Luận văn: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu hệ thống xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng trong dây chuyền xẻ gỗ tự động, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải pháp cải

• Tác giả: Hoàng Đăng Khương
• Người hướng dẫn: TS. Trần Văn Tưởng
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
• Đề tài: Nghiên cứu hệ thống xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng trong dây chuyền xẻ gỗ tự động
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giải pháp hệ thống hút mùn cưa tự động cho xưởng gỗ

Ngành công nghiệp chế biến gỗ tại Việt Nam đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, với tốc độ tăng trưởng ổn định. Tuy nhiên, quá trình sản xuất, đặc biệt là công đoạn xẻ gỗ, tạo ra một lượng lớn phế phẩm như mùn cưa và bụi gỗ. Vấn đề này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường xưởng gỗ mà còn tiềm ẩn nhiều rủi ro về sức khỏe và an toàn lao động. Để giải quyết triệt để, việc đầu tư vào một hệ thống hút mùn cưa tự động là yêu cầu cấp thiết. Hệ thống này được thiết kế để thu gom phoi bào và mùn cưa ngay tại nguồn phát sinh, vận chuyển qua đường ống hút bụi đến khu vực xử lý tập trung. Thay vì các phương pháp thủ công kém hiệu quả, một hệ thống hút bụi trung tâm hiện đại giúp duy trì không gian làm việc sạch sẽ, bảo vệ sức khỏe người lao động khỏi các bệnh về hô hấp do bụi mịn PM2.5, và nâng cao hiệu quả sản xuất. Theo nghiên cứu của Hoàng Đăng Khương (2016) tại Trường Đại học Lâm nghiệp, việc áp dụng công nghệ tự động hóa trong xử lý mùn cưa là xu hướng tất yếu, đặc biệt đối với các dây chuyền xẻ gỗ năng suất cao. Hệ thống này không chỉ giải quyết vấn đề ô nhiễm mà còn giúp tận dụng mùn cưa làm nguyên liệu cho các ngành sản xuất khác như viên nén gỗ, ván nhân tạo, góp phần tạo ra một chu trình sản xuất khép kín và bền vững. Việc triển khai hệ thống còn là một bước đi quan trọng trong việc đảm bảo các tiêu chuẩn về an toàn lao động PCCC (Phòng cháy chữa cháy) tại các cơ sở chế biến gỗ.

1.1. Tầm quan trọng của việc xử lý bụi gỗ tại xưởng

Môi trường làm việc tại các xưởng xẻ gỗ thường xuyên bị ô nhiễm bởi bụi mùn cưa. Các hạt bụi này, đặc biệt là bụi mịn PM2.5, có khả năng xâm nhập sâu vào hệ hô hấp, gây ra các bệnh mãn tính như viêm phế quản, hen suyễn và thậm chí là ung thư phổi. Ngoài ra, mùn cưa tích tụ trên sàn nhà, máy móc không chỉ gây mất vệ sinh mà còn làm giảm tầm nhìn, tăng nguy cơ trơn trượt, vấp ngã cho công nhân. Một vấn đề nghiêm trọng khác là nguy cơ cháy nổ. Bụi gỗ lơ lửng trong không khí với nồng độ cao có thể tạo thành một hỗn hợp dễ bắt lửa, chỉ cần một tia lửa điện từ thiết bị hoặc ma sát cũng có thể gây ra một vụ nổ bụi thảm khốc. Do đó, việc đầu tư vào hệ thống xử lý bụi gỗ hiệu quả là biện pháp bắt buộc để đảm bảo an toàn lao động PCCC và bảo vệ tài sản cho doanh nghiệp. Một môi trường làm việc sạch sẽ, an toàn còn giúp nâng cao tinh thần và năng suất của người lao động.

1.2. So sánh phương pháp thu gom phoi bào thủ công tự động

Phương pháp thu gom phoi bào và mùn cưa thủ công, như quét dọn và vận chuyển bằng xe cút kít, vẫn còn phổ biến tại các xưởng gỗ quy mô nhỏ. Phương pháp này có nhiều nhược điểm: tốn nhiều nhân công, hiệu quả thấp, và quá trình thu dọn lại làm bụi phát tán thêm ra môi trường. Công nhân phải làm việc trong điều kiện nặng nhọc và độc hại. Ngược lại, hệ thống hút mùn cưa tự động mang lại hiệu quả vượt trội. Mùn cưa được hút trực tiếp từ máy cưa thông qua các chụp hút, ngăn không cho bụi kịp phát tán. Hệ thống hoạt động liên tục, đảm bảo xưởng luôn sạch sẽ mà không cần sự can thiệp thường xuyên của con người. Nghiên cứu "Nghiên cứu hệ thống xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng trong dây chuyền xẻ gỗ tự động" cho thấy, phương pháp tự động giúp giảm thiểu tối đa sự tiếp xúc của người lao động với bụi, đồng thời tiết kiệm chi phí nhân công và thời gian dọn dẹp, từ đó tối ưu hóa quy trình sản xuất.

