Tải bản đầy đủ

XÂY DƢNG CHÊ ĐÔ SÂY GÔ XA CƢBĂNG PHƢƠNG PHAP SÂY CHÂN KHÔNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
****************

NGUYỄN THANH TÂM

XÂY DƢ̣NG CHẾ ĐỘ SẤY GỖ XÀ CƢ̀BẰNG
PHƢƠNG PHÁP SẤY CHÂN KHÔNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN LÂM SẢN

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 6/2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
****************

NGUYỄN THANH TÂM


XÂY DƢ̣NG CHẾ ĐỘ SẤY GỖ XÀ CƢ̀BẰNG
PHƢƠNG PHÁP SẤY CHÂN KHÔNG

Ngành: Công Nghê ̣ Chế Biế n Lâm Sản

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn : PGS.TS. PHẠM NGỌC NAM

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 6/2013


LỜI CẢM ƠN
Xin gửi lời chân thành cảm ơn sâu sắc tới:
 Ban giám hiệu cùng toàn thể thầy cô trường đại học Nông Lâm thành phố Hồ
Chí Minh.
 Quý thầy cô khoa Lâm Nghiệp, đặc biệt là bộ môn Chế Biến Lâm Sản đã tận
tình giảng dạy, truyền đạt lại những kiến thức giúp tôi thực hiện đề tài này.
 PGS.TS. Phạm Ngọc Nam, người đã hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình học tập cũng như thời gian thực hiện đề tài.
 Ban lãnh đạo, các anh chị phòng kỹ thuật cùng toàn thể anh chị em công nhân
viên Trung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản – Giấy và bột giấy trường đại
học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực
hiện và hoàn thành đề tài này.
 Xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn ở bên cạnh động viên và hỗ trợ tôi
trong những năm học tại trường.

Xin chân thành cảm ơn!
TP.HCM, tháng 07 năm 2013

Sinh viên: Nguyễn Thanh Tâm

i


TÓM TẮT
Đề tài đƣợc thực hiện tạiTrung tâm nghiên cứu Chế biến lâm sản – Giấy và bột
giấy trƣờng đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, thời gian từ ngày 01/03/2013
đến 30/5/2013. Phƣơng pháp nghiên cứu: sử dụng phƣơng pháp nghiên cứu thực
nghiệm, xử lý số liệu trên phần mềm Statgraphic 7.0 và phần mềm Excel.
Gỗ Xà Cừ (Khaya senegalensis) có khối lƣợng thể tích cơ bản 0,58 g/cm3, độ
hút ẩm 13,13 % (40 ngày), độ hút nƣớc 99,65 % (40 ngày). Tỷ lệ dãn nở tiếp tuyến
6,88 %, Tỷ lệ dãn nở xuyên tâm 3,94 %; độ ẩm bảo hòa21,53 %. Ứng suất nén dọc
394,13 (kG/cm2), ứng suất nén ngang thớ toàn bộ tiếp tuyến 131,92 (kG/cm2), ứng suất
uốn tĩnh 888,61 (kG/cm2).
Kết quả nghiên cứu: tìm ra đƣợc chế độ sấy thích hợp cho loại gỗ Xà Cừ bằng
phƣơng pháp sấy chân không. Kết quả nghiên cứu xác định đƣợc chế độ sấy chân
không tối ƣu khi sấy gỗ xà cừ ở nhiệt độ sấy 51,10C và thời gian xử lý ban đầu là 4,97
giờ thì tỷ lệ khuyết tật gỗ xà cừ là 4,1% và thời gian sấy là 120,7 giờ.Khi sấy ở nhiệt độ
thích hợp và có khoảng thời gian xử lý ban đầu hợp lý thì sẽ rút ngắn đƣợc thời gian
sấy.

ii


SUMMARY
This study was conducted at Research Center Processing of forest products Paper and pulp of Agriculture and Forestry University, Ho Chi Minh City, day period
from 03/01/2013 to 05/30/2012.Research methods: using empirical research methods,
data processing on Statgraphic 7.0 software and Excel software.
Nacre wood (Khaya senegalensis)is basically a volume 0,58 g/cm3, the
hygroscopicity of 13,13% (40 days), 99.65% water absorption (40 days).Expansion
rate of 6,88% tangential, radial expansion rate of 3,94%, 21,53% moisture saturation.
394,13 longitudinal compressive stress (kg/cm2), the horizontal compressive stress
fibers whole tangent 131,92 (kG/cm2), static bending stress 888,61 (kG/cm2).
Research results: find a suitable drying regimes for Nacre wood by vacuum
drying method. Research results identified a vacuum drying mode optimal nacre wood
drying in the drying temperature 51,1oC and initial processing time is 4,97 hours, the
rate of white eucalyptus disability is 4,1% and drying time is 120,7 hours. When dried
at the proper temperature and processing time is reasonable will initially shorten the
drying time.

iii


MỤC LỤC

Trang
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... i
TÓM TẮT ....................................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC HÌNH ..........................................................................................vii
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................viii
Chƣơng 1 MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 1
1.1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu. .............................................................. 1
1.2. Mục đích nghiên cứu. ...................................................................................... 2
1.3. Mục tiêu nghiên cứu. ....................................................................................... 2
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của vấn đề nghiên cứu. ..................................... 2
1.4.1.

