Tên luận án:
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU TRE MĂNG NGỌT (Dendrocalamus latiflorus) DÙNG TRONG SẢN XUẤT SẢN PHẨM TRE ÉP KHỐI
Ngành:
Kỹ thuật Chế biến lâm sản
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án tập trung nghiên cứu công nghệ xử lý biến tính nguyên liệu tre Măng ngọt (Dendrocalamus latiflorus) nhằm sản xuất sản phẩm tre ép khối, giải quyết các nhược điểm cố hữu của tre như tính ưa nước, độ ổn định kích thước kém và khả năng kháng vi sinh vật thấp. Mục tiêu của luận án là cung cấp cơ sở lý luận và bản chất khoa học về xử lý tre Măng ngọt bằng phương pháp nhiệt độ cao - chân không, đồng thời xác định các thông số công nghệ tối ưu để xây dựng quy trình sản xuất ván tre ép khối thân thiện với môi trường.
Nghiên cứu bao gồm việc tìm hiểu mối quan hệ giữa nhiệt độ, thời gian và độ ẩm xử lý nhiệt với cấu trúc, tính chất cơ học và vật lý của tre, từ đó giải thích cơ chế biến tính. Các nội dung chính bao gồm nghiên cứu lý thuyết, xác định cấu tạo hiển vi và tính chất cơ bản của tre, đánh giá ảnh hưởng của các tham số công nghệ đến tính chất vật lý, cơ học, thành phần hóa học, khả năng dán dính và kháng nấm mục của tre nguyên thanh và tre ép khối. Phương pháp nghiên cứu chủ yếu là thực nghiệm, sử dụng thiết kế thí nghiệm đáp ứng bề mặt RMS và phân tích bằng phần mềm Design Expert 11.0.
Kết quả cho thấy, các thông số xử lý nhiệt (nhiệt độ, thời gian, độ ẩm) có ảnh hưởng rõ nét đến khối lượng riêng, độ dãn nở xuyên tâm, độ bền uốn tĩnh, độ bền nén dọc và độ bền trượt màng keo của tre. Cụ thể, khối lượng riêng và độ dãn nở xuyên tâm giảm khi tăng nhiệt độ, tăng thời gian xử lý và giảm độ ẩm, trong khi độ bền uốn tĩnh, độ bền nén dọc và độ bền trượt màng keo có xu hướng tăng nhẹ. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ xử lý quá cao (>160°C), thời gian quá dài (>120 phút) hoặc độ ẩm quá thấp (<15%) có thể làm giảm các tính chất cơ học. Cấu tạo hiển vi của tre xử lý nhiệt cho thấy các thay đổi như lỗ mạch và tế bào mô mềm lớn hơn, xuất hiện nhiều vết nứt, tạo điều kiện thuận lợi cho nhựa PF xâm nhập và hình thành liên kết polyme nhiệt rắn cao trong tre ép khối.
Luận án đã xác định thông số xử lý nhiệt tối ưu là nhiệt độ 153,14 °C, thời gian 123,26 phút và độ ẩm tre 19,91% với áp suất chân không 0,1 Bar. Tre ép khối được xử lý nhiệt theo chế độ tối ưu này cho khả năng kháng nấm tốt hơn đáng kể so với mẫu không xử lý nhiệt (chỉ số DSI đạt 70,96 so với 80,84). Sản phẩm tre ép khối đạt được các tiêu chí chất lượng như khối lượng riêng 1,09 g/cm³, độ trương nở chiều dày 8,66%, độ bền uốn tĩnh 136,25 MPa và độ bền nén dọc 73,13 MPa. Từ đó, luận án đã đề xuất một quy trình công nghệ sản xuất tre ép khối gồm 7 công đoạn chi tiết.
