Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu hệ thống xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng trong dây chuyền xẻ gỗ tự động

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung của luận văn này trình bày quá trình xẻ gỗ hệ thống xẻ tự động sẽ tạo ra một khối lượng lớn mùn cưa và lượng mùn cưa này cần phải được thu gom ngay trong quá trình xẻ để tận dụng, đảm bảo cho môi trường làm việc cần thiết cũng như an toàn về sức khỏe cho người lao động. Để thu gom được lượng mùn cưa này cần thiết phải có hệ thống riêng thu gom xử lý mùn cưa cho hệ thống xẻ gỗ tự động. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu hệ thống xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng trong dây chuyền xẻ gỗ tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HOÀNG ĐĂNG KHƯƠNG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG XỬ LÝ MÙN CƯA CHO CƯA VÒNG ĐỨNG TRONG DÂY CHUYỀN XẺ GỖ TỰ ĐỘNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HOÀNG ĐĂNG KHƯƠNG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG XỬ LÝ MÙN CƯA CHO CƯA VÒNG ĐỨNG TRONG DÂY CHUYỀN XẺ GỖ TỰ ĐỘNG Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí Mã số: 60.52.01.03 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN VĂN TƯỞNG Hà Nội, 2016
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học Hà Nội, ngày 05 tháng 10 năm 2016 Người cam đoan Hoàng Đăng Khương
ii LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hoàn thành luận văn này cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn khoa học TS. Trần Văn Tưởng, đã dành rất nhiều thời gian chỉ bảo tận tình và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Trân trọng cảm ơn lãnh đạo nhà trường, phòng sau Đại học, khoa Cơ điện và Công trình trường Đại học Lâm nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình. Trân trọng cảm ơn lãnh đạo trường Trung cấp nghề Dân Tộc nội trú Nghệ An đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa học và luận văn tốt nghiệp này. Trân trọng cảm ơn các Nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt quá trình làm và hoàn chỉnh luận văn. Hà Nội, ngày 05 tháng 10 năm 2016 Tác giả luận văn Hoàng Đăng Khương
iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................ii MỤC LỤC.........................................................................................................ii MỤC LỤC........................................................................................................iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. vi DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... ix DANH MỤC CÁC HÌNH................................................................................. x MỞ ĐẦU........................................................................................................... 1 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU................................. 3 1.1. Tổng quan về lĩnh vực chế biến gỗ ở Việt Nam................................ 3 1.1.1. Vai trò ngành chế biến gỗ trong nền kinh tế quốc dân ................. 3 1.1.2. Thực trạng chung ngành chế biến gỗ ở Việt Nam........................ 4 1.1.3. Đánh giá xu hướng phát triển lĩnh vực chế biến gỗ trong tương lai............................................................................................................. 5 1.1.4. Ảnh hưởng của quá trình chế biến gỗ đến sức khỏe con người ... 6 1.2. Tổng quan về công nghệ và thiết bị xẻ gỗ ở Việt Nam và trên thế giới..................................................................................................................... 6 1.2.1. Nguyên liệu đầu vào, sản phẩm xẻ, công nghệ và thiết bị xẻ ở Việt Nam ......................................................................................................... 