Embed Size (px)
Citation preview
1
MỤC LỤC 1. Giới thiệu .................................................................................................................2
2. Các lý do cho việc sấy gỗ.......................................................................................2
3. Giảm độ ẩm của gỗ .................................................................................................2
4. Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sấy ...........................................................3
5. Các phương pháp sấy ............................................................................................3
5.1 Hong phơi ..........................................................................................................4 5.2 Sấy cưỡng bức.................................................................................................10
5.2.1 Kiểm soát độ ẩm trong quá trình sấy............................................................11 5.2.2 Sơ đồ cắt mẫu và phương pháp xác định độ ẩm và khối lượng mẫu ...........11 5.2.3 Các loại lò sấy ..............................................................................................13 5.2.4 Qui trình cơ bản vận hành lò sấy..................................................................16 5.2.4 Các dạng xử lý trong quá trình sấy...............................................................19
2
1. Giới thiệu Sấy gỗ là bước đầu tiên và quan trọng nhất trước khi gỗ xẻ được chế biến (gia công). Với gỗ sấy đạt tiêu chuẩn, sản phẩm với chất lượng tốt có thể đạt được.
Gỗ ở trạng thái tự nhiên, luôn luôn chứa một lượng nước lớn. Khi không có một lượng nào hoặc một lượng nước nhỏ đựơc thoát ra, gỗ được gọi là “gỗ tươi” hoặc “gỗ chưa sấy”. Lượng nước tồn tại trong gỗ ảnh hưởng đến tính chất của gỗ. Chính vì vậy gỗ phải được sấy vì nhiều lý do.
2. Các lý do cho việc sấy gỗ Sấy sẽ làm cho gỗ có kích thước ổn định. Gỗ mà không được sấy một cách đầy đủ thì sẽ không duy trì được kích thước chuẩn của nó thậm chí nó được gia công một cách chính xác. Sấy sẽ làm tăng cường độ của gỗ. Nó cũng sẽ làm cho gỗ dễ dàng hơn để xử lý chất bảo quản.
Gỗ sấy sẽ không bị sâu mục một cách dễ dàng. Nó sẽ không bị tấn công một cách dễ dàng bởi côn trùng hoặc nấm, việc đánh nhẵn và các quá trình hoàn thiện khác dễ dàng và hiệu quả hơn. Một lý do khác của việc sấy gỗ là nhằm giảm trọng lượng của nó và giảm chi phí vận chuyển.
3. Giảm độ ẩm của gỗ Sấy có nghĩa là làm giảm độ ẩm của gỗ đến mức tương tự với độ ẩm môi trường nơi mà gỗ được sử dụng.
Độ ẩm của gỗ là một lượng nước có trong gỗ. Nó bao gồm nước tự do và nước thấm. Nước tự do là nước chứa trong ruột tế bào thấm là nước chứa trong vách tế bào.
Khi lượng nước tự do giảm đi thì nó không làm thay đổi tích chất của gỗ nhiều lắm. Nó chỉ làm cho gỗ nhẹ hơn. Khi mà lượng nước tự do bay hơi hết và chỉ còn lại duy nhất lượng nước thấm tồn tại. Độ ẩm của gỗ tại thời điểm này được gọi là độ ẩm bão hoà thớ gỗ (FSP). Độ ẩm tại thời điểm này nằm trong khoảng 25- 35% tuỳ thuộc vào loài gỗ.
Phần lớn gỗ được sử dụng ở môi trường có độ ẩm nhỏ hơn độ ẩm bão hoà thớ gỗ. Điều này có nghĩa là một lượng nước thấm phải được lấy đi. Có nghĩa gỗ phải được sấy xuống dưới độ ẩm bão hoà thớ gỗ, điểm mà độ ẩm sẽ đạt tới khi lượng nước tồn tại trong gỗ cân bằng với lượng ẩm trong không khí. Độ ẩm tại thời điểm này được gọi là độ ẩm thăng bằng (EMC).
Độ ẩm thăng bằng của gỗ sẽ thay đổi cùng với độ ẩm tương đối của môi trường (RH). Độ ẩm tương đối (RH) là độ ẩm của môi trường không khí xung quanh. Độ ẩm tương đối trong ngày là khác nhau cho các khí hậu khác nhau. Độ ẩm thăng bằng sẽ tăng khi độ ẩm tương đối tăng, độ ẩm tương đối giảm thì độ ẩm thăng bằng cũng giảm. Điều này có nghĩa là nếu gỗ khô hơn môi trường không khí xung quanh thì nó sẽ hút ẩm từ không khí. Nếu môi trường không khí khô hơn thì gỗ sẽ nhả ẩm. Chính vì lý do này, việc sấy
3
gỗ tới độ ẩm tuơng tự độ ẩm môi trường nơi mà nó được sử dụng là rất quan trọng. Ví dụ, khi sử dụng ở ngoài trời nơi độ ẩm tương đối cao gỗ phải có độ ẩm cao hơn nếu nó được sử dụng trong nhà, trong môi trường có điều hoà không khí.
