Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu mối quan hệ giữa tỷ lệ hỗn hợp rơm - gỗ và chất lượng ván dăm hỗn hợp rơm – dăm gỗ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:78

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm nghiên cứu xây dựng được mối quan hệ giữa tỷ lệ hỗn hợp rơm - gỗ và chất lượng ván dăm hỗn hợp rơm - dăm gỗ, cho loại ván một lớp và ván ba lớp. Xác định được tỷ lệ trộn hợp lý để tạo ra ván có chất lượng phù hợp với tiêu chuẩn dùng trong sản xuất đồ mộc dân dụng. 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 mối quan hệ giữa tỷ lệ hỗn hợp rơm - gỗ và chất lượng ván dăm hỗn hợp rơm – dăm gỗ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ---------------------- KIỀU VĂN HÙNG NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA TỶ LỆ HỖN HỢP RƠM - GỖ VÀ CHẤT LƯỢNG VÁN DĂM HỖN HỢP RƠM – DĂM GỖ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2010
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Ván dăm là một loại vật liệu composite đã được nghiên cứu khá sớm, bắt đầu từ năm 1887, nhưng chỉ được sản xuất với quy mô công nghiệp từ những năm 40 của thế kỷ 20. Ngành công nghiệp ván dăm chỉ thực sự phát triển mạnh từ những năm 70 trở lại đây. Nghiên cứu về ván dăm đã có những thành công lớn, đặc biệt là công nghệ sản xuất ván dăm từ gỗ đã khá hoàn thiện. Hiện nay trên thế giới cũng như Việt Nam, hướng nghiên cứu về ván dăm tập trung vào 3 hướng chính sau: Thứ nhất: Tạo sản phẩm mới + Ván dăm dạng xốp. + Ván dăm không sử dụng keo. + Ván dăm sử dụng keo ít gây ô nhiễm. Thứ hai: Tìm loại nguyên liệu mới thay thế gỗ: Hình 1: Cánh đồng lúa
2 + Tìm các loại vật liệu sợi cellulose mới ngoài gỗ; kết hợp vật liệu cellulose với vật liệu khác; + Sử dụng thứ, phế liệu nông, lâm nghiệp. Thứ ba: Nâng cao chất lượng sản phẩm hiện có (tăng khả năng chống ẩm, nâng cao chất lượng bề mặt ván). Việt Nam là một nước nông nghiệp có nền văn minh lúa nước lâu đời. Sản lượng lúa hàng năm ở nước ta đạt khoảng 36 triệu tấn (theo thống kê năm 2007 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn). Với ước tính lượng rơm rạ chiếm khoảng 50% khối lượng lúa khô. Như vậy, lượng rơm rạ hàng năm ở Việt Nam sẽ là hàng chục triệu tấn. Tuy nhiên ở Việt Nam, rơm rạ vẫn chưa thực sự được sử dụng có hiệu quả do đặc điểm thu gom không tập trung và thói quen của người dân các vùng miền có khác nhau. Hình 2: Rơm được bảo quản làm chất đốt và thức ăn cho gia súc
3 Từ thực tế cho thấy những năm trở về trước rơm rạ được sử dụng làm chất đốt và làm thức ăn cho gia súc ở các hộ gia đình, làm vật liệu lót thùng để vận chuyển trái cây, đồ sành sứ,… Những năm gần đây khi đời sống người dân được nâng cao rơm rạ được thay thế bởi các nguồn nhiên liệu khác như than, củi, ga, điện,... nông nghiệp đã được cơ giới hoá, chăn nuôi gia súc giảm đáng kể, nguồn rơm rạ lúc này đang trở thành dư thừa, nhiều nơi đã tìm đến giải pháp đốt ngay trên đồng ruộng, thậm chí ngay trên cả đường đi. Theo nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy khói rơm là một loại khí độc, khói thải ra từ rơm rạ có chứa 70% khí CO2, 7% khí CO nên ảnh hưởng rất lớn đến môi trường [38]. Hình 3: Người dân đốt rơm rạ ngay trên đường đi Trong những năm gần đây, ở Việt Nam đã có một số những nghiên cứu về rơm rạ nhưng chỉ để ứng dụng làm thức ăn cho chăn nuôi gia súc tập trung, làm phân bón, làm bìa cattong, bao bì, để xử lý Crôm trong nước thải, trồng nấm sinh học...[38]. Còn việc nghiên cứu rơm để sản xuất ván dăm thì chưa có
4 công trình nào đề cập tới. Nghiên cứu tạo ván dăm từ rơm rạ có thể theo các hướng như sau: thứ nhất, tạo ván dăm thông thường từ rơm; thứ hai, tạo ván dăm từ hỗn hợp rơm - dăm gỗ; thứ ba, tạo ván dăm không keo từ rơm. Nếu theo hướng nghiên cứu tạo ván dăm từ hỗn hợp rơm – dăm gỗ thì các vấn đề đặt ra là yếu tố công nghệ như thế nào, mức độ ảnh hưởng của rơm đến chất lượng ván ra sao, mức độ thay thế của rơm là bao nhiêu thì phù hợp,… Xuất phát từ những luận điểm nêu trên, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Văn Thiết tôi tiến hành luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu mối quan hệ giữa tỷ lệ hỗn hợp rơm - gỗ và chất lượng ván dăm hỗn hợp rơm - dăm gỗ”.
