ra. Hiện nay để sử dụng lại nguồn rơm rạ rất nhỏ so với
lượng rơm rạ phải bỏ đi, thông thường nông dân phải đốt bỏ và chỉ một số ít được
sử dụng lại cho việc sản xuất nấm rơm hoặc dùng cho che phủ đất cho cây trồng
cạn, cho chăn nuôi đại gia súc... Tuy nhiên có nơi, có lúc rơm rạ trở thành gánh
nặng cho người nông dân và biện pháp đốt đồng trở nên phổ biến. Thậm chí có nơi
bà con còn đốt nguyên đống rơm không cần rải ra nên gây ô nhiễm môi trường và
lãng phí.
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu
Trong khuôn khổ có hạn về thời gian, tài chính cũng như điều kiện thí

nghiệm, đối tượng nghiên cứu của đề tài chỉ giới hạn trong phạm vi sau:

2


- Nguyên liệu: chỉ tập trung nghiên cứu đối với cỏ Vetiver và rơm.
- Keo dán: keo được sử dụng trong nghiên cứu là keo ureformaldehyde (UF)
có hàm lượng khô 48%, màu trắng đục, độ pH = 8 và độ nhớt từ 130 ÷ 150 mPas
của Công ty Trách nhiệm Hữu hạn Anh Ánh.
- Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván dăm (3 lớp) phối trộn từ
dăm cỏ Vetiver và dăm rơm rạ, ván có khối lượng thể tích 0,75g/cm3, bề dày 18mm.
- Ván dăm thí nghiệm được sản xuất tại phòng thí nghiệm ván nhân tạo của
bộ môn Chế Biến Lâm Sản, Khoa Lâm Nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm Thành
phố Hồ Chí Minh.

3


Chương 2
TỔNG QUAN
Ván dăm là loại ván nhân tạo được hình thành từ nguồn nguyên liệu cành
nhánh mà xưa nay trong công tác khai thác bỏ lại trong rừng, các loại cây mọc
nhanh, bìa bắp gỗ vụn trong công nghệ sản xuất gỗ xẻ, đồ mộc, ván ép, rơm rạ, bã
mía, tre nứa, xơ dừa, bẹ dừa nước.... trộn keo rồi ép lại với nhau. Đặc biệt do giá
thành một m3 ván dăm rẻ hơn gỗ nguyên nên ván dăm được sử dụng phổ biến. Với
bề mặt phẳng, rắn chắc, đồng nhất, bề mặt ván dăm là lựa chọn lý tưởng cho những
gia công ứng dụng như phủ veneer, phủ melamine, phủ giấy và các cách phủ mặt
trang trí cung cấp cho khách hàng nhiều lựa chọn và làm cho ván dăm có vị trí cạnh
tranh trên thị trường nguyên liệu gỗ.
2.1 Sự hình thành và phát triển của ván dăm

2.1.1 Trên thế giới
Xưởng ván dăm đầu tiên của nước Đức và cũng là xưởng ván dăm đầu tiên
trên thế giới, được hình thành vào nữa cuối những năm 1930 ở Bremen-Hemeligen.
Ván được sản xuất từ mùn cưa gỗ mềm, ép ở áp suất 80 – 100kG/cm2 và nhiệt độ
1000C với hàm lượng keo Phenol 8 – 10%. Sản phẩm này có kích thước 2000 ×
3000mm với 2 loại bề dày là 14mm và 25mm, ván có khối lượng thể tích 0,8 –
1,1g/cm3; ứng suất uốn tĩnh 200 – 500kG/cm2 (Hoàng Thúc Đệ và Phạm Văn
Chương, 2002). Có thể nói, ván dăm được ra đời vào cuối thế kỷ 18 nhưng mãi đến
năm 1930 nền công nghiệp sản xuất ván dăm mới bắt đầu hình thành ở một số nước
công nghiệp phát triển. Sau chiến tranh thế giới thứ II, đặc biệt từ những năm 60,
khoa học kỹ thuật và công nghệ phát triển mạnh mẽ, thúc đẩy công nghệ sản xuất
ván dăm có những bước tiến vượt bậc cả về qui mô lẫn chất lượng. Sự ra đời của
ván dăm có chất lượng bề mặt cao, chất kết dính được tinh chế ít độc hại hơn, thiết
bị và dây chuyền sản xuất ván dăm ngày càng được cơ giới hóa, tự động hóa. Ngoài