Ý nghĩa khoa học. .................................................................................. 2

1.4.2.

Ý nghĩa thực tiễn. .................................................................................. 2

Chƣơng 2 TỔNG QUAN .............................................................................................. 4
2.1. Tình hình sấy gỗ trên thế giới. ......................................................................... 4
2.1.1.

Phƣơng pháp hong phơi tự nhiên. .......................................................... 4

2.1.2.

Phƣơng pháp sấy kỹ thuật. ..................................................................... 4

2.1.3.

Sấy gỗ bằng phƣơng pháp sấy chân không trên Thế giới. ...................... 8

2.2. Tình hình nghiên cứu về sấy gỗ ở Việt Nam. ................................................. 18
2.3. Lý thuyết về công nghệ sấy chân không. ....................................................... 21
2.4. Một số đặt tính của gỗ Xà Cừ. ....................................................................... 23
2.4.1.

Các đặc điểm cấu tạo gỗ liên quan đến sấy. ......................................... 23

iv


2.4.2.

Cấu tạo gỗ Xà Cừ. ............................................................................... 25

2.4.3.

Tính chất vật lý. ................................................................................... 26

2.4.4.

Tính chất cơ học. ................................................................................. 28

Chƣơng 3 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................... 30
3.1. Nội dung nghiên cứu. .................................................................................... 30
3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu. .............................................................................. 30
3.2.1.

Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết. ...................................................... 30

3.2.2.

Phƣơng pháp thực nghiệm sấy chân không gỗ xà cừ. ........................... 31

Chƣơng 4 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN ........................................................................ 37
4.1. Kết quả sấy chân không thực nghiệm gỗ Xà Cừ. ........................................... 37
4.1.1.

Chọn yếu tố đầu vào. ........................................................................... 38

4.1.2.

Chọn yếu tố đầu ra............................................................................... 39

4.1.3.

Thí nghiệm. ......................................................................................... 41

4.1.4.

Thực nghiệm sấy chân không gỗ Xà Cừ. ............................................. 41

4.2. Đánh giá quy trình sấy chân không. ............................................................... 44
Chƣơng 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 46
5.1. Kết luận. ........................................................................................................ 46
5.2. Kiến nghị....................................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 48
PHỤ LỤC................................................................................................................... 50

v


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Ý nghĩa

SCK

Sấy chân không

Wo

Sức hút ẩm

Wn

Sức hút nƣớc

D

Khối lƣợng thể tích của gỗ

Yt

Tỷ lệ dãn nở tiếp tuyến

Yx

Tỷ lệ dãn nở xuyên tâm

Yl

Tỷ lệ dãn nở dọc thớ

Yvdn

Tỷ lệ dãn nở thể tích

Kv

Hệ số dãn nở thể tích

Kt

Hệ số dãn nở tiếp tuyến

Kx

Hệ số dãn nở xuyên tâm

Kl

Hệ số dãn nở dọc thớ

Wbh%

Điểm bão hòa thớ gỗ

σnd

Ứng suất nén dọc thớ

σnn

Ứng suất nén ngang thớ

σkd

Ứng suất kéo dọc thớ

σtd

Ứng suất trƣợt dọc thớ

σtn

Ứng suất trƣợt ngang thớ

σut

Ứng suất uốn tĩnh

P

Lực tách

t

Nhiệt độ

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2. 1: Đƣờng cong thể hiện sự phụ thuộc của áp suất- nhiệt độ sôi của nƣớc. ........ 8
Hình 2. 2: Bô ̣ phâ ̣n cung cấ p nhiê ̣t trong kiể u sấ y đố i lƣu da ̣ng buồ ng sấ y tròn ............. 9
Hình 2. 3: Máy sấy chân không Model ESC của công ty ISVE. .................................. 11
Hình 2. 4: Máy sấy chân không Model ES của công ty ISVE. .................................... 12
Hình 2. 5: Máy sấy chân không Model ES Junior 4/5 của công ty ISVE. .................... 13
Hình 2. 6: Máy sấy chân không Model EM của công ty ISVE. ................................... 13
Hình 2. 7: Máy sấy chân không Model EM2V. ........................................................... 14
Hình 2. 8: Máy sấy chân không của công ty RAPID LUMBER INC. ......................... 14
Hình 2. 9: Máy sấy chân không của công ty IZHEVSK ELECTROMECHANICAL. . 15
Hình 2. 10: Máy sấy chân không kết hợp sấy cao tần .................................................. 15
Hình 2. 11: Máy sấy chân không của công ty FORINTEK.......................................... 16
Hình 2. 12: Máy sấy chân không của công ty VACUTHERM. ................................... 17
Hình 2. 13: Đồ thị trạng thái của nƣớc theo nhiệt độ và áp suất. ................................. 22
Hình 2. 14: Đƣờng cong thể hiện sự phụ thuộc của áp suất-nhiệt độ sôi của nƣớc. ..... 23
Hình 3. 1: Mô hình máy sấy chân không. …………………………………………… 33
Hình 3. 2: Sơ đồ đối tƣợng nghiên cứu. ...................................................................... 35