5 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tình hình nghiên cứu 1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Ngay từ đầu thập niên 20 của thế kỷ 20 việc nghiên cứu sản xuất ván nhân tạo từ nguyên liệu là phế liệu nông nghiệp đã được các nhà khoa học triển khai. Đầu tiên phải kể đến sản xuất ván dăm từ bã mía, đây có thể được coi là loại phế liệu nông nghiệp đầu tiên được đưa vào sản xuất ván nhân tạo ở dạng công nghiệp. Đến cuối thập niên 40 của thế kỷ 20 các loại phế liệu nông nghiệp khác đã được nghiên cứu và đưa vào sản xuất các loại ván nhân tạo khác nhau, những nguyên liệu này như: thân cây ngô, thân cây bông, thân cây thuốc lá, rơm rạ, thân cây lúa mạch, thân cây lạc, thân cây đỗ,…. Đến khoảng thập niên 70 của thế kỷ 20 thì nguyên liệu sử dụng rơm rạ sử dụng trong sản xuất ván dăm đã được ứng dụng khá rộng rãi. Đầu tiên là nguyên liệu rơm rạ được sử dụng công nghệ sản xuất ván dăm truyền thống để sản xuất, sử dụng keo UF làm chất kết dính [36]. Một trong những nước lợi dụng nguồn phế liệu nông nghiệp trong sản xuất ván nhân tạo lớn nhất trên thế giới là Trung Quốc. Ngay từ những năm 70 của thế kỷ trước, người Trung Quốc tiến hành nghiên cứu và đưa vào sản xuất quy mô công nghiệp các loại ván nhân tạo đặc biệt là sản xuất ván dăm từ phế liệu nông nghiệp trong đó có rơm rạ, nó đã mạng lại nhiều lợi ích cho người dân. Tuy nhiên, việc sản xuất ván dăm từ phế liệu nông nghiệp nói chung, từ rơm rạ nói riêng vẫn còn tồn tại khá nhiều vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu giải quyết nhằm nâng cao chất lượng, hạ giá thành sản phẩm, phù hợp với người tiêu dùng. Đó là các vấn đề về nguyên liệu, công nghệ, chất kết dính,...[37]
6 Do vậy, trong những năm gần đây việc nghiên cứu sử dụng rơm rạ trên thế giới đã được nhiều nước quan tâm, đặc biệt là các nước có sản lượng lúa cao tập trung ở vùng Đông Nam Á như Thái lan, Indonesia. Tại các nước này, rơm rạ hiện được dùng để sản xuất điện năng và tro của rơm có thể dùng để làm phụ gia bê tông tại tỉnh Pichit, Thái lan và đảo Bali, Indonesia [37]. Tại Ấn độ, Ibrahim Mutlu (2009) đã nghiên cứu sử dụng tro từ rơm rạ để thay thế amiăng trong chế tạo má phanh. Rơm cũng được sử dụng để sản xuất ván sợi từ xi măng cho kết quả khả quan [22]. Tại California, Mỹ, theo nghiên cứu của Kiran L.Kadam và các cộng sự (2000) rơm rạ có thể được sử dụng để sản xuất giấy [30]. Theo Alex Wilson (1995) nguyên liệu rơm rạ (từ lúa mì, gạo, lúa mạch, yến mạch, lúa mạch đen) có thể là một loại nguyên liệu mới cho ngành xây dựng như tạo các vách tường trong các ngôi nhà [20]. Năm 2000, Frank Beall một giáo sư khoa học gỗ của California trên một bài báo đã công bố “Fundamenta Properties of rice straw in comparison with softwood” khi nghiên cứu và so sánh các thuộc tính của rơm lúa với gỗ lá kim cho thấy rơm lúa là một loại nguyên liệu đạt tiêu chuẩn cho sản xuất ván dăm thông thường, MDF, OSB và ván dăm có khối lượng thể tích thấp, đây là hướng nghiên cứu để tìm nguồn nguyên liệu thay thế gỗ dần dần trong sản xuất ván nhân tạo [33]. Năm 2000, nhà khoa học Zhang-Yu-Kun đã nghiên cứu thấy rằng trên rơm rạ có chất sáp (wax), chất này kỵ nước, làm giảm khả năng dán dính, khiến cho việc sử dụng các loại keo gốc formaldehyde thông dụng trong sản xuất ván dăm làm chất kết dính trở nên khó khăn. Giải pháp cho vấn đề này là sử dụng keo MDI (Methylen Diphenyl Isocyanate) - là loại keo khá đắt, để sản xuất. Tuy nhiên, do giá thành sản phẩm trở nên khá đắt, không tạo
