Thiết Kế Cải Tạo Một Số Thiết Bị Sấy Cho Công Ty Tnhh Phú Đạt

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Từ bao đời nay gỗ luôn chiếm một vị trí rất quan trong trong đời sống

con người. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nhiều loại vật liệu

khác nhau đã được con người tìm ra đã phần nào thay thế được gỗ; tuy nhiên

vai trò của gỗ không những không giảm sút mà ngược lại con người cảm thấy

cần đến gỗ hơn. Gỗ có cá tính đa dạng, bền đẹp, thân thiện với con người, gỗ

dễ gia công chế biến. Gỗ được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, trong sản

xuất hàng nội thất và trong nhiều lĩnh vực khác của đời sống con người. Tuy

nhiên gỗ là loại vật liệu mang tính dị hướng có cấu trúc và tính chất không

đồng nhất, khả năng hút và nhả ẩm rất cao dẫn đến sự co dãn và thay đổi kích

thước, gây nên các khuyết tật như cong, vênh, nứt nẻ. Không những thế gỗ

còn là vật liệu được cấu tạo bởi nhiều thành phần hoá học thuận lợi cho sự

phát triển của sinh vật gây hại như nấm mốc, côn trùng. Chính vì vậy mà trải

qua thời gian con người đã tìm ra nhiều phương pháp bảo quản gỗ khác nhau,

đã hình thành cả một ngành khoa học – khoa học bảo quản gỗ. Trong số các

phương pháp hiện nay sấy gỗ là phương pháp bảo quản gỗ toàn diện nhất,

hiệu quả nhất và phổ biến nhất. Sấy gỗ làm tăng tính chất cơ lý và hạn chế sự

phá hại của môi trường, sinh vật.

Công ty TNHH Phú Đạt có nhu cầu sấy gỗ rất lớn vì vậy cần khảo sát

đánh giá thực trạng để từ đó đề xuất và xây dựng phương án cải tạo hợp lý

cho lò sấy. Được sự đồng ý của khoa chế biến lâm sản - Trường đại học Lâm

Nghiệp và sự nhất trí của ban lãnh đạo công ty TNHH Phú Đạt, tôi thực hiện

đề tài “Thiết kế cải tạo một số thiết bị sấy cho công ty TNHH Phú Đạt”.

2

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1

MỤC LỤC........................................................................................................ 2

Chƣơng I .......................................................................................................... 5

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................................... 5

1.1 Tình hình nghiên cứu................................................................................ 5

1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới.......................................................... 5

1.1.2.Tình hình trong nước................................................................................ 6

1.2. Cơ sở lý thuyết thiết kế lò sấy ................................................................. 7

1.2.1. Đặc điểm nguyên liệu sấy ....................................................................... 7

1.2.2. Đặc điểm cấu tạo và tính chất của gỗ liên quan đến quá trình sấy ......... 7

1.2.3. Những căn cứ lựa chọn chế độ sấy ......................................................... 9

1.2.4. Những yêu cầu cơ bản của thiết kế lò sấy............................................. 10

1.3. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................... 11

1.4. Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................. 11

1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu....................................................................... 11

1.6. Nội dung nghiên cứu .............................................................................. 11

Chƣơng II....................................................................................................... 12

ĐẶC ĐIỂM, TÌNH HÌNH SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY ......................... 12

2.1. Đặc điểm.................................................................................................. 12

2.1.1. Vị trí địa lý của công ty......................................................................... 12

2.1.2. Đặc điểm của công ty............................................................................ 12

2.2. Tình hình sản xuất ................................................................................. 12

2.2.1. Nguyên liệu ........................................................................................... 12

2.2.2. Sản phẩm............................................................................................... 13

2.2.3. Tình hình sản xuất................................................................................. 13

3

Chƣơng III..................................................................................................... 14

THỰC TRẠNG SẤY GỖ CỦA CÔNG TY................................................ 14

3.1. Khảo sát thực trạng sấy gỗ của công ty ............................................... 14

3.1.1. Phương pháp xếp đống gỗ sấy ............................................................. 14

3.1.2. Chế độ sấy ............................................................................................. 15

3.1.3. Các giai đoạn của quá trình sấy ............................................................ 17

3.1.4. Chất lượng gỗ sấy tại công ty................................................................ 20

3.2. Thực trạng về thiết bị lò sấy của công ty ............................................. 22

3.2.1.Vỏ lò sấy................................................................................................. 22

