NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM VÁN DĂM BA LỚP PHỐI TRỘN TỪ THÂN CÂY SẮN VÀ THÂN CÂY NGÔ

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

TRƯƠNG THỊ SEN

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM
VÁN DĂM BA LỚP PHỐI TRỘN
TỪ THÂN CÂY SẮN VÀ THÂN CÂY NGÔ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CHẾ BIẾN LÂM SẢN

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 6/2012


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

TRƯƠNG THỊ SEN

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM
VÁN DĂM BA LỚP PHỐI TRỘN
TỪ THÂN CÂY SẮN VÀ THÂN CÂY NGÔ

Ngành: Chế Biến Lâm Sản

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Người hướng dẫn: PGS. TS. PHẠM NGỌC NAM

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 6/2012

i


LỜI CẢM ƠN

Để có được kết quả ngày hôm nay và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi
xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới:


Ba mẹ đã sinh thành, nuôi dưỡng và dạy dỗ tôi nên người.



Ban giám hiệu cùng toàn thể quý thầy cô trường Đại học Nông Lâm Thành Phố
Hồ Chí Minh.



Quý thầy cô khoa Lâm Nghiệp, đặc biệt là thầy cô bộ môn Chế Biến Lâm Sản đã
tận tình giảng dạy, truyền đạt lại những kiến thức làm nền tảng giúp tôi thực hiện
đề tài này.



PGS. TS. Phạm Ngọc Nam – trưởng bộ môn Thiết Kế Đồ Gỗ Nội Thất – người
đã giảng dạy, hướng dẫn và giúp đỡ tôi nhiệt tình trong suốt quá trình học tập

cũng như quá trình thực hiện đề tài.



KS. Nguyễn Thị Tường Vy – cán bộ phụ trách phòng thí nghiệm bộ môn Chế
Biến Lâm Sản khoa Lâm nghiệp đã giúp đỡ, hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi
để tôi thực hiện đề tài này.



Ban lãnh đạo cùng các anh tổ trưởng, công nhân công ty chế biến gỗ Trường
Tiền đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi thực hiện và hoàn thành đề tài này.



KS. Nguyễn Văn Tiến đã tận tình giúp đỡ và chỉ bảo tôi trong quá trình thực hiện
đề tài này.



Người thân và bạn bè gần xa đã luôn ủng hộ, giúp đỡ, chia sẻ và động viên tôi.
Xin chân thành cảm ơn!
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2012
Sinh viên: Trương Thị Sen

ii


TÓM TẮT

Đề tài “Nghiên cứu sản xuất thử ván dăm 3 lớp phối trộn từ thân cây sắn và thân
cây ngô” đã được thực hiện tại phòng thí nghiệm bộ môn Chế Biến Lâm Sản, khoa
Lâm Nghiệp, trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh trong 4 tháng từ
01/02/2012 đến 01/06/2012.
Mục đích nghiên cứu của đề tài là tận dụng nguồn phế liệu trong nông nghiệp
(thân cây sắn và thân cây ngô) để sản xuất ván dăm.
Thu thập số liệu bằng phương pháp đo lường theo tiêu chuẩn ngành 04TCN21999. Xử lý số liệu trên máy vi tính, bằng phần mềm Statgraphics – Vers 7.0 để xây
dựng các phương trình tương quan. Sử dụng thuộc tính Solver phần mềm Excel để giải
bài toán tối ưu.
Thực nghiệm sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn từ thân cây sắn và thân cây ngô
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:
YDn = 181,757 – 1,977N – 0,037K – 0,018TK + 0,006N2 + 0,002K2
YUt = 112,983 – 23,714T + 0,925N – 0,963K + 0,160TK – 1,358T2
Bài toán tối ưu được lập trên cơ sở của hai hàm YDn và YUt đặc trưng cho hai
chỉ tiêu nghiên cứu trong vùng thí nghiệm. Kết quả tối ưu hóa đạt được α = 0,3 ván
có khối lượng thể tích 0,65 g/cm3, tỷ lệ phối trộn dăm sắn/dăm ngô là 60,2%, thời
gian ép 13,36 phút và nhiệt độ ép 1830C. Chất lượng sản phẩm ván có màu sắc đẹp,
có mùi thơm, độ bền uốn tĩnh 182,64 kG/cm2, tỷ lệ trương nở chiều dày 7,96%.
Ván đạt các chỉ tiêu của ván dăm cấp 2 loại A theo tiêu chuẩn 04TCN - 1999.

iii


SUMMARY

Project "Research and produce 3 layer particle board test mix from cassava
stems and stalks of corn" was made in the laboratory processing of forest products
department, Faculty of Forestry, Agriculture and Forestry University of Ho Chi Minh