7 được sự cạnh tranh trên thị trường, nếu sử dụng loại keo này để sản xuất thì cũng sẽ gặp rất nhiều khó khăn [30]. Với công trình “Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số công nghệ sản xuất tới các tính chất vật lý của ván rơm” của Greggory S. Karr và các cộng sự tại trường Đại học bang Kansas, Mỹ thực hiện năm 2000 (Greggory S. Karr, 2000). Nghiên cứu khảo sát sự ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu của rơm (khảo sát trong khoảng từ 2 đến 12%), lượng keo dùng (khảo sát trong khoảng 2 đến 8%) và nhiệt độ ép (từ 135 đến 218 0C) tới tính chất vật lý và cơ học của ván (dày 6 mm). Kết quả cho thấy lượng keo dùng có ảnh hưởng lớn nhất tới tính ổn định kích thước, khả năng chống ẩm và cường độ của ván. Độ ẩm ban đầu của rơm ảnh hưởng tới cường độ cơ học của ván nhiều hơn tính ổn định kích thước của ván. Nhiệt độ ép ảnh hưởng tới tính ổn định kích thước của ván nhiều hơn tính chất cơ học của ván. Cường độ uốn tĩnh của ván thay đổi trong khoảng từ 15 đến 28,7 MPa với khoảng cách gối là 18 lần chiều dày [24]. “Nghiên cứu ảnh hưởng của loại keo tới tính chất của ván dăm từ rơm lúa mì có khối lượng thể tích trung bình” của Xiaoqun Mo và các cộng sự tại đại học bang Kansas, Mỹ thực hiện năm 2003. Nghiên cứu sử dụng bốn loại keo là MDI, UF, keo từ protein tách từ đậu nành SPI và bột đậu nành SF đối với rơm đã qua xử lý hoá chất tẩy là hỗn hợp kiềm và hợp chất oxi hóa. Kết quả cho thấy, ván rơm từ rơm xử lý có chất lượng cao hơn ván không xử lý. Keo MDI cho chất lượng cao nhất, với lượng keo dùng khoảng 4%. Ván từ keo SPI và SF có chất lượng tương tự ván từ keo UF. Riêng đối với keo UF, cường độ uốn tĩnh (MOR) của ván từ rơm không xử lý là 6,36 MPa và rơm xử lý là 9,34 MPa. Còn cường độ liên kết bên trong (IB) tương ứng là 0,11 MPa đối với rơm không xử lý và là 0,19 MPa đối với ván rơm xử lý hoá chất [36]. “Nghiên cứu cải thiện cơ chế dán dính của keo UF sử dụng để sản xuất
8 ván nhân tạo từ rơm lúa mì và sậy sử dụng tác nhân tạo “nhân” coupling là silane hoặc xử lý chiết suất” của Guangping Han và các cộng sự tại đại học Kyoto, Nhật Bản thực hiện năm 1999. Kết quả cho thấy, với 2 giải pháp xử lý này đều cải thiện đáng kể khả năng thấm ướt bề mặt của nguyên liệu, tạo tiền đề tăng khả năng thấm ướt keo trên bề mặt, nhằm tăng khả năng dán dính [25]. “Nghiên cứu tính chất chịu kéo và chịu nén của ván dăm có khối lượng thể tích thấp từ rơm sử dụng keo gốc protein” của Xiaoqun Mo và các cộng sự tại trường đại học bang Kansas, Mỹ thực hiện năm 2001. Rơm được xử lý hoá chất là H2O2 và/hoặc NaOH. Kết quả cho thấy, đối với các dạng hoá chất khác nhau, chất lượng ván thay đổi khác nhau. Cụ thể, với ván đối chứng, cường độ chịu kéo đứt là 256 kPa và chịu nén là 235 kPa. Tuy nhiên, khi xử lý hỗn hợp NaOH và H2O2 thì cường độ chịu kéo đứt tăng lên tới 2648 kPa và chịu nén là 446 kPa [35]. “Nghiên cứu sản xuất ván dăm cách âm, cách nhiệt từ hỗn hợp rơm lúa và dăm gỗ” của Han Seung Yang và các cộng sự tại Đại học quốc gia Seoul, Hàn quốc thực hiện năm 2003. Trong nghiên cứu này, ván dăm được tạo ra có khối lượng thể tích là 0,4 g/cm3, 0,6 g/cm3 và 0,8 g/cm3 với 3 mức tỷ lệ hỗn hợp rơm là 10%, 20% và 