3.2.1.1. Tường lò............................................................................................. 25

3.2.1.2 Trần lò sấy........................................................................................... 27

3.2.1.3. Cửa lò……………………………………………………….............27

3.2.1.4. Nền lò……………………………………………………………….28

3.2.2. Tính toán nồi hơi................................................................................... 30

3.2.2.1. Xác định lượng ẩm bay hơi từ gỗ....................................................... 30

3.2.2.2. Xác định lượng không khí tuần hoàn................................................. 32

3.2.2.3. Xác định trạng thái môi trường sấy khi ra khỏi đống gỗ................... 34

3.2.2.4. Xác định chính xác lượng không khí tuần hoàn ................................ 34

3.2.2.5. Xác định lượng không khí mới lấy vào để làm bay hơi ………………

1 Kg ẩm: Mo .................................................................................................... 35

3.2.2.6. Xác định chi phí nhiệt trong quá trình sấy......................................... 36

3.2.2.7. Tính toán tổn thất nhiệt qua vỏ lò sấy............................................... 37

3.3.Tính toán chi phí hơi ( nồi hơi )............................................................. 40

3.4. Tính toán thiết bị tản nhiệt.................................................................... 41

3.4.1. Tính công suất của thiết bị gia nhiệt ..................................................... 42

3.4.3. Tính diện tích bề mặt trao đổi nhiệt cần thiết ....................................... 43

3.5. Tính toán quạt gió .................................................................................. 44

3.5.1. Sơ đồ tuần hoàn của môi trường sấy..................................................... 45

4

3.5.2.Tính lực cản ở các đoạn trong vòng tuần hoàn của

môi trường sấy................................................................................................. 46

3.5.3. Công suất quạt và động cơ điện ............................................................ 51

3.6. Hệ thống phun ẩm và thiết bị điều khiển............................................. 52

3.6.1. Hệ thống phun ẩm................................................................................ 52

3.6.2. Thiết bị điều khiển ................................................................................ 52

3.7. Nhận xét đánh giá về phân xƣởng sấy.................................................. 54

3.7.1. Quy mô và mặt bằng phân xưởng sấy ở công ty................................... 54

3.7.2. Nhận xét đánh giá.................................................................................. 55

Chƣơng IV ..................................................................................................... 58

ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN CẢI TẠO ........................................................... 58

4.1. Phƣơng án cải tạo cho phần lò sấy ....................................................... 58

4.1.1. Phần vỏ lò.............................................................................................. 59

4.1.2. Nồi hơi................................................................................................... 60

4.1.3. Thiết bị quạt gió .................................................................................... 61

4.1.4. Thiết bị gia nhiệt ................................................................................... 61

4.1.5. Các van khoá và đường ống dẫn hơi..................................................... 62

4.1.6. Bố trí mặt bằng và quy mô phân xưởng................................................ 63

4.2. Một số giải pháp nâng cao hiệu quả sấy gỗ ......................................... 64

4.2.1. Kĩ thuật xếp đống .................................................................................. 64

4.2.2. Chế độ sấy ............................................................................................. 65

Chƣơng V....................................................................................................... 68

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................... 68

5.1. Kết luận ................................................................................................... 68

5.2. Kiến nghị................................................................................................. 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 69

5

Chƣong I

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tình hình nghiên cứu

1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Sấy gỗ là một việc rất quan trọng đã có từ lâu đời. Năm 1875 đã bắt

đầu xây dựng lò sấy dùng môi trường sấy bằng không khí nóng, hơi quá nhiệt

và khí đốt. Năm 1873 giáo sư Gađôlin viết quyển sách đầu tiên về nghiên cứu

hiện tượng cong vênh của ván lúc sấy. Các nhà khoa học Xô viết đã có những

công trình nghiên cứu giải quyết những vấn đề quan trọng về kĩ thuật sấy gỗ.

Công nghiệp gia công cơ giới gỗ phát triển mạnh mẽ, những lò sấy,

phương pháp sấy thủ công cũ kĩ, năng suất thấp, chất lượng sấy kém đã không

thể đáp ứng yêu cầu khối lượng gỗ sấy càng lớn của các nước công nghiệp

phát triển. Các lò sấy công suất lớn, công nghệ thiết bị tiên tiến được xây

dựng ở các nhà máy chế biến tổng hợp gỗ.

Các công trình nghiên cứu lý luận về bản chất của quá trình sấy gỗ, các

phương pháp, quy trình, chế độ sấy gỗ với nhiều loại môi trường, nguyên liệu

sấy trong các kiểu lò sấy khác nhau ngày càng phát triển sâu rộng ở các nước

trên thế giới.

Xu hướng phát triển chủ yếu hiện nay là hoàn thiện kĩ thuật công nghệ

sấy để thời gian sấy ngắn, năng suất chất lượng cao, giá thành rẻ.

Tháng 4 năm 2003, ở Maxcva, hội khoa học kĩ thuật công nghiệp gỗ và

giấy toàn liên bang Nga cùng các viện nghiên cứu và các công ty sản xuất đã

tổ chức Hội nghị khoa học: “Sấy gỗ, thực trạng và phương pháp giải quyết”.