vii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 4. 1: Mức và khoảng biến thiên của các yếu tố nghiên cứu. ............................... 41
Bảng 4. 2: Ma trận thí nghiệm và kết quả nghiên cứu SCK gỗ Xà Cừ. ........................ 41
Bảng 4. 3: Kế t quả tiń h toán tố i ƣu hàm mô ̣t mu ̣c tiêu của gỗ Xà Cừ. ......................... 43
Bảng 4. 4: Kế t quả tính toán tố i ƣu hóa hàm đa mu ̣c tiêu của gỗ Xà Cừ. ..................... 44

viii


Chƣơng 1
MỞ ĐẦU
1.1.

Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu.
Hiện nay, trong tình hình nền kinh tế Thế Giới đang dần hồi phục sau thời kì

khủng hoảng suy thoái 2008. Ngành chế biến lâm sản nƣớc ta đã có bƣớc phát triển
mạnh, dần đáp ứng nhu cầu trong nƣớc và đóng góp ngày càng lớn vào kim ngạch xuất
khẩu. Nếu nhƣ năm 2000 cả nƣớc chỉ có 1.200 doanh nghiệp chế biến gỗ thì đến năm
2009 con số này đã tăng đến 2.500, cách đây 10 năm, giá trị kim ngạch xuất khẩu sản
phẩm gỗ của Việt Nam chỉ có 219 triệu USD thì đến năm 2012 đã đạt đến 4,67 tỷ
USD, tăng hơn 10 lần và đã vƣơn lên chiếm vị trí thứ 5 trong những mặt hàng xuất
khẩu chủ chốt của Việt Nam. Tuy nhiên, ngành chế biến lâm sản và đồ gỗ của nƣớc ta
vẫn còn nhiều tồn tại và đó chính là tác nhân gây ách tắc cho sự phát triển.Theo đó, sức
cạnh tranh của các doanh nghiệp cũng ngày càng gay gắt hơn, tất cả các doanh nghiệp
cần phải tổ chức lại sản xuất đổi mới công nghệ, thiết bị để giảm giá thành sản xuất,
tăng chất lƣợng sản phẩm, tăng sức cạnh tranh trên thị trƣờng thế giới. Trong quá trình
chế biến gỗ thì sấy gỗ là khâu quan trọng tốn nhiều thời gian và chi phí. Sấy là quá
trình xử lý nhiệt nhằm làm bay hơi nƣớc trong nguyên liệu, giảm độ ẩm của nguyên
liệu đến độ ẩm theo yêu cầu sử dụng. Đây là khâu công nghệ quan trọng nhất góp phần
vào việc nâng cao giá trị sử dụng và chất lƣợng sản phẩm, đặc biệt là các sản phẩm
xuất khẩu. Khác với nhiều loại vật liệu khác, gỗ là vật liệu hữu cơ bất đẳng hƣớng theo
các chiều thớ, kích thƣớc, chủng loại. Trong quá trình sấy có hai giai đoạn sấy với tốc
độ giảm ẩm khác nhau, là giảm ẩm không đổi và giảm ẩm giảm dần. Vì vậy, khi sấy
không những chỉ chọn chế độ nhiệt hợp lý mà còn phải khống chế môi trƣờng ẩm của

1


không khí theo từng giai đoạn. Chọn chế độ sấy thích hợp chính là tìm giải pháp vừa
đảm bảo chất lƣợng sản phẩm, đồng thời rút ngắn thời gian sấy.
Trong quá trình sấy, tốc độ sấy nhanh hay chậm, chất lƣợng sản phẩm tốt hay
xấu còn đƣợc quyết định bởi chính đối tƣợng nguyên liệu sấy và thiết bị sấy. Đối tƣợng
nguyên liệu sấy đƣợc đặc trƣng bởi các đặc điểm cấu tạo và tính chất cơ lý của
nó.Công nghệ sấy gỗ kiểu chân không là một trong những phƣơng pháp đã đƣợc ứng
dụng thành công ở rất nhiều nƣớc trên thế giới với nhiều ƣu điểm nhƣ thời gian sấy
giảm so với kiểu sấy quy chuẩn, giảm khuyết tật gỗ sấy và giảm chi phí sấy. Chính vì
thế “Xây dƣ̣ng chế đô ̣ sấy gỗ xà cừ bằng phƣơng pháp sấ y chân không” là một giải
pháp khả thi và rất cần thiết giúp nâng cao hiệu quả sản xuất.
1.2.

