پایان نامه بررسی امكان ساخت تخته خرده چوب از كاه گندم و تراشه روكش راش

پایان نامه بررسی امكان ساخت تخته خرده چوب از كاه گندم  و تراشه روكش راش

مقدمه

با افزایش رشد جمعیت و افزایش تقاضای محصولات مرکب چوبی در جهان، کشورهای پیشرفته و حتی کشورهای غنی از جنگل به فکر استفاده کردن از منابع لیگنوسلولزی و غیر چوبی در تولید محصولات مرکب چوبی می باشند. در کشور ما «ایران» صنایع کاغذ و اوراق فشرده چوبی هنوز به طور سنتی از جنگل برای تامین الیاف و مواد اولیه استفاده می کنند.

در صورتی که با توجه به عواملی نظیر افزایش رشد جمعیت و متعاقب آن افزایش تقاضای جامعه برای محصولات مرکب چوبی، فقیر بودن پوشش جنگلی در ایران و محدودیت بهره برداری از جنگل های شمال، ممنوعیت واردات گرده بینه با پوست، لزوم توجه به سایر منابع لینگوسلولزی نظیر پسماندهای کشاورزی و جایگزینی گیاهان غیر چوبی مثل نی، باگاس، کاه گندم و کاه برنج امری اجتناب ناپذیر به نظر می رسد.

ایران از نظر پوشش جنگلی فقیر می باشد و فقط 7% از اراضی کل کشور از جنگل پوشیده شده است. میزان چوب هیزمی مورد نیاز صنایع تخته خرده چوب و تخته فیبر1077200 مترمکعب در سال، و میزان هیزمی که هر ساله از جنگل های شمال برداشت می شود 661250 مترمکعب
می باشدكه بخشی از این منابع به وسیله صنایع كاغذمصرف می گردد ،  ملاحظه می شود  که صنایع فوق الذکر برای دست یابی به ظرفیت های تولید با کمبود بیش از نیم میلیون متر مکعب مواد اولیه مواجه است که باید به طریقی تامین گردد. در حال حاضر مساله مواد اولیه یکی از چالش های بسیار بزرگ صنایع اوراق فشرده چوبی و سایر صنایع سلولزی کشور می باشد.

با توجه به محدودیت بهره برداری چوب از جنگل های شمال به نظر می رسد بیشترین خطر کمبود مواد اولیه متوجه صنایعی نظیر صنایع تخته خرده چوب که از چوبهای درجه سه و گرده بینه های کم قطر به عنوان ماده اولیه در تولید محصول استفاده می کنند، باشد. زیرا سازمان حفظ نباتات اجازه واردات چوب به همرا پوست و همچنین هیزم به دلیل آفات و امراضی که ممكن است به همراه داشته باشند،نداده است. به دلیل اینکه در گذشته این صنایع در نزدیک جنگل ها بوده اند و به طور سنتی از جنگل برای تامین مواد اولیه استفاده می کنند، جهت تامین مواد اولیه مورد نیاز خود در آینده با مشکل جدی روبرو خواهند شد. اما از طرف دیگر بر خلاف صنایع دیگر، صنعت تخته خرده چوب قادر است طیف وسیعی از مواد لیگنوسلولزی را مورد مصرف قرار دهد. در این راستا شناسایی منابع لیگنوسلولزی جدید و بررسی امکان استفاده از این منابع به صورت خالص و یا به صورت مکمل با خرده چوبهای صنعتی به منظور تغذیه واحدهای تولید تخته خرده چوب از اهمیت حیاتی خاص برخوردار است.

در حال حاضر با توجه به موارد استفاده متعدد از چوب و محدودیت منابع تولید چوب، بازیابی ضایعات چوبی امری ضروری به نظر می رسد. بطوریکه مصرف فراورده های مرکب مهندسی شده چوبی در موارد مختلف مانند ساختمان سازی در حال جایگزین شدن بجای چوب ماسیو می باشد. فراورده های لایه ای[1]  تخته خرده چوب[2] ، تخته فیبر[3] تخته تراشه[4] تخته ویفر[5] و مواد ساخته شده از ترکیبات آنها از جمله فراورده های مرکب چوبی هستند که توانسته اند جایگزین چوب ماسیو گردند. فرآورده های مرکب چوبی، محصولاتی هستند که از چند جزء به نسبت مشخص شامل چوب، اتصال دهنده و مواد مکمل تشکیل شده اند. تخته خرده چوب از جمله فرآورده های مرکب چوبی است که به عنوان ماده ساختمانی و صنعتی مصرف آن روبه افزایش است. تخته خرده چوب یک محصول صفحه ای[6] چوبی متشکل از خرده چوب و چسب می باشد که از رزین های گرما سخت استفاده می شود و در تولید آن فاکتورهای متعددی از جمله فشار پرس، دما، زمان پرس، درصد رزین، درصد مواد اولیه دخالت دارند.