4


ra, nguồn nguyên liệu và sản phẩm cũng được mở rộng và đa dạng, đáp ứng nhu cầu
ngày càng cao của xã hội. Có thể nói, ván dăm tuy là ngành công nghiệp ra đời sau
nhưng tốc độ phát triển rất nhanh và chiếm vị trí cao nhất trong sản xuất ván nhân
tạo và được phát triển rộng rãi ở tất cả các châu lục và trên thế giới, mạnh nhất là
Châu Âu, rồi đến Châu Á, Bắc Mỹ. Năm 2001 toàn thế giới có 733 nhà máy, tổng
công suất 81.972.000m3, năm 2005 có 719 nhà máy tổng công suất 85.844.000m3
tăng 4,7% (Paul Trương và ctv, 2007).
Bảng 2.1: Số lượng, công suất các nhà máy ván nhân tạo trên thế giới

1

Năm 2001

Năm 2005
Tăng trưởng (%)
Số Công suất Số Công suất
2005/2001
lượng 1.000m3 lượng 1.000m3
Nhà máy ván dăm 733
81.972 719
85.844
4,7

2

Nhà máy MDF

275

30.561

424

46.141

50,7

3

Nhà máy OSB

66

22.389

81

31.406

40,7

STT

Loại nhà máy
ván nhân tạo

Qua bảng 2.1 cho thấy khối lượng sản xuất của ván sợi (MDF) vào năm 2005
là 46.141.000m3 chỉ bằng một nửa so với ván dăm.
Theo thống kê của bộ Lâm Nghiệp Trung Quốc trong vòng 10 năm, nhu cầu
sử dụng ván dăm của Trung Quốc vào năm 2000 là 2.750.000m3 – 3.060.000m3 đến
năm 2010 là 4.600.000m3 – 4.960.000m3 và nhu cầu về nguyên liệu gỗ dùng để sản
xuất ván nhân tạo tăng lên gấp 2 lần. Những ứng dụng của ván dăm ở Trung Quốc
tập trung chủ yếu ở đồ mộc được trình bày ở bảng 2.2
Bảng 2.2: Tỷ lệ ứng dụng ván nhân tạo của Trung Quốc
Đơn vị tính: (%)
Các loại
Bao bì
khác
2,2
3,4