Các đại biểu đã đề cập những vấn đề tổng hợp để bảo đảm hoàn thiện cho

công nghệ, kĩ thuật sấy gỗ như:

- Thực trạng kĩ thuật, nguyên tắc, phương pháp sấy gỗ;

6

- Những công nghệ và thiết bị mới;

- Yêu cầu và chất lượng gỗ;

- Trang bị, thiết bị kiểm tra và hệ thống quản lýquá trình sấy;

- Hiệu quả kinh tế của các phương pháp sấy và công trình sấy;

- Tự động hoá và điều khiển quy trình sấy;

- Chương trình hoá chế độ sấy bằng công nghệ thông tin hiện đại.

1.1.2.Tình hình trong nƣớc

Ở nước ta công nghiệp gia công chế biến gỗ, sản xuất hàng hoá tiêu

dùng và xuất khẩu chất lượng cao chưa phát triển, nên kĩ thuật và công nghệ

sấy gỗ cũng phát triển chậm và kém.

Trước năm 1975, chỉ có một ít lò sấy chu kì tuần hoàn sấy bằng hơi đốt

hay hơi nước ở miền Nam và các xí nghiệp sản xuất đồ gỗ, đồ mộc ở miền

Bắc để sấy gỗ xẻ làm nhạc cụ, học cụ, đồ chơi, ván bóc, ván dăm, với những

quy trình và chế độ sấy áp dụng cho lò sấy nhập nội được cải tiến.

Công tác nghiên cứu khoa học về sấy gỗ chưa được quan tâm đúng

mức, mới có một vài đề tài nghiên cứu về phân loại gỗ sấy, kĩ thuật sấy, thiết

kế lò sấy.

Những năm cuối thế kỉ XX đầu thế kỉ XXI, gỗ rừng tự nhiên đã bị kiệt

quệ, công nghệp chế biến gỗ mềm từ rừng tự nhiên và rừng trồng làm vật liệu

xây dựng, làm đồ mộc dùng trong nước và nhất là làm hàng xuất khẩu phát

triển với quy mô ngày càng lớn, yêu cầu chất lượng ngày càng cao thì công

tác nghiên cứu xây dựng các lò sấy gỗ công nghiệp mới trở thành yêu cầu

khách quan và cấp bách. Thực trạng công tác nghiên cứu về sấy gỗ, các lò sấy

gỗ, kĩ thuật và công nghệ sấy gỗ cũng như đội ngũ cán bộ nghiên cứu, giảng

dạy, cán bộ kĩ thuật và công nhân vận hành sấy gỗ còn thiếu và yếu.

7

Vì vậy cần nhanh chóng nhận thức được ý nghĩa và tầm quan trọng của

khâu sấy gỗ trong sản xuất đồ gỗ dùng trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nước

ta, trong hội nhập kinh tế quốc tế, cạnh tranh gay gắt về chất lượng, giá cả

hàng hoá. Phải nhanh chóng tổ chức lại và đẩy mạnh nghiên cứu khoa học,

đào tạo đội ngũ cán bộ, nghiên cứu, giảng dạy công nhân sản xuất có trình độ

đáp ứng yêu cầu của thời đại; đẩy mạnh khâu chế tạo thiết bị lò sấy, máy móc

kiểm tra chế độ sấy và lò sấy.

1.2.Cơ sở lý thuyết thiết kế lò sấy

1.2.1. Đặc điểm nguyên liệu sấy

Nguyên liệu là đối tượng công nghệ của quá trình sấy. nguyên liệu sấy

là gỗ có các thành phần hoá học chủ yếu như cellulose, hemicellulose, lignin.

Những tính chất chủ yếu của gỗ ảnh hưởng đến quá trình sấy gỗ đó là:

Tính chất vật lý (độ ẩm, tỉ nhiệt, nhiệt lý); tính chất cơ học (độ bền); tính chất

hoá lý (trương nở, biến đổi tính chất…).

1.2.2. Đặc điểm cấu tạo và tính chất của gỗ liên quan đến quá trình sấy

- Gỗ lõi - gỗ giác: Khả năng vận chuyển ẩm của gỗ giác tốt hơn gỗ lõi,

vì vậy trước khi sấy cần làm cân bằng độ ẩm giữa hai phần rồi đem đi sấy.

- Đối với gỗ lá kim: Thoát ẩm chủ yếu bằng lỗ thông ngang.

- Đối với gỗ lá rộng: Thoát ẩm bằng lỗ thông ngang, lỗ xuyên mạch.

Hình thức phân bố của tế bào mạch gỗ là đường vận chuyển ẩm lớn nhất

trong gỗ lá rộng.

- Thể bít: Nằm trong ruột tế bào mạch gỗ, các chất dầu nhựa làm chậm

lại quá trình thoát ẩm.

- Tia gỗ: Là nguyên nhân tạo tính dị hướng của gỗ, là nguyên nhân

chính tạo sự co rút không đều giữa chiều xuyên tâm và tiếp tuyến. Các khuyết

tật do tia gỗ gây nên: Nứt trên đầu ván và móp.