II. Thách thức từ bụi gỗ và rủi ro nếu không có hệ thống hút

Bụi gỗ không chỉ là một phế phẩm thông thường mà còn là một tác nhân nguy hiểm trong môi trường sản xuất. Việc thiếu một hệ thống hút mùn cưa tự động chuyên nghiệp đặt ra nhiều thách thức nghiêm trọng. Về mặt sức khỏe, công nhân phải đối mặt hàng ngày với nguy cơ hít phải bụi mịn PM2.5 và các hóa chất có trong gỗ, dẫn đến các bệnh về đường hô hấp và da liễu. Về mặt an toàn, lượng mùn cưa tích tụ lớn là nguồn nhiên liệu tiềm tàng cho các vụ hỏa hoạn. Theo các quy định về an toàn lao động PCCC, nồng độ bụi gỗ trong không khí vượt ngưỡng cho phép có thể gây ra nổ bụi, một hiện tượng có sức công phá cực kỳ lớn. Về mặt sản xuất, bụi bám vào máy móc, thiết bị làm giảm tuổi thọ, gây sai lệch trong quá trình cắt, ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm. Không gian làm việc bừa bộn cũng làm giảm năng suất và hiệu quả vận hành. Các phương pháp xử lý thủ công không thể giải quyết triệt để các vấn đề này. Chỉ có một hệ thống hút bụi trung tâm được thiết kế bài bản mới có thể kiểm soát hoàn toàn lượng bụi phát sinh, đảm bảo một môi trường xưởng gỗ an toàn và hiệu quả. Luận văn của Hoàng Đăng Khương (2016) đã chỉ ra rằng, việc thu gom mùn cưa ngay trong quá trình xẻ là yêu cầu bắt buộc để dây chuyền xẻ tự động hoạt động ổn định và an toàn.

2.1. Phân tích nguy cơ từ bụi mịn PM2.5 trong mùn cưa

Trong quá trình cưa xẻ, các hạt bụi với kích thước siêu nhỏ, đặc biệt là bụi mịn PM2.5 (đường kính nhỏ hơn 2.5 micromet), được tạo ra. Do kích thước nhỏ, chúng có thể lơ lửng trong không khí trong thời gian dài và dễ dàng bị hít vào sâu trong phổi, đi vào máu và gây hại cho các cơ quan khác. Tiếp xúc lâu dài với bụi mịn PM2.5 từ gỗ có liên quan trực tiếp đến các bệnh như viêm phổi, suy giảm chức năng phổi, bệnh tim mạch và làm tăng nguy cơ ung thư. Các loại gỗ qua xử lý hóa chất còn chứa các hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs) độc hại, làm tăng thêm mức độ nguy hiểm. Việc trang bị các thiết bị lọc bụi công nghiệp có khả năng xử lý các hạt bụi siêu mịn là rất quan trọng để bảo vệ sức khỏe lâu dài cho người lao động.

2.2. Những rủi ro về an toàn lao động và phòng chống cháy nổ

Mùn cưa là vật liệu dễ cháy. Khi tích tụ thành đống lớn hoặc phân tán trong không khí dưới dạng bụi, nó trở thành một mối nguy hiểm cháy nổ nghiêm trọng. Chỉ một nguồn nhiệt nhỏ như tia lửa từ động cơ, ma sát cơ học, hoặc tàn thuốc cũng có thể gây ra hỏa hoạn. Đặc biệt, hiện tượng nổ bụi xảy ra khi đám mây bụi gỗ trong không khí bắt lửa, tạo ra một làn sóng áp suất tàn phá. Đây là một trong những rủi ro lớn nhất tại các xưởng chế biến gỗ. Do đó, các tiêu chuẩn về an toàn lao động PCCC yêu cầu phải có hệ thống xử lý bụi gỗ hiệu quả để kiểm soát nồng độ bụi và loại bỏ các nguồn tích tụ. Việc lắp đặt hệ thống hút bụi không chỉ là nâng cao hiệu quả mà còn là tuân thủ pháp luật và bảo vệ tính mạng con người.