Đồ mộc

Kiến trúc

Ván dán

41,3

50,1

Giao thông
vận tải
3

Ván sợi

78,2

11,8

0,9

5,4

3,7

Ván dăm

85,6

3,9

1,8

2,5

6,7

Ván ghép thanh

65,6

19,4

0

0

15

Tổng cộng

63,33

26,26

1,88

2,52

6,01

Loại ván

5


Xu hướng sử dụng ván dăm trên thế giới sẽ ngày càng tăng, đặc biệt ở khu
vực Đông Nam Á tăng 34,78% năm 2005 so với năm 2001. Do vậy cần phải đầu tư
phát triển công nghệ và đảm bảo nguồn nguyên liệu ổn định để tạo điều kiện cho
ngành công nghiệp ván dăm phát triển bền vững (Paul Trương và ctv, 2007).
2.1.2 Ở Việt Nam
Ở Việt Nam, hầu hết công nghệ sản xuất ván dăm đều được nhập từ nước
ngoài. Năm 1967, Việt Trì là nhà máy ván dăm đầu tiên của nước ta sử dụng thiết bị
của Nam Tư, sản xuất ván dăm 3 lớp đầu tiên từ gỗ bồ đề bằng phương pháp ép
bằng, công suất thiết kế 6.000m3 sản phẩm/năm. Sau đó, nhiều nhà máy ván dăm
khác cũng được xây dựng với qui mô lớn như nhà máy ván dăm Thái Nguyên,
Đồng Nai, Hiệp Hòa – Long An.... Xí nghiệp chế biến gỗ tổng hợp Tân Mai (Biên
Hòa, Đồng Nai), được xây dựng và đưa vào sản xuất dây chuyền sản xuất ván Okal
với nguyên liệu được tận dụng chủ yếu là phế liệu ván bóc, hoạt động rất có hiệu
quả trước ngày giải phóng miền Nam. Sau khi đất nước hoàn toàn giải phóng
(1975) nhà máy chỉ duy trì sản xuất ở mức độ trung bình. Đến năm 1994 thị trường
tiêu thụ ván Okal trở nên sôi động, ván dăm Tân Mai đã trở thành một mặt hàng có
giá trị trong trang trí nội thất ở Thành phố Hồ Chí Minh và khu vực lân cận. Nhà
máy sản xuất ván dăm theo phương pháp Okal (ép đẩy) với: kích thước ván có 2
loại chiều dày 18mm và 37mm và 1.220mm chiều rộng. Độ ẩm dăm 6% được trộn
với keo ureformaldehyde có hàm lượng khô 48 – 52%, khối lượng keo dùng là
10%. Nhiệt độ ép 1200C và độ pH = 8 (Lê Văn Mích, 2002). Đến nay, Việt Nam là
một trong các nền kinh tế tăng trưởng nhanh ở Đông Nam Á với mức tăng GDP
hàng năm trung bình từ 6% đến 8%. Dân số Việt Nam được dự đoán sẽ tăng lên
khoảng 100 triệu người vào năm 2020. Các xu hướng này làm cho nhu cầu về các
lâm sản khác nhau sẽ tăng 6% đến 11% mỗi năm. Trong các dự báo của chiến lược

phát triển lâm nghiệp Việt Nam tăng trưởng kinh tế thực tế trung bình khoảng 8,5%
trong giai đoạn 2005 – 2008 và 7% từ năm 2009 trở đi cho đến 2020. Trong đó, ván
dăm chiếm một vị trí quan trọng và có nhiều triển vọng với mức tiêu thụ ván dăm
năm 2003 là 80.000m3 và dự báo tăng lên 312.500m3 vào năm 2020 với tỷ lệ tăng

6


hàng năm 8 - 9%; mức tiêu thụ cho 1.000 dân năm 2003 là 1,0m3 và tăng lên 2,9m3
vào năm 2020. Ngoài ra, nhu cầu về ván dăm cho tiêu dùng nội địa và xuất khẩu
vào năm 2003 là 1.649.302m3 và dự báo tăng lên 1.682.509m3 vào năm 2020, trong
đó xuất khẩu dăm gỗ được dự đoán sẽ tăng từ 0,8 triệu tấn khô trong năm 2003 lên
khoảng 1,5 triệu tấn khô năm 2015.
Kim ngạch xuất khẩu của ngành chế biến gỗ Việt Nam những năm gần đây
tăng trưởng rất nhanh từ 560 triệu USD năm 2003 đến năm 2008 đã gần 3 tỷ USD,
nhưng bên cạnh đó tình trạng khan hiếm nguyên liệu ngày càng gay gắt. Từ năm
1998 đến nay đã có thêm hàng loạt nhà máy sản xuất ván nhân tạo đi vào hoạt động
như nhà máy ván MDF Gia Lai công suất 54.000m3 sản phẩm/năm, MDF Sơn La
với công suất 15.000m3 sản phẩm/năm, MDF Bình Thuận với công suất 10.000m3
sản phẩm/năm, nhà máy ván dăm Thái Nguyên với 16.500m3 sản phẩm/năm, Thái
Hòa (Nghệ An) 15.000m3 và Hoành Bồ (Quảng Ninh) 3.000m3 sản phẩm/năm...
Ván dăm là một trong những loại ván nhân tạo có giá trị cao, 1m3 ván dăm có thể
thay thế 3,7m3 gỗ tròn trong sản xuất hàng mộc.
Năm 1998, nhà máy ván dăm Hiệp Hòa – Long An được xây dựng với công
suất 5.000m3 sản phẩm/năm, thiết bị của Trung Quốc, ván được sản xuất từ nguyên
liệu bã mía. Mặc dù sản lượng ván dăm tại Việt Nam ngày càng tăng tuy nhiên vẫn
chưa đáp ứng đủ nhu cầu. Bên cạnh đó chất lượng của ván dăm trong nước phần lớn
vẫn chưa cạnh tranh được với ván dăm ngoại nhập dẫn đến tình trạng nhập siêu. Cụ
thể là năm 2000, sản lượng ván dăm sản xuất tại Việt Nam chỉ đạt 2.000m3 nhưng
đến năm 2007 đã đạt được 180.000m3, tăng 41,66%. Cũng trong năm 2007 Việt