بنابراین با توجه به مسائل گفته شده، استفاده از مواد لیگنوسلولزی دیگر به عنوان ماده اولیه، امری لازم و ضروری به نظر می رسد، گندم یكی از محصولات عمده كشاورزی ایران می باشد كه در سالهای اخیر تولید  آن به 12 میلیون تن در سال رسیده است . این پتانسیل عظیم میتواند تحولی بزرگ درصنایع خرده چوب و فیبری كشورایجاد نماید ، دانسیته پایین كاه گندم شاید باعث كاهش خواص مكانیكی تخته های تولیدی گردد ، به منظور پیشگیری ازاین عامل نقصان دهنده می توان از روشهای مختلف جهت تقویت تخته های تولیدی استفاده كرد . در این تحقیق استفاده از تراشه های روكش راش در لایه های سطحی به عنوان عامل تقویت كننده مورد مطالعه قرار گرفته است.  

1- کلیات

1-1- تخته خرده چوب:

طبق تعریف سازمان جهانی خواروبار و کشاورزی (FAO) به ورقهای فشرده چوبی که از استعمال ذرات چوب یا مواد لیگنوسلولزی به کمک چسب های مصنوعی و تحت فشار و حرارت بوجود می آیند. تخته خرده چوب گفته می شود. مهمترین ماده اولیه ای که برای تخته خرده چوب به کار می رود چوب است که به طور متوسط 90% وزن خشک تخته را تشکیل می دهد و همچنین مهمترین ماده ای که برای ساخت تخته خرده چوب از نظر هزینه مهم می باشد چسب می باشد که تولید کنندگان تخته خرده چوب را به تلاش در جهت کاهش مصرف چوب
وا می دارد.

1-2- تاریخچه صنعت تخته خرده چوب در جهان:

تاریخچه تولید اوراق فشرده چوبی در جهان، نشانگر آن است که صنایع تخته خرده چوب (نئوپان) در مقایسه با صنایع تخته فیبر و تخته لایه از قدمت کم تری برخوردار است بطوریکه از قدمت صنعت مدرن تخته خرده چوب، بیش از نیم قرن نمی گذرد. نخستین تلاشها برای تولید تخته خرده چوب از اواخر قرن نوزدهم و در عمل به دهه های اول قرن بیستم باز می گردد.

در ابتدا از چسب های طبیعی (گیاهی و حیوانی) برای ساخت تخته خرده چوب استفاده می شد که میزان تولید بسیار کم بود ولی با پیشرفت تکنولوژی و استفاده از چسبهای مصنوعی سرعت تولید رو به افزایش نهاد و اولین کارخانه بزرگ تولید تخته خرده چوب در آلمان بنا گذاشته شد که نقطه عطفی در روند رشد این صنعت به شمار می آید، بعد از این زمان در صنعت جهش بزرگی به وجود آمد. تنوع کاربردها و افزایش مصرف تخته خرده چوب در صنایع مختلف به افزایش تولید این کالا کمک زیادی کرده است و تولید جهانی آنرا از 24 میلیون متر مکعب در سال 1970 به حدود 45 میلیون متر مکعب در سال 1980 و به دنبال آن حدود 51 میلیون متر مکعب در سال 1988 افزایش داده است.

1-3- تاریخچه صنعت تخته خرده چوب در ایران:

در ایران برای اولین بار صنعت تخته خرده چوب با احداث کارخانه ای با ظرفیت سالانه 12000 متر مکعب پا به عرصه وجود نهاد. پس از آن در سال 1341برای استفاده از مازاد کارخانجات کبریت سازی واحدهای دیگر تولید تخته خرده چوب در کنار این کارخانه احداث گردید. سپس بدلیل سهولت تولید این محصول و همچنین به منظور استفاده از ضایعات حاصل از بهره برداری و استحصال چوب در جنگل و کاربرد گسترده تر آن واحدهای دیگری در ایران استقرار یافتند. بعلاوه در سالهای اخیر جهت استفاده از منابع سلولزی دیگر از قبیل مازاد تولیدات کشاورزی مانند باگاس (تفاله نیشکر) و هرس باغهای میوه نظیر پسته و تولید تخته خرده چوب، واحدهای جدیدی در استانهای خوزستان، کرمان، زنجان تاسیس گردید.در ایران صنعت تخته خرده چوب آهنگ رشد چشمگیری داشته است. در حال حاضر جمعاً 13 واحد تخته خرده چوب، با ظرفیت اسمی معادل 449000 مترمکعب در سال، مشغول به تولید هستند. ظرفیت تولید کارخانجات تولید کننده نئوپان در سال 1377 بالغ بر 424462 مترمکعب بوده است

[1]- Laminated Products

[2]- Particle board

[3]- Fiber board

[4]- Flack board

[5]- Wafer board

[6]- Panel

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                      صفحه

فصل اول : مقدمه ........................................................................................................................................

1- كلیات ............................................................................................................................................................

1-1 تعریف تخته خرده چوب .............................................................................................................................

1-2 تاریخچه صنعت تخته خرده چوب در جهان ...............................................................................................

1-3 تاریخچه صنعت تخته خرده چوب در ایران .................................................................................................

1-4 مصرف تخته خرده چوب دركشور ..............................................................................................................

1-5 نحوه ساخت تخته خرده چوب .................................................................................................................

1-6 مشخصات گیاه شناسی كاه گندم .................................................................................................................

1-7 ساختمان فیزیكی و خصوصیات شیمیایی كاه گندم .....................................................................................

1-8 اهداف انجام این مطالعه ..............................................................................................................................

فصل دوم : سابقه تحقیق .........................................................................................................................................

فصل سوم : مواد و روشها  ...........................................................................................................................

3-1 عوامل متغیر ................................................................................................................................................

3-2 عوامل ثابت .................................................................................................................................................

ارائه تجزیه و تحلیل نتایج ...........................................................................................................................

3-3 مراحل ساخت تخته های آزمایشگاهی .........................................................................................................

3-3-1 تهیه ماده اولیه ...............................................................................................................................................

3-3-2 تعیین درصد رطوبت خرده چوب و كاه گندم .............................................................................................

3-3-3 تعیین ابعاد كاه گندم .....................................................................................................................................

3-3-4 نوع چسب ....................................................................................................................................................

3-4 بررسی خصوصیات رزین .............................................................................................................................

3-4-1 گرانروی رزین ............................................................................................................................................

3-4-2 PH محلول رزین .......................................................................................................................................

 3-4-3 درصد مواد جامد رزین  ............................................................................................................................

3-4-4 تعیین وزن مخصوص چسب ...................................................................................................................

3-4-5 تعیین زمان انعقادچسب ...........................................................................................................................

3-5 آنالیز شیمیایی كاه گندم ...................................................................................................................

3-5-1 تعیین مقدار لیگنین ..............................................................................................................................

3-5-2 تعیین مقدار سلولز ......................................................................................................................................

2-5-3 تعیین مقدار خاكستر....................................................................................................................................

3-6 چسب زنی تراشه های روكش راش و كاه گندم..........................................................................................

3-7 هاردنر(كاتالیزور)............................................................................................................................................

3-8 تشكیل كیك ...............................................................................................................................................

3-9 پرس كردن ................................................................................................................................................

3-10 كلیماتیزه كردن تخته ها ..............................................................................................................................

3-11 تهیه نمونه های آزمونی .................................................................................................................................

3-12 اندازه گیری خصوصیات فیزیكی و مكانیكی تخته ها....................................................................................

3-12-1 اندازه گیری دانسیته و رطوبت تخته ها ..................................................................................................

3-12-2 آزمایش اندازه گیری مدول گسیختگی (MOR  ) و مدول آلاستیسیته(MOE ) ...................................

3-12-3 آزمایش اندازه گیری مقاومت چسبندگی داخلی ( IB  ) ........................................................................

3-12-4 آزمایش تعیین میزان واكشیدگی ضخامت و جذب آب ( 2و24 ساعت ) .............................................

3-12-5 آزمایش مقاومت به ضربه ........................................................................................................................

فصل چهارم : نتایج  .................................................................................................................................... 

4-1 مقاومت خمشی (MOR  ) .......................................................................................................................

4-1-1 تاثیر مستقل درصد اختلاط بر مقاومت خمشی (MOR ) .........................................................................