30%, chất kết dính là keo UF. Kết quả cho thấy, cường độ uốn tĩnh của ván dăm tăng khi khối lượng thể tích của ván tăng lên. Cụ thể như sau: cường độ uốn tĩnh đạt 140-290 psi khi khối lượng thể tích là 0,4 g/cm3; đạt 700-900 psi khi khối lượng thể tích là 0,6 g/cm3 và đạt 1400- 2900 psi khi khối lượng thể tích là 0,8 g/cm3 [27]. Li xiaoping, Gao wei năm 2007 đã tiến hành nghiên cứu sản xuất ván dăm dạng lõi rỗng từ hỗn hợp nguyên liệu rơm rạ và gỗ, nguyên liệu gỗ sử dụng ở nghiên cứu là loài gỗ Dương. Changtong Mei, Zhou dingguo năm
9 2001 đã tiến hành nghiên cứu sự ảnh hưởng của tỷ lệ giữa dăm từ nguyên liệu rơm rạ với dăm gỗ đến cường độ ván dăm hỗn hợp tạo thành, chất kết dính là keo UF [21]. Như vậy trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về rơm rạ, và cũng đã sử dụng rơm rạ để sản xuất ván ép. Kết quả các công trình nghiên cứu và thức tế sản xuất cũng cho thấy rằng: - Việc sử dụng thuần túy nguyên liệu rơm rạ vào sản xuất ván nhân tạo nói chung và sản xuất ván dăm nói riêng, với chất kết dính là keo UF đã gặp phải không ít những khó khăn, đó là quá trình dán dính, cường độ ván thấp. Do rơm rạ có đặc điểm là phía vỏ bên ngoài có lớp sáp (wax) kỵ nước khiến cho việc sử dụng các loại keo gốc formaldehyde thông dụng trong sản xuất ván dăm trở nên khó khăn. Một trong các giải pháp cho vấn đề này là sử dụng keo MDI (Methylen Diphenyl Isocyanate) – là loại keo khá đắt, để sản xuất. Tuy nhiên, giá thành sản phẩm cao, khó tạo nên được sự cạnh tranh trên thị trường. - Giải pháp xử lý nguyên liệu nhằm tăng khả năng dán dính của rơm rạ trước khi ép bằng các phương pháp hoá - cơ - nhiệt tại một số nước như Mỹ, Úc, Philippin với sản phẩm chủ yếu sử dụng trong xây dựng. Tuy nhiên, chủ yếu nguồn rơm rạ là lúa mì, lúa mạch, còn nguyên liệu rơm rạ từ lúa gạo rất hạn chế. - Việc kết hợp rơm rạ với gỗ để tạo ván dăm hỗn hợp rơm - dăm gỗ cũng là một giải pháp rất tốt. Nó vừa tận dụng được rơm rạ - phế liệu trong nông nghiệp, vừa có thể tạo ra ván đảm bảo về chất lượng cũng như giá thành sản phẩm. Vấn đề này đã được hai nhà khoa học Trung Quốc Changtong Mei và Dingguo Zhou nghiên cứu năm 2001 với công trình “Effect of Straw Substitution Level on Properties of Wood-straw Hybrid Particleboard”. Kết
10 quả nghiên cứu cho thấy rằng mức độ ảnh hưởng của tỷ lệ rơm đến chất lượng của ván là rất lớn, đặc biệt trong khoảng tỷ lệ rơm dưới 50%. Tỷ lệ rơm tốt nhất để tạo ra ván là khoảng 20% đến 30% [21]. Tuy nhiên kết quả đó là với ván được tạo ra trong điều kiện về nguyên liệu rơm, gỗ, chất kết dính của Trung Quốc, ván sản phẩm cũng được kiểm tra theo tiêu chuẩn Trung Quốc. Do vậy vấn đề này cũng cần tiếp tục được ứng dụng nghiên cứu và kiểm nghiệm theo điều kiện của Việt Nam. 1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước Theo định hướng nghiên cứu tìm nguồn nguyên liệu mới thay thế gỗ trong sản xuất ván dăm, đặc biệt là sử dụng thứ, phế liệu nông, lâm nghiệp, các nhà khoa học đã ứng dụng những thành quả khoa học trên thế giới vào điều kiện Việt Nam. Các nghiên cứu cũng đã tập trung vào nguồn nguyên liệu phi gỗ như: tre, sơ dừa, bã mía, thân cây cọ,... Công trình “Nghiên cứu cọng dừa nước để tạo ván dăm” đã được PGS.TS. Nguyễn Trọng Nhân, Viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam tiến hành. Đề tài đã được nghiệm thu năm 1997, tác giả đã đưa