6 1.2.2. Công nghệ và thiết bị xẻ ở Việt Nam ........................................... 7 1.2.3. Công nghệ và thiết bị xẻ gỗ trên thế giới.................................... 10 1.3. Tổng quan về hệ thống xử lý mùn cưa khi xẻ ở Việt Nam và trên thế giới................................................................................................................... 13 Chương 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................................................. 20 2.1. Mục tiêu nghiên cứu. ....................................................................... 20 2.2. Nội dung nghiên cứu........................................................................ 20 2.3. Đối tượng nghiên cứu ...................................................................... 20
iv 2.3.1. Quá trình tạo mùn cưa khi xẻ...................................................... 20 2.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến lượng mùn cưa trong quá trình xẻ.... 21 2.3.4. Hệ thống tự động thu gom phế liệu ............................................ 22 2.3.5. Các yêu cầu đối với hệ thống xử lý mùn cưa cho hệ thống xẻ tự động....................................................................................................... 23 2.4. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 23 2.5. Phương pháp nghiên cứu ................................................................. 24 Chương 3. LỰA CHỌN MÔ HÌNH HỆ THỐNG HÚT MÙN CƯA............. 25 3.1. Các phương pháp lắng mùn cưa ...................................................... 25 3.1.1. Buồng lắng .................................................................................. 25 3.1.2. Thiết bị lắng quán tính ............................................................... 27 3.1.3. Thiết bị lá xách........................................................................... 28 3.1.4. Cyclon ........................................................................................ 28 3.1.5. Thiết bị thu hồi kiểu xoáy .......................................................... 31 3.2. Lựa chọn hệ thống hút mùn cưa. ..................................................... 32 3.2.1. Lựa chọn thiết bị lắng. ................................................................ 32 3.2.2. Lựa chọn quạt hút. ...................................................................... 33 3.2.4. Lựa chọn sơ đồ công nghệ. ......................................................... 37 Chương 4. TÍNH TOÁN CHO HỆ THỐNG HÚT MÙN CƯA ĐÃ LỰA CHỌN.............................................................................................................. 40 4.1. Lý thuyết tính toán ........................................................................... 40 4.1.1 Bán kính ống dẫn ra khỏi Cyclon: ............................................... 40 4.1.2 Kích thước của ống vào Cyclon:.................................................. 40 4.1.3. Bán kính phần hình trụ của Cyclon: ........................................... 41 4.1.4. Tốc độ góc của dòng khí Cyclon: ............................................... 41 4.1.5. Thời gian lưu lại của khí trong Cyclon....................................... 41 4.1.6. Thể tích làm việc của Cyclon...................................................... 41 4.1.7. Chiều cao phần hình trụ của Cyclon........................................... 42 4.1.8. Chiều cao phần hình chóp nón.................................................... 42 4.1.9. Đường kính bé nhất của hạt được lắng trong Cyclon ở chế độ chảy dòng .............................................................................................. 42 4.1.10. Năng suất (lưu lượng) của Cyclon............................................ 42 4.2. Nghiên cứu thực nghiệm.................................................................. 43