City for 4 months from 02.01.2012 to 06.01.2012.
The purpose of the research study is to utilize waste resources in agriculture
(cassava stems and stalks of corn) to produce particle board. Data collection by means
of industry-standard measurement 04TCN2-1999. Processing data on computers,
software Statgraphics - Vers 7.0 to construct the correlation equation. Using Excel
Solver properties to solve optimization problems.
Experiment 3 layer particle board production mix from the trunk of cassava and
corn stalks that mixing ratio, temperature, pressure, time pressure can affect the
swelling ratio and static bending stress of the laminate. The relationship between the
elements are represented by the following regression equation:
YDn = 181.757 – 1.977N – 0.037K – 0.018TK + 0.006N2 + 0.002K2
YUt = 112.983 – 23.714T + 0.925N – 0.963K + 0.160TK – 1.358T2
Optimization problem is formulated on the basis of functions specific to Yut
YDn and two targets in the experimental study. Optimize the results achieved with α =
0.3 boards a volume 0.65 g/cm3, the rate of mixing cassava chips / corn chips was
60.2%, 13.36 minutes pressing time and temperature 1830C pressure. Product quality
game with nice color, fragrant, 182.64 kG/cm2 static bending strength, thickness
swelling rate of 7.96%. Board meeting the criteria of level 2 type A particle board
standard 04TCN - 1999.

iv


MỤC LỤC
Trang tựa...........................................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN..................................................................................................................ii
TÓM TẮT.......................................................................................................................iii
MỤC LỤC........................................................................................................................v
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT.........................................................................viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH.............................................................................................xi

DANH SÁCH CÁC BẢNG...........................................................................................xii
Chương 1: MỞ ĐẦU....................................................................................................... 1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................... 1

1.2.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 3

1.2.1.

Đối tượng nghiên cứu....................................................................................3

1.2.1.1.

Thân cây ngô..................................................................................................3

1.2.1.2.

Thân cây sắn...................................................................................................5

1.2.2.

Phạm vi nghiên cứu........................................................................................7

1.3.

Mục đích, mục tiêu nghiên cứu ..................................................................... ....7

1.3.1.

Mục đích nghiên cứu......................................................................................7

1.3.2.

Mục tiêu nghiên cứu.......................................................................................8

Chương 2: TỔNG QUAN ............................................................................................... 9
2.1.

Khái quát về đặc điểm, lịch sử hình thành và phát triển ván dăm..................... 9

2.1.1.

Đặc điểm ván dăm.........................................................................................9

2.1.2.

Lịch sử hình thành và phát triển ván dăm....................................................11

2.1.2.1. Trên thế giới.....................................................................................................11
2.1.2.2. Ở Việt Nam ....................................................................................................12
2.2.
2.2.1.

Tình hình sử dụng, xu hướng sản xuất và phát triển ván dăm ........................ 13
Trên thế giới.................................................................................................13

v

2.2.2. Ở Việt Nam......................................................................................................15
2.3.

Các nghiên cứu về ván dăm được sản xuất từ phế liệu nông nghiệp .............. 17

2.4.

Sơ lược về nguồn nguyên liệu ......................................................................... 20

2.4.1.

Cây ngô........................................................................................................20

2.4.1.1. Đặc điểm sinh thái cây ngô..............................................................................20
2.4.1.2.

Đặc điểm hình thái cây ngô..........................................................................22

2.4.1.3.

Đặc điểm kinh tế cây ngô.............................................................................25

2.4.2. Cây sắn .............................................................................................................27
2.4.2.1. Đặc điểm sinh thái của cây sắn.........................................................................29
2.4.2.2. Đặc điểm hình thái của cây sắn.........................................................................29
2.4.2.3. Đặc điểm kinh tế...............................................................................................30
2.5.

Sơ lược về chất kết dính và phụ gia................................................................. 32

2.5.1.

Chất kết dính................................................................................................32

2.5.2.

Các chất phụ gia...........................................................................................33

2.6.

Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ván ................................................ .34

2.9.1

Ảnh hưởng của nguyên liệu..........................................................................34

2.9.2.

Khối lượng riêng của ván.............................................................................34

2.9.3 .

Hình dạng và kích thước dăm......................................................................35

2.9.4.

Độ ẩm thảm dăm..........................................................................................36

2.9.5.

Ảnh hưởng của chế độ ép.............................................................................37

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 38
3.1.

Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 38

3.2.

Giới hạn các thông số thí nghiệm .................................................................... 39

3.3.

Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 40

3.3.1.

Phương pháp cổ điển...................................................................................40

3.3.2.

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm (QHTN)............................................41

3.4.

Xác định các tính chất cơ lý của ván ............................................................... 43

vi

3.4.1.

Phương pháp xác định khối lượng thể tích.................................................44

3.4.2.

Phương pháp xác định độ ẩm......................................................................45

3.4.3.

Phương pháp xác định trương nở chiều dày và độ hút nước.......................46

3.4.4.

Phương pháp xác định độ bền uốn tĩnh.......................................................47

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................... 48
4.1.

Sơ đồ quy trình tạo dăm và công nghệ sản xuất ván dăm ............................... 48

4.2.

Thuyết minh quy trình ..................................................................................... 49

4.2.1.

Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu..................................................................49

4.2.2.