III. Cấu tạo chi tiết của hệ thống hút mùn cưa tự động

Một hệ thống hút mùn cưa tự động hoàn chỉnh là một tổ hợp các thiết bị được kết nối chặt chẽ, hoạt động đồng bộ để thu gom, vận chuyển và xử lý bụi gỗ. Cấu trúc cốt lõi của hệ thống này thường bao gồm ba bộ phận chính: bộ phận thu gom, bộ phận vận chuyển và bộ phận lọc tách. Bộ phận thu gom gồm các phễu hoặc chụp hút được lắp đặt trực tiếp tại các vị trí phát sinh mùn cưa trên máy cưa. Bộ phận vận chuyển là mạng lưới đường ống hút bụi bằng thép, được tính toán kỹ lưỡng về đường kính và độ dốc để đảm bảo dòng khí lưu thông tối ưu. Trái tim của hệ thống là quạt hút công nghiệp công suất lớn, tạo ra lực hút đủ mạnh để kéo toàn bộ mùn cưa và không khí vào hệ thống. Cuối cùng, bộ phận lọc tách, điển hình là cyclone lọc bụi, có nhiệm vụ tách mùn cưa ra khỏi không khí dựa trên nguyên lý lực ly tâm. Mùn cưa sau khi tách sẽ rơi xuống đáy và được chứa trong silo chứa mùn cưa hoặc bao chứa, trong khi không khí sạch được thải ra ngoài. Toàn bộ hoạt động được giám sát và vận hành thông qua một tủ điện điều khiển tự động, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, an toàn và tiết kiệm năng lượng. Việc lựa chọn và thiết kế từng bộ phận phải dựa trên tính toán cụ thể về lưu lượng khí, nồng độ bụi và đặc tính của vật liệu, như đã được phân tích trong nghiên cứu của Hoàng Đăng Khương (2016).

3.1. Vai trò của quạt hút công nghiệp và đường ống hút bụi

Quạt hút công nghiệp được xem là "trái tim" của toàn bộ hệ thống. Thông thường, loại quạt ly tâm được ưu tiên lựa chọn do khả năng tạo ra áp suất lớn và lưu lượng khí cao, phù hợp để vận chuyển vật liệu rắn như mùn cưa. Việc lựa chọn một quạt hút công nghiệp công suất lớn phải dựa trên việc tính toán chính xác tổng trở lực của toàn bộ hệ thống, bao gồm trở lực qua cyclone, ma sát trong đường ống và các điểm uốn cong. Mạng lưới đường ống hút bụi đóng vai trò là "mạch máu", dẫn khí và bụi từ nơi phát sinh đến bộ phận xử lý. Vật liệu làm ống thường là thép hoặc tôn kẽm để chịu được sự mài mòn của mùn cưa. Thiết kế đường ống cần tối ưu hóa để giảm thiểu tổn thất áp suất, tránh các góc cua quá hẹp và đảm bảo vận tốc dòng khí đủ lớn để mùn cưa không bị lắng đọng.

3.2. Nguyên lý hoạt động của cyclone lọc bụi và silo chứa

Thiết bị cyclone lọc bụi là bộ phận quan trọng nhất để tách bụi ra khỏi không khí. Nguyên lý hoạt động của nó dựa trên lực ly tâm. Dòng khí chứa bụi được đưa vào cyclone theo phương tiếp tuyến, tạo ra một dòng xoáy mạnh. Do có khối lượng lớn hơn không khí, các hạt mùn cưa dưới tác động của lực ly tâm sẽ bị văng vào thành cyclone, mất động năng và rơi xuống phễu chứa ở đáy. Không khí sạch, nhẹ hơn, sẽ di chuyển lên trên theo dòng xoáy trong và thoát ra ngoài qua ống trung tâm. Hiệu suất lọc bụi của cyclone rất cao đối với các hạt có kích thước lớn hơn 10 micromet. Mùn cưa sau khi thu gom sẽ được chứa trong silo chứa mùn cưa, một bồn chứa lớn, giúp việc lưu trữ và vận chuyển đến các công đoạn tái sử dụng trở nên dễ dàng và tự động hóa.

3.3. Tầm quan trọng của tủ điện điều khiển và van giũ bụi

Để hệ thống vận hành một cách thông minh và hiệu quả, tủ điện điều khiển tự động là một thành phần không thể thiếu. Tủ điện tích hợp các thiết bị đóng cắt, bảo vệ động cơ quạt khỏi các sự cố quá tải, ngắn mạch. Nó cho phép lập trình các chế độ hoạt động tự động, khởi động và dừng hệ thống một cách an toàn. Trong các hệ thống yêu cầu hiệu suất lọc bụi cao hơn, đặc biệt để xử lý bụi mịn, người ta thường kết hợp cyclone với bộ lọc túi vải. Khi đó, van giũ bụi tự động (hay van rũ bụi) đóng vai trò làm sạch các túi lọc. Van này sẽ định kỳ tạo ra các xung khí nén mạnh để giũ sạch lớp bụi bám trên bề mặt túi, đảm bảo túi lọc luôn thông thoáng và duy trì hiệu suất lọc ổn định.