ra được qui trình công nghệ và một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để sản xuất ván dăm từ cọng dừa nước [10]. Trên cơ sở nguồn sơ dừa rất phong phú tại các tỉnh Nam Bộ, Hoàng Xuân Niên (2004) đã nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván dăm từ nguyên liệu sơ dừa. Từ kết quả nhận được, tác giả đã khẳng định sơ dừa đáp ứng được yêu cầu nguyên liệu sản xuất ván dăm, nghiên cứu đã xây dựng cơ sở lý thuyết về lực cắt và các thông cơ bản của công nghệ sản xuất ván. Ván dăm sơ dừa đáp ứng tiêu chuẩn làm nguyên liệu cho sản xuất đồ mộc. KS. Trần Quốc Tế thực hiện đề tài năm 2005 về sử dụng rơm rạ để sản xuất panel rơm rạ (dạng vách ngăn - tường nhà, kết cấu panel 3 lớp: 2 lớp mặt
11 phía ngoài dùng ván dăm rơm - xi măng; lõi là tấm polystyren) trong công trình xây dựng, và đã bước đầu ứng dụng thử nghiệm tại đồng bằng sông Cửu Long [13]. Sản xuất hộp đựng thực phẩm từ vỏ trấu và rơm: Giải pháp nhằm khắc phục vấn đề của các hộp đựng không thích nghi được với các thực phẩm nóng ở nhiệt độ tương đối cao và thực phẩm chứa nhiều nước. Hộp đựng thực phẩm này được làm bằng vật liệu hỗn hợp từ: Bột trấu và/hoặc bột rơm ở tỷ lệ 800 -1200 phần khối lượng; Tinh bột thực phẩm: 150 - 250 phần khối lượng; Natri polyacrylic: 15 - 25 phần khối lượng; Bột Titan 0 - 25 phần khối lượng; Nước: 400 - 600 phần khối lượng. Năm 2008, Công ty du lịch Vĩnh Sang (Du lịch Bến Thành, thành phố Hồ Chí Minh) thực hiện dự án tạo tấm vách từ rơm rạ để xây dựng nhà ở cho người có thu nhập thấp tại khu vực đồng bằng Sông Cửu Long do tổ chức Development Marketplace tài trợ. Như vậy, ở nước ta việc tận dụng rơm rạ - phế liệu trong sản xuất nông nghiệp để sản xuất ván nhân tạo, đặc biệt là để sản xuất ván dăm chưa được tập trung nghiên cứu. Do đó, cần nên thừa kế những kết quả đã đạt được trên thế giới, nghiên cứu ứng dụng vào điều kiện thực tế của Việt Nam. Để tận dụng được nguồn rơm rạ rất rồi rào trong sản xuất nông nghiệp, mang lại nhiều lợi ích cho người dân. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu + Nghiên cứu xây dựng được mối quan hệ giữa tỷ lệ hỗn hợp rơm - gỗ và chất lượng ván dăm hỗn hợp rơm - dăm gỗ, cho loại ván một lớp và ván ba lớp. + Xác định được tỷ lệ trộn hợp lý để tạo ra ván có chất lượng phù hợp với tiêu chuẩn dùng trong sản xuất đồ mộc dân dụng.
12 1.3. Đối tượng nghiên cứu + Mối quan hệ giữa tỷ lệ hỗn hợp rơm – gỗ và chất lượng sản phẩm ván dăm hỗn hợp rơm – dăm gỗ. 1.4. Phạm vi nghiên cứu + Nguyên vật liệu: - Rơm được lấy tại khu vực huyện Chương Mỹ - Hà Nội, giống lúa Q5. - Gỗ Keo lai 6 ÷ 8 năm tuổi, được lấy tại khu vực Núi Luốt - Xuân Mai - Chương Mỹ - Hà Nội. - Chất kết dính là keo UF của hãng DYNEA. Dựa vào đặc điểm của nguyên liệu liệu, hình dạng, kích thước dăm, dựa vào một số tài liệu có liên quan, chúng tôi chọn tỷ lệ dùng trung bình là 12% so với lượng dăm khô kiệt. - Chất đóng rắn là NH4Cl, tỷ lệ dùng 1%. - Kích thước dăm: Chủng Kích thước dăm loại dăm Dài, mm Rộng, mm Dày, mm Dăm gỗ Dăm rơm Dăm gỗ Dăm rơm Dăm gỗ Dăm rơm Lớp mặt 3 - 10 5 - 15 0,5 - 1,5 0,3 - 1,0 0,2 - 0,3 - Lớp lõi 15 - 20 15 - 25 1,5 - 2,0 1,0 - 2,0 0,5 - 1,0 - + Sản phẩm: Tạo hai loại ván mẫu là một lớp và ba lớp, kích thước ván 650 x 650 x 12 (mm), khối lượng thể tích 0,75g/cm3, loại ván 3 lớp có tỷ lệ kết cấu 1:3:1, độ ẩm cuối cùng của ván là 10%.