Độ ẩm trong một miếng gỗ luôn luôn không được phân bố đều. Khi mà độ ẩm khác nhau theo chiều dài, chiều rộng và chiều dầy của miếng gỗ, gradient ẩm xuất hiện.
4. Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sấy Quá trình sấy bị ảnh hưởng bởi các nhân tố sau:
• Nhiệt độ • Độ ẩm tương đối • Sự tuần hoàn của không khí • Loài gỗ • Khích thước của gỗ • Cách thức mà gỗ được xẻ
Trong quá trình sấy, nhiệt được sử dụng để làm bay hơi nước tồn tại trong gỗ. Ở nhiệt độ cao gỗ khô nhanh hơn, nhưng sẽ có nhiều khả năng hơn tạo ra khuyết tật khi sấy ví dụ như nứt, tách, cong vênh …
Khi độ ẩm tương đối thấp, điều này có nghĩa là không khí xung quanh gỗ khô. Gỗ sẽ khô nhanh hơn khi độ ẩm tương đối thấp hơn và ngược lại. Tuy nhiên khi độ ẩm tương đối quá thấp gradient độ ẩm trong gỗ trở nên quá cao. Điều này sẽ làm cho gỗ co ngót nhiều và dẫn đến các khuyết tật sấy. Ngược lại khi độ ẩm tương đối cao hơn khô chậm hơn và giảm được các khuyết tật sấy.
Nếu có sự tuần hoàn không khí tốt, gỗ sẽ khô nhanh hơn. Nếu tốc độ không khí qua gỗ tăng lên, tốc độ sấy cũng sẽ tăng lên.
Nhiệt độ, độ ẩm tương đối, sự tuần hoàn của không khí là các nhân tố có thể kiểm soát được nếu gỗ được sấy trong lò, tuy nhiên nếu gỗ được hong phơi, các nhân tố này không thể kiểm soát được và quá trình khô phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên xung quanh gỗ.
Tốc độ sấy cũng bị ảnh hưởng bởi loài gỗ. Loài gỗ mà có khối lượng thể tích thấp sẽ khô nhanh và ít khuyết tật. Loài gỗ có khối lượng thể tích cao khó khô hơn và có xu hướng có nhiều khuyết tật hơn. Nhìn chung gỗ cứng khó khô hơn gỗ mềm.
Kích thước của gỗ cũng ảnh hưởng đến tốc độ sấy. Gỗ có chiều dầy nhỏ hơn sẽ khô nhanh hơn. Cách thức mà gỗ được xẻ ảnh hưởng đến tốc độ sấy. Ví dụ ván xẻ tiếp tuyến khô nhanh hơn ván xẻ xuyên tâm.
5. Các phương pháp sấy Có hai phương pháp sấy gỗ phổ biến – hong phơi và sấy cưỡng bức.
4
5.1 Hong phơi Hong phơi là một cách thức sấy gỗ tự nhiên. Mặt trời cung cấp năng lượng (nhiệt) cho việc làm bay hơi nước ở trong gỗ trong khi đó gió lưu thông không khí xung quanh gỗ. Sử dụng phương pháp hong phơi, gỗ có thể được sấy đến độ ẩm 15 -20% tuỳ thuộc vào điều kiện thời tiết. Thời gian sấy có thể rất khác nhau từ 2 tháng cho đến 2 năm. Điều này tuỳ thuộc vào loài gỗ và kích thước của gỗ.
So với việc sấy gỗ bằng phương pháp sấy cưỡng bức, hong phơi yêu cầu đầu tư ít và không mất chi phí cho năng lượng. Tuy nhiên hong phơi có những nhược điểm sau:
• Thời gian sấy dài • Gỗ không thể sấy khô đến độ ẩm dưới 15% . Với một độ ẩm thấp hơn thường
được yêu cầu cho các sản phẩm xuất khẩu tới các nước có khí hậu ôn hòa • Cần một diện tích rộng cho việc xếp đống và hong phơi.
Gỗ nên được xếp đống ở những nơi thông thoáng và có mái che. Điều này nhằm bảo vệ khỏi mưa to và ánh nắng trực tiếp từ mặt trời. Nhiệt (ánh nắng) trực tiếp và mưa to sẽ làm hư hại gỗ.
Trong hong phơi, gỗ được xếp đống theo lớp như hình 1. Cách thức mà gỗ được xếp đống là rất quan trọng. Phải có được sự lưu thông không khí một cách tự do qua bề mặt gỗ. Bởi vậy việc xếp đống không nên gần cây cối và nhà cửa. phía dưới đống gỗ phải được thông thoáng và tốt nhất là sàn xi măng. Lớp gỗ cuối cùng nên được kê trên đà kê và cách mặt đất ít nhất là 40 -50 cm. Nhằm đảm bảo rằng không khí có thể lưu thông một cách tự do trong đống gỗ, các tấm gỗ trong một đống nên có cùng một chiều dầy. Gỗ nên được xếp phẳng với khoảng cách giữa lớp là 20-25 mm. Tất cả các thanh kê phải thẳng hàng theo phương thẳng đứng.