IV. Phương pháp lựa chọn mô hình hút mùn cưa tối ưu nhất

Việc lựa chọn và lắp đặt hệ thống hút bụi phù hợp đòi hỏi sự phân tích kỹ lưỡng dựa trên nhiều yếu tố như quy mô xưởng, loại máy móc, lượng mùn cưa phát sinh và ngân sách đầu tư. Luận văn thạc sĩ của Hoàng Đăng Khương (2016) đã tiến hành một nghiên cứu chi tiết về việc lựa chọn mô hình hệ thống hút mùn cưa, trong đó so sánh các phương pháp lắng khác nhau như buồng lắng, thiết bị lắng quán tính và cyclone. Kết quả cho thấy, mô hình sử dụng cyclone lọc bụi kết hợp với quạt hút công nghiệp công suất lớn là giải pháp tối ưu nhất cho các xưởng xẻ gỗ. Cyclone có ưu điểm vượt trội về hiệu suất lọc bụi đối với hạt mùn cưa, cấu tạo đơn giản, chi phí đầu tư và vận hành hợp lý. Quá trình lựa chọn bắt đầu bằng việc khảo sát và tính toán lượng mùn cưa tạo ra trong một đơn vị thời gian. Từ đó, xác định lưu lượng khí cần thiết để hút toàn bộ lượng mùn cưa này. Dựa trên lưu lượng khí và cấu trúc đường ống hút bụi, các kỹ sư sẽ tính toán tổng trở lực của hệ thống để chọn công suất quạt phù hợp. Việc lựa chọn đúng mô hình không chỉ đảm bảo hiệu quả làm sạch môi trường xưởng gỗ mà còn giúp tối ưu hóa chi phí năng lượng và bảo trì, mang lại lợi ích kinh tế lâu dài cho doanh nghiệp.

4.1. Tiêu chí lựa chọn cyclone lọc bụi và các thiết bị lắng

Theo phân tích trong tài liệu gốc, cyclone lọc bụi được lựa chọn vì những ưu điểm rõ rệt so với các thiết bị lọc bụi công nghiệp khác trong ứng dụng thu gom mùn cưa. Các tiêu chí lựa chọn chính bao gồm: hiệu suất lọc bụi cao đối với các hạt có kích thước trung bình và lớn (> 5µm), cấu tạo đơn giản không có bộ phận chuyển động nên độ bền cao, có khả năng làm việc trong môi trường nhiệt độ cao và mài mòn, chi phí chế tạo và bảo trì thấp. Trong khi đó, các phương pháp như buồng lắng tuy đơn giản nhưng cồng kềnh và hiệu suất thấp, chỉ phù hợp với các hạt bụi rất lớn. Thiết bị lắng quán tính có hiệu quả khá hơn nhưng vẫn hạn chế với bụi nhỏ. Do đó, cyclone đơn là lựa chọn cân bằng tốt nhất giữa hiệu quả và chi phí cho việc xử lý mùn cưa tại xưởng xẻ.

4.2. Cách tính toán và lựa chọn quạt hút công suất lớn

Việc lựa chọn quạt hút công nghiệp công suất lớn là một bước kỹ thuật quan trọng. Đầu tiên, cần xác định lưu lượng khí tính toán (Qtt), tức là tổng thể tích không khí cần hút trong một giây để đảm bảo thu gom hết mùn cưa. Tiếp theo, phải tính toán tổng tổn thất áp suất (ΔP), hay còn gọi là cột áp, của toàn hệ thống. Tổn thất này bao gồm tổn thất do ma sát trong đường ống hút bụi, tổn thất qua các co cút, tổn thất tại miệng hút và đặc biệt là tổn thất áp suất qua cyclone lọc bụi. Dựa vào hai thông số quan trọng là lưu lượng và cột áp, nhà cung cấp sẽ tư vấn loại quạt ly tâm có đặc tính kỹ thuật phù hợp. Công suất động cơ (Nđc) cần thiết để kéo quạt được tính toán dựa trên lưu lượng, cột áp và hiệu suất tổng thể của quạt. Chọn đúng công suất quạt giúp hệ thống hoạt động hiệu quả mà không gây lãng phí điện năng.

V. Kết quả thực nghiệm hệ thống hút mùn cưa tự động

Để chứng minh tính hiệu quả và khả thi của hệ thống hút mùn cưa tự động, các nghiên cứu thực nghiệm đóng vai trò vô cùng quan trọng. Trong khuôn khổ đề tài "Nghiên cứu hệ thống xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng trong dây chuyền xẻ gỗ tự động", tác giả Hoàng Đăng Khương đã tiến hành các thí nghiệm cụ thể để thu thập số liệu thiết kế. Các thí nghiệm này bao gồm việc xác định khối lượng mùn cưa tạo ra trong một đơn vị thời gian và vận tốc gió tối thiểu cần thiết để hút được mùn cưa. Kết quả từ Bảng 4.1 và 4.2 của luận văn cho thấy các thông số thực tế để tính toán lưu lượng khí và áp suất cho hệ thống. Dựa trên những dữ liệu này, một hệ thống mẫu với cyclone lọc bụi và quạt hút công nghiệp công suất lớn đã được tính toán và thiết kế chi tiết. Các thông số kỹ thuật như đường kính cyclone, chiều cao, kích thước cửa vào và cửa ra, cùng với công suất quạt hút, đều được xác định một cách khoa học. Kết quả này khẳng định rằng việc lắp đặt hệ thống hút bụi dựa trên tính toán thực nghiệm mang lại hiệu suất lọc bụi cao, đảm bảo thu gom hiệu quả mùn cưa, góp phần cải thiện đáng kể môi trường xưởng gỗ và tăng cường an toàn lao động PCCC.