Mục đích nghiên cứu.
Mục đích nghiên cứu của đề tài là xây dựng quy trình công nghệ sấy gỗ xà cừ

bằng phƣơng pháp sấy chân không.
1.3.

Mục tiêu nghiên cứu.
Để đạt đƣợc mục đích đề ra, đề tài tập trung nghiên cứu các mục tiêu sau:Xác

định những yếu tố công nghệ ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm sấy chân không.Xây
dựng đƣợc quy trình công nghệ sấy chân không cho gỗ xà cừ.Tìm ra đƣợc chế độ sấy
tối ƣu trong các quá trình công nghệ sấy gỗ xà cừ.
1.4.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của vấn đề nghiên cứu.

1.4.1. Ý nghĩa khoa học.
Luận văn nêu ra các vấn đề cốt yếu về lý thuyết công nghệ sấy gỗ chân không
với các trang thiết bị và điều kiện sản xuất của Việt Nam.
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn.
Tìm ra chế độ sấy tối ƣu, từ đó nâng cao chất lƣợng gỗ xà cừ phục vụ sản xuất
đồ mộc xuất khẩu. Đƣa vào ứng dụng trong thực tế để giúp cho ngành sấy Việt Nam có
một bƣớc phát triển mới.

2


Kết quả của đề tài có thể đƣa ra áp dụng đại trà ngoài sản xuất để nâng cao chất
lƣợng các sản phẩm gỗ sau khi sấy.

3


Chƣơng 2
TỔNG QUAN
2.1.

Tình hình sấy gỗ trên thế giới.
Qua tài liệu tham khảo cho thấy rằng ở những nƣớc có nền công nghiệp phát

triển đều có ngành công nghiệp chế biến gỗ tiên tiến, trong đó khâu sấy gỗ gần nhƣ
đƣợc hoàn thiện về mặt thiết bị và công nghệ. Công nghệ đã hoàn thiện đến mức mà
những chỉ tiêu kỹ thuật và công nghệ trở thành tiêu chuẩn hoá quốc gia (chế độ sấy,
tiêu chuẩn về thiết bị và tiêu chuẩn kiểm phẩm...). Tại các nƣớc có nền công nghiệp
đang phát triển, tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội mà công nghệ và thiết
bị sấy gỗ đƣợc ứng dụng một cách đa dạng, phù hợp với từng vùng. Tuy nhiên, về
phƣơng pháp chung, sấy gỗ bao gồm phƣơng pháp hong phơi tự nhiên và phƣơng pháp
sấy kỹ thuật.
2.1.1. Phƣơng pháp hong phơi tự nhiên.
Phƣơng pháp hong phơi tự nhiên có ƣu điểm là tận dụng nguồn năng lƣợng tự
nhiên, vốn đầu tƣ ít, thao tác đơn giản nhƣng thƣờng có nhƣợc điểm nhƣ thời gian
hong phơi dài, dễ bị nứt nẻ bị côn trùng nấm mốc gây hại và độ ẩm không đáp ứng yêu
cầu sử dụng, diện tích kho bãi hong phơi lớn, điều kiện thời tiết thƣờng thay đổi, việc
hong phơi không đƣợc thực hiện liên tục làm ảnh hƣởng đến kế hoạch sản xuất. Ở hầu
hết các nƣớc, phƣơng pháp hong phơi tự nhiên đƣợc xem nhƣ là một phƣơng pháp tiền
sấy (sấy sơ bộ), nhằm giảm độ ẩm của nguyên liệu trƣớc khi đƣa vào sấy công nghiệp,
tiết kiệm đƣợc một lƣợng năng lƣợng đáng kể cho quá trình sản xuất, góp phần nâng
cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất kinh doanh.
2.1.2. Phƣơng pháp sấy kỹ thuật.