v 4.2.1. Lựa chọn địa điểm nghiên cứu.................................................... 43 4.2.2. Cách xác định lượng mùn cưa tạo ra và tốc độ gió để hút mùn cưa ......................................................................................................... 43 4.2.2.1. Cách xác định và tính toán lượng mùn cưa tạo ra trong quá trình xẻ............................................................................................................ 43 4.2.2.2. Cách xác định và tính toán tốc độ gió cần thiết........................ 46 4.2.3. Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng mùn cưa tạo ra. .......... 48 4.2.3.1. Kiểm tra số liệu thí nghiệm và xác định số lần lặp lại tối thiểu48 4.2.3.2. Khối lượng mùn cưa tạo ra trong một đơn vị thời gian............ 49 4.2.4. Kết quả thí nghiệm xác định vận tốc luồng gió để hút mùn cưa 52 4.2.4.1. Kiểm tra số liệu thí nghiệm và xác định số lần lặp lại tối thiểu52 4.2.4.2. Số liệu thí nghiệm xác định vận tốc luồng gió hút mùn cưa. ... 52 4.3. Tính toán cho hệ thống hút mùn cưa ............................................... 53 4.3.1. Tính toán cho Cyclon.................................................................. 53 4.3.1.1. Các thông số cần thiết cho Tính toán thiết kế .......................... 53 4.3.1.2. Tính toán chọn thông số Cyclon............................................... 54 4.3.1.3. Xác định đường kính giới hạn của mùn cưa [2]...................... 56 4.3.1.5. Tính ứng suất của thiết bị ......................................................... 58 4.3.1.6. Tính chiều dày thiết bị Cyclon ................................................. 59 4.3.2. Tính chọn quạt hút ...................................................................... 60 4.3.2.1. Xác định tổn thất áp suất trong hệ thống.................................. 60 4.3.2.2. Xác định công suất cần thiết để kéo quạt. ............................... 62 4.3.2.3 . Chọn quạt hút........................................................................... 62 4.4. Tính toán chi phí đầu tư cho hệ thống hút mùn cưa đã chọn .......... 63 4.3.4. Các thiết bị khác.......................................................................... 66 4.3.5. Tổng chi phí xây dựng toàn hệ thống xử lý ................................ 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 68 1. Kết luận ............................................................................................... 68 2. Kiến nghị............................................................................................. 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO
vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký Ý nghĩa Đơn vị hiệu r1 Bán kính ống dẫn khí ra khỏi Cyclon m Wr Vận tốc khí ra khỏi Cyclon m/s b Chiều rộng cửa vào Cyclon m h Chiều cao cửa vào Cyclon m k Tỉ số hình học của cửa vào Cyclon L Lưu lượng khí vào Cyclon m3/s F Diện tích tiết diện ngang ống hình trụ Cyclon m2 VE Vận tốc khí vào Cyclon m/s R Bán kính phần hình trụ của Cyclon m Khoảng cách theo đường kính giữa ống ra và thành thiết R m bị 1 Bề dày ống dẫn khí ra khỏi Cyclon m Wtb Tốc độ khí trung bình trong Cyclon m/s 1 Thời gian lưu lại của khí trong Cyclon s VLV Thể tích làm việc của Cyclon m3 h2 Chiều cao phần hình trụ của Cyclon m D Đường kính trong Cyclon m l Chiều dài ống dẫn khí vào m h1 Chiều cao ống tâm có mặt bích m h3 Chiều cao phần thân hình nón m h4 Chiều cao phần bên ngoài ống tâm m H Chiều cao thiết bị Cyclon m d2 Đường kính trong cửa tháo mùn cưa m