5
Mái che
Đà kê
Thanh kê
Hình 1: Gỗ xếp đống để hong phơi
6
Các loài gỗ khác nhau hoặc cùng loại gỗ nhưng có độ dầy khác nhau nên được xếp đống riêng biệt. Tốt nhất gỗ nên được xếp đống vuông góc với hướng gió (xem hình 2).
Xếp đống gỗ phải có thanh kê ở đầu. Trong trường hợp các tấm gỗ có độ dài không bằng nhau, chúng nên được xếp như ở hình 3. Điều này sẽ giảm việc sấy không đều và nứt đầu. Kích thước của đống gỗ thường là 1-1,5 m đối với chiều rộng, 1m đối với chiều cao và từ 4 - 6 m đối với chiều dài tuỳ thuộc vào chiều dài của gỗ. Với kích thước này dễ dàng trong việc vận chuyển. Ba hoặc bốn đống gỗ có thể được xếp chồng lên nhau.
Hướng gió
Hình 2: Gỗ được xếp đống vuông góc với hướng gió
7
Đầu của các tấm gỗ trong đống gỗ nên được phủ một lớp chống nước. Bởi vì đầu của các tấm gỗ có xu hướng khô nhanh hơn và hiện tượng nứt đầu có thể xảy ra. Các thanh gỗ hoặc kim loại cũng có thể được đóng vào đầu các tấm gỗ để giảm nứt đầu.
Các thanh kê sử dụng để tách các lớp gỗ trong đống gỗ phải có cùng một kích thước, chúng phải được xếp thẳng hàng theo phương đứng khi xếp đống và vuông góc với chiều dài tấm gỗ ( xem hình 4,5). Các thamh kê ở đầu đống gỗ để làm chậm quá trình sấy, làm giảm khả năng nứt đầu. Các thanh kê phải được làm bằng gỗ khô thẳng thớ và không có nhựa hay các chất khác mà có thể làm biến màu các tấm gỗ.
Thanh kê ngắn
Thanh kê Hình 3: Xếp đống với những tấm gỗ không cùng chiều dài
Hình 4: Các thanh kê được xếp đúng
Hình 5: Các thanh kê không được xếp đúng
8
Kích thước của thanh kê là 20-25 mm đối với chiều dầy và 30-38 mm đối với chiều rộng. Khoảng cách giữa các thanh kê như sau:
Chiều dầy ván Ván có chiều dầy ≥ 25 mm Ván có chiều dầy < 25 mm
Khoảng cách ở giữa đống gỗ 600 mm 450 mm
khoảng cách ở hai đầu đống gỗ 300 mm 250 mm
Để việc xếp đống được thuận tiện và dễ dàng có thể sử dụng khung xếp đống (xem hình 6)
Hình 6: Xếp đống gỗ với việc sử dụng khung xếp đống
9
Các thanh kê phải đảm bảo kích thước theo qui định nhằm đảm bảo độ cứng và không hư hại khi vận chuyển, trong trường hợp các thanh kê không đảm bảo kích thước (không đủ độ cứng) có thể làm cho các tấm gỗ bị biến dạng….(xem hình 7)
Các thanh kê phải được kiểm tra xem có đảm bảo chiều dầy theo tiêu chuẩn không. Loại bỏ các thanh kê không đảm bảo chiều dầy theo tiêu chuẩn, những thanh bị tách, bị gẫy hoặc có dấu hiệu mục nát. (xem hình 8,9)
5.2 Sấy gỗ
Hình 7: Kết quả của việc xếp đống không đúng và thanh kê không đủ độ cứng
Hình 8: các thanh kê đảm bảo tiêu chuẩn
Hình 9: các thanh kê không đảm bảo tiêu chuẩn phải loại bỏ
10
Sắp xếp các đống gỗ ở bãi hong phơi: Khoảng cách giữa các đống gỗ trong bãi hong phơi có ảnh hưởng một cách đáng kể đến tốc độ sấy. Khoảng cách lớn giữa các đống gỗ làm tăng tốc độ sấy trong khi đó khoảng cách hẹp sẽ làm giảm tốc độ sấy, thông thường khoảng cách này là từ 0,6 -0,75 m.