4


a.Sấy qui chuẩn (còn gọi là sấy truyền thống).
Sấy quy chuẩn còn gọi là sấy gián tiếp. Là phƣơng pháp sấy đối lƣu cƣỡng bức
gián tiếp dùng khí đốt, hiện nay vẫn là một phƣơng pháp sấy khá phổ biến trong sấy gỗ
ở hầu hết các nƣớc trên thế giới. Với phƣơng pháp sấy này, gỗ đƣợc gia nhiệt thông
qua môi trƣờng sấy. Nguồn cung cấp nhiệt (gia nhiệt) cho môi trƣờng sấy và gỗ nằm
trong môi trƣờng sấy đƣợc làm nóng lên thông qua hiện tƣợng truyền nhiệt, thực hiện
quá trình bay hơi và gỗ sẽ khô dần đi. Môi trƣờng sấy đƣợc sử dụng ở đây chủ yếu là
không khí. Khi thay đổi trạng thái của môi trƣờng sấy sẽ làm thay đổi tốc độ khô của
vật liệu sấy (gỗ). Trạng thái của môi trƣờng sấy đƣợc điều tiết thông qua các quá trình
gia nhiệt, qua đó điều tiết đƣợc quá trình khô của gỗ phù hợp với từng loại gỗ và qui
cách gỗ sấy.
Ưu điểm: So với các phƣơng pháp sấy trên thì phƣơng pháp sấy qui chuẩn
không đòi hỏi cao về đầu tƣ trang thiết bị (sản xuất trong nƣớc), dễ vận hành, chi phí
thấp hơn dẫn đến giá thành sản phẩm thấp. Nguồn cung cấp nhiệt là các nhiên liệu củi
đốt hoặc than... có giá thành rẻ rất nhiều so với điện.
Nhược điểm: Khó sấy đƣợc những sản phẩm đã hoàn chỉnh có hình thù đặc biệt,
nhƣ đồ gỗ mỹ nghệ, chạm trổ….
b. Sấy ngƣng tụ ẩm.
Sấy ngƣng tụ ẩm cũng thƣờng đƣợc dùng để sấy các loại vật liệu khác nhau.
Không khí nóng và ẩm sau khi đi qua gỗ trong lò sấy, phần lớn sẽ đƣợc hút qua giàn
lạnh. Hơi nƣớc trong không khí sẽ ngƣng tụ lại thành nƣớc, và qua máng hứng nƣớc
ngƣng tụ dẫn ra ngoài. Không khí lạnh chứa hàm lƣợng ẩm thấp này sau khi đƣợc làm
nóng sẽ trở nên rất khô (có độ ẩm tƣơng đối thấp) sẽ đi qua gỗ và làm cho gỗ khô. Sau
khi qua gỗ, do nƣớc trong gỗ thoát ra sẽ làm cho không khí trở nên ẩm và quá trình sấy
đƣợc lặp lại, chu trình biến đổi trạng thái nhƣ trên.
Ưu điểm: Sấy đƣợc những loại gỗ khó sấy, gỗ cứng và dày.

5


Nhược điểm: Chi phí đầu tƣ thiết bị lớn và giá thành sấy cao, do nhiệt lƣợng
dùng trong sấy là điện. Năng suất sấy tƣơng đối thấp, độ ẩm cuối cùng khó xuống thấp.
c. Sấy cao tần.
Sấy gỗ trong từ trƣờng điện xoay chiều có tần số cao đƣợc gọi là sấy cao tần.
Trong phƣơng pháp sấy cao tần này, gỗ ƣớt là một chất điện môi nằm giữa 2 tấm bản
cực. Các tấm bản cực đóng vai trò chuyển tải sóng điện từ cao tần. Tần số ở đây nằm
trong khoảng từ 3 đến 50 MHz. Với phƣơng pháp sấy cao tần, quá trình hấp thu nhiệt
phụ thuộc vào hệ số điện môi, do hiện tƣợng cảm ứng điện từ xoay chiều của chất điện
môi (gỗ), làm cho trong gỗ ở vị trí nào ẩm nhất sẽ đƣợc làm nóng nhanh nhất và mạnh
nhất. Nếu đầu tiên ẩm độ trong gỗ phân bố đều trên toàn bộ thanh gỗ, thì trong sấy cao
tần gỗ sẽ đƣợc làm nóng đồng đều. Nhƣng do trong quá trình khô, ẩm trên lớp gỗ bề
mặt bay hơi và khuyết tán ra ngoài không khí, sẽ làm cho lớp gỗ mặt ngoài lạnh hơn
(do hiện tƣợng thu nhiệt của quá trình bay hơi). Qua đó hình thành chênh lệch nhiệt độ
giữa bên ngoài và bên trong gỗ. Nhƣ vậy chiều chuyển dịch của dòng nhiệt sẽ là chiều
từ trong ra ngoài và trùng với chiều chuyển dịch của ẩm trong gỗ trong quá trình sấy.
Ưu điểm: Dễ cơ giới và tự động hóa trong quá trình sấy. Cấu trúc thiết bị đơn
giản, gọn nhẹ và sạch sẽ. Chất lƣợng sấy đảm bảo, quá trình sấy dễ điều tiết. Đặc biệt
thuận tiện cho sấy các loại vật liệu, sản phẩm gỗ có hình thù, kích thƣớc phức tạp (nhƣ
đồ gỗ mỹ nghệ, chạm trổ). So sánh với phƣơng pháp sấy truyền thống (sấy qui chuẩn)
thì thời gian sấy ở phƣơng pháp sấy cao tần đƣợc rút ngắn đi rất nhiều (45/1 đối với gỗ
lá rộng; 52/1 đối với gỗ lá kim) và tổn thất nhiệt bình quân sẽ rất ít.
Nhược điểm:Chi phí đầu tƣ thiết bị lớn và giá thành sấy cao, do nhiệt lƣợng
dùng trong sấy là điện.
d. Sấy hơi nƣớc quá nhiệt.
Phƣơng pháp sấy hơi nƣớc quá nhiệt là phƣơng pháp sử dụng trực tiếp hơi nƣớc
nóng quá nhiệt làm môi trƣờng sấy. Nguyên liệu sấy (gỗ) để trong môi trƣờng hơi nƣớc
có nhiệt độ lớn hơn 1000C (cao hơn điểm sôi của nƣớc) trong một thời gian ngắn sẽ đạt