5.1. Phân tích kết quả thí nghiệm xác định lượng mùn cưa

Nghiên cứu thực nghiệm đã tiến hành đo đạc trực tiếp lượng mùn cưa sinh ra khi xẻ gỗ bằng cưa vòng đứng. Các yếu tố như loại gỗ, độ ẩm, và tốc độ xẻ đều được xem xét. Kết quả cho phép xác định chính xác khối lượng mùn cưa trung bình tạo ra trong một giờ. Dữ liệu này là cơ sở đầu vào quan trọng nhất để tính toán quy mô của hệ thống hút bụi. Bên cạnh đó, thí nghiệm cũng xác định vận tốc gió tối ưu cần thiết để cuốn mùn cưa vào miệng hút và vận chuyển trong đường ống mà không gây lắng đọng. Những số liệu thực nghiệm này giúp thiết kế một hệ thống có hiệu suất lọc bụi và hiệu quả vận hành cao, tránh tình trạng thiết kế thừa công suất gây lãng phí hoặc thiếu công suất không đảm bảo khả năng hút.

5.2. Các thông số kỹ thuật then chốt khi lắp đặt hệ thống

Từ kết quả nghiên cứu và tính toán, luận văn đã đưa ra bộ thông số kỹ thuật chi tiết cho việc lắp đặt hệ thống hút bụi. Các thông số này bao gồm: đường kính hình trụ của cyclone (D), chiều cao các phần của cyclone (h1, h2, h3), kích thước cửa nạp và cửa xả. Đối với quạt hút, các thông số quan trọng là lưu lượng (Q) và cột áp toàn phần (P). Với đường ống, đó là đường kính và độ dày vật liệu. Ví dụ, trong hệ thống được đề xuất, tác giả đã tính toán và lựa chọn quạt hút ly tâm kiểu CF.7-40 và ống thép tự chế tạo để tối ưu chi phí và độ bền. Việc tuân thủ các thông số kỹ thuật này trong quá trình chế tạo và lắp đặt là yếu tố quyết định đến sự thành công và hiệu quả hoạt động của toàn bộ hệ thống hút bụi trung tâm.

VI. Tương lai và xu hướng phát triển hệ thống hút bụi trung tâm

Ngành công nghiệp chế biến gỗ đang không ngừng hiện đại hóa, và hệ thống hút mùn cưa tự động cũng phát triển theo xu hướng đó. Trong tương lai, các hệ thống hút bụi trung tâm sẽ không chỉ dừng lại ở việc thu gom mà còn được tích hợp sâu hơn vào chuỗi sản xuất thông minh. Xu hướng chính là ứng dụng công nghệ 4.0, như cảm biến IoT (Internet of Things) để giám sát nồng độ bụi, áp suất và tình trạng hoạt động của hệ thống theo thời gian thực. Dữ liệu này sẽ được phân tích để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và lên lịch bảo trì dự đoán, giảm thiểu thời gian dừng máy. Các thiết bị lọc bụi công nghiệp thế hệ mới sẽ có hiệu suất lọc bụi cao hơn, có khả năng xử lý cả bụi mịn PM2.5 một cách triệt để nhờ các vật liệu lọc tiên tiến như túi lọc bụi chịu nhiệt và màng lọc nano. Hơn nữa, hệ thống sẽ được kết nối trực tiếp với các dây chuyền tái chế, tự động phân loại và vận chuyển mùn cưa đến nhà máy sản xuất viên nén, ván ép mà không cần sự can thiệp của con người. Những cải tiến này không chỉ nâng cao hiệu quả xử lý bụi gỗ mà còn biến phế phẩm thành tài nguyên, hướng tới một nền kinh tế tuần hoàn và bền vững trong ngành gỗ.

6.1. Tích hợp công nghệ 4.0 vào giám sát môi trường xưởng gỗ

Công nghệ 4.0 mở ra tiềm năng to lớn cho việc quản lý môi trường xưởng gỗ. Bằng cách lắp đặt các cảm biến thông minh trên đường ống hút bụi và trong không gian xưởng, hệ thống có thể liên tục theo dõi các chỉ số quan trọng như nồng độ bụi, nhiệt độ, độ ẩm. Dữ liệu được gửi về tủ điện điều khiển tự động hoặc một trung tâm giám sát. Hệ thống có thể tự động điều chỉnh công suất quạt hút công nghiệp công suất lớn dựa trên lượng bụi thực tế, giúp tiết kiệm điện năng đáng kể. Khi phát hiện nồng độ bụi vượt ngưỡng an toàn, hệ thống sẽ ngay lập tức phát cảnh báo, giúp đảm bảo an toàn lao động PCCC một cách chủ động.

