1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, sản xuất nhiều loại ván ép trong nước phải hạn chế do sử dụng keo
Phenol – Formandehyde và keo Ure – Formandehyde gây độc hại hoặc nếu sử dụng
phải nhập khẩu các loại ván thân thiện môi trường, nghiên cứu tìm ra các loại keo
khác ít độc hại hơn. Bên cạnh đó, trên thế giới, A.xylinum và BC đã được nghiên
cứu nhiều và cho thấy tiềm năng ứng dụng độc đáo. Đặc biệt BC có nhiều ưu điểm
khi sử dụng như biopolymer làm vật liệu mới trong các lĩnh vực khác nhau ngoài
thực phẩm như: y học, khoa học vật liệu, mỹ thuật,…A.xylinum là một loại vi
khuẩn có trong sinh khối của thạch dừa, mà thành phần chủ yếu là cellulose nên gọi
là cellulose vi khuẩn (Bacterial Cellulose – BC).
Tuy nhiên, hướng nghiên cứu sử dụng thạch dừa có pha tinh bột làm tác nhân
kết dính với các nguồn phế liệu nông lâm nghiệp để tạo các vật liệu có giá trị hơn
còn ít. Các nghiên cứu đầu tiên của nhóm cộng tác viên trường Đại học Khoa học
Tự nhiên - ĐH Quốc gia TP. Hồ Chí Minh đã cho những kết quả khả quan, cần tiếp
tục hoàn thiện sản phẩm và xây dựng quy trình công nghệ cho sản xuất lớn.
Nhiều nhà báo khoa học nước ngoài thông báo về các kết quả nghiên cứu
một cách toàn diện về thạch dừa như cấu trúc thạch dừa, các dạng cellulose kết
tinh, tính chất lý hóa như độ tinh khiết, các kiểu lên men,…đồng thời, các nghiên
cứu cho thấy thạch dừa có nhiều ứng dụng rộng rãi, đặc biệt trong việc dùng làm
vật liệu mới (R. Malcolm Brown, 2001).
Tạo nguồn tiêu thụ ổn định cho thạch dừa Bến Tre, nơi có hàng trăm cơ sở
sản xuất từ nước dừa già, nhưng tiêu thụ không ổn định do bị ép giá. Ngoài ra, có
thể mở rộng sản xuất thạch dừa ở nhiều địa điểm khác nhau bằng mật rỉ đường gần
các cơ sở sản xuất ván ép. Như vậy sẽ tạo thêm việc làm góp phần xóa đói giảm
nghèo ở nông thôn, nơi có nguồn nguyên liệu dồi dào cho sản xuất các chế phẩm
kết dính bằng thạch dừa.
Tuy nhiên, ý tưởng và các sản phẩm đề tài đều mới so với trong nước và trên
thế giới. Nhiều sản phẩm tương tự ván ép, nhưng cách sản xuất có nhiều điểm khác
cơ bản, cũng như các chỉ tiêu đánh giá cũng khác nhau. Điều này đặt vấn đề xây
2
dựng quy trình công nghệ mới, mà việc tiến tới thương phẩm phải có quá trình tiếp
tục thử nghiệm và hoàn thiện quy trình.
Dựa vào nhu cầu thực tiễn sử dụng của người tiêu dùng và sự phát triển của
ngành công nghệ sinh học, trong việc phát hiện ra khả năng kết dính của sinh khối
Cellulose vi khuẩn với các loại phế liệu nông lâm nghiệp. Có thể khẳng định rằng,
chất kết dính thạch dừa với ưu điểm giá thành không cao, lại dễ phân hủy sinh học
và không độc hại có thể thay thế cho các loại keo hóa học trong sản xuất ván nhân
tạo nói chung và ván dăm nói riêng. Quá trính nghiên cứu xác định các thông số
công nghệ trong sản xuất ván dăm sử dụng chất kết dính thạch dừa có pha tinh bột
là một hướng đi thật cần thiết và cần nhanh chóng hoàn thiện quy trình.
Ưu điểm giá thành không cao, lại dễ phân hủy sinh học và không độc hại có
thể thay thế cho các loại keo hóa học trong sản xuất ván nhân tạo nói chung và ván
dăm nói riêng. Chính vì vậy tôi đã chọn đề tài: “Bước đầu nghiên cứu công nghệ
sản xuất ván dăm sử dụng dăm gỗ phế liệu xà cừ và chất kết dính thạch dừa có
pha tinh bột”.