Mục lục chi tiết:
-
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
- 1.1. Tổng quan về công nghệ xử lý nhiệt cho tre và tre ép khối
- 1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
- a) Tình hình nghiên cứu về xử lý nhiệt cho tre
- b) Tình hình nghiên cứu tre ép khối
- 1.1.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam
- a) Tình hình nghiên cứu tre xử lý nhiệt
- b) Tình hình nghiên cứu tre ép khối tại Việt Nam
- 1.1.3. Kết luận chung rút ra từ tổng quan
- 1.1.3.1. Kết quả của các công trình có liên quan
- 1.1.3.2. Hướng nghiên cứu của luận án
- 1.2. Đối tượng nghiên cứu
- 1.2.1. Đối tượng nghiên cứu tổng quát:
- 1.2.2. Đối tượng nghiên cứu cụ thể:
- 1.3. Phạm vi nghiên cứu
- 1.3.1. Thông số cố định
- 1.3.2. Thông số thay đổi
- 1.4. Mục tiêu nghiên cứu
- 1.4.1. Mục tiêu lí luận
- 1.4.2. Mục tiêu thực tiễn
- 1.5. Nội dung nghiên cứu
- 1.5.1. Nghiên cứu lý thuyết.
- 1.5.2. Xác định cấu tạo hiển vi và một số tính chất cơ bản của tre dạng thanh.
- 1.5.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tham số công nghệ đến tính chất vật lý, cơ học, thành phần hóa học và khả năng dán dính của tre măng ngọt dạng nguyên thanh xử lý biến tính.
- 1.5.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của tham số công nghệ đến tính chất vật lý, cơ học và khả năng kháng nấm mục của ván ép khối sử dụng tre măng ngọt dạng cán dập được xử lý biến tính nhiệt.
- 1.5.5. Tối ưu hóa tham số công nghệ đến tính chất tre ép khối sử dụng tre măng ngọt dạng cán dập được xử lý biến tính nhiệt.
- 1.5.6. Khảo nghiệm kết quả và tối ưu hóa các tham số xử lý từ đó đề xuất qui trình công nghệ sản xuất tre ép khối.
- 1.6. Phương pháp nghiên cứu
- 1.6.1. Phương pháp lý thuyết
- 1.6.2. Phương pháp thực nghiệm
- 1.7. Ý nghĩa của Luận án
- 1.7.1. Ý nghĩa khoa học
- 1.7.2. Ý nghĩa thực tiễn
-
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
- 2.1. Lý thuyết về tre
- Cấu tạo và tính chất cây tre Măng ngọt
- 2.2. Cơ chế biến đổi tính chất tre do xử lý nhiệt
- Cơ chế biến đổi khối lượng thể tích tre
- Cơ chế biến đổi tính ổn định kích thước tre
- 2.1.2. Cơ chế biến đổi tính chất cơ học của tre
-
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
- 3.1. Kết quả kiểm tra và đánh giá sự ảnh hưởng của thông số xử lý nhiệt đến chất lượng tre nguyên dạng thanh
- 3.1.3. Ảnh hưởng của thông số xử lý đến khối lượng riêng
- 3.1.5. Ảnh hưởng của thông số xử lý đến độ bền uốn tĩnh
- 3.1.6. Ảnh hưởng của thông số xử lý đến độ bền nén dọc
- 3.1.7. Ảnh hưởng của thông số xử lý đến độ bền kéo trượt màng keo
- 3.1.8. Kết quả kiểm tra cấu tạo hiển vi của tre
- 3.2. Kết quả kiểm tra và đánh giá sự ảnh hưởng của thông số xử lý nhiệt đến chất lượng tre ép khối
- 3.2.1. Ảnh hưởng của thông số xử lý đến độ khối lượng riêng
- 3.2.2. Ảnh hưởng của thông số xử lý đến độ trương nở chiều dày
- 3.2.3. Ảnh hưởng của thông số xử lý đến độ bền uốn tĩnh
- 3.2.4. Ảnh hưởng của thông số xử lý đến độ bền nén dọc thớ
- 3.2.5. Tối ưu hóa tham số xử lý nhiệt đến tính chất vật lý cơ học của tre ép khối
- 3.2.6. Kết quả kiểm tra khả năng kháng nấm
- 3.2.7. Kết quả kiểm tra cấu tạo hiển vi của tre ép khối
- 3.3. Khảo nghiệm và đề xuất qui trình
- 3.3.1.Khảo nghiệm kết quả tối ưu
-
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