Xây dựng mô hình dây chuyền công nghệ sản xuất đồ mộc từ gỗ Bạch đàn và Keo lá tràm

Trần Tuấn Nghĩa

T.tâm Thực nghiệm & Chuyển gia kỹ thuật CNR

Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

Gỗ từ rừng trồng ngày càng được sử dụng nhiều ở Việt Nam. Tuy nhiên, gỗ từ rừng trồng thường là các loài cây phát triển nhanh nên có nhiều nhược điểm về tính chất cơ lý, công nghệ, không thuận lợi cho việc sản xuất đồ mộc từ gỗ nguyên, đặc biệt là mức độ co ngót, cong vênh, nứt rất lớn của chúng. Việc nghiên cứu sử dụng gỗ rừng trồng để sản xuất đồ mộc thay thế gỗ rừng tự nhiên nhằm nâng cao giá trị sử dụng gỗ rừng trồng là một yêu cầu cấp bách.

Các kết quả đã nghiên cứu cho thấy rằng nhược điểm của gỗ rừng trồng (chủ yếu là bạch đàn) và biện pháp khắc phục như sau:

– Khối lượng thể tích trong thân cây gỗ bạch đàn rất thiếu đồng nhất (tức là mật độ các bó mạch giữa các vùng trong thân cây chênh lệch rất lớn) và không theo qui luật. Chính vì vậy trong quá trình khô đi (do sấy cưỡng bức hoặc hong phơi tự nhiên), không những có sự chênh lệch độ ẩm giữa lớp ngoài và lớp trong mà còn có sự chênh lệch độ ẩm giữa các vùng của một lớp gỗ sấy, tạo ra ứng suất ẩm rất phức tạp. Để khắc phục nó, cần tiến hành nghiên cứu mô hình hoá được qui luật phân bố mật độ các bó mạch trong thân cây gỗ, từ đó xác định sơ đồ xẻ thích hợp. Trước mắt, để có thể sử dụng gỗ rừng trồng sản xuất đồ mộc chúng tôi sẽ tiến hành nghiên cứu xác định chế độ sấy, sơ đồ xẻ gỗ xúc, xẻ ván, xẻ thanh thích hợp.

– Ngoài ra, do gỗ rừng trồng tăng trưởng nhanh nên luôn tồn tại ứng suất kéo – nén rất lớn cả theo tiết diện ngang, cả theo chiều dọc thân cây, chúng tôi gọi nó là ứng suất sinh trưởng (đối với gỗ rừng tự nhiên, ứng suất này nhỏ, không ảnh hưởng tới tính chất lượng gỗ xẻ). Để khắc phục nhược điểm này, chúng tôi sẽ tiến hành xác định qui trình cắt khúc, xẻ thích hợp và phải kết hợp với giải pháp cơ học.

I. Xác định sơ đồ xẻ

1. Sơ đồ xẻ gỗ tấm

Xẻ hộp gỗ thành 3 tấm, tấm số 1 đi qua tâm hộp gỗ, sao cho tấm số 2 và 3 đối xứng qua tấm số 1 và å(ai+ s) = A (sơ đồ 1a – tiết diện hộp gỗ là 1 hình vuông); å(ai+ s) = B (Sơ đồ 1b – Tiết diện hộp gỗ là một hình chữ nhật), s là chiều dày mạch xẻ

b )

Sơ đồ 1. Sơ đồ xẻ tấm

2. Sơ đồ xẻ phôi

Đối với tấm gỗ đi qua tâm, lập sơ đồ xẻ phôi gỗ có chiều dày bi (sẽ là chiều rộng của thanh sau này), đối xứng với nhau qua phôi gỗ đi qua tâm (sơ đồ 2a) và sao cho å(b_i +s) = A.

Đối với tấm gỗ số 2 và 3 (sơ đồ 2b) lập sơ đồ xẻ phôi gỗ có chiều dày bi sao cho chúng đối xứng nhau qua phôi gỗ ở giữa và å(b_i +s) = A.

a_i

Sơ đồ 2. Xẻ phôi

3. Xẻ thanh

Nguyên tắc là tạo ra các thanh theo hướng xẻ xuyên tâm và xuyên tâm – tiếp tuyến, bằng cách:

Từ các phôi gỗ có chiều rộng ai chiều dày bi (sơ đồ2), xẻ thành các thanh có chiều dày Si, sẽ tạo ra các thanh có hướng xuyên tâm (sơ đồ 3a), và các thanh có hướng xuyên tâm – tiếp tuyến (sơ đồ 3b).

b_i

Sơ đồ 3. Sơ đồ xẻ thanh

II. Hoàn thiện chế độ sấy gỗ bạch đàn và keo lá tràm

Để hoàn thiện chế độ sấy gỗ bạch đàn và keo lá tràm, chúng tôi dựa trên các kết quả nghiên cứu của đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước, mã số KN 03.04 “Chọn chế độ sấy gỗ bạch đàn và keo lá tràm để sản xuất ván ghép thanh và mộc xây dựng” và bố trí các mẻ sấy thí nghiệm theo sơ đồ 2^K (trong đó số 2 là 2 mức tăng giảm, k là các nhân tố cần tác động).