3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ VÁN DĂM
1.1.1. Lịch sử nghiên cứu và sản xuất sản phẩm ván dăm
1.1.1.1. Trên thế giới
Trong lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất ván nhân tạo, ván dăm đã được đề cập từ
thế kỷ XIX. Ý tưởng ban đầu của ông Arst Hubbar người Đức vào năm 1887, ông
đã đề xuất phương án sản xuất ván dăm từ mùn cưa và keo albumin. Đầu thế kỷ 20
các nhà khoa học của Anh và Đức đã sử dụng mạt cưa, gỗ vụn trong cưa xẻ gỗ,
trộn với keo để tạo ra tấm ván lớn và sau đó đã đề xuất công nghệ sản xuất sản
phẩm dạng tấm với lớp lõi là gỗ vụn, mạt cưa, lớp ngoài là ván bóc. Lúc đầu, sản
phẩm không được chú ý. Và phải đến gần giữa thế kỷ 20 giới nghiên cứu mới quan
tâm trở lại. Khoảng năm 1935 Sansonow nghiên cứu ván dăm có kích thước dăm
dài, xếp lớp như ván dán, là cơ sở ban đầu cho ván dăm định hướng sau này. Năm
1936, E.C. Loetscher đã tiến hành nghiên cứu các thông số sản xuất ván dăm và hệ
thống thiết bị đồng bộ. Năm 1936 đến 1937 xưởng ván dăm đầu tiên trên thế giới
mới được xây dựng tại Đức, có tên là Torfit. Nguyên liệu sản xuất là mạt cưa gỗ
vụn và keo phenol. Năm 1938 Tiệp khắc xây dựng xưởng ván dăm Dias. Năm 1939
pháp công bố số liệu về tính chất cơ lý của ván dăm, bước đầu đánh giá chất lượng
ván dăm và là nước đi đầu trong sản xuất ván dăm 3 lớp. Năm 1941, Thụy điển
cũng phát triển loại hình sản phẩm này. Năm 1942, Công ty Farley – Loetscher xây
dựng nhà máy ván dăm đầu tiên ở Mỹ. Sản phẩm của công ty này có tên Loctex
(ván không phủ mặt) Và Faloctex (ván có phủ mặt). Khối lượng thể tích của ván từ
(0,7÷0,8)g/cm3. Tại Liên xô, năm 1955, lần đầu tiên một phân xưởng sản xuất ván
dăm nhỏ thuộc nhà máy gỗ dán xây dựng UFA được đưa vào hoạt động. Đến năm
1957 hai dây chuyền ép ván dăm kiểu liên tục đặt mua của Anh bắt đầu hoạt động.
Từ năm 1959 đến 1990, Liên xô tự chế tạo máy và thiết bị sản xuất ván dăm đồng
bộ, tổng số khoảng 40 dây chuyền công suất 25.000 m3/năm. Những dây chuyền do
Liên xô tự chế tạo ban đầu hoạt động không ổn định. Đến năm 1965, dây chuyền ở
4
Подрезково (quận Химкински – Москвa) do Liên xô chế tạo và lắp đặt lần đầu
tiên đạt công suất thiết kế. Vào năm 1970 đến 1980 các nhà khoa học Liên Xô cũa
đã chế tạo ván dăm chậm cháy. Ván dăm có nhiều nghiên cứu nâng cao chất lượng
ván và đa dạng hóa nguồn nguyên liệu, các loại ván dăm chịu nhiệt chịu ẩm, ván
dăm có độ bền cơ học cao được ra đời từ nghiên cứu về ván dăm gỗ, ván dăm tre và
dăm tre gỗ kết hợp. Sau đó, ngành công nghiệp sản xuất ván dăm lắp đặt thêm 51
dây chuyền. Nhưng do lỗi kỹ thuật, nên mức sản xuất ván dăm giảm nhiều và chỉ
đạt 2 triệu m3 năm 1998. Năm 2003: có 38 dây chuyền với công suất thiết kế/công
suất thực tế: 3.868.000 m3/3.176.000 m3. Năm 2004: 38 dây chuyền với công suất
thiết kế/công suất thực tế: 4.011.000 m3/3.626.000 m3; năm 2005: lắp đặt 39 dây
chuyền, công suất thiết kế/công suất thực tế: 4.098.000 m3/3930.000 m3. Năm 2006:
lắp 44 dây chuyền, công suất thiết kế/công suất thực tế: 5.275.000 m3/4.717.000 m3.
Năm 2007: 45 dây chuyền, công suất thiết kế: 6.209.000 m3/ công suất thực tế:
5.170.000 m3. Năm 2007 nước Nga đã sản xuất 7,2 triệu m3 gỗ ván nhân tạo, không
kể ván dán. Riêng sản lượng ván dăm công suất thiết kế/công suất thực tế là
6.209.000 m3/5.170.000 m3 (theo Wood- Based and Their Future – A.Leonovich và
A.Voropaev).