Trộn keo và chất chống ẩm...........................................................................51

4.2.3.

Trải thảm dăm và ép sơ bộ............................................................................52

4.2.4.

Ép nhiệt.........................................................................................................53

4.2.5.

Xử lý ván......................................................................................................54

4.3.

Thiết lập công thức sản xuất ván dăm thí nghiệm............................................55

4.3.1.

Tính toán nguyên liệu dăm, keo và phụ gia..................................................55

4.3.2.

Tính toán lực ép trong thí nghiệm................................................................59

4.4.

Xây dựng phương trình tương quan.................................................................59

4.4.1. Phương trình tương quan....................................................................................59
4.4.2.

Kiểm tra các hệ số hồi quy và tương thích của phương trình.......................60

4.4.3. Chuyển mô hình về dạng thực..............................................................................62
4.4.4.
4.5.

Xác định các thông số tối ưu.......................................................................62
So sánh với một số loại ván dăm khác trên thị trường .................................... 64

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 66
5.1.

Kết luận ............................................................................................................... 66

5.2.

Kiến nghị ......................................................................................................... 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 68
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 71

vii

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
EU (European Union)
ASEAN (Association of Southeast Asian Nations)
USD (United States Dollar)

FSC (The Forest Stewardship Council)
FLEGT (Forest Law Enforcement, Governance and Trade)
Liên minh châu Âu hay Liên hiệp châu Âu
Hiệp hội các Quốc gia Đông Nam Á

Đồng đô la Mỹ còn được gọi ngắn là "đô la" hay "đô".
Hội đồng quản lý rừng
Tăng cường Luật pháp, Quản lý và Thương mại Lâm sản

 

viii


HAWA Hiệp hội gỗ và mỹ nghệ ở TPHCM
QHTN

Qui hoạch thực nghiệm

ha

Hecta

N

Nhiệt độ

T

Thời gian

P

Áp suất



Khối lượng thể tích

∆

Chênh lệch khối lượng thể tích

 max

Khối lượng thể tích lớn nhất

 min

Khối lượng thể tích nhỏ nhất

m

Khối lượng

V

Thể tích

W

Độ ẩm

∆t

Độ trương nở chiều dày

∆m

Độ hút nước



Độ bền uốn tĩnh



Đường kính

Wdsắn

Độ ẩm dăm sắn

Wdngô

Độ ẩm dăm ngô

ix


b

Chiều rộng

t

Chiều dày

l

Chiều dài

YDn

Hàm tỷ lệ trương nở

YUt

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

Ft

Giá trị tính theo tiêu chuẩn Fisher

Fb

Giá trị bảng theo tiêu chuẩn Fisher

x


DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1: Thân lá cây ngô khi thu hoạch.....................................................................4
Hình 1.2: Mặt cắt ngang thân cây sắn..........................................................................5

Hình 1.3: Thân cây sắn khi thu hoạch.........................................................................6
Hình 2.1: Tổng sản lượng ván dăm trên thế giới giai đoạn 1990-2010.....................14
Hình 2.2: Tổng sản lượng ván dăm năm 2010 phân theo châu lục............................14
Hình 2.3: Một số hình ảnh cây ngô............................................................................21
Hình 2.4: Các bộ phận của cây ngô...........................................................................22
Hình 2.5: Sản lượng một số cây lương thực trên thế giới 2009.................................25
Hình 2.6: Diện tích ngô ở Việt Nam giai đoạn 2000 – 2010.....................................26
Hình 2.7: Một số hình ảnh cây sắn............................................................................28
Hình 2.8: Diện tích sắn Việt Nam giai đoạn 2000-2010...........................................31
Hình 2.9: Biểu đồ ép ván thí nghiệm.........................................................................37
Hình 3.1: Mô tả quá trình ngiên cứu ván dăm 3 lớp phối trộn..................................42
Hình 3.2: Vị trí kiểm tra chiều dày mẫu thử..............................................................44
Hình 3.3: Sơ đồ thiết bị kiểm tra độ bền uốn tĩnh.....................................................47
Hình 4.1: Các quá trình tạo dăm từ thân cây sắn và thân cây ngô.............................48
Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất ván dăm ba lớp phối trộn.................................49

xi


DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Năng suất ngô ở các biện pháp kỹ thuật (vụ Xuân Hè, năm 2009).............3
Bảng 1.2: Sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2000 – 2010.......................................4
Bảng 1.3: Năng suất của các giống sắn (tấn/ha) trong năm 2010................................5
Bảng 1.4: Diện tích trồng sắn của Việt Nam giai đoạn 2000 – 2010..........................6
Bảng 2.1: Tổng sản lượng ván dăm trên thế giới giai đoạn 1990-2010.....................13
Bảng 2.2: Tổng sản lượng ván dăm năm 2010 phân theo châu lục...........................14
Bảng 2.3: Số lượng ván dăm của Việt Nam giai đoạn 2000-2010............................15
Bảng 2.4: Nhu cầu sử dụng ván nhân tạo từ nay đến năm 2020................................16
Bảng 2.5: Diện tích cây lương thực chính của Việt Nam năm 2010........................27