13 + Máy và thiết bị: Sử dụng các máy và thiết bị của trung tâm nghiên cứu thực nghiệm và chuyển giao công nghiệp rừng và phòng thí nghiệm khoa Chế biến lâm sản - Đại học Lâm nghiệp. + Chế độ ép: Dựa vào các tài liệu có liên quan chọn chế độ ép như sau: áp suất ép lớn nhất Pmax = 2,5MPa; nhiệt độ ép T = 160oC; thời gian ép 0,6 phút/mm chiều dày. + Yếu tố nghiên cứu: tỷ lệ hỗn hợp rơm - gỗ, tính theo phần trăm khối lượng của mỗi loại so với tổng lượng dăm dùng. Trên cơ sở các kết quả đã nghiên cứu (Changtong Mei and Dingguo Zhou Nanjing Forestry University, nanjing October 31 - November, 2001, China) cho rằng khoảng tỷ lệ hỗn hợp rơm rạ - gỗ tốt nhất để tạo ra ván là từ 20 – 30% [21]. Vì vậy, tôi lựa chọn khoảng tỷ lệ hỗn hợp rơm - gỗ để nghiên cứu là 15%, 20% , 25% , 30% và 35% cho cả ván một lớp và ván ba lớp. + Kiểm tra chất lượng sản phẩm: - Ván mẫu được kiểm tra chất lượng theo tiêu chuẩn TCVN 7756-1÷12 : 2007 (Ván gỗ nhân tạo – Phương pháp thử). - Các tính chất cơ lý được kiểm tra là: khối lượng thể tích; độ trương nở chiều dày; độ bền uốn tĩnh; mô đun đàn hồi uốn tĩnh; độ bền kéo vuông góc bề mặt. 1.5. Nội dung và phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu về đặc điểm, tính - Phương pháp lý thuyết: Tìm hiểu các tài chất của nguyên liệu rơm rạ, gỗ. liệu, các công trình trong nước và ngoài nước có liên quan, kế thừa các kết quả đã đạt được để mở rộng phạm vi nghiên cứu.
14 - Nghiên cứu mối quan hệ giữa - Phương pháp thực nghiệm: Đề tài chọn tỷ lệ hỗn hợp rơm - gỗ và khối phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố. Sử lượng thể tích (γ) của ván. dụng tiêu chuẩn TCVN 7756-4 : 2007 để kiểm tra chất lượng sản phẩm. - Nghiên cứu mối quan hệ giữa - Phương pháp thực nghiệm: Đề tài chọn tỷ lệ hỗn hợp rơm - gỗ và độ phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố. Sử trương nở chiều dày (TS) của dụng tiêu chuẩn TCVN 7756-5 : 2007 để ván. kiểm tra chất lượng sản phẩm. - Nghiên cứu mối quan hệ giữa - Phương pháp thực nghiệm: Đề tài chọn tỷ lệ hỗn hợp rơm - gỗ và cường phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố. Sử độ uốn tĩnh (MOR) của ván. dụng tiêu chuẩn TCVN 7756-6 : 2007 để kiểm tra chất lượng sản phẩm. - Nghiên cứu mối quan hệ giữa - Phương pháp thực nghiệm: Đề tài chọn tỷ lệ hỗn hợp rơm - gỗ và mô phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố. Sử đun đàn hồi uốn tĩnh (MOE) của dụng tiêu chuẩn TCVN 7756-6 : 2007 để ván. kiểm tra chất lượng sản phẩm. - Nghiên cứu mối quan hệ giữa - Phương pháp thực nghiệm: Đề tài chọn tỷ lệ hỗn hợp rơm - gỗ và độ bền phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố. Sử kéo vuông góc (IB) của ván. dụng tiêu chuẩn TCVN 7756-7 : 2007 để kiểm tra chất lượng sản phẩm. - Đánh giá kết quả thực nghiệm - Xử lý số liệu bằng phương pháp thống và xác định tỷ lệ hỗn hợp rơm - kê toán học. gỗ hợp lý.
15 1.6. Ý nghĩa của đề tài + Ý nghĩa về mặt lý luận: Nghiên cứu nhằm đánh giá được mức độ ảnh hưởng của tỷ lệ rơm trong hỗn hợp rơm - gỗ đến chất lượng ván. Qua đó cũng có thể đánh giá được ảnh hưởng của tỷ lệ rơm đến giá thành sản phẩm. + Ý nghĩa về mặt thực tiễn: Từ kết quả nghiên cứu xác định được tỷ lệ rơm phù hợp, đề xuất được các giải pháp về mặt công nghệ nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, góp phần đa dạng hoá nguồn nguyên liệu trong sản xuất ván dăm, hạ giá thành sản phẩm, tận dụng nguồn phế liệu trong sản xuất nông nghiệp, tăng thu nhập cho người nông dân, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
16 Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. Đặc điểm của gỗ Keo lai Theo tài liệu của GS.TS Lê Đình Khả [6] Keo lai tên gọi tắt để chỉ giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng (acacia mangium Will) và Keo lá tràm (Acacia auriculifomis). Giống Keo (Acacia) thuộc chỉ thực vật họ đậu (Leguminosae), họ phụ Trinh nữ (Mimosoideae). Giống lai tự nhiên này được Messrs Herburn và Shim phát hiện lần đầu vào năm 1972 trong số các cây Keo tai tượng trồng ven đường Sook telupid thuộc bang Sbah bah của Malaysia. Đến năm 1978, sau khi xem xét mẫu tiêu bản thực vật ở Queensland (Australia) Pedglay đã xác định đó là giống lai tự nhiên giữa Keo lai tượng và Keo lá tràm [6]. Vì có khả năng phát triển tốt, nên trong công trình nghiên cứu của mình Griffin – 1988 đã nhân giống bằng hom, nuôi cấy mô phân sinh. Sau 1 năm, cây mô cao tới 1,09m. Năm 1991, CyrilPinso và Robert Nasi, khi nghiên cứu về sự phát triển của cây keo lai đã nhận xét: “Gỗ của cây Keo lai là trung gian giữa Keo tai trượng và Keo lá tràm, có phần tốt hơn gỗ Keo tai tượng song có sự biến động lớn [6]. Keo lại được phát hiện ở Thái Lan (Kijika, 1992), ở Inđônesia năm 1992 đã bắt đầu nghiên cứu trồng Keo lai từ mô phân sinh, cùng Keo tai tượng, Keo lá tràm (Umboh et al, 1993). Keo lai tự nhiên còn tìm thấy trong vườn ươm Keo tai tượng (lấy giống từ Malaysia) của trạm nghiên cứu Jon – Pu của viện nghiên cứu Lâm nghiệp Đài Loan (KiangTao et al, 1998) và ở khu trồng Keo tai tượng tại Quảng Châu (Trung Quốc). Đến nay cây Keo lai đang được
17 trồng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới. Công việc nghiên cứu về sinh trưởng và sử dụng Keo lai cũng đang được nhiều quốc gia quan tâm. Ở nước ta, Keo lai được Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng (Viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam) phát hiện tại Ba Vì (Hà Tây), Đông Nam Bộ và Tân Tạo (Thành Phố Hồ Chí Minh), và lác đác ở Trung Bộ, Ở Tây Nguyên (Pleiku, Kon Hà Nừng), ở Hòa Bình, Phú Thọ, Tuyên Quang... Giống Keo lai đã được phát hiện và khảo nghiệm đợt 1 trong các năm 1993 đến 1995. Từ năm 1996 Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng đã phối hợp với đơn vị khác tiếp tục tiến hành các nghiên cứu về Keo lai. Các nghiên cứu này là chọn lọc thêm các cây Keo lai tự nhiên, xây dựng các dòng khảo nghiệm vô tính, tiến hành đánh giá tiềm năng bột giấy của Keo lai, khả năng cải tạo đất của Keo lai, cũng như tiến hành các khảo nghiệm các dòng Keo lai được chọn ở các vùng sinh thái khác nhau. Keo lai được phát hiện hầu như khắp các vùng sinh thái chính trong cả nước. Qua khảo nghiệm các dòng Keo lai được lựa chọn ở một số vùng sinh thái chính. Kết quả theo dõi sau 2-3 năm có thể thấy rằng Keo lai cũng giống như hai loại Keo bố mẹ có biên độ sinh thái rộng có thể gây trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau và nó đã