6.2. Xu hướng tái chế mùn cưa thành sản phẩm giá trị gia tăng

Mùn cưa không còn bị xem là chất thải. Thay vào đó, nó là một nguồn tài nguyên có giá trị. Các hệ thống hút mùn cưa tự động hiện đại được thiết kế để tích hợp với các quy trình tái chế. Mùn cưa thu gom từ silo chứa mùn cưa có thể được chuyển thẳng đến máy ép viên nén để sản xuất nhiên liệu sinh học, hoặc đưa vào dây chuyền sản xuất ván dăm, ván MDF. Xu hướng này không chỉ giúp doanh nghiệp có thêm nguồn thu nhập mà còn giải quyết vấn đề xử lý chất thải, giảm tác động tiêu cực đến môi trường, và xây dựng hình ảnh một doanh nghiệp sản xuất xanh và bền vững. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc hiện thực hóa kinh tế tuần hoàn trong ngành chế biến gỗ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về lĩnh vực chế biến gỗ ở Việt Nam 1. Vai trò ngành chế biến gỗ trong nền kinh tế quốc dân Trong những năm qua, ngành chế biến và xuất khẩu sản phẩm gỗ đã có những bước phát triển vượt bậc, với kim ngạch xuất khẩu luôn tăng trưởng cao, năm 2009 đạt 2,6687 tỷ USD, vượt xa mục tiêu đạt 750 triệu USD kim ngạch xuất khẩu sản phẩm gỗ năm 2004 và đạt 2 tỷ USD năm 2010 đã được đặt ra tại Chỉ thị số 19/2004/CT-TTg ngày 01/6/2004 của Thủ tướng Chính phủ. Theo đó, sản phẩm gỗ đã trở thành một trong những sản phẩm xuất khẩu chủ lực của Việt Nam.

Mặt hàng gỗ và sản phẩm của Việt Nam đã có mặt tại 37 quốc gia trên thế giới và Hoa Kỳ, Nhật Bản, Trung Quốc là những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam, trong đó Hoa Kỳ là thị trường đạt kim ngạch cao nhất 2,6 tỷ USD, chiếm 38,2% tổng kim ngạch, tăng 18,22%. Đứng thứ hai là thị trường Nhật Bản, tăng 9,50% đạt trên 1 tỷ USD. Tuy có vị trí thuận lợi trong việc giao thương hàng hóa nhưng xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ sang Trung Quốc chỉ đứng thứ ba trong bảng xếp hạng, đạt 982,6 triệu USD, tăng 12,72% so với năm 2014. Theo nhận định của Hội Mỹ nghệ và chế biến gỗ TPHCM (HAWA), xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ vượt trội hơn so với nhiều ngành hàng chủ lực khác.

Dự kiến năm 2016, kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ đạt 7,2-7,3 tỉ USD, tốc độ tăng trưởng khoảng 8-10%. Thực trạng chung ngành chế biến gỗ ở Việt Nam Bước đầu ngành chế biến gỗ Việt nam đã hình thành các cụm chế biến gỗ ở T.P Hồ Chí Minh, Bình Dương, Tây nguyên, miền Trung và cụm làng nghề chế biến gỗ tại phía Bắc. Riêng tại Quy Nhơn (miền Trung) có khu chế biến gỗ với 50 doanh nghiệp sản xuất đồ gỗ xuất khẩu. Vùng làng nghề và cụm làng nghề sản xuất thủ công mỹ nghệ, đồ mộc cao cấp tại Bắc Ninh, Hà Tây (cũ), Nam Định, Hà Nội, Bình Dương.

hàng năm tiêu thụ lượng gỗ lên đến 100. Sản xuất đồ mộc xuất khẩu của Việt Nam hàng năm tiêu thụ hơn 2,5 triệu m3 gỗ. Nhìn chung, các cơ sở chế biến gỗ của Việt Nam là những cơ sở chế biến vừa và nhỏ, phân bố rải rác trong các vùng trên phạm vi toàn quốc. Trong số 3900 doanh nghiệp chế biến gỗ có đến 1/3 doanh nghiệp Nhà nước thuộc Trung ương và địa phương quản lý, Khoảng 4% công ty có vốn đầu tư nước ngoài.

Còn lại là các doanh nghiệp ngoài quốc doanh. Cũng do tình trạng phân tán, mà khả năng cơ giới hoá và hiện đại hoá ngành chế biến cũng rất hạn chế. Nhìn chung, có thể thấy rằng tình trạng máy móc thiết bị chế biến gỗ và lâm sản chưa được đầu tư đổi mới nhiều, nhất là các cơ sở thuộc các tỉnh phía Bắc và khu IV cũ Ngành chế biến gỗ trong thời gian qua đã tạo ra được các sản phẩm phục vụ trong nước và xuất khẩu như gỗ xẻ, gỗ xây dựng, đồ mộc thông dụng, đóng tàu thuyền, giao thông vận tải, hàng thủ công mỹ nghệ, dăm mảnh và các sản phẩm Song, Mây xuất khẩu. Cơ cấu sản phẩm trên cơ sở giá trị hàng hoá được thể hiện tại bảng 1.1 như sau: 5 Bảng 1.