Kiểm soát độ ẩm trong quá trình hong phơi: Việc xác định độ ẩm được xác định bởi các tấm ván mẫu hoặc được đo bằng máy đo độ ẩm điện trở ở lớp gỗ dưới cùng của đống gỗ. Tần suất đo độ ẩm được xác định theo bảng sau:
Khoảng thời gian hong phơi dự kiến
Lần kiểm tra đầu tiên
Lần kiểm tra tiếp theo
Tháng cuối
6 tháng 4 tháng Hàng tháng Hai tuần một lần
12 tháng 9 tháng Hai tháng một lần Hai tuần một lần
18 tháng 12 tháng Hai tháng một lần Hai tuần một lần
24 tháng 16 tháng Hai tháng một lần Hai tuần một lần
5.2 Sấy cưỡng bức Gỗ xẻ trước khi sử dụng để làm đồ nội thất, các sản phẩm định hình hoặc cho một số mục đích sử dụng khác….Nó thường phải được sấy đến một độ ẩm theo yêu cầu. Nhằm đạt được mục đích này nhanh và chính xác, gỗ được đưa vào sấy trong lò sấy. Không giống với quá trình hong phơi, nhiệt độ, độ ẩm tương đối và sự tuần hoàn không khí trong lò sấy được kiểm soát trong suốt quá trình sấy.
Nhiệt độ trong quá trình sấy có thể lên tới 1000c. Tuy nhhiên việc sấy gỗ với nhiệt độ cao thường không phổ biến bởi vì khó hạn chế các khuyết sinh ra trong quá trình sấy.
Như đã đề cập ở phần trên, nhiệt là cần thiết để làm bay hơi nước từ gỗ. Nhiệt có thể được cung cấp trực tiếp hoặc gián tiếp. Nguồn nhiệt trực tiếp, không khí trong lò sấy được làm nóng bằng việc đốt than, củi…trực tiếp. Đối với lò sấy năng lượng mặt trời không khí trong lò được làm nóng bằng năng lượng của mặt trời. Nguồn nhiệt gián tiếp, nhiệt được cung cấp chủ yếu bằng hơi nước quá nhiệt hoặc nước nóng tuần hoàn qua các đường ống hoặc bộ phận trao đổi nhiệt. Hiện nay lò sấy hơi nước quá nhiệt được sử dụng phổ biến.
Sự tuần hoàn không khí trong các lò sấy được kiểm soát bằng quạt. Quạt được lắp đặt ở trần hoặc cạnh của lò sấy. Lò sấy cũng có cửa trao đổi ẩm để lấy không khí ngoài môi trường vào và cho không khí ẩm trong lò thoát ra.
Độ ẩm không khí trong lò sấy được được kiểm soát bằng nhiệt độ, việc đóng mở cửa thoát ẩm cũng như hệ thống phun ẩm bên trong lò sấy.
Gỗ được sấy theo một chế độ sấy nhất định. Chế độ sấy là một loạt các giá trị về nhiệt độ và độ ẩm tương đối. Trong quá trình gỗ được sấy, độ ẩm của gỗ ngày càng giảm, do vậy nhiệt độ và độ ẩm bên trong lò sấy cũng phải được điều chỉnh cho phù hợp nhằm đảm bảo cho khuyết tật sinh ra trong quá trình sấy là nhỏ nhất có thể. Mỗi một loại gỗ
11
khác nhau sẽ yêu cầu một chế độ sấy khác nhau. Chế độ sấy cũng phụ thuộc vào kích thước của gỗ được sấy.
Khi sấy gỗ bằng phương pháp sấy cưỡng bức, gỗ mềm có thể chịu được chế độ sấy khắc nhiệt hơn so với gỗ cứng, gỗ mỏng dễ sấy hơn gỗ dầy.
Ưu điểm của việc sấy gỗ bằng phương pháp sấy cưỡng bức : • Quá trình sấy được kiểm soát và hạn chế được khuyết tật • Đạt được độ ẩm thấp hơn so với hong phơi • Thời gian sấy ngắn hơn so với hong phơi • Lò sấy được sử dụng cho nhiều loại gỗ khác nhau • Đạt được độ ẩm chính xác theo yêu cầu • Các sâu nấm hại gỗ bị diệt trong quá trình sấy
Nhược điểm của việc sấy gỗ bằng phương pháp sấy cưỡng bức: • Đòi hỏi đầu tư lớn hơn so với hong phơi • Yêu cầu chi phí cho năng lượng • Yêu cầu công nhân vận hành phải có kỹ năng vận hành và bảo dưỡng lò sấy
Hiện nay phần lớn các nhà máy ở các nước phát triển thường hong phơi trước khi đưa gỗ vào sấy nhằm tiết kiệm chi phí năng lượng. Đây cũng là bước tốt cần làm khi sấy loại gỗ khó sấy.
5.2.1 Kiểm soát độ ẩm trong quá trình sấy Để kiểm soát quá trình sấy gỗ, điều cần thiết là xác định độ ẩm trung bình của gỗ trong quá trình sấy nhanh chóng và chính xác tại bât kỳ thời điểm nào.
Việc xác định độ ẩm có thể sử dụng phương pháp cân sấy hoặc có thể sử dụng máy đo độ ẩm (Để xác định độ ẩm ban đầu một cách chính xác người ta thường sử dụng phương pháp cân sấy).
Sử dụng các tấm ván mẫu đó chính là một phương pháp được thiết lập cho việc kiểm soát tốc độ sấy.