vii d1 Đường kính trong cửa thoát khí sạch m 0 Đường kính giới hạn của mùn cưa µm Đường kính bé nhất của hạt được lắng trong Cyclon ở chế d min m độ chảy dòng.  Độ nhớt của không khí N.s/m2 F0 Diện tích xung quanh của hình trụ có bán kính rtb m2 mmc Khối lượng mùn cưa trung bình tạo ra là trong một giờ Kg Vmx Thể tích mạch xẻ m3 b Khối lượng riêng mùn cưa Kg/m3 vkg Thể tích mỗi khúc gỗ m3 ∑MX Tổng số lượng mạch xẻ trong một giờ Mạch Vtn Thể tích tự nhiên mùn cưa m3 O 0C Độ nhớt động học ở điều kiện chuẩn Pa vtu Vận tốc tối ưu m/s vtt Vận tốc tối ưu m/s  Hệ số trở lực trong Cyclon  Đường kính hạt mùn cưa m Wq Tốc độ quy ước trong Cyclon m/s h Hệ số bền của thành hình trụ theo chiều dài S Bề dày thực của thân thiết bị mm C Số bổ sung ăn mòn mm Plv Áp suất làm việc N/m2 CT3 Ký hiệu thép cac bon b Giới hạn bền N/m2 c Giới hạn chảy N/m2
viii  Hệ số dẫn nhiệt W/m0C t Khối lượng riêng thép CT3 kg/m3  Hệ số hiệu chỉnh k Hệ số an toàn bền kéo c Hệ số an toàn bền chảy [] Ứng suất cho phép N/m2 P Tổng trở lực lên Cyclon N/m2  Pd Trở lực do đường ống dẫn N/m2  Pm Trở lực do ma sát N/m2  Pc Trở lực ở đoạn cong N/m2  c Tổng hệ số cản ở đoạn cong chuyển hướng  Pn Trở lực qua cửa nạp N/m2  Px Trở lực qua cửa xả N/m2  Pcyclon Trở lực của Cyclon N/m2 Qtt :Lưu lượng khí tính toán. m3/s Ptt Cột áp cần thiết của quạt. t Hiệu suất tổng thể của hệ thống Nđc Công suất động cơ Kw
ix DANH MỤC CÁC BẢNG STT Têm bảng Trang 1.1 Cơ cấu các sản phẩm chế biến lâm sản từ Việt Nam 5 3.1 Thông số kỹ thuật ống bố dù hút khí 35 3.2 Thông số kỹ thuật ống tôn tráng kẽm 36 3.3 Thông số kỹ thuật ống thép chế tạo thủ công 36 4.1 Số liệu thí nghiệm xác định khối lượng đơn vị mùn cưa 50 4.2 Số liệu thí nghiệm xác định vận tốc 52 4.3 Hiệu quả lọc theo cỡ hạt h(d) 57 4.5 Bảng thống kê vật liệu làm Cyclon 66 4.6 Bảng thống kê các thiết bị khác 66 4.7 Bảng thống kê tổng chi phí của toàn bộ hệ thống 67
x DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 1.1 Cưa vòng nằm là thiết bị xẻ gỗ lớn phổ biến hiện nay ở Việt Nam 8 1.2 Hệ thống cưa vanh cải tiến xẻ gỗ nhỏ rừng trồng 9 1.3 Dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động do Italia chế tạo 13 1.4 Thu gom mùn cưa bằng phương pháp thủ công ở Việt Nam 14 1.5 Bạt được xử dụng để lót mùn cưa trong quá trình xẻ 15 1.6 Mùn cưa được vận chuyển ra ngoài bằng phương áp cơ giới 15 1.7 Mùn cưa được đổ thành đống bằng cơ giới sau khi xẻ 16 Hệ thống thu gom mùn cưa sử dụng quạt hút nhưng không 1.8 16 dùng cyclon Hệ thống thu gom mùn cưa sử dụng quạt hút và cyclon đơn 1.9 17 giản Phương pháp thu gom mùn cưa bằng quạt hút lý tâm và 1.10 18 Cyclon 2.1 Mô hình dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động 21 2.2 Mô hình dây chuyền xẻ gỗ tự động đề tài đề xuất thiết kế chế tạo 22 3.1 Các dạng buồng lắng 26 3.2 Thiết bị lắng quán tính 27 3.3 Thiết bị lá xách 28 3.4 Cyclon 31 3.5 Cyclon đơn 33 3.6 Quạt hút ly tâm 33 3.7 Guồng cách quạt hút 34 3.8 Ống bố dù 35 3.9 Sơ đồ công nghệ thứ nhất 37 3.10 Sơ đồ công nghệ thứ hai 38 3.11 Mô hình hệ thống hút mùn cưa được lựa chọn 38 4.1 Thông số tính toán Cyclon 40 4.2 Thiết bị đo độ ẩm gỗ xẻ 44 4.3 Thu hồi mùn cưa trong quá trình thí nghiệm 45 4.4 Đong, cân lượng mùn cưa trong quá trình thí nghiệm 45 4.5 Thiết bị xác định tốc độ gió 47 Thí nghiệm xác định độ cao tại đó mùn cưa bắt đầu được hút 4.6 47 vào ống hút Thí nghiệm xác định vận tốc hút mùn cưa tương ứng với độ 4.7 48 cao vừa xác định ở trên
