Công nghệ sấy gỗ bạch đàn bằng phương pháp sấy chân không (11/12/2015)
Ngành chế biến lâm sản nước ta đã có những bước phát triển mạnh và ngày càng đáp ứng nhu cầu trong nước và đóng góp ngày càng lớn vào kim ngạch xuất khẩu. Sản phẩm gỗ của Việt Nam đã có mặt tại 120 quốc gia và vùng lãnh thổ, đã tạo được uy tín với người tiêu dùng khắp thế giới. Ngoài ra, trong quá trình chế biến gỗ, thì sấy gỗ là khâu quan trọng nhất và tốn nhiều thời gian, chi phí.
Sấy là quá trình xử lý nhiệt nhằm làm bay hơi nước trong nguyên liệu, giảm độ ẩm của nguyên liệu đến độ ẩm theo yêu cầu sử dụng. Đây là khâu công nghệ quan trọng góp phần vào việc nâng cao giá trị sử dụng và chất lượng sản phẩm, đặc biệt là các sản phẩm xuất khẩu.
Hiện nay, có rất nhiều phương pháp sấy khác nhau, nhưng phương pháp sấy chân không luôn là một phương pháp có thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu chất lượng và là phương pháp rút ngắn được thời gian sấy đáng kể. Do đó, phương pháp này thường được áp dụng sấy những vật liệu khô chậm, khó sấy, có yêu cầu chất lượng sấy cao (như gỗ bạch đàn trắng và gỗ bạch đàn đỏ).
Không những thế, một trong những động lực chính trong suốt quá trình sấy chân không chính là độ chênh áp suất, được tạo bởi bơm chân không và các thiết bị kèm theo khác như thiết bị ngưng tụ. Các vật liệu chân không đặc biệt và các dụng cụ đo, kiểm tra chân không cho phép tính toán chọn lựa để đạt được độ chân không sâu, tạo nên độ chênh áp suất lớn giữa áp suất hơi nước bão hòa trên bề mặt gỗ và phần áp suất hơi nước trong môi trường đặt gỗ sấy.
Mặc khác, ở điều kiện chân không thấp, nhiệt độ hóa hơi của nước sẽ rất thấp, làm tăng cường quá trình thoát ẩm trong gỗ. Do vậy, phương pháp sấy chân không có thể tiến hành sấy ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ môi trường. Gỗ sấy chân không không bị tác động gây biến tính của nhiệt độ và luôn giữ được gần như đầy đủ các tính chất đặc trưng ban đầu.
Tại Bình Dương hiện nay, gỗ và các sản phẩm gỗ đã trở thành một trong những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của tỉnh. Do yêu cầu của sản phẩm, đặc tính của nguyên liệu mà các hệ thống sấy gỗ hiện tại ở Bình Dương chủ yếu là sấy gỗ ván có chiều dày 15 ÷ 60mm, các tấm ván với chiều dày lớn có thời gian sấy dài. Hệ thống sấy phổ biến hiện nay là sấy hơi nước ngoài ra còn có hệ thống lò sấy hơi đốt.
Đối với thiết bị sấy gỗ phổ biến hiện nay là sử dụng buồng sấy (phòng sấy). Buồng sấy có kết cấu như sau: Buồng sấy có thể tích sấy được khoảng từ 20÷100 m3 gỗ. Trong mỗi mẻ sấy, gỗ được xếp thành các pallet (kiện gỗ) và các thanh kê có chiều dày từ 20 - 30mm. Mỗi mẻ sấy tùy theo quy cách chiều dày ván sấy, loại gỗ và độ ẩm ban đầu mà thời gian sấy có thể từ 5 - 50 ngày cho mỗi mẻ sấy. Đối với các loại gỗ bạch đàn nhập khẩu thời gian sấy từ 15 - 50 ngày, tùy theo chiều dày gỗ sấy.
Theo đó, nguyên lý cơ bản của phương pháp sấy chân không là sự phụ thuộc áp suất điểm sôi của nước. Nếu làm giảm (hạ thấp) áp suất trong một thiết bị chân không xuống đến áp suất mà ở đó nước trong gỗ bắt đầu sôi và bốc hơi, sẽ tạo theo tiết diện ngang của gỗ sấy một chênh lệch áp suất và qua đó hình thành nên một dòng ẩm chuyển động trong gỗ theo hướng từ trong ra bề mặt gỗ. Điều này có nghĩa là ở một áp suất nhất định, nước sẽ có một điểm sôi nhất định, do vậy khi hút chân không sẽ làm cho áp suất trong gỗ giảm đi và đến mức ở nhiệt độ của gỗ đạt đến nhiệt độ sôi của nước ở điều kiện áp suất đấy, nước trong gỗ sẽ hóa hơi và làm tăng áp suất trong gỗ, tạo nên chênh lệch áp suất hơi giữa bên trong gỗ và bề mặt gỗ, tạo điều kiện thúc đẩy quá trình di chuyển ẩm từ trong gỗ ra ngoài bề mặt bay hơi và ở đấy, bề mặt gỗ dưới điều kiện chân không (áp suất thấp) quá trình bay hơi sẽ tiến triển nhanh chóng và qua đó quá trình khô của gỗ sẽ rất nhanh và rút ngắn thời gian sấy một cách đáng kể.
Qua quá trình nghiên cứu, tính toán công nghệ và các thí nghiệm, nhóm tác giả đã rút ra kết luận trong quá trình sấy chân không gỗ bạch đàn, thời gian xả ẩm có ảnh hưởng đến chất lượng gỗ sấy. Khi sấy ở nhiệt độ thích hợp và có khoảng thời gian xử lý ban đầu hợp lý rút ngắn được thời gian sấy.
Bên cạnh đó, hai loại gỗ bạch đàn được sử dụng nghiên cứu dễ nhạy cảm với nhiệt độ và dễ bị móp méo, nứt mặt khi nhiệt độ lên trên 550C. Kết quả nghiên cứu chế độ sấy chân không tối ưu khi sấy gỗ bạch đàn trắng ở nhiệt độ sấy 52,30C và thời gian xử lý ban đầu là 5,18 giờ thì tỷ lệ khuyết tật gỗ bạch đàn trắng là 4.41% và thời gian sấy là 79,52 giờ. Chế độ sấy chân không tối ưu khi sấy gỗ bạch đàn đỏ ở nhiệt độ 500C và thời gian xử lý ban đầu là 4,8 giờ, tỷ lệ khuyết tật gỗ bạch đàn đỏ là 4,6% và thời gian sấy là 111,1 giờ.
Thanh Thanh (PGS.TS Phạm Ngọc Nam, báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu ứng dụng, xây dựng công nghệ sấy gỗ bạch đàn bằng phương pháp sấy chân không”).