Các tấm ván mẫu là thuận tiện và nhanh chóng cho việc kiểm soát quá trình sấy. Chúng được chuẩn bị và xắp xếp ngay từ lúc xếp đống, bởi vậy tại bất kỳ thời điểm nào, chúng có thể được lấy ra để cân hoặc đo và sau đó lại được đưa lại đống gỗ. Tấm gỗ mẫu thường được cắt ngắn với chiều dài là 500 mm và được sơn hai đầu bởi vậy chúng sẽ khô với tốc độ tương tự như các tấm gỗ dài, các tấm gỗ mẫu thường được lựa chọn từ những thanh gỗ không có khuyết tật.
5.2.2 Sơ đồ cắt mẫu và phương pháp xác định độ ẩm và khối lượng mẫu Mẫu ván được cắt như hình vẽ 10
12
Để xác định độ ẩm ban đầu của tấm ván mẫu ta tiến hành như sau:
- Xác định độ ẩm của mẫu A và mẫu B bằng phương pháp cân sấy
Cân để xác định khối lượng của mẫu A và B sau đó đưa vào tủ sấy và tiến hành sấy ở nhiệt độ 100 ± 3 0c cho đến khi khô kiệt và xác định khối lượng mẫu ở độ ẩm này. Độ ẩm của mẫu A và B được xác định theo công thức sau
W = 0
01
mmm −
x 100 (%)
Trong đó: m1 khối lượng ban đầu của mẫu
mo khối lượng khô kiệt của mẫu
- Độ ẩm của tấm ván mẫu là độ ẩm trung bình của mẫu A và B
W mẫu = (wa + wb)/2
Trong đó: wmẫu Độ ẩm ban đầu của tấm ván mẫu
Wa Độ ẩm của mẫu A
wb Độ ẩm của mẫu B
- Cân xác định khối lượng ban đầu của tấm ván mẫu (md)
- Xác định khối lượng khô kiệt của tấm ván mẫu (mo ) theo công thức sau
mo = 100+mau
d
wm
x 100 (%)
Ví dụ : Tấm ván mẫu có khối lượng ban đầu là md = 3 kg
độ ẩm ban đầu là Wmau = 61%
Vậy khối lượng của mẫu khi khô kiệt là: mo = 10010061
3 x+
= 1,863 Kg
Mẫu A Mẫu BVán mẫu
300 mm 500 mm
10 mm
Hình 10: phương pháp cắt mẫu
13
- Trong quá trình sấy nếu muốn xác định độ ẩm tại bất cứ thời gian nào, ta lấy mẫu ra cân tại thời điểm đó và tính toán độ ẩm theo công thức sau:
Wt = ( o
t
mm
- 1) x 100 ( %)
Trong đó: wt Độ ẩm của mẫu tại thời điển t
mt Khối lượng mẫu tại thời điển t
mo Khối lượng mẫu khô kiệt
Ví dụ: Giả sử rằng tại một thời điểm t nào đó trong quá trình sấy, khối lượng của tấm ván mẫu giảm từ 3 kg xuống 2,61 kg thì độ ẩm của tấm ván mẫu tại thời điểm này sẽ là
Wt = (863.161,2 - 1) x 100 = 40,1%
- Trong trường hợp cần phải xác định khối lượng của tấm ván mẫu ở một độ ẩm mong muốn nào đó (wmm) ta tính theo công thức sau:
m = 100)100( 0mwmm+
Trong đó: Wmm độ ẩm mong muốn
mo khối lượng mẫu khô kiệt
Ví dụ: nếu yêu cầu xác định khối lượng mẫu ở độ ẩm 12%
m12% = 100863,1)12100( +
= 2,086 kg
5.2.3 Các loại lò sấy
Có hai loại lò sấy chính là lò sấy liên tục và lò sấy gián đoạn, hiện nay lò sấy gián đoạn được sử dụng phổ biến ở Việt Nam và các nước Đông Nam Á.
Lò sấy gián đoạn có nhiều loại, tuỳ vào nguồn nhiệt sử dụng. nó được chia làm các loại sau:
• Lò sấy hơi nước • Lò sấy tách ẩm • Lò sấy năng lượng mặt trời
Lò sấy hơi nước
Nhiệt trong lò sấy được cung cấp hơi nước bão hoà, hơi nước đi qua bộ phận trao đổi nhiệt. Sự lưu thông không khí trong lò sấy được cung cấp bằng quạt. Nó giúp cho sự trao đổi nhiệt với bộ phận trao đổi nhiệt tốt hơn.
Mặt cắt ngang của lò sấy được chỉ ra ở hình 11. Sàn được làm bằng bê tông. Tường và cửa lò được làm bằng vật liệu cách và chịu nhiệt.
14
Lò sấy tách ẩm
Bơm nhiệt và hệ thống tách ẩm bao gồm một máy làm lạnh và một số quạt. Máy làm lạnh có thể làm việc như là hệ thống nhiệt gọi là bơm nhiệt hoặc như một máy tách ẩm.