4-1-2 تاثیر مستقل درجه حرارت پرس بر مقاومت خمشی ( MOR  ) ..............................................................

4-1-3 تاثیر متقابل درصد اختلاط ودرجه حرارت پرس بر مقاو.مت خمشی ( MOR  ) ...................................

4-2 مدول آلاستیته(MOE  ) .....................................................................................................................

4-2-1 تاثیر مستقل درصد اختلاط بر مدول الاستیسیته(MOE  ) ..........................................................................

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                      صفحه

4-2-2 تاثیر مستقل درجه حرارت بر مدول آلاستیته(MOE  ) ..............................................................

4-2-3 تاثیر متقابل درصد اختلاط ودرجه حرارت بر مدول آلاستیته( MOE  ) ................................................

4-3 مقاومت به ضربه (IBS ) ............................................................................................................................

4-3-1 تاثیر مستقل درصد اختلاط بر مقاومت به ضربه ( IBS ) .............................................................................

4-3-2 تاثیر مستقل درجه حرارت پرس بر مقاومت به ضربه ( IBS ) .............................................................

4-3-3 تاثیر مستقل درصد اختلاط و درجه حرارت  بر مقاومت به ضربه (IBS )......................................

4-4 چسبندگی داخلی ..............................................................................................................................................

4-4-1 تاثیر مستقل درصد اختلاط بر چسبندگی داخلی ( IB ) .............................................................................

4-4-2 تاثیر مستقل حرارت پرس بر چسبندگی داخلی ( IB ) ..............................................................................

4-4-3 تاثیر متقابل درصد اختلاط و درجه حرارت بر چسبندگی داخلی ( IB ) ..................................................

4-5 جذب آب بعد از 2 ساعت غوطه وری در آب ( WA2  ) ...................................................................

4-5-1 تاثیر مستقل درصداختلاط برجذب آب بعد از 2 ساعت غوطه ور شدن در آب ( WA2  ) ....................

4-5-2 تاثیر مستقل درجه حرارت پرس برجذب آب بعد از 2 ساعت غوطه ور شدن در آب ( WA2 )

4-5-3 تاثیر مستقل درصد اختلاط وحرارت برجذب آب بعد از2 ساعت غوطه ور شدن در آب(WA2)

4-6 جذب آب بعد از 24 ساعت غوطه وری در آب (WA24  ) ................................................................

4-6-1 تاثیر مستقل درصد اختلاط برجذب آب بعد از 2 ساعت غوطه ور شدن درآب(WA24  ) ...................

4-6-2 تاثیر مستقل حرارت پرس برجذب آب بعد از 2 ساعت غوطه ور شدن درآب(WA24  ) .....................

4-6-3 تاثیرمتقابل درصد اختلاط وحرارت پرس برجذب آب بعد از2ساعت غوطه ور شدن درآب(A24)

4-7 واكشیدگی ضخامت بعد از 2 ساعت غوطه وری در آب (TS2 ‌) .........................................................

4-7-1 تاثیر مستقل درصد اختلاط برواكشیدگی ضخامت بعد از2ساعت غوطه وری در آب( TS2 )....................

4-7-2 تاثیر مستقل حرارت پرس برواكشیدگی ضخامت بعد از2ساعت غوطه وری در آب( TS2 ).......................

4-7-3 تاثیر متقابل درصد اختلاط و حرارت پرس بر وا كشیدگی ضخامت بعد از 2 ساعت غوطه وری در

آب ( TS2 ) ...............................................................................................................................................

4-8 واكشیدگی ضخامت بعد از 24 ساعت غوطه وری در آب ( TS24  ) .................................................

4-8-1 تاثیر مستقل درصد اختلاط بر واكشیدگی ضخامت بعد از 24 ساعت غوطه وری در آب(TS24  ).........

4-8-2 تاثیر مستقل حرارت پرس بر واكشیدگی ضخامت بعداز 24 ساعت غوطه وری در آب ( TA24 ) .........

4-8-3 تاثیر متقابل درصداختلاط و حرارت پرس بر واكشیدگی ضخامت بعد از 24 ساعت غوطه وری در

 آب (TS24  ) ...........................................................................................................................................

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                      صفحه

فصل پنجم : بحث و نتیجه گیری ....................................................................................................................

پیشنهادات ....................................................................................................................................................

منابع ............................................................................................................................................................

ضمایم .........................................................................................................................................................