Nghiên cứu công nghệ sản xuất keo Urea Formaldehyde (UF) chất lượng cao dùng trong sản xuất ván nhân tạo

Keo UF là loại keo