Các khái niệm cơ bản về công nghệ sấy gỗ

Công nghệ sấy gỗ và các khái niệm cơ bản

Sấy gỗ là một bộ phận quan trọng của lĩnh vực gia công thủy nhiệt gỗ. Ý nghĩa của quá trình gia công thủy nhiệt gỗ trong công nghiệp chế biến gỗ nói riêng và trong nền kinh tế quốc dân rất to lớn.

Gia công thủy nhiệt gỗ là sự tác động của nhiệt, khí hay chất lỏng lên gỗ, không liên quan đến sự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa  học của bản thân gỗ. Quá trình gia công thủy nhiệt gỗ dựa trên cơ sở các hiện tượng trao đổi nhiệt, trao đổi vật chất của gỗ với môi trường xung quanh.

Sự trao đổi nhiệt là sự dịch chuyển nhiệt trong nội thân vật thể và sự chuyển nhiệt từ vật thể sang môi trường xung quanh, hay từ môi trường xung quanh sang vật thể.

Sự trao đổi vật chất là sự dịch chuyển vật chất (khí, chất lỏng hay dung dịch) ở trong vật thể cấu tạo rỗng hệ thống mao quản và sự chuyển hóa vật chất từ vật thể sang môi trường, hay từ môi trường vào vật thể.

Quá trình gia công thủy nhiệt là một quá trình phức tạp và được đặc trưng bằng sự vận động đồng thời một số hiện tượng trao đổi vật chất qua lại giữa vật thể và môi trường xung quanh.

Quá trình gia công thủy nhiệt có thể là:

  • Làm nóng gỗ – tăng nhiệt độ gỗ
  • Làm lạnh gỗ – hạ nhiệt độ gỗ
  • Sấy gỗ – đẩy nước chứa trong gỗ
  • Làm ẩm gỗ – đưa ẩm vào gỗ
  • Ngâm tẩm gỗ – đưa vào gỗ các chất làm tăng khả năng chống cháy, chống mối, mọt, mục hại gỗ, chống khả năng hút ẩm, giảm giãn nở gỗ lúc tăng ẩm.

Có thể chia thành 4 nhóm quá trình có ý nghĩa thực dụng trong công nghiệp thủy nhiệt gỗ, đó là:

  • Gia công nhiệt gỗ (hấp, luộc gỗ)
  • Sấy gỗ (làm khô gỗ)
  • Ngâm tẩm gỗ
  • Điều hòa, ổn định độ ẩm gỗ trong gia công và lưu kho gỗ.

1.1. Gia công nhiệt gỗ

Tăng nhiệt độ gỗ làm tăng tính chất cơ lý, chống mọt, mốc, mục gỗ, làm giảm lực cắt, làm tăng chất lượng gỗ lúc gia công, như làm nóng gỗ trước lúc xẻ, bóc, lạng gỗ…

Tăng độ dẻo của gỗ lúc nén, uốn gỗ

Tăng nhanh quá trình đông rắn dán dính giữa keo với gỗ lúc dán ép gỗ

Các phương pháp làm nóng thường áp dụng là: làm nóng trực tiếp gỗ với bề mặt nóng để truyền nhiệt trực tiếp từ bàn ép nóng; truyền nhiệt gián tiếp qua môi trường khí nóng, chất lỏng nóng như hấp gỗ trong hơi nước nóng, luộc gỗ trong bể nước nóng, gia công nhiệt trong hơi đốt nóng.

Làm nóng gỗ bằng tia hồng ngoại, tia tử ngoại

Làm nóng bằng điện cao tần, làm tiêu hao điện từ ở trong gỗ

Vai trò chính trong quá trình gia công nhiệt là quá trình trao đổi nhiệt. Hiện tượng trao đổi ẩm trong làm nóng không nên có, cần hạn chế đến tối thiểu.

1.2. Sấy gỗ

Sấy gỗ là quá trình khử ẩm từ gỗ bằng cách làm chất ẩm trong gỗ bay hơi. Trong kỹ thuật, đôi khi người ta nén vật liệu để đẩy ẩm ra; nhưng đối với gỗ người ta không dùng phương pháp này.

Hàm lượng nước chứa trong gỗ được đặc trưng bằng độ ẩm của gỗ, là hàm lượng nước chứa trong gỗ quy về một đơn vị khối lượng gỗ.

Mục đích công nghệ của sấy gỗ là làm thay đổi, giảm độ ẩm gỗ cho phù hợp với môi trường sử dụng và yêu cầu công nghệ gia công gỗ.

Sự thay đổi độ ẩm của gỗ dẫn đến sự thay đổi hình dạng, kích thước gỗ. Vì vậy độ ẩm của chi tiết gỗ trong kết cấu hay công trình cần phải ổn định hình dạng, kích thước trong môi trường sử dụng.

Tóm lại, mục đích công nghệ của sấy gỗ là để phòng trước sự thay đổi hình dạng, kích thước chi tiết đã hình thành.

1.3. Ngâm tẩm gỗ

Mục đích công nghệ của ngâm tẩm gỗ chủ yếu là tẩm các hóa chất vào gỗ để bảo quản gỗ khỏi bị mục, mối mọt xâm hại; để chống cháy, để nhuộm màu, để tăng các phẩm chất khác của gỗ.

Quá trình ngâm tẩm gỗ dựa vào nguyên lý trao đổi vật chất; khác với quá trình sấy, ngâm tẩm gỗ không phải là quá trình dẫn ẩm của vật liệu, mà là quá trình dịch chuyển chất lỏng dưới tác động của áp lực thừa và thẩm thấu các chất hòa tan (dung dịch) vào gỗ.

1.4. Điều hòa, ổn định độ ẩm của gỗ

Mục đích công nghệ của điều hòa, ổn định độ ẩm của gỗ là giữ cho sự ổn định hình dạng, kích thước của bán thành phẩm trong suốt quá trình sản xuất để bảo đảm độ chính xác gia công, khả năng lắp lẫn của chi tiết và bộ phận sản phẩm. Dạng gia công thủy nhiệt này dựa trên nguyên tắc giữ được ổn định độ ẩm trong trạng thái không khí suốt quá trình sản xuất.

Thường điều hòa, ổn định độ ẩm gỗ bằng hai phương pháp:

  • Giữ ổn định trạng thái không khí (nhiệt độ, độ ẩm) trong phân xưởng bằng sưởi nóng, quạt và điều hòa không khí.
  • Giữ chi tiết, bộ phận gỗ trong lò điều hòa chuyên dụng với thiết bị điều hòa trạng thái không khí (độ ẩm và nhiệt độ).