Hệ thống tách ẩm hoạt động ở nhiệt độ nhỏ hơn 600c. Trong khi đó bơm nhiệt có thể hoạt động ở nhiệt độ lên tới 750c. sự tuần hoàn không khí trong lò được cung cấp bởi một số quạt. Không khí ẩm tuần hoàn trong lò đi qua bộ phận làm lạnh tại đây nước được tách ra bởi bộ phận ngưng tụ. Lượng nước này sau đó được thải ra ngoài bằng đường ống. Nhiệt từ bộ phận nén của máy làm lạnh được sử dụng để làm nóng lò. Hình 12 thể hiện một dạng lò sấy tách ẩm.
cửa xả ẩm
Bộ phận trao đổi nhiệt
Quạt
Bộ phận phun ẩm
Nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt
Tường cách nhiệt
Trần phụ
Đống gỗ
Đà kê
Hình 11: Dạng điển hình của lò sấy hơi nước
Cửa
15
Lò sấy năng lượng mặt trời
Lò sấy năng lượng mặt trời sử dụng năng lượng từ mặt trời để sấy gỗ. Có 04 loại lò sấy năng lượng mặt trời.
• Lò sấy nhà kính: Tất cả tường và mái của lò sấy đều được làm bằng vật liệu trong suốt. Bộ phận thu nhận năng lượng mặt trời được lắp ở bên trong lò sấy.
• Lò sấy nửa nhà kính: Mái và một vài bức tường được làm bằng vật liệu trong suốt trong khi đó một số bức tường khác và sàn được làm bằng vật liệu cách nhiệt nhằm giảm sự thất thoát nhiệt.
• Lò sấy có bộ phận thu năng lượng ở bên ngoài: Có một lò sấy riêng biệt, được nối với bộ phận thu năng lượng bê ngoài bằng các đường ống.
• Lò sấy tách ẩm năng lượng mặt trời: Lò sấy này được lắp đặt một thiết bị tách ẩm phù hợp. Thiết bị tách ẩm này làm giảm độ ẩm của không khí trong lò. Nó cung cấp nhiệt thu được từ việc ngưng tụ nước.
Quạt Vỏ lò
Bộ phận phụ trợ nhiệt
Quạt nhỏ
Ngưng tụ ẩm
Thiết bị tách ẩm
Không khí ấm ẩm
Không khí khô nóng
Đống gỗ
Hình 12: Lò sấy tách ẩm
16
Vật liệu sử dụng để làm nhà kính là kính, tấm film nhựa, PVC, polythene và sợi kính. Khung thường được làm bằng nhôm. Các bộ phận hấp thụ nhiệt sử dụng các vật liệu đen mờ để hấp thụ năng lượng mặt trời để làm nóng không khí trong buồng sấy. Hình 13 thể hiện một dạng lò sấy năng lượng mặt trời.
5.2.4 Qui trình cơ bản vận hành lò sấy
Công cụ
Công cụ đo đạc quan trọng nhất ở trong lò sấy là nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt. Chúng được sử dụng để đo nhiệt độ và độ ẩm trong lò sấy. Xem hình 14
Khung mái tam giác Xà khung
Tấm tôn lượn sóng đen
Ván dăm cách điện Thah đỡ mặt trước tấm hấp thụ NL
Vách ngăn ống lấy khí
Dây neo
quạt gió chịu nhiệt
Rãnh và túi cát để neo lò
ống thoát khí
Hình 13 Một dạng lò sấy năng lượng mặt trời
Nhiệt kế khô
Nhiệt kế ướt
Ống ướt bọc ngoài và bấc Ống thông hơi
Bình nước
Hình 14: Nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt
17
Kiểm soát và ghi lại quá trình sấy trong lò sấy đặc biệt khi nó ngừng hoạt động một cách không mong muốn. Thiết bị kiểm soát có thể bán tự động hoặc tự động. Nó điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm không khí trong suốt quá trình sấy. Sự lưu thông không khí trong lò sấy được điều chỉnh bằng thiết bị thời gian (timers)
Vận hành lò sấy
Trước khi khởi động lò sấy, lựa chọn một qui trình sấy phù hợp đối với chủng loại và kích thước của gỗ được sấy. Đảm bảo rằng gỗ được xếp đống đúng. Loại bỏ bất cứ khoảng trống nào mà làm gián đoạn sự tuần hoàn của dòng khí lưu thông trong lò sấy. Thiết bị kiểm soát lò sấy nên được kiểm tra và hiệu chỉnh nếu thấy cần thiết.
Bước tiếp theo đó là làm nóng gỗ bằng cách tăng nhiệt và phun ẩm đây là giai đoạn đầu của quá trình sấy. Trong quá trình làm nóng ẩm có thể ngưng tụ trên bề mặt của gỗ bởi vì ở giai đoạn này độ ẩm của môi trường sấy rất cao thường là 98 – 100 % .