Cơ cấu các sản phẩm chế biến lâm sản từ Việt Nam TT Sản phẩm Tỷ lệ% 1 Gỗ xẻ 11 2 Đồ mộc, đóng thuyền, giao thông vận tải 60 3 Hàng thủ công mỹ nghệ 13 4 Dăm mảnh 0,4 5 Song mây, Tre trúc 4,2 6 Loại khác 8,4 Tổng 100 Nguồn: Dự thảo chiến lựơc phát triển Lâm Nghiệp VN 2006-2020 của Cục Lâm Nghiệp 1. Đánh giá xu hướng phát triển lĩnh vực chế biến gỗ trong tương lai Nhu cầu gỗ xẻ: Dự báo nhu cầu tiêu dùng gỗ xẻ sẽ tăng từ 2,2 triệu m3 trong năm 2003 lên trên 7 triệu m3 vào năm 2020. Mức dự đoán về tăng nhu cầu này có thể quá cao, vì đã có nguyên liệu thay thế gỗ xẻ như bê tông, thép, nhôm (trong xây dựng) và ván nhân tạo (trong sản xuất đồ mộc). Mức tiêu thụ gỗ xẻ năm 2003 cho 1000 dân ở Việt nam là 27m3, trong khi đó ở Ấn Độ khoảng 7 m3, Trung Quốc khoảng 12 m3, Malaysia khoảng 109 m3, Thái Lan khoảng 75 m3, Hàn Quốc khoảng 126 m3, Brazil khoảng 110 m3, Mỹ khoảng 420 m3, Đức khoảng 216 m3.

Nhu cầu ván sợi: Được dự báo sẽ tăng 40.000 m3 vào năm 2020 tức là tăng 8000 m3 mỗi năm, chủ yếu ván MDF. Tiêu dùng về ván sợi năm 2003 cho 1000 dân của Việt Nam khoảng 0,5m3, trong khi đó ở Ấn Độ khoảng 0,1m3, Trung Quốc khoảng 8 m3, Malaysia 6 khoảng 10m3, Hàn Quốc khoảng 40m3, Brazil 5m3, Mỹ khoảng 31m3, Đức khoảng 20m3. Nhu cầu ván dăm: Tiêu dùng hiện tại về ván dăm được ước tính khoảng 80.000m3, tức là khoảng 1m cho 1000 dân, trong khi đó ở Phillipines khoảng 0,4m3, Trung Quốc khoảng 0,4 m3, Hàn Quốc khoảng 33 m3, Brazil khoảng 10m3, Mỹ khoảng 97m3, Đức khoảng 100m3. Nhu cầu này sẽ tăng đến trên 300.000 m3 vào năm 2020, tức là tăng gấp ba lần trong 17 năm.

Nhu cầu gỗ tròn: Hiện nay số liệu thống kê cấp quốc gia rất hạn chế, theo ước tính khoảng 25 triệu m3 gỗ tròn vào năm 2020. Ảnh hưởng của quá trình chế biến gỗ đến sức khỏe con người Qua khảo sát các cơ sở chế biến gỗ, từ các máy cưa, máy bào, máy khoan, máy xẻ và phun bóng mầu sản phẩm bằng sơn véc ny…, tác động đến các yếu tố môi trường do hoạt động sản xuất gây nên bao gồm: - Tác động đến chất lượng môi trường không khí. - Tác động do tiếng ồn từ phân xưởng sản xuất đồ gỗ. - Tác động do chất thải rắn - Rủi ro và sự cố môi trường có thể xẩy ra.

Trong các ảnh hưởng trên của quá trình chế biến gỗ đến sức khỏe con người, đề tài chỉ tập trung nghiên cứu xử lý vấn đề bụi và mùn cưa sinh ra khi xẻ ván bằng hệ thống xẻ tự động cưa vòng đứng thuộc đề tài cấp nhà nước mã số ĐTĐL. Tổng quan về công nghệ và thiết bị xẻ gỗ ở Việt Nam và trên thế giới 1. Nguyên liệu đầu vào, sản phẩm xẻ, công nghệ và thiết bị xẻ ở Việt Nam Nguyên liệu đầu vào Nguyên liệu đầu vào cho công nghiệp chế biến gỗ ở Việt Nam tương đối đa dạng về loài cây, xuất xứ và kích thước sản phẩm. Hiện nay khoảng 7 80% nguyên liệu đầu vào được nhập khẩu từ các nước khác và chủ yếu là gỗ rừng tự nhiên.