Nam phải nhập khẩu 153.400m3 ván dăm nhưng chỉ xuất khẩu 200m3, lượng ván
dăm nhập khẩu cao gấp hơn 70 lần lượng ván dăm xuất khẩu (Nguyễn Quang
Trung, 2007).
Bảng 2.3: Tình hình sản xuất ván dăm tại Việt Nam từ năm 2001 – 2007
Đơn vị tính: 1.000 m3
Năm

2001

2002

2003

2004

Sản lượng (m3)

2.000

2.000 43.500

7

48.000

2005

2006

2007

243.000 256.000 180.000


Bảng 2.4: Tình hình xuất nhập khẩu ván dăm của Việt Nam
Nhập khẩu (m3)

Năm

Xuất khẩu (m3)

2001

64.000

0

2002

20.000

0

2003

20.000

0

2004

126.401

1.453

2005

126.401

1.453

2006

229.200

200

2007

153.400

200

Bảng 2.5: Nhu cầu sử dụng ván nhân tạo Việt Nam đến năm 2020

2003

Ván MDF
(m3)
40.100

Ván dăm
(m3)
80.000

Ván lạng
(m3)
11.000

2005

49.100

95.500

12.904

2010

79.600

147.600

18.366

2015

117.400

215.500

26.149

2020

166.400

312.500

37.246

Tỷ lệ tăng hàng năm

7 – 8%

8 – 9%

7 – 9%

Tiêu dùng cho 1.000 người năm 2003

0,5m3

1m3

0,1m3

Tiêu dùng cho 1.000 người năm 2020

1,3m3

2,9m3

0,4m3

Năm

Để chủ động về nguồn nguyên liệu sản xuất đồ mộc xuất khẩu, ngành chế
biến gỗ đã có đề xuất phát triển sản xuất ván nhân tạo đến năm 2020, chủ yếu tập
trung đầu tư sản xuất ván dăm và ván sợi (MDF) sử dụng nguyên liệu gỗ rừng
trồng, trong đó 60% là ván dăm. Tóm lại, ván dăm chiếm một vị trí quan trọng và
có nhiều triển vọng với tỷ lệ tăng trưởng hàng năm 8 – 9%.

8


2.2 Khái quát về nguyên liệu trong sản xuất ván dăm
2.2.1 Nguyên liệu cỏ Vetiver
Không có nhiều loài cây vừa độc đáo, đa năng, vừa kinh tế, hiệu quả,
thân thiện với môi trường, lại đơn giản như cây cỏ Vetiver. Không có nhiều loài cây
đã từng được sử dụng một cách lặng lẽ từ hàng trăm năm nay, rồi bỗng nhiên được
phổ biến, ứng dụng rộng rãi và nhanh chóng đến vậy trong vòng 20 năm trở lại đây
trên khắp thế giới, như cây cỏ Vetiver và cũng không có nhiều loài cây được đặt cho
nhiều tên thân thương, trìu mến như cây cỏ Vetiver: nào là “cây cỏ lý tưởng”, “cây
cỏ độc đáo”, “cây cỏ thần diệu”, “cây cỏ đa năng” v.v., rồi thì “bức tường sống”,
“hàng rào sống”, “neo đất sống” … (Paul Trương và ctv, 2007).
Cỏ Vetiver được sử dụng có tên khoa học là vetiverria zizanioides (Linn)
nash, thuộc họ Graminate, tông Andropogoneae. Ở Việt Nam cây cỏ này được du
nhập từ nước ngoài vào 1999 và được trồng ở nhiều vùng Tây Ninh, Tiền Giang,
An Giang, Đồng Nai, Cần Thơ, Tây Nguyên, Thừa Thiên Huế, Nam Định, Thái