Bảng 2.6: Diện tích ngô theo vùng ở Việt Nam (ha).................................................27
Bảng 2.7: Diện tích sắn phân theo địa phương giai đoạn 2005-2010........................31
Bảng 2.8: Kích thước dăm dùng trong sản xuất ván dăm..........................................35
Bảng 3.1: Mức và khoảng biến thiên các yếu tố của ván dăm 3 lớp phối trộn..........43
Bảng 4.1: Tính toán khối lượng dăm sắn và dăm ngô ..............................................58
Bảng 4.2: Ma trận thí nghiệm và kết quả nghiên cứu................................................60
Bảng 4.3: Kết quả tính toán tối ưu của hàm một mục tiêu........................................63
Bảng 4.4: Kết quả tính toán tối ưu hàm đa mục tiêu cho ván 3 lớp phối trộn...........64
Bảng 4.5: So sánh tính chất ván dăm nghiên cứu với tiêu chuẩn của ván dăm..........65
Bảng 4.6: So sánh với một số loại ván dăm hiện có trên thị trường..........................65

xii


Chương 1
MỞ ĐẦU

1.1.

Tính cấp thiết của đề tài
Ngành gỗ và sản phẩm gỗ của Việt Nam đang gặt hái những thành công đáng

kể, đồ gỗ Việt Nam ngày càng được ưa chuộng ở các nước như Mỹ, EU, Nhật Bản,
Trung Đông... Theo số liệu của Trung tâm Tin học và Thống kê, tổng kim ngạch xuất
khẩu các sản phẩm gỗ và gỗ năm 2011 đạt gần 4 tỷ USD đưa Việt Nam vươn lên dẫn
đầu khối ASEAN về xuất khẩu đồ gỗ trong đó 3 thị trường lớn nhất là Hoa Kỳ, Nhật
Bản và Trung Quốc.
Trong khi nhu cầu tiêu thụ của đồ gỗ thế giới tăng mạnh thì các doanh nghiệp
sản xuất và kinh doanh đồ gỗ của nước ta lại gặp phải 2 khó khăn lớn. Khó khăn thứ
nhất là gần như phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn nguyên liệu gỗ nhập khẩu. Sau khi có

chính sách “đóng cửa rừng” từ năm 1997, mỗi năm nước ta phải nhập khẩu tới
4.000.000 m3 gỗ từ Lào, Châu Phi và các nước khác. Trong năm 2011, giá trị nhập
khẩu nguyên liệu gỗ ước đạt 1,3 tỷ USD tăng 14% so với năm 2010 mặc dù các doanh
nghiệp đang ra sức hạn chế nhập nguyên liệu mà dùng gỗ trong nước để thay thế. Khó
khăn thứ hai là các đạo luật yêu cầu chứng minh “lai lịch” gỗ nguyên liệu. Trong đó,
đạo luật Lacey (Hoa Kỳ) đã có hiệu lực từ ngày 1/4/2010 cấm buôn bán gỗ và sản
phẩm từ gỗ bất hợp pháp vào Hoa Kỳ, bắt buộc danh nghiệp phải nộp tờ khai, chứng từ
rõ ràng về tên, loại gỗ, nước khai thác gỗ, cách thức khai thác... của Hội đồng Quản lý
rừng bền vững thế giới (FSC). Từ tháng 1/2012, doanh nghiệp gỗ còn phải gánh thêm
đạo luật FLEGT của EU có hiệu lực, cũng yêu cầu các lô đồ gỗ nhập vào EU phải
minh bạch, rõ ràng về nguồn gốc gỗ nguyên liệu mới cho nhập khẩu.

1


Và một nghịch lý đang xảy ra là trong khi Việt Nam đang trở thành nhà cung
cấp đồ gỗ lớn cho thế giới thì thị trường nội địa với gần 88 triệu dân lại hầu như
“nhường sân” cho hàng nhập khẩu. Theo HAWA, sở dĩ thị trường đồ gỗ trong nước bị
các doanh nghiệp nước ngoài (đặc biệt là Trung Quốc) chiếm lĩnh là vì các doanh
nghiệp trong nước đã không có chiến lược phân phối hàng hóa, cũng như chưa tính đến
việc sản xuất hàng bán cho phân khúc người tiêu dùng bình dân, có thu nhập vừa và
thấp.
Như vậy, giải pháp đặt ra cho ngành gỗ Việt Nam là hướng tới giảm dần nguồn
nguyên liệu nhập khẩu và mở rộng thị trường nội địa. Để giảm dần nguồn nguyên liệu
nhập khẩu, các doanh nghiệp được khuyến khích sử dụng các loại nguyên liệu thay thế
gỗ tự nhiên và có sẵn trong nước đó là gỗ rừng trồng và các loại ván nhân tạo. Với
nguồn nguyên liệu trong nước thì các doanh nghiệp có thể sản xuất các mặt hàng gỗ và
đồ gỗ với giá cả phù hợp thị hiếu và nhu cầu tiêu dùng của thị trường nội địa.
Từ đó có thể nói vấn đề nguyên liệu là vấn đề mấu chốt của ngành Chế Biến Gỗ
nước ta hiện nay. Bên cạnh nguồn gỗ rừng trồng và các loại ván nhân tạo đã có thì việc