Khoảng 20% nguyên liệu gỗ được khai thác từ rừng nội địa và được phân thành hai nhóm: Nhóm gỗ cứng: Thường là nhóm gỗ của cây lá rộng. Đây là nhóm gỗ có cơ lý tính rất tốt và thường thuộc nhóm gỗ quý như đinh, lim, sến, táu. Hiện nay những loại gỗ này còn rất ít và chủ yếu được nhập từ Lào, Campuchia. Nhóm gỗ mềm: Nhóm gỗ này chủ yếu là gỗ lá kim như thông, bồ đề và một số loại gỗ khác.

Nhóm gỗ này bao gồm cả nhập khẩu và trồng nội địa để cung cấp cho nhu cầu gỗ sản xuất đồ mộc. Sản phẩm của quá trình xẻ Nhóm gỗ cứng: Thường được xẻ những hộp lớn để phục vụ cho chế biến đồ gỗ mỹ nghệ như bàn, tủ, sập, phản, .hoặc làm cột nhà và các phụ kiện cho nhà gỗ. Nhóm gỗ mềm: Do gỗ rừng trồng có đường kính nhỏ, tính chất cơ, vật lý thấp màu sắc không đẹp do cấu tạo của gỗ cho nên đa phần chúng được sử dụng keo lá tràm dưới dạng nguyên liệu, vật liệu thô và thực tế cho thấy sản phẩm chủ yếu được lựa chọn là làm thanh cơ sở cho ván ghép thanh, cốt pha, sản phẩm xẻ dùng làm xà gỗ, một số dùng làm cột đỡ, làm dăm công nghệ. Nhưng do yêu cầu thiết kế phân xưởng để sản xuất ra các loại sản phẩm có kích thước: Dày x Rộng x Dài = S x B x L = 2,4 x 3,8 x 70 (cm) nên ta lựa chọn sản xuất ra các thanh làm thanh cơ sở cho sản xuất ván ghép thanh là chủ yếu.

Công nghệ và thiết bị xẻ ở Việt Nam Theo kết quả điều tra khảo sát các công ty chế biến gỗ, các nhà máy chế biến gỗ và các xưởng chế biến gỗ của tư nhân cho thấy thiết bị xẻ gỗ hiện nay ở Việt Nam có hai thiết bị phổ biến như sau: Cưa vòng nằm Cưa vòng nằm là thiết bị xẻ phá được sử dụng rộng rãi hiện nay ở Việt 8 Nam. Loại cưa này thường đứng đầu dây chuyển xẻ và được sử dụng để xẻ gỗ lớn và có thể sử dụng xẻ gỗ nhỏ. Tuy nhiên loại cưa này phù hợp với đối tượng là gỗ lớn đường kính gỗ từ 300-1000mm, sản phẩm đầu ra của loại cưa này là các loại ván (ván dầy hoặc ván mỏng) hoặc là gỗ hộp, gỗ thanh. Ưu điểm của cưa vòng nằm là vốn đầu tư thấp; lắp đặt, vận hành đơn giản, dễ sử dụng.

Tuy nhiên, nó có những nhược điểm là năng suất thấp (khoảng 0,25-0,5 m3/h); chất lượng sản phẩm thấp (độ mấp mô, độ lượn sóng cao); độ chính xác kích thước thấp (độ dư gia công lớn); tỷ lệ thành phẩm thấp; lao động nặng nhọc. Do vậy, loại cưa vòng nằm được sử dụng nhiều ở những nhà máy, xí nghiệp xẻ gỗ lớn gỗ nhập khẩu.1 là thiết bị cưa vòng đẩy được sử dụng phổ biến hiện nay ở Việt Nam. Cưa vòng nằm là thiết bị xẻ gỗ lớn phổ biến hiện nay ở Việt Nam Cưa vanh cải tiến Cưa vanh cải tiến được sử dụng khá nhiều hiện nay ở những công ty, xí nghiệp xẻ gỗ nhỏ rừng trồng, loại cưa này được cải tiến từ cưa vanh chuyên để xẻ lại, xẻ thanh và vanh đường cong, sản phẩm của cưa này là ván, thanh gỗ có kích thước nhỏ. Ưu điểm của cưa vanh cải tiến là vốn đầu tư thấp; lắp 9 đặt, vận hành đơn giản, dễ sử dụng.

Nhưng nó co những nhược điểm như năng suất thấp (khoảng 0,18-0.25m3/h); chất lượng sản phẩm thấp ( độ mấp mô, độ lượn sóng cao, kích thước ngắn); độ chính xác kích thước thấp (độ dư gia công lớn); tỷ lệ thành phẩm cao hơn cưa vòng; lao động nặng nhọc, hay xẩy ra tai nạn lao động. Do đó loại cưa này chỉ phù hợp cho xẻ gỗ nhỏ, gỗ tận thu, không xẻ gỗ lớn, gỗ có chiều dài lớn.