Vận hành lò sấy, điều quan trọng đó là kiểm soát và duy trì độ ẩm theo yêu cầu. Đối với lò sấy hiện đại, hệ thống sẽ ghi lại trạng thái của môi trường sấy trong suốt quá trình sấy. Trong quá trình sấy, gỗ nên được kiểm tra độ ẩm và các khuyết tật. Điều này được tiến hành thủ công, ghi chép và giữ lại.
Việc ghi lại quá trình diễn biến trong suốt quá trình sấy là rất quan trọng. Kết quả đó có thể được sử dụng để:
• Cải thiện quy trình sấy • Xác định hiệu quả của bất cứ việc xử lý nào đã sử dụng để khắc phục các khuyết
tật sấy. • Đánh giá qui trình sấy
Đến cuối quá trình sấy, gỗ được kiểm tra độ ẩm một lần nữa và kiểm tra xem có khuyết tật nào cần phải xử lý không. Nếu cần ta tiến hành xử lý, nếu không cần ta tiến hành làm nguội và sau đó dỡ gỗ ra.
Trong khi làm nguội, ta cắt bỏ nguồn nhiệt, nhưng vẫn để cho quạt hoạt động cho đến khi nhiệt độ trong lò sấy tương đương với nhiệt độ bên ngoài.
Chuẩn bị gỗ để sấy
Xem xét đánh giá gỗ: Điều kiện ban đầu của gỗ ảnh hưởng đến cách mà gỗ nên được sấy, bởi vậy gỗ nên được đánh giá kiểm tra trước khi sấy để xác định các chỉ số sau:
• Độ ẩm của gỗ • Đánh giá các khuyết tật của gỗ nếu gỗ đã được làm khô ở giai đoạn trước • Sự hiện diện của sâu, mọt • Sự hiện diện của biến màu • Đánh giá chung về chất lượng của gỗ
Xếp đống :
Việc xếp đống gỗ cho lò sấy cũng giống như đối với quá trình hong phơi. Tuy nhiên tuỳ thuộc vào loại gỗ được sấy và chế độ sấy được chọn, mà khoảng cách giữa các thanh
18
kê có thể nhỏ hơn. Thanh kê nên được làm bằng loại gỗ mà không biến dạng trong quá trình sấy.
Các tấm ván mẫu được sử dụng để kiểm soát độ ẩm trong quá trình sấy nên để ở những nơi mà có thể dễ dàng lấy ra.
Chế độ sấy
Một chế độ sấy được lựa chọn dựa vào loại gỗ vào độ dầy của gỗ được sấy.
Ví dụ: Một chế độ sấy điển hình cho gỗ “ dark red merant” với chiều dầy lên tới 38 mm như sau:
Độ ẩm gỗ(%) Nhiệt kế khô (oC) Nhiệt kế ướt (oC) Độ ẩm tương đối (%) Tươi 50 45 75 60 50 44 70 40 50 42 60 30 55 43 50 25 60 46 45 20 70 52,5 40 15 75 56,5 40
Dựa vào chế độ sấy trên, gỗ tươi được sấy ở nhiệt độ 50oc nhịêt kế khô và 45oc nhiệt kế ướt cho tới khi độ ẩm của gỗ đạt đến độ ẩm 60% . Sau đó quá trình sấy được tiếp tục ở nhiệt độ 50oc nhiệt kế ướt và 44oc nhiệt kế ẩm cho tới khi độ ẩm gỗ giảm xuống còn 40%. Quá trình sấy được tiếp tục và nhiệt kế khô, nhiệt kế ướt được điếu chỉnh tương ứng. Đến giai đoạn cuối cùng của quá trình sấy, chế độ sấy được duy trì cho đến khi đạt được độ ẩm theo mong muốn.
Khi kiểm soát độ ẩm của gỗ, độ ẩm của tấm mẫu ướt nhất được sử dụng để điều chỉnh nhiệt độ cũng như độ ẩm của không khí trong lò sấy. với chế độ sấy trên trong vòng 7 ngày sẽ sấy gỗ “dark red merant” từ độ ẩm 60% xuống còn 12%.
Kiểm soát quá trình sấy
Trong quá trình sấy, gỗ khô dần do vậy nhiệt độ và độ ẩm tương đối trong lò sấy phải được điều chỉnh tương ứng với quá trình khô của gỗ. Bởi vậy quá trình sấy phải được kiểm soát. Việc kiểm soát được thực hiện bằng việc kiểm tra độ ẩm của các tấm ván mẫu đặt ở trong lò sấy. Độ ẩm được xác định bằng máy đo hoặc bằng phương pháp cân sấy.
Ít nhất phải có 6 tấm ván mẫu được sử dụng. Tấm ván mẫu nên được đặt ở nơi có tốc độ sấy cao nhất và nơi có tốc độ sấy thấp nhất trong đống gỗ. Chúng cũng được đặt ở nhữg nơi có sự tuần hoàn không khí là như nhau.