nghiên cứu, sản xuất ra các loại hình nguyên liệu mới đặc biệt là các sản phẩm từ
nguồn nguyên liệu rẻ tiền hoặc phế liệu nông, lâm nghiệp là vấn đề đang được chú ý
không những ở nước ta mà cả ở các nước khác trên thế giới. Trong đó, ván dăm là một
loại sản phẩm ván nhân tạo có thể được hình thành từ gỗ kém phẩm chất, phế liệu gỗ
cũng như các loại nguyên liệu khác, nếu được tận dụng sẽ góp phần nâng cao tỷ lệ lợi
dụng gỗ và phế liệu nông lâm sản.
Trên cơ sở đó, đề tài “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm ván dăm 3 lớp phối trộn
từ thân cây sắn và thân cây ngô” đã được đề xuất thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy
PGS. TS. Phạm Ngọc Nam.
1.2.
1.2.1.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu

2


1.2.1.1. Thân cây ngô
Cây ngô sau khi thu hoạch bắp còn lại phần thân lá trở thành phế thải nông
nghiệp, chúng được xử lý bằng cách chặt, phơi khô rồi đốt ngay tại nương rẫy, vào
mùa khô rất dễ gây hỏa hoạn. Theo bảng 1.1, cứ mỗi hecta trồng ngô thu được 33,33 –
43,33 tạ thân lá. Theo Niên Giám Thống Kê năm 2010, diện tích trồng ngô của nước ta
là 1126,9 nghìn hecta có nghĩa là khoảng 3,76 – 4,88 triệu tấn thân lá ngô trở thành phế
thải nông nghiệp.
Thân cây ngô sau thu hoạch có thành phần chính gồm 37,2% cellulose; 24,1%
hemicellulose và 17,8% lignin (theo Nguyễn Xuân Cự (2011), Nghiên cứu khả năng
thủy phân bằng axít loãng và bước đầu đánh giá hiệu quả sản xuất etanol sinh học từ
thân cây ngô).
Bảng 1.1: Năng suất ngô ở các biện pháp kỹ thuật (vụ Xuân Hè, năm 2009 tại Sơn

Thịnh, Văn Chấn, Yên Bái)
Công thức
Năng suất ngô hạt (tạ/ha)
Khối lượng thân lá ngô (tạ/ha)
Khối lượng cỏ dại (tạ/ha)

C
30,39
33,33
3.27

T1
41,23
38,66
2,32

T2
36,58
37,36
3,15

T3
35,65
44,33
0,71

T4
48,21
43,33
0,74

Ghi chú: C: Canh tác theo kiểu nông dân. T1: Mật độ và phân bón theo C, sử
dụng chế phẩm VSV cố định đạm, VSV phân giải nhanh cellulose và trông xen lạc. T2:
Mật độ theo C, phân bón hợp lý theo quy trình tác giả. T3: Mật độ phân bón theo T2 +
che phủ. T4: Biện pháp canh tác theo T3, bón phân theo T2, trồng xen và sử dụng chế
phẩm VSV theo T1.

3


Bảng 1.2: Sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2000 - 2010
Năm
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010

Diệntích
(nghìn ha)
730,2
729,5
816,0
912,7

991,1
1052,6
1033,1
1096,1
1140,2
1089,2
1126,9

Năng suất
(tạ/ha)
27,5
29,6
30,8
24,4
34,4
36,0
37,3
39,3
40,1
40,1
40,9

Sản lượng
(nghìn tấn)
2005,9
2161,7
2511,2
3136,3
3430,9
3787,1

3854,6
4303,2
4573,1
4371,7
4606,8

Index
(%)
114,4
101,5
103,5
106,3
102,9
110,4
101,8
111,6
106,3
95,6
105,4

Nguồn: Niên giám thống kê, 2011

Hình 1.1: Thân lá cây ngô khi thu hoạch
 

4


1.2.1.2.