Bình, Quảng Ninh và ở dọc đường Hồ Chí Minh. Tùy theo từng loài khác nhau mà
cỏ được phân bố các nơi khác nhau (Châu Á, Châu Phi, bán đảo Đông Dương và
Châu Úc…) (Paul Trương và ctv, 2007).
* Đặc điểm sinh lý: Cỏ Vetiver chịu được những biến đổi lớn về khí hậu như
hạn hán, ngập úng và khoảng dao động nhiệt độ rất rộng, từ -220C đến 550C. Cỏ
Vetiver có khả năng phục hồi rất nhanh sau khi bị tác hại bởi khô hạn, sương giá,
ngập mặn và những điều kiện bất thuận khác, khi thời tiết tốt trở lại và đất được cải
tạo. Cỏ Vetiver có thể thích nghi được với rất nhiều loại đất có độ pH dao động từ
3,3 đến 12,5 mà không cần đến biện pháp cải tạo đất nào và có khả năng chống chịu
rất cao đối với các loại thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ… Ngoài ra, cỏ Vetiver có khả
năng hấp thụ rất cao các chất hòa tan trong nước như nitơ (N), phốtpho (P) và các
nguyên tố kim loại nặng có trong nước bị ô nhiễm (Paul Trương và ctv, 2007).
* Đặc điểm hình thái: Cỏ Vetiver giống như bụi sả, mọc thẳng đứng, các cây
xếp sát vào nhau tạo thành khóm dày đặc, vững chắc. Thân, lá mọc thẳng đứng phát
triển chiều cao khá mạnh từ 0,5 – 2m, đặc biệt có thể lên đến cao nhất 3m. Lá ken

9


dày đặc, có phiến cứng, có răng cưa nhỏ phẳng, không gợn sóng. Thân khỏe cứng,
hóa mộc (đây là đặc tính ưu tiên cho loài cỏ Vetiver này rất khả quan khi sử dụng
như dăm gỗ). Dọc thân có lớp bọc như vỏ bao lá giúp cây tồn tại được trong điều
kiện môi trường khô hạn, dịch bệnh, thuốc trừ sâu… Đặc biệt phần gốc đẻ nhánh rất
mạnh nhưng không mọc tràn lan như các loài cỏ dại thông thường mà mọc theo
cụm (Paul Trương và ctv, 2007).
Cỏ Vetiver (Vetiverria zizanioides L.) có bộ rễ dài từ 3 – 5mét. Với hệ thống
rễ như vậy nên cỏ Vetiver có thể thích ứng trong nhiều điều kiện, khí hậu, đất đai,
địa hình…, chịu đựng và thích nghi nhanh với sự thay đổi khắc nghiệt của môi
trường. Cỏ Vetiver chịu được hạn hán trong nhiều tháng, sống được trong môi
trường ngập lũ đến 45 ngày và trong biên độ nhiệt độ từ 100C đến 600C và có thể