Các khuyết tật sấy
Các khuyết tật sấy có thể xảy trong quá trình sấy như Chai cứng bề mặt, nứt, cong vênh, v.v... Các khuyết tật này có thể do kỹ thuật sấy không đúng. Việc lựa chọn một
19
chế độ sấy hợp lý và xếp đống theo tiêu chuẩn, các khuyết tật sấy có thể giảm một cách tối đa.
Một vài trong số các khuyết tật trên có thể được giảm bớt bằng cách xử lý ở giai đoạn cuối của quá trình sấy.
5.2.4 Các dạng xử lý trong quá trình sấy
Trong quá trình sấy, có các xử lý nhiệt hoặc ẩm cao chúng thường xuyên được thực hiện nhằm đạt được gỗ sấy có chất lượng cao. Các dạng xử lý này là một phần của quá trình sấy. Có bốn dạng xử lý thông thường sau:
• Xử lý cân bằng ẩm • Xử lý giảm khuyết tật • Xử lý chống nấm
Xử lý cân bằng ẩm
Một điều dễ nhận thấy rằng ở cuối giai đoạn sấy, một số tấm ván đạt được độ ẩm mong muốn trong khi đó một số tấm khác thì chưa đạt được. Một quá trình xử lý cân bằng được sử dụng để cân bằng độ ẩm của các tấm gỗ trong đống gỗ. Thông thường quá trình sấy được tiếp tục cho tới khi độ ẩm của tấm ván mẫu khô nhất đạt được độ ẩm thấp hơn độ ẩm yêu cầu 2-3%. Tại điểm này, xử lý cân bằng ẩm được áp dụng.
Trong quá trình xử lý này, độ ẩm tương đối trong lò sấy được tăng lên sao cho độ ẩm thăng bằng (EMC) được tăng lên tương ứng với độ ẩm yêu cầu cần đạt được của gỗ. Trong quá trình xử lý này, những tấm ván ướt hơn sẽ tiếp tục khô trong khi đó những tấm ván khô hơn sẽ hút ẩm để đạt đến độ ẩm yêu cầu
Tuy nhiên để đạt được một độ ẩm đồng đều cho tất cả các tấm gỗ trong đống gỗ là cực kỳ khó khăn. Một sự khác biệt độ ẩm là ± 2% giữa các tấm ván trong đống gỗ là chấp nhận được. Gỗ có chiều dầy lớn và có khối lượng thể tích cao yêu cầu thời gian rất dài cho quá trình xử lý cân bằng ẩm.
Xử lý giảm khuyết tật
Xử lý giảm cong vênh
Cong vênh là một khuyết tật thông thường trong quá trình sấy. Khi tiến hành xử lý giảm cong vênh, nhiệt độ của nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt được tăng lên đến 1000C và nó được duy trì trong vòng từ 4h đến 8h. với nhiệt độ và độ ẩm cao nó sẽ làm cho gỗ mềm và làm cho gỗ trở lại hình dạng của nó. Việc xử lý này được thực hiện khi độ ẩm của gỗ vào khoảng 18%.
Xử lý làm giảm độ chai cứng
Độ chai cứng là một khuyết tật sấy nó không thể phát hhiện được bằng quan sát tấm gỗ. Điều này chỉ được phát hiện trong khi gia công nơi miếng gỗ bị chai cứng sẽ cong. Việc xử lý làm giảm chai cứng được thực hiện ngay trước giai đoạn sấy cuối cùng.
Khuyết tật này được làm giảm bằng cách tăng nhiệt độ trong lò sấy lên khoảng 12oC đồng thời độ ẩm cũng đuợc nâng lên 90% và duy trì trong khoảng từ 3h đến 6h. Trong
20
trường hợp lò sấy đang hoạt động ở nhiệt độ 80oC hoặc cao hơn thì ta không cần tăng nhiệt độ nữa mà chỉ cần tăng độ ẩm tương đối trong ló sấy. Thời gian xử lý sẽ phụ thuộc vào tình trạng của khuyết tật, loại và chiều dầy gỗ.
Xử lý chống nấm
Một số nấm mốc có thể phát triển ở điều kiện nhiệt độ trung bình và độ ẩm cao trong giai đoạn đầu của quá trình sấy.
Xử lý băng hơi nước quá nhiệt có thể giải quyết được vấn đề này. Trong quá trình xử lý nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt được tăng lên tới 70oC , độ ẩm tương đối được đưa lên đến 100% và được duy trì trong vòng 3h. Xử lý này được thực hiện trước khi bắt đầu quá trình sấy.
Sau khi xử lý, quá trình sấy được tiến hành theo qui trình sấy đã lựa chọn.
ĐỘ
ẨM
TƯƠ
NG
ĐỐ
I %
CHÊNH LỆCH NHIỆT ĐỘ GIỮA NHIỆT KẾ KHÔ VÀ NHIỆT KẾ ƯỚT 0C ĐỘ
ẨM
CÂ
N BẰ
NG
%
NHIỆT ĐỘ NHIỆT KẾ KHÔ 0C