Thân cây sắn

Cây sắn sau khi thu hoạch củ, một phần thân được giữ lại để làm giống cho vụ
mùa sau, phần thân lá còn lại trở thành phế liệu nông nghiệp, chúng được băm nhỏ vùi
xuống đất để làm phân hữu cơ hoặc được vứt thành đống trên các bờ rào nương rẫy để
cho khô, có thể được dùng làm củi đốt tại gia đình hay được đốt tại nương rẫy. Theo
bảng 1.3, năng suất thân sắn thu được trong năm 2010 từ 21,6 – 30,4 tấn/ha. Năm
2010, diện tích trồng sắn của nước ta là 496,054 nghìn hecta tương đương lượng thân
sắn thu được là 10,72 – 15,08 triệu tấn.
Bảng 1.3: Năng suất của các giống sắn (tấn/ha) trong năm 2010
Giống

Năng suất lá

Sắn DT1
Sắn DT2
Sắn DT3
Sắn Dù

3,4
7,2
8,4
2,5

Đặc điểm cây sắn già

Năng suất
thân
29,0
28,1

30,4
21,6

Năng suất
củ
28,8
26,3
35,8
33,1

Năng suất sinh vật
học
61,2
61,6
74,6
57,2

khi thu

hoạch (hình 1.2):
- Lớp vỏ ngoài là một lớp biểu bì mỏng,
có màu sắc khác nhau.
- Tầng nhu mô vỏ gồm những tế bào
khá lớn. Đó là mô mềm của vỏ thân
cây sắn.
- Tầng libe gồm các tế bào nhỏ và
mỏng.
- Tầng sinh gỗ
- Lõi rỗng ở phần giữa thân.
Hình 1.2: Mặt cắt ngang thân cây sắn

5


Bảng 1.4: Diện tích trồng sắn của Việt Nam giai đoạn 2000 – 2010
Năm
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010

Diệntích
(nghìn ha)
237,6
292,3
337,0
371,9
388,6
425,5
475,2
495,5
555,7
508,8

496,054

Năng suất
(tạ/ha)
83,6
120,0
131,7
142,8
149,8
157,8
163,8
165,3
169,1
168,2
171,8

Sản lượng
(nghìn tấn)
1986,3
3509,2
4438,0
5308,9
5820,7
6716,2
7782,5
8192,8
9395,8
8556,9
8521,7

Nguồn: Fao, Tổng hợp qua các năm

Hình 1.3: Thân cây sắn khi thu hoạch

6


Theo định hướng phát triển chung của ngành nông nghiệp thì diện tích ngô của
nước ta dự kiến ổn định khoảng 1000 ha và diện tích sắn là 450,0 nghìn ha và sẽ tập
trung vào việc tăng năng suất, sản lượng. Điều đó cũng có nghĩa là 3,76 – 4,88 triệu tấn
thân lá ngô  và 10,72 – 15,08 triệu tấn thân sắn trở thành phế thải nông nghiệp mỗi năm,
lượng phế thải lớn này gây nhiều cản trở trong việc canh tác luân phiên của người nông
dân, tốn công sức trong việc thu dọn và xử lý, vào mùa khô dễ gây hỏa hoạn do đây là
những loại cây nhẹ, xốp rất dễ bắt lửa. Trong khi đó, yêu cầu của nguyên liệu sản xuất
ván dăm thì lại không quá khắt khe, chỉ cần là thực vật có chứa thành phần xơ sợi
(cellulose), có tỷ trọng từ nhẹ đến trung bình thì ván dăm tạo thành có độ cứng càng
cao. Như vậy nếu chúng ta biết cách tận dụng hợp lý thì phế thải nông nghiệp – loại
thực vật có xơ sợi – là nguồn cung cấp nguyên liệu rất rẻ và dồi dào cho ngành công
nghiệp sản xuất ván dăm.
1.2.2.

Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi đề tài nghiên cứu một số yếu tố công nghệ như nhiệt độ ép (T) và thời
gian ép (N) để sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn từ thân cây sắn và thân cây ngô theo
các tỷ lệ phối trộn khác nhau. Ngoài ra còn nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến
tính chất cơ lý của ván như khối lượng thể tích, độ ẩm ván, độ hút nước, độ trương nở
và ứng suất uốn tĩnh của ván tạo thành.
Ván dăm thí nghiệm được sản xuất tại phòng thí nghiệm bộ môn Chế Biến Lâm
Sản, khoa Lâm nghiệp, trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh.

1.3.
1.3.1.

Mục đích, mục tiêu nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu
Đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề sử dụng nguồn phế thải nông nghiệp để làm

nguyên liệu sản xuất ván dăm như xơ dừa, bã mía, trấu, vỏ hạt điều, cỏ, rơm rạ... Và
việc phối trộn dăm từ thân cây sắn và dăm từ thân cây ngô để sản xuất ván dăm là một
nghiên cứu mới với mục đích tìm và tạo ra loại ván nhân tạo có chất lượng phù hợp với

7


yêu cầu sử dụng, giá cả phù hợp với người tiêu dùng, nhằm đa dạng các loại hình vật
liệu ván nhân tạo. Từ đó, góp phần cung cấp nguyên liệu phục vụ cho ngành công
nghiệp Chế Biến Gỗ và đáp ứng nhu cầu của xã hội; đồng thời tận dụng được nguồn
phế thải trong nông nghiệp cụ thể là thân cây sắn và thân cây ngô góp phần nâng cao
giá trị sử dụng của 2 loại cây này, tăng thu nhập cho người trồng trọt, bảo vệ môi
trường và cân bằng sinh thái.
1.3.2.

Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định được một số thông số cơ bản của chế độ ép ván dăm 3 lớp phối trộn từ
dăm cây sắn và dăm cây ngô là nhiệt độ ép và thời gian ép.
- Xác định được tỷ lệ phối trộn giữa thành phần dăm cây sắn và dăm cây ngô, tỷ lệ
chất kết dính và các chất phụ gia sao cho ván tạo thành đạt chất lượng tối ưu nhất.
- Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất thích hợp cho ván dăm phối trộn từ
dăm cây sắn và dăm cây ngô.

8


Chương 2
TỔNG QUAN

2.1. Khái quát về đặc điểm, lịch sử hình thành và phát triển ván dăm
2.1.1.

Đặc điểm ván dăm
Ván dăm là sản phẩm ván nhân tạo được sản xuất bằng phương pháp ép các dăm

gỗ có sự tham gia của chất kết dính trong một điều kiện về nhiệt độ, áp suất nhất định.
Có nhiều loại ván dăm và sự khác nhau cơ bản của chúng là sự khác nhau về kích
thước, hình dạng của dăm, sự phân bố dăm trong ván, lượng keo dùng, khối lượng thể
tích của ván. Tính chất và khả năng sử dụng của ván sẽ phụ thuộc vào các yếu tố này.
Nguyên liệu dùng để sản xuất ván dăm có thể là gỗ, cành ngọn của cây thu được
trong khai thác hoặc phế liệu gỗ trong chế biến (bìa bắp, mùn cưa, phoi bào...), gỗ nhỏ
từ tỉa thưa..., gỗ được băm ra thành dăm nhỏ hoặc dăm phoi bào mỏng. Ván ép từ dăm
gỗ gọi là ván dăm, ván ép từ phoi bào được gọi là ván dăm bào. Ngoài dăm gỗ ra ván
dăm còn có thể sản xuất bằng những loại dăm khác nhau như dăm tre, nứa, bã mía, vỏ
trấu, rơm rạ, xơ dừa, bẹ dừa nước... Về lý thuyết, các loại nguyên liệu có nguồn gốc
xenlulo đều có thể dùng để sản xuất ván dăm.
Keo dùng làm chất kết dính có tỷ lệ keo từ 7-12% so với trọng lượng dăm khô
kiệt. Chất kết dính dùng để liên kết các dăm lại với nhau có thể là một loại nhựa cao
phân tử có nguồn gốc từ động vật ( keo da, keo xương, keo sữa, …); từ thực vật (keo
tinh bột, keo latek, …); từ các chất vô cơ (ximăng, …); từ nhựa hoá học (keo Ure

9

formaldehyd (UF), keo Phenol formaldehyd (PF), keo epoxyd, …). Hiện nay, các nhà
máy sản xuất ván dăm chủ yếu sử dụng keo UF để làm chất kết dính.
Ngày nay, ván dăm đã trở thành một loại sản phẩm thiết yếu, rất thích hợp đối
với công nghệ đồ mộc và xây dựng, có tốc độ phát triển rất nhanh bởi những ưu điểm
của nó:
-

Ván dăm có thể sản xuất với kích thước tùy ý.

-

Các tính chất cơ lý của ván tương đương với gỗ lá kim và đặc biệt sự co rút của

ván ưu việt hơn so với gỗ nguyên.
-

Giá thành ván dăm thấp so với các loại ván nhân tạo khác làm từ cùng một loại

nguyên liệu.
-

Yêu cầu nguyên liệu sản xuất không quá khắt khe.

-

Theo các chiều thớ khác nhau, các tính chất của ván tương đối đồng đều, ít thay

đổi theo các vị trí trên bề mặt ván.

-

Ván có thể sản xuất linh hoạt bằng cách điều chỉnh các yếu tố công nghệ để tạo ra

sản phẩm có các thông số kỹ thuật về khối lượng riêng, độ bền uốn tĩnh, kích thước bề
ngoài... phù hợp với yêu cầu sử dụng.
-

Có khả năng lợp mặt bằng các vật liệu trang sức khác nhau như: sơn, ván mỏng,

giấy, nhựa... rất phù hợp với thị hiếu đồ mộc hiện nay.
-

Ván dễ dàng gia công bằng các công cụ bình thường.

-

Một ưu điểm quan trọng là tính hiệu quả của ván dăm trong việc sử dụng hợp lý

nguồn nguyên liệu gỗ rừng trồng, tận dụng hiệu quả nguồn phế liệu từ các công đoạn
chế biến gỗ và lâm sản, tận dụng nguồn phế thải dồi dào trong nông nghiệp... góp phần
sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên rừng, nâng cao hiệu quả sử dụng gỗ và lâm sản, bảo
vệ môi trường và cân bằng sinh thái.

10


2.1.2.