sống trong môi trường nhiệt độ -220C. Ngoài ra, cỏ Vetiver còn phát triển tốt trong
vùng đầm lầy ngang mực nước biển cho đến vùng núi cao 2.600m so với mặt biển,
vùng có lượng mưa trung bình năm cực thấp khoảng 200mm hoặc rất cao khoảng
3.000mm, sống và phát triển tốt trong đất nghèo dinh dưỡng, đất nhiễm phèn, ngập
mặn, đất bị nhiễm kim loại nặng như Al, As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni, Se, Zn…..
Mọc và phát triển lại rất nhanh sau khi bị ảnh hưởng của hạn hán, sương muối, nước
mặn, các hóa chất và độc chất trong đất chịu được ngưỡng biến động cao của pH đất
từ 3 – 10,5. Có thể trồng tập trung trên diện rộng, cho năng suất sinh khối lớn, chi
phí trồng và thu hoạch thấp, đơn giản, thu hoạch bất cứ thời gian nào trong năm.
Hiện nay cỏ Vetiver đã được biết đến và đã được sử dụng ở gần 40 tỉnh thành trong
cả nước như: Bắc Ninh, Bắc Giang, Thái Bình, Thừa Thiên Huế, Đồng Nai, Cần
Thơ, An Giang. Đặc biệt, có nhiều tinh dầu thơm với lượng chứa cao tới 2 – 2,5%
tính theo trọng lượng khô của rễ (Paul Trương và ctv, 2007).
* Giá trị sử dụng: Cỏ Vetiver có thể trồng để thu hoạch trực tiếp như một loại
nông sản nhưng hàng loạt nghiên cứu thử nghiệm và ứng dụng đại trà trong 20 năm
qua ở nhiều nước trên thế giới còn cho thấy, cây cỏ Vetiver đặc biệt có hiệu quả
trong các lĩnh vực phòng tránh, giảm nhẹ thiên tai (lũ lụt, xói mòn, trượt lở, sạt lở
đất dốc, xói lở bờ sông, bờ biển, bảo vệ taluy đường, bờ kênh mương, đê đập …),

10


bảo vệ các lưu vực sông, các rừng đầu nguồn, bảo vệ môi trường (giảm nhẹ ô nhiễm
đất và nước, xử lý nước thải, rác thải, dư lượng thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật,
cải thiện chất đất…) và chưa kể hàng loạt ứng dụng khác (Paul Trương và ctv,
2007).
Phần thân lá khi còn non có thể dùng làm thức ăn chăn nuôi rất tốt. Bộ rễ
chùm rất dài, cắm xuống đất sâu, làm thành một bức tường vững chãi, chống lũ lụt,
sạt lở, xói mòn. Tinh dầu từ rễ dùng để chế tạo ra loại nước hoa Pure Vetiver. Rễ
khô bện thành các mặt hàng thủ công, mỹ nghệ (quạt cỏ, túi cỏ, nón cỏ, thảm cỏ,

đệm cỏ,…). Cỏ Vetiver thuộc thực vật C4 cho năng suất chất xanh cao và hấp thu
tốt các lượng dư thừa phôtpho, magnê… Chính vì vậy, có thể sử dụng loài cỏ này
vào mục đích xử lý các vùng đất và nước bị ô nhiễm bởi kim loại nặng. Phân hủy
tạo thành nguồn chất mùn cho đất, giúp đất có độ thoáng thích hợp để giữ nước,
không khí và dự trữ dinh dưỡng cho đất, ở Việt Nam đã sử dụng để xử lý chất độc
Dioxin ở Huế. Ở nước ta, sử dụng cỏ Vetiver chủ yếu chống xói mòn đất, lũ lụt,
phần lớn cỏ được trồng lấy rễ Vetiver để bán, chiết suất tinh dầu và hầu như phần
thân lá không sử dụng.
Qua phân tích trên đây, cỏ Vetiver là một loại cây đa năng, có giá trị kinh tế
và thân thiện với môi trường. Đây là một ưu điểm thuận lợi đối với công nghệ sản
xuất ván nhân tạo nói chung và ván dăm nói riêng.
2.2.2 Nguyên liệu rơm rạ
Cây lúa trồng bắt nguồn từ cây hoang dại. Tổ tiên xa là một cây lúa dại lâu
năm sống ở châu Á (chính là loài Oryza sativa) và châu Phi (là loài Oryza
glaberrima). Loài Oryza sativa cũng phát triển rộng ở Việt Nam chính là loại hình
Oryza sativa indica. Các giống lúa Việt Nam có thể chia làm 2 nhóm chính: những
giống lúa cạn (không cần mực nước thường xuyên ở gốc) và những giống lúa nước
(cần sinh sống ở ruộng có nước) (Phạm Văn Luật, 2003). Theo kết quả kiểm kê đất
đai năm 2005 cho thấy, tổng diện tích trồng lúa của cả nước là 4.165.277 ha, trong
đó khu vực đồng bằng sông Cửu Long xấp xỉ 2 triệu ha và đồng bằng sông Hồng là
631.416 ha. Rơm lúa ở nước ta có khoảng 25 triệu tấn.

11