được trồng khảo nghiệm ở một số vùng sinh thái trong cả nước. Các loại Keo lai do Hội đồng khoa học kỹ thuật của Bộ Lâm nghiệp (cũ) chọn và khuyến nghị đưa vào thử nghiệm. Kết quả cây Keo lai phát triển nhanh là: Hàm Yên (Tuyên Quang), Bình Thanh (Hòa Bình), Phú Lương (Thái Nguyên), Đông Hà (Quảng Trị), Long Thành (Đồng Nai)... Trong ba năm đầu có thể đạt năng suất 19-27m3/ha/năm. Những nơi Keo lai phát triển chậm như: Đại Lải (Vĩnh Phúc) chỉ đạt năng suất 5,7- 13,5m3/ha/năm. Đến năm 1999 GS.TS Lê Đình Khả đã công bố công trình
18 “Nghiên cứu sử dụng giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng và Keo lá tràm” [6]. Đặc điểm nổi bật của giống Keo lai là có ưu thế lai hết sức rõ rệt về sinh trưởng. Ưu thế này đã thể hiện rõ ở Ba Vì lẫn Đông Nam Bộ. Điều tra sinh trưởng tại rừng trồng Keo tai tượng có xuất hiện Keo lai tại Ba Vì cho thấy Keo lai có sinh trưởng nhanh hơn Keo tai tượng 1,2-1,6 lần về chiều cao và 1,3-1,8 lần về đường kính. Ở giai đoạn 4 tuổi rưỡi Keo lai có thể tích gấp hai lần Keo tai tượng. Tại Sông Mây (Đồng Nai), khi so sánh với Keo lá tràm cùng tuổi đã thấy Keo lai sinh trưởng hơn Keo lá tràm 1,3 lần về chiều cao, 1,5 lần về đường kính [6]. Hệ số biến động đường kính và chiều cao của Keo lai nhỏ hơn Keo tai tượng nhưng lớn hơn Keo lá tràm, nghĩa là ở vị trí trung gian giữa hai loại Keo này. Nói cách khác Keo lai còn có ưu điểm là đường kính và chiều cao đồng đều hơn Keo tai tượng, Cây lai vượt lên trên tán rừng Keo tai tượng, thân thẳng tròn đều, tán lá phát triển cân đối, ở một số nơi khác tại nước ta keo lai có tán xum xuê hơn Keo tai tượng, Song nhiều thân hoặc cành nhánh lớn và không ít trường hợp ngọn kém phát triển. Vì thế không phải cứ phát hiện ra Keo lai là có thể nhân giống đưa vào sản xuất được, mà phải qua một quá trình chọn lọc cẩn thận những cây sinh trưởng tốt nhất, vượt trội, đồng thời có nhiều tính ưu việt khác. Theo nghiên cứu của GS.TS Lê Đình Khả sau khi giống Keo lai được phổ biến, một số nơi đã dùng hạt của cây Keo lai đời F1 (tức dùng cây lai đời F2) để gieo ươm và gây trồng rừng mới. Kết quả những rừng trồng này vừa có tỷ lệ cây hôn tạp lớn vừa sinh trưởng kém, thậm chí còn kém hơn cả Keo Tai tượng. Vì vậy muốn giữ được tính đồng nhất và ưu thế lai của đời lai F1 của các dòng Keo lai ưu việt phải dùng biện pháp nhân giống bằng nuôi cấy mô phân sinh và giâm hom.
19 Từ chọn lọc và khảo nghiệm giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng và Keo lá tràm đã xác định được một số dòng keo lai có năng suất cao và có chất lượng thân cây thẳng đẹp. GS.TS Lê Đình Khả đã nghiên cứu lai giống nhân tạo bằng thụ phấn có kiểm soát là phương thức cho phép kết hợp các tình hình mong muốn trong một giống lai, làm cơ sở cho chọn giống trong các giai đoạn kế tiếp. Ngoài những nghiên cứu trên, còn có các nghiên cứu cơ bản về gỗ cây Keo lai: Nghiên cứu tình chất cơ vật lý của Keo lai do Phòng tài nguyên rừng thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam tiến hành hầu hết các tình chất cơ vật lý như độ co rút, độ hút ẩm, lực chống uốn tĩnh, lực chống uốn va đập, lực chống trượt và lực trống tách của Keo lai 5 tuổi tại Ba Vì [11] cho kết quả như sau: - Độ co rút thể tích: 5,80 % - Độ co rút xuyên tâm: 1,43 % - Độ co rút tiếp tuyến: 4,05 % - Hệ số co rút thể tích: 0,39 % - Độ hút ẩm: 25,8 % - Nén dọc: 417 kg/cm2 - Uốn tĩnh xuyên tâm: 1022 kg/cm2 - Uốn tĩnh tiếp tuyến: 1003 kg/cm2 - Uốn va đập xuyên tâm: 0,67 kg/cm2 - Uốn va đạp tiếp tuyến: 0,66 kg/cm2 - Trượt dọc xuyên tâm: 111 kg/cm2