Lịch sử hình thành và phát triển ván dăm

2.1.2.1. Trên thế giới
Ván dăm là một loại hình công nghệ được hình thành từ cuối thế kỷ 18 nhưng
đến những năm 1930, nền công nghiệp sản xuất ván dăm mới bắt đầu được hình thành
ở những nước công nghiệp phát triển. Vào năm 1887, Ernst Hubbarb (người Đức) cho
xuất bản tài liệu “Sử dụng phế liệu gỗ” đề cập đến vấn đề sản xuất ván trang trí từ mùn
cưa với keo Albumin. Năm 1905, vấn đề tạo dăm công nghiệp được đề xuất bởi
Wastson (người Mỹ). Năm 1918, ván dăm có dán mặt ra đời từ sáng kiến của Beckman
(người Đức), ván có lớp lõi là gỗ vụn và mùn cưa, lớp mặt được phủ bởi hai lớp ván
bóc được dùng nhiều trong xây dựng. Năm 1935, Sansonow (người Pháp) nghiên cứu
chế tạo loại ván dăm có cấu trúc mới từ các dăm dài được xếp theo cấu trúc ván dán, có
thể nói đây là định hướng cho ván dăm định hướng. Năm 1941, nhà máy ván dăm đầu
tiên (nhà máy Tofit) được xây dựng ở Bremen (Đức) với công suất 10 tấn, sử dụng keo
phenol, dăm làm từ gỗ vân sam để sản xuất ván dăm có khối lượng thể tích ván từ 0,81,1 g/cm3. Năm 1942, ở Mỹ xây dựng nhà máy ván dăm đầu tiên thuộc công ty Farley
và Loetscher, sản phẩm có tên thương mại là Loctex (ván không bọc mặt) và Faloctex
(ván có bọc mặt), khối lượng thể tích ván từ 0,7-1,8 g/cm3. Năm 1947, Ottokreibaum
(người Đức) giới thiệu phương pháp sản xuất ván dăm ép đùn. Phương pháp này phát
triển rất mạnh ở Mỹ vào những năm 50.
Sau chiến tranh thế giới thứ II, đặc biệt từ những năm 60, khoa học kỹ thuật và
công nghệ trên thế giới phát triển mạnh mẽ, thúc đẩy công nghiệp sản xuất ván dăm có
những bước tiến vượt bậc về cả quy mô và chất lượng. Ván dăm được sản xuất có chất
lượng bề mặt ngày càng cao; chất kết dính ngày càng được tinh chế, ít độc tố; thiết bị
và dây chuyền sản xuất ngày càng được cơ giới hóa và tự động hóa; nguồn nguyên liệu
sản phẩm ngày càng được mở rộng và đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã
hội.

11


2.1.2.2. Ở Việt Nam

Ở Việt Nam, nhà máy ván dăm đầu tiên được xây dựng đó là nhà máy ván dăm
Việt Trì (1967) với thiết bị của Nam Tư, sản xuất ván dăm 3 lớp từ gỗ bồ đề với
phương pháp ép phẳng, công suất thiết kế là 6000 m3 sản phẩm/năm. Năm 1970, nhà
máy ván dăm Đồng Nai được xây dựng với công suất thiết kế là 2000 m3 sản
phẩm/năm, sản xuất ván Okal theo phương pháp ép đùn và nguồn nguyên liệu lấy từ
dây chuyền công nghệ sản xuất ván dán. Ngoài ra còn có Nhà máy ván dăm Thái
Nguyên được đầu tư thiết bị ở quy mô công nghiệp với công suất thiết kế 16.500 m3
sản phẩm/năm. Để khắc phục tình hình khan hiếm nguyên liệu đã có nhiều nghiên cứu
sử dụng các loại phế liệu có trữ lượng lớn như bã mía, rơm rã, trấu, xơ dừa... để sản
xuất ván dăm mà nhà máy ván dăm Hiệp Hòa – Long An là một điển hình được xây
dựng từ năm 1998, với công suất 5000 m3 sản phẩm/năm, thiết bị của Trung Quốc, ván
được sản xuất từ nguyên liệu bã mía hay công ty cổ phần mía đường La Ngà cũng có
nhà máy sản xuất ván dăm từ bã mía với công suất 7000 m3/năm.
Sự phân bố của các cơ sở và nhà máy sản xuất ván dăm phân theo vùng và tiểu
vùng:
-

Tiểu Vùng Đông Bắc: có 3 nhà máy sản xuất ván dăm với tổng công suất thiết kế:
24.500 m3 sản phẩm/năm.

-

Tiểu vùng Tây Bắc: có 2 cơ sở sản xuất ván dăm với tổng công suất thiết kế: 3.000
m3 sản phẩm/năm.

-

Vùng Bắc Trung Bộ: có 4 cơ sở sản xuất ván dăm với tổng công suất thiết kế:
20.000 m3 sản phẩm/năm.

-

Vùng Tây Nguyên: có 2 nhà máy sản xuất ván dăm với tổng công suất thiết kế:
3.000 m3 sản phẩm/năm.

-

Vùng Đông Nam Bộ: Tổng sản lượng ván dăm ước khoảng: 20.000 m3/năm.

12