6


đến nhiệt độ sôi, nƣớc trong gỗ sấy hầu nhƣ đƣợc chuyển hóa thành hơi nƣớc. Ở điều
kiện áp suất bình thƣờng, nƣớc hóa thành hơi cần có một thể tích gấp 1.600 lần thể tích
nƣớc, nên trong khoảnh khắc nƣớc hóa thành hơi nƣớc ở trong các mô và tế bào gỗ có
nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ điểm sôi sẽ hình thành một áp suất rất lớn và tạo nên một
chênh lệch áp suất khá lớn so với ngoài môi trƣờng sấy, áp suất trong gỗ có thể lên đến
20atm.
Ưu điểm: So với phƣơng pháp sấy quy chuẩn (sấy truyền thống), thì thông
thƣờng sấy trong môi trƣờng hơi nƣớc quá nhiệt thời gian sấy sẽ ngắn hơn một cách
đáng kể khoảng 6/1.
Nhược điểm:Chi phí đầu tƣ thiết bị lớn và giá thành sấy cao, do nhiệt lƣợng
dùng trong sấy là điện.
e. Sấy chân không.
Sấy chân không thƣờng đƣợc sử dụng để sấy các loại vật liệu khác nhau. Đối
với các loại gỗ khô chậm và khó sấy, sấy chân không có một vị trí đáng kể nhằm rút
ngắn đƣợc thời gian sấy và cải thiện đƣợc chất lƣợng sấy. Sấy chân không là sự phụ
thuộc điểm sôi của nƣớc vào áp suất. Nếu làm giảm (hạ thấp) áp suất trong một thiết bị
chân không xuống đến áp suất mà ở đó nƣớc trong gỗ bắt đầu sôi và bốc hơi, sẽ tạo
theo tiết diện ngang của ván sấy một chênh lệch áp suất và qua đó hình thành nên một
dòng ẩm chuyển động trong gỗ theo hƣớng từ trong ra bề mặt gỗ.
Ưu điểm: Quá trình khô của gỗ rất nhanh và rút ngắn đƣợc đáng kể thời gian sấy
khoảng từ 20-50% thời gian sấy so với phƣơng pháp sấy truyền thống.
Nhược điểm:Chi phí đầu tƣ thiết bị lớn và giá thành sấy cao, do nhiệt lƣợng
dùng trong sấy là điện.

7


Áp suất, kPa

Nhiệt độ, 0C
Hình 2. 1: Đƣờng cong thể hiện sự phụ thuộc của áp suất- nhiệt độ sôi của nƣớc.
2.1.3. Sấy gỗ bằng phƣơng pháp sấy chân không trên Thế giới.
Phƣơng pháp sấy chân không sấy ở nhiệt độ tƣơng đối thấp (40 -600C), ứng với
nhiệt độ sấy này áp suất sấy ở khoảng (50-140mmHg) vì thế sẽ làm giảm hiện tƣợng
nứt, vênh, giữ đƣợc màu sắc sản phẩm gỗ sau khi sấy và rút ngắn đƣợc thời gian sấy.
Thiết bị sấy gỗ chân không bao gồm 4 cụm bộ phận chính: buồng sấy, bộ phận
cấp nhiệt, bộ ngƣng tụ ẩm, bơm chân không.
Dạng buồng sấy: Hầu hết các loại máy sấy chân không hiện có trên thế giới tập
trung chủ yếu ở 2 dạng: dạng buồng sấy tròn và dạng hình chữ nhật. Mỗi loại có những
ƣu nhƣợc điểm nhƣ sau:
+ Dạng buồng sấy tròn: ƣu điểm là chịu lực hút chân không tốt hơn nhƣng
không gian chứa thì bị hạn chế, máy sấy dạng này thƣờng sử dụng hai phƣơng pháp gia
nhiệt là đối lƣu và bức xạ.
Dƣới đây là kết cấu máy kiểu đối lƣu:

8


1. Xe goòng
2. Vỏ buồng sấy
3. Trầ n phu ̣
4. Bô ̣ phâ ̣n cấ p nhiê ̣t
5. Quạt
Hình 2. 2: Bô ̣ phâ ̣n cung cấ p nhiê ̣t trong kiể u sấ y đố i lƣu da ̣ng buồ ng sấ y tròn
+ Dạng hình chữ nhật thì chịu lực hút chân không yếu hơn dạng tròn nhƣng
không gian buồng sấy thì lại thông thoáng hơn rất nhiều, phƣơng pháp cung cấp nhiệt
thì cũng giống nhƣ buồng sấy dạng tròn.
Nhìn chung, nếu thiết kế công suất máy sấy nhỏ hơn 15m3/mẻ thì thƣờng ngƣời
ta sử dụng dạng buồng tròn, còn từ 15m3/mẻ trở lên thì ngƣời ta chọn dạng buồng hình
chữ nhật.
Bộ phận cấp nhiệt: đây là bộ phận hết sức quan trọng trong máy sấy chân không.
Trong thực tế có rất nhiều phƣơng pháp cấp nhiệt bao gồm đối lƣu, bức xạ hồng ngoại,
bức xạ nhiệt, dùng dòng điện cao tần dùng vi sóng… Trong các phƣơng pháp cấp nhiệt
nêu trên thì dòng điện cao tần và vi sóng là có ƣu thế lớn nhất vì quá trình truyền nhiệt
không phụ thuộc vào độ chân không cũng nhƣ qui cách gỗ. Tuy nhiên giá thành cũng
nhƣ yêu cầu kỹ thuật sử dụng tƣơng đối cao. Phƣơng pháp bức xạ cũng không phụ

9


thuộc vào độ chân không, tuy nhiên lại gặp khó khăn trong việc bố trí sắp xếp gỗ và
thiết bị bức xạ trong buồng sấy. Phƣơng pháp cấp nhiệt đối lƣu thì rất khó khăn trong
môi trƣờng chân không.
Bộ phận ngƣng tụ ẩm có nhiệm vụ làm ngƣng tụ lƣợng hơi nƣớc bay theo không
khí trong quá trình hút chân không, đảm bảo độ bền cho bơm. Đồng thời đây là bộ
phận thu lƣợng nƣớc đã ngƣng tụ trong buồng sấy.
Bơm chân không có nhiệm vụ tạo ra môi trƣờng chân không trong buồng sấy
theo độ chân không yêu cầu.
Hiện nay phƣơng pháp sấy chân không đang đƣợc nghiên cứu ứng dụng rất
nhiều. Về thiết bị sấy chân không, trên thế giới và nhất là các nƣớc phát triển đã nghiên
cứu và đƣa vào sử dụng thiết bị này từ rất lâu. Điều này minh chứng qua một số công
ty chuyên sản xuất và cung ứng máy sấy chân không tại các nƣớc nhƣ: ISVE – Italy;
RAPID LUMBER, IZHEVSK ELECTROMECHANICAL – Nga, FORINTEK –
Canada…
Cấu tạo của buồng sấy chân không có 2 dạng: trụ tròn và khối hộp chữ nhật.
Nắp buồng sấy cũng có 2 kiểu, kiểu nắp ngang hông và kiểu nắp trên đỉnh.
Công ty ISVE-Italy đã sản xuất với nhiều mẫu máy khác nhau, nhƣng chủ yếu
sử dụng buồng sấy dạng hình trụ tròn, nắp buồng sấy có 2 kiểu, kiểu nắp ngang hông
và kiểu nắp trên đỉnh. Kiểu nắp máy trên đỉnh có Model ESC (hình 2.3) với 4 loại ESC
Junior 4, ESC Junior 5, ESC 1.5, ESC 2.