Chế độ sấy gỗ bạch đàn và keo lá tràm gồm 4 tác nhân cần tác động: Nhiệt độ sấy, độ ẩm môi trường sấy, thời gian xử lý nhiệt và lực nén gỗ. Vì chưa có điều kiện nên lực nén gỗ chưa thể thay đổi (chọn const). Như vậy các tác nhân cần điều chỉnh chỉ gồm:

Max	Min	Mức 0
– Nhiệt độ sấy (x₁): ⁰C	75	60	65
– Độ ẩm môi trường sấy (x₂): %	35	28	30
– Thời gian sử lý nhiệt (x₃): h	72	48	60

Theo bảng ma trận, qui hoạch thí nghiệm 2^k, chúng tôi tiến hành 2 seri sấy (mỗi seri 9 mẻ sấy) và xác định được mẻ sấy N⁰ số không, đạt được chất lượng gỗ sấy theo tiêu chuẩn, tiến hành 3 mẻ sấy theo chế độ sấy này và xác định được chế độ sấy hợp lý

Bảng 1. Chế độ sấy gỗ bạch đàn và keo lá tràm

STT

Giai đoạn sấy

t⁰C

z(h)

Xử lý nhiệt độ

W ®30%

W = 30 – 20%

W = 20 – 10%

W < 10%

Xử lý nhiệt ẩm

³85

³65

Tổng cộng

288

Chất lượng gỗ sấy đạt theo tiêu chuẩn GOCT 664 – 63 (LX) và có thể sử dụng để sản xuất đồ mộc gia dụng, mộc ngoài trời.

III. Xác định công nghệ sản xuất ván ghép thanh từ gỗ bạch đàn và keo lá tràm

– Các thanh xẻ từ phôi (sơ đồ 3) được gia công chuẩn xác về kích thước và độ nhẵn bề mặt, được quét keo (UF, dán nguội), ghép với nhau không có mộng nối, để tạo ván ghép thanh khổ rộng gồm các thanh xẻ theo hướng xuyên tâm (sơ đồ 4a) và các thanh xẻ theo hướng xuyên tâm – tiếp tuyến (sơ đồ 4b).

b_i

Sơ đồ 4. Sơ đồ xẻ thanh

– Các thanh được ghép với nhau tạo gỗ ép cấu kiện lớn gồm các thanh xẻ theo hướng xuyên tâm (sơ đồ 5a) và các thanh xẻ theo hướng xuyên tâm – tiếp tuyến (sơ đồ 5b)

b_i

s_i

b_i

s_i

Sơ đồ 5. Ván ghép thanh cấu kiện lớn

Ván ghép thanh không sử dụng vật liệu dán mặt, sau khi hoàn thiện, bề mặt sẽ phủ bằng nhựa PU. Ván ghép thanh được tạo theo kích thước của sản phẩm mộc (ván ghép thanh định hình) có khung hoặc không có khung.

Ván ghép thanh được tạo ra từ gỗ bạch đàn và keo lá tràm có bề mặt đẹp, mức cong vênh đạt tiêu chuẩn để sản xuất đồ mộc.

IV. Kết luận và kiến nghị

Mô hình dây chuyền thiết bị sản xuất đồ mộc từ gỗ bạch đàn và keo lá tràm đã được thiết lập. Một số sản phẩm mộc gia dụng như tủ hồ sơ, bàn quầy, giường, tủ tường, tủ bếp … đã được tiến hành sản xuất thử và đưa vào thị trường tiêu thụ thăm dò được người tiêu dùng đánh giá cao về mẫu mã và chất lượng. Đặc biệt đã xuất khẩu sang thị trường Bắc Âu được 25m³ chi tiết sản phẩm mộc ngoài trời.

Một số kết quả của đề tài trong việc nghiên cứu sử dụng gỗ bạch đàn và keo lá tràm để sản xuất đồ mộc đã được các chuyên gia chế biến gỗ rừng trồng CSIRO (úc) quan tâm và nhất trí với chúng tôi rằng: Xẻ và sấy là công việc cốt lõi để nâng cao giá trị sử dụng gỗ rừng trồng.

Gỗ bạch đàn và keo lá tràm khi được xẻ và sấy hợp lý đạt được tiêu chuẩn để sản xuất đồ mộc gia dụng, mộc ngoài trời. Kết luận này cũng trùng với các kết quả mà công ty Tư vấn lâm nghiệp SILVINOVA (Thuỵ Điển) giới thiệu sau khi tiến hành xây dựng thử nghiệm dây chuyền xẻ – sấy gỗ bạch đàn tại Viên Chăn (Lào).

Đây là một số kết quả nghiên cứu bước đầu cần được đầu tư nghiên cứu mở rộng để hoàn thiện công nghệ, sớm đưa vào áp dụng trong sản xuất.

Tài liệu tham khảo

1. Nguyễn Trọng Nhân, 1997. Nghiên cứu xác định công nghệ sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm. Đề tài cấp Ngành – Hà Nội.

2. Phạm Văn Chương, 2000.Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo tai tượng. Luận văn tiến sĩ -Hà Nội.

3. Trần Tuấn Nghĩa, 1993.Thiết kế cải tiến lò sấy gỗ đang sử dụng qui mô nhỏ để sấy một số loài gỗ rừng trồng. Đề tài cấp Ngành.

4. Trần Tuấn Nghĩa. Nghiên cứu xác định sơ đồ cắt khúc – xẻ và chế độ sấy hợp lý gỗ bạch đàn và keo lá tràm để sản xuất đồ mộc gia dụng và mộc xây dựng. Đề mục của Đề tài cấp Nhà nước, mã số KNO3-04.

Summary:The research subject deals with the establishment on model of equipment lines and technology for producing furniture from Eucalypts and Acacias. The problems are as follows:

– To define suitable regular drying – diagram sawing Eucalypt and Acacia wood and to establish the appropriate technology for making blockboard from Eucalypts and Acacias.

– To propose the Project of design to improve the equipment lines for producing furniture and outdoor furniture from Eucalypts and Acacias with small scale.

*******************************************