Năm 1993, An Tô Châu (Hội Khoa học kỹ thuật Bộ Lâm Nghiệp, Trung
Quốc) đã nghiên cứu “Công nghệ và tính chất của ván dăm tre định hướng”, tác giả
đã đi sâu nghiên cứu ảnh hưởng của tinh tre và ruột tre đến tính chất ván và đã kết
luận những yếu tố cấu tạo tre đã không làm ảnh hưởng đến tính chất ván.
Năm 1994, Hua – Yukun nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất
ván dăm định hướng từ nguyên liệu tổng hợp tre và gỗ bạch dương (Composite
Oriented Stands Board, Composite OSB) các tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởng của
chủng loại keo, chiều dày ván dăm, tỷ kệ lượng dăm tre và gỗ, dạng cấu trúc ván
đến một số chỉ tiêu chất lượng ván. Tác giả đưa ra một số kết luận: keo P – F
(Phenol Formaldehyde) và U – F (Ure Formaldehyde) có thể sử dụng làm chất kết
dính sản xuất ván OSB từ tre và gỗ Bạch Dương đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng
ván tương đương. Ván dăm từ nguyên liệu gỗ Vân sam và một số loại gổ mềm khác
5
được sản xuất theo keo phenol, với ván suất ép P = (80 ÷ 100)Kg/cm2, nhiệt độ ép
T = 100oC, tỷ lệ keo (8 ÷ 10)%, với hai cỡ chiều dài 4mm và 25mm, khối lượng thể
tích ván từ 0,8 đến 1,1g/cm3: độ bền uốn tĩnh của ván đạt (200÷500)Kg/cm2.
Có thể nói, ngành công nghiệp ván dăm trên thế giới thực sự phát triển sau
khi chiến tranh thế giới thứ 2 kết thúc. Từ 1952 đến 1957 sản lượng ván dăm trên
thế giới tăng hơn 10 lần. Và phát triển liên tục từ đó đến nay.
1.1.1.2. Tại Việt Nam
Sản phẩm ván dăm xuất hiện ở Việt nam hơi muộn, nên những nghiên cứu về
ván dăm cũng chỉ bắt đầu từ những năm bảy mươi của thế kỷ trước.
Ván dăm xuất hiện ở Việt nam vào những năm đầu thập kỷ 70 của thế kỷ
trước, nhưng không phát triển. Năm 1972 một dây chuyền sản xuất ván dăm có
công suất 1000m3 / năm của Cộng hòa dân chủ Đức viện trợ được lắp đặt tại Quảng
Ninh. Năm 1974 dây chuyền ván dăm do Thụy điển viện trợ cũng có công suất
1000m3 / năm lắp đặt tại Việt Trì. Cả hai dây chuyền này đều có chung một đặc
điểm là không đưa được sản phẩm ra thị trường. Cũng vào thời điểm này, ở miền
Nam, tại Tân mai, Biên hòa một dây chuyền sản xuất ván dăm theo phương pháp ép
đẩy đã lắp đặt nhưng chưa đưa vào hoạt động. Trên thực tế, đến những năm 80 của
thế kỷ 20 ngành sản xuất ván dăm của Việt nam vẫn ở mức không. Chỉ từ những
năm 1990, ván dăm ở Việt nam mới được chú ý sản xuất và liên tục phát triển cho
đến nay. Năm 1994, Nhà máy đường Hiệp Hòa – Long An lắp đặt phân xưởng sản
xuất ván dăm với máy và thiết bị nhập toàn bộ từ Trung quốc. Năm 1995 tổ chức
sản xuất sản phẩm ván dăm từ phế liệu bã mía, sản lượng 5000m3, và đến năm
1998 sản lượng được nâng lên 8500 m3 / năm sử dụng thêm nguyên liệu gỗ điều và
bạch đàn. Đến năm 2005 nhà máy đường La Ngà, Đồng Nai, tổ chức lắp đặt dây
chuyền máy thiết bị sản xuất ván dăm từ bã mía nhập đồng bộ từ Trung quốc có
công suất 5000 m3/năm và tiến hành sản xuất vào năm 2007. Cũng năm 2007,
Tổng công ty Lâm Nghiệp Việt nam đưa dây chuyền ván dăm gỗ nhập từ Trung
quốc, lắp đặt tại Phú Xá, thành phố Thái nguyên, tỉnh Thái nguyên đi vào sản xuất.
Những nhà máy nêu trên đều hoạt động có hiệu quả, chất lượng sản phẩm có sức