10


Hình 2. 3: Máy sấy chân không Model ESC của công ty ISVE.
Kiểu máy này có nắp buồng sấy ở trên đỉnh, năng suất sấy trung bình, phù hợp
cho các xí nghiệp, phân xƣởng có diện tích xƣởng nhỏ vì có thể đặt gỗ vào sấy và lấy
sản phẩm ra không cần tốn diện tích lớn. Thế mạnh của loại máy sấy này là diện tích
chiếm chổ nhỏ, sấy ở nhiệt độ thấp trong điều kiện chân không nên gỗ không bị cong
vênh, nứt, không thay đổi màu và không gây ứng suất bên trong sản phẩm gỗ đã sấy
khô. Bên cạnh đó, dạng máy này đã đƣợc thiết kế với nhiều ƣu điểm nỗi bậc nhƣ buồng
sấy cách nhiệt rất tốt, đóng mở nắp buồng sấy bằng hệ thống khí nén. Các thao tác theo
dõi ẩm độ gỗ, xả ẩm, xả nƣớc ngƣng tụ, mở và tắt hoàn toàn tự động theo chƣơng trình
cài đặt sẵn. Kiểu nắp máy ngang hông có 2 các Model ES (hình 2.4), năng suất sấy từ
3đến 25 m3/mẻ sấy. Hoạt động của kiểu máy này cũng hoàn toàn đƣợc điều khiển tự
động.

11


Hình 2. 4: Máy sấy chân không Model ES của công ty ISVE.
Dạng máy này đã đƣợc công ty nghiên cứu và đƣa vào sử dụng cách đây hơn 20
năm. Với năng suất sấy tƣơng đối lớn này, máy phù hợp với những xí nghiệp, phân
xƣởng sấy gỗ với số lƣợng lớn. Cũng nhƣ Model ESC, máy sấy ở nhiệt độ thấp trong
điều kiện chân không nên gỗ không bị cong vênh, nứt, không thay đổi màu và không
gây ứng suất bên trong sản phẩm gỗ đã sấy khô. Đầy đủ các hệ thống điều khiển, tự
động mở và tắt máy khi gỗ sấy đạt ẩm độ yêu cầu.
Ngoài ra công ty này còn lắp đặt một số dạng máy sấy gỗ chân không với năng
suất rất nhỏ phù hợp với các cơ sở mộc nhỏ, những cơ sở làm thủ công riêng lẻ, có các
Model ES Junior 4/5, ES2. Thiết bị điều khiển cũng hoàn toàn tự động giống nhƣ các
model ESC và ES.

12


Hình 2. 5: Máy sấy chân không Model ES Junior 4/5 của công ty ISVE.
Riêng về hệ thống điều khiển tự động cho máy sấy, có 2 dạng chủ yếu đã đƣợc
thiết kế là điều khiển bằng chƣơng trình kỹ thuật số kết hợp với máy vi tính và dạng
điều khiển bằng vi xử lý. Dạng điều khiển bằng chƣơng trình số có các Model EM(5V,
6V, 12V, 18V, 25V, 50V), với năng suất sấy từ 6m3 đến 50m3/mẻ, sản phẩm đạt chất
lƣợng cao, phù hợp với qui mô công nghiệp.

Hình 2. 6: Máy sấy chân không Model EM của công ty ISVE.
Dạng máy điều khiển bằng vi xử lý có mẫu máy EM 2V. Máy có năng suất sấy
trung bình, tốc độ sấy rất nhanh, phù hợp cho các xí nghiệp, phân xƣởng vừa và nhỏ có
nhu cầu sấy nhanh và số lƣợng gỗ trung bình.

13


Hình 2. 7: Máy sấy chân không Model EM2V.
Cũng dạng buồng sấy trụ tròn, công ty RAPID LUMBER INC-Canada cũng là
một trong những công ty lớn chuyên cung cấp các lọai máy sấy gỗ, đặt biệt là máy sấy
chân không. Một số mẫu máy sấy chân không đã đƣợc đƣa vào sử dụng từ những năm
1980 với năng suất sấy từ nhỏ cho đến 80m3/mẻ. Các loại máy sấy chân không của
công ty cũng đầy đủ các hệ thống điều khiển tự động.

Hình 2. 8: Máy sấy chân không của công ty RAPID LUMBER INC.
Công ty IZHEVSK ELECTROMECHANICAL-Nga cũng là công ty chuyên
nghiên cứu và sản xuất máy sấy gỗ bằng phƣơng pháp sấy chân không với năng suất
sấy lớn, từ trên 20m3/mẻ trở lên. Đã hơn 40 năm qua máy đã đƣợc hoàn thiện và đƣa
vào sản xuất với qui mô công nghiệp.

14


Hình 2. 9: Máy sấy chân không của công ty IZHEVSK ELECTROMECHANICAL.
Ngoài sấy chân không, một số công ty còn kết hợp kỹ thuật chân không và
phƣơng pháp sấy cao tần nhƣ công ty FUJI Electronic Ind. Sự kết hợp này làm cho
máy có khả năng sấy nhanh hơn, sản phẩm chất lƣợng hơn, làm tăng hiệu quả kinh tế
cho sấy gỗ.

Hình 2. 10:Máy sấy chân không kết hợp sấy cao tần
của công ty FUJI Electronic Ind.

15


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×