1 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Trong cuộc sống hiện nay gỗ mang đến nhiều lợi ích cho con người và nó có mặt khắp mọi nơi. Gỗ có thể được dùng làm đồ nội thất, xây dựng nhà cửa, làm giấy và nhiên liệu. Từ năm 2001 đến nay, Việt Nam đã phát triển ngành chế biến gỗ và trở thành nước xuất khẩu đồ gỗ lớn nhất khu vực Đông Nam Á. Tốc độ tăng trưởng hàng năm đạt khoảng 13,4%/năm (Huỳnh Văn Hạnh 2012). Sản phẩm gỗ hiện là một trong 10 mặt hàng xuất khẩu chủ lực. Gỗ xẻ là sản phẩm trung gian giữa nguyên liệu thô và sản phẩm gỗ. Các xưởng xẻ tại Việt Nam đóng một vai trò quan trọng trong việc chuyển gỗ nguyên liệu từ dạng tròn sang dạng ván, hộp, thanh…để cung cấp cho các cơ sở sản xuất trong nước. Trong thời gian gần đây các xưởng xẻ đã xuất hiện ở nhiều địa phương nhưng hầu hết sử dụng lao động thủ công, năng suất không cao lại chứa đựng nhiều rủi ro. Để đáp ứng yêu cầu cạnh tranh về sản phẩm, các xưởng xẻ cần phải thay đổi công nghệ, máy móc thiết bị để nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất. Một trong những thiết bị xẻ hiện đang được áp dụng rỗng rãi ở các nước phát triển đó là hệ thống cưa vòng đứng xẻ gỗ tự động. Tuy nhiên, do giá thành của hệ thống này cao (khoảng 1 triệu USD/hệ thống) nên các cơ sở xẻ của Việt Nam không đủ khả năng để đầu tư. Với mục đích thiết kế chế tạo và làm chủ được công nghệ và hệ thống thiết bị này ở Việt Nam với giá thành hợp lý để các cơ sở xẻ có thể đầu tư ứng dụng, các nhà khoa học của Trường Đại học Lâm nghiệp đã triển khai thực hiện đề tài trọng điểm cấp Nhà nước “Nghiên cứu thiết kế chế tạo dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động năng suất 3-4 m3/h gỗ thành phẩm”. Trong quá trình xẻ gỗ hệ thống xẻ tự động sẽ tạo ra một khối lượng lớn mùn cưa và lượng mùn cưa này cần phải được thu gom ngay trong quá trình xẻ để tận dụng, đảm bảo cho môi trường làm việc cần thiết cũng như an toàn
2 về sức khỏe cho người lao động. Để thu gom được lượng mùn cưa này cần thiết phải có hệ thống riêng thu gom xử lý mùn cưa cho hệ thống xẻ gỗ tự động. Chính vì vấn đề này, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn hệ thống xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng trong dây chuyền xẻ gỗ tự động”.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về lĩnh vực chế biến gỗ ở Việt Nam 1.1.1. Vai trò ngành chế biến gỗ trong nền kinh tế quốc dân Trong những năm qua, ngành chế biến và xuất khẩu sản phẩm gỗ đã có những bước phát triển vượt bậc, với kim ngạch xuất khẩu luôn tăng trưởng cao, năm 2009 đạt 2,6687 tỷ USD, vượt xa mục tiêu đạt 750 triệu USD kim ngạch xuất khẩu sản phẩm gỗ năm 2004 và đạt 2 tỷ USD năm 2010 đã được đặt ra tại Chỉ thị số 19/2004/CT-TTg ngày 01/6/2004 của Thủ tướng Chính phủ. Theo đó, sản phẩm gỗ đã trở thành một trong những sản phẩm xuất khẩu chủ lực của Việt Nam. Mặt hàng gỗ và sản phẩm của Việt Nam đã có mặt tại 37 quốc gia trên thế giới và Hoa Kỳ, Nhật Bản, Trung Quốc là những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam, trong đó Hoa Kỳ là thị trường đạt kim ngạch cao nhất 2,6 tỷ USD, chiếm 38,2% tổng kim ngạch, tăng 18,22%. Đứng thứ hai là thị trường Nhật Bản, tăng 9,50% đạt trên 1 tỷ USD. Tuy có vị trí thuận lợi trong việc giao thương hàng hóa nhưng xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ sang Trung Quốc chỉ đứng thứ ba trong bảng xếp hạng, đạt 982,6 triệu USD, tăng 12,72% so với năm 2014. Theo nhận định của Hội Mỹ nghệ và chế biến gỗ TPHCM (HAWA), xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ vượt trội hơn so với nhiều ngành hàng chủ lực khác. Dự kiến năm 2016, kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ đạt 7,2-7,3 tỉ USD, tốc độ tăng trưởng khoảng 8-10%.
4 1.1.2. Thực trạng chung ngành chế biến gỗ ở Việt Nam Bước đầu ngành chế biến gỗ Việt nam đã hình thành các cụm chế biến gỗ ở T.P Hồ Chí Minh, Bình Dương, Tây nguyên, miền Trung và cụm làng nghề chế biến gỗ tại phía Bắc. Riêng tại Quy Nhơn (miền Trung) có khu chế biến gỗ với 50 doanh nghiệp sản xuất đồ gỗ xuất khẩu. Vùng làng nghề và cụm làng nghề sản xuất thủ công mỹ nghệ, đồ mộc cao cấp tại Bắc Ninh, Hà Tây (cũ), Nam Định, Hà Nội, Bình Dương. . . hàng năm tiêu thụ lượng gỗ lên đến 100.000 m3/ năm. Sản xuất đồ mộc xuất khẩu của Việt Nam hàng năm tiêu thụ hơn 2,5 triệu m3 gỗ. Nhìn chung, các cơ sở chế biến gỗ của Việt Nam là những cơ sở chế biến vừa và nhỏ, phân bố rải rác trong các vùng trên phạm vi toàn quốc. Trong số 3900 doanh nghiệp chế biến gỗ có đến 1/3 doanh nghiệp Nhà nước thuộc Trung ương và địa phương quản lý, Khoảng 4% công ty có vốn đầu tư nước ngoài. Còn lại là các doanh nghiệp ngoài quốc doanh. Cũng do tình trạng phân tán, mà khả năng cơ giới hoá và hiện đại hoá ngành chế biến cũng rất hạn chế. Nhìn chung, có thể thấy rằng tình trạng máy móc thiết bị chế biến gỗ và lâm sản chưa được đầu tư đổi mới nhiều, nhất là các cơ sở thuộc các tỉnh phía Bắc và khu IV cũ Ngành chế biến gỗ trong thời gian qua đã tạo ra được các sản phẩm phục vụ trong nước và xuất khẩu như gỗ xẻ, gỗ xây dựng, đồ mộc thông dụng, đóng tàu thuyền, giao thông vận tải, hàng thủ công mỹ nghệ, dăm mảnh và các sản phẩm Song, Mây xuất khẩu. Cơ cấu sản phẩm trên cơ sở giá trị hàng hoá được thể hiện tại bảng 1.1 như sau:
5 Bảng 1.1. Cơ cấu các sản phẩm chế biến lâm sản từ Việt Nam TT Sản phẩm Tỷ lệ% 1 Gỗ xẻ 11 2 Đồ mộc, đóng thuyền, giao thông vận tải 60 3 Hàng thủ công mỹ nghệ 13 4 Dăm mảnh 0,4 5 Song mây, Tre trúc 4,2 6 Loại khác 8,4 Tổng 100 Nguồn: Dự thảo chiến lựơc phát triển Lâm Nghiệp VN 2006-2020 của Cục Lâm Nghiệp 1.1.3. Đánh giá xu hướng phát triển lĩnh vực chế biến gỗ trong tương lai Nhu cầu gỗ xẻ: Dự báo nhu cầu tiêu dùng gỗ xẻ sẽ tăng từ 2,2 triệu m3 trong năm 2003 lên trên 7 triệu m3 vào năm 2020. Mức dự đoán về tăng nhu cầu này có thể quá cao, vì đã có nguyên liệu thay thế gỗ xẻ như bê tông, thép, nhôm (trong xây dựng) và ván nhân tạo (trong sản xuất đồ mộc). Mức tiêu thụ gỗ xẻ năm 2003 cho 1000 dân ở Việt nam là 27m3, trong khi đó ở Ấn Độ khoảng 7 m3, Trung Quốc khoảng 12 m3, Malaysia khoảng 109 m3, Thái Lan khoảng 75 m3, Hàn Quốc khoảng 126 m3, Brazil khoảng 110 m3, Mỹ khoảng 420 m3, Đức khoảng 216 m3. Nhu cầu ván sợi: Được dự báo sẽ tăng 40.000 m3 (năm 2003) lên 170.000 m3 vào năm 2020 tức là tăng 8000 m3 mỗi năm, chủ yếu ván MDF. Tiêu dùng về ván sợi năm 2003 cho 1000 dân của Việt Nam khoảng 0,5m3, trong khi đó ở Ấn Độ khoảng 0,1m3, Trung Quốc khoảng 8 m3, Malaysia
6 khoảng 10m3, Hàn Quốc khoảng 40m3, Brazil 5m3, Mỹ khoảng 31m3, Đức khoảng 20m3. Nhu cầu ván dăm: Tiêu dùng hiện tại về ván dăm được ước tính khoảng 80.000m3, tức là khoảng 1m cho 1000 dân, trong khi đó ở Phillipines khoảng 0,4m3, Trung Quốc khoảng 0,4 m3, Hàn Quốc khoảng 33 m3, Brazil khoảng 10m3, Mỹ khoảng 97m3, Đức khoảng 100m3. Nhu cầu này sẽ tăng đến trên 300.000 m3 vào năm 2020, tức là tăng gấp ba lần trong 17 năm. Nhu cầu gỗ tròn: Hiện nay số liệu thống kê cấp quốc gia rất hạn chế, theo ước tính khoảng 25 triệu m3 gỗ tròn vào năm 2020. 1.1.4. Ảnh hưởng của quá trình chế biến gỗ đến sức khỏe con người Qua khảo sát các cơ sở chế biến gỗ, từ các máy cưa, máy bào, máy khoan, máy xẻ và phun bóng mầu sản phẩm bằng sơn véc ny…, tác động đến các yếu tố môi trường do hoạt động sản xuất gây nên bao gồm: - Tác động đến chất lượng môi trường không khí. - Tác động do tiếng ồn từ phân xưởng sản xuất đồ gỗ. - Tác động do chất thải rắn - Rủi ro và sự cố môi trường có thể xẩy ra. Trong các ảnh hưởng trên của quá trình chế biến gỗ đến sức khỏe con người, đề tài chỉ tập trung nghiên cứu xử lý vấn đề bụi và mùn cưa sinh ra khi xẻ ván bằng hệ thống xẻ tự động cưa vòng đứng thuộc đề tài cấp nhà nước mã số ĐTĐL.CN.10/16 1.2. Tổng quan về công nghệ và thiết bị xẻ gỗ ở Việt Nam và trên thế giới 1.2.1. Nguyên liệu đầu vào, sản phẩm xẻ, công nghệ và thiết bị xẻ ở Việt Nam Nguyên liệu đầu vào Nguyên liệu đầu vào cho công nghiệp chế biến gỗ ở Việt Nam tương đối đa dạng về loài cây, xuất xứ và kích thước sản phẩm. Hiện nay khoảng
7 80% nguyên liệu đầu vào được nhập khẩu từ các nước khác và chủ yếu là gỗ rừng tự nhiên. Khoảng 20% nguyên liệu gỗ được khai thác từ rừng nội địa và được phân thành hai nhóm: Nhóm gỗ cứng: Thường là nhóm gỗ của cây lá rộng. Đây là nhóm gỗ có cơ lý tính rất tốt và thường thuộc nhóm gỗ quý như đinh, lim, sến, táu.... Hiện nay những loại gỗ này còn rất ít và chủ yếu được nhập từ Lào, Campuchia... Nhóm gỗ mềm: Nhóm gỗ này chủ yếu là gỗ lá kim như thông, bồ đề và một số loại gỗ khác. Nhóm gỗ này bao gồm cả nhập khẩu và trồng nội địa để cung cấp cho nhu cầu gỗ sản xuất đồ mộc. Sản phẩm của quá trình xẻ Nhóm gỗ cứng: Thường được xẻ những hộp lớn để phục vụ cho chế biến đồ gỗ mỹ nghệ như bàn, tủ, sập, phản, ....hoặc làm cột nhà và các phụ kiện cho nhà gỗ. Nhóm gỗ mềm: Do gỗ rừng trồng có đường kính nhỏ, tính chất cơ, vật lý thấp màu sắc không đẹp do cấu tạo của gỗ cho nên đa phần chúng được sử dụng keo lá tràm dưới dạng nguyên liệu, vật liệu thô và thực tế cho thấy sản phẩm chủ yếu được lựa chọn là làm thanh cơ sở cho ván ghép thanh, cốt pha, sản phẩm xẻ dùng làm xà gỗ, một số dùng làm cột đỡ, làm dăm công nghệ. Nhưng do yêu cầu thiết kế phân xưởng để sản xuất ra các loại sản phẩm có kích thước: Dày x Rộng x Dài = S x B x L = 2,4 x 3,8 x 70 (cm) nên ta lựa chọn sản xuất ra các thanh làm thanh cơ sở cho sản xuất ván ghép thanh là chủ yếu. 1.2.2. Công nghệ và thiết bị xẻ ở Việt Nam Theo kết quả điều tra khảo sát các công ty chế biến gỗ, các nhà máy chế biến gỗ và các xưởng chế biến gỗ của tư nhân cho thấy thiết bị xẻ gỗ hiện nay ở Việt Nam có hai thiết bị phổ biến như sau: Cưa vòng nằm Cưa vòng nằm là thiết bị xẻ phá được sử dụng rộng rãi hiện nay ở Việt
8 Nam. Loại cưa này thường đứng đầu dây chuyển xẻ và được sử dụng để xẻ gỗ lớn và có thể sử dụng xẻ gỗ nhỏ. Tuy nhiên loại cưa này phù hợp với đối tượng là gỗ lớn đường kính gỗ từ 300-1000mm, sản phẩm đầu ra của loại cưa này là các loại ván (ván dầy hoặc ván mỏng) hoặc là gỗ hộp, gỗ thanh. Ưu điểm của cưa vòng nằm là vốn đầu tư thấp; lắp đặt, vận hành đơn giản, dễ sử dụng. Tuy nhiên, nó có những nhược điểm là năng suất thấp (khoảng 0,25-0,5 m3/h); chất lượng sản phẩm thấp (độ mấp mô, độ lượn sóng cao); độ chính xác kích thước thấp (độ dư gia công lớn); tỷ lệ thành phẩm thấp; lao động nặng nhọc. Do vậy, loại cưa vòng nằm được sử dụng nhiều ở những nhà máy, xí nghiệp xẻ gỗ lớn gỗ nhập khẩu. Hình 1.1 là thiết bị cưa vòng đẩy được sử dụng phổ biến hiện nay ở Việt Nam. Hình 1.1. Cưa vòng nằm là thiết bị xẻ gỗ lớn phổ biến hiện nay ở Việt Nam Cưa vanh cải tiến Cưa vanh cải tiến được sử dụng khá nhiều hiện nay ở những công ty, xí nghiệp xẻ gỗ nhỏ rừng trồng, loại cưa này được cải tiến từ cưa vanh chuyên để xẻ lại, xẻ thanh và vanh đường cong, sản phẩm của cưa này là ván, thanh gỗ có kích thước nhỏ. Ưu điểm của cưa vanh cải tiến là vốn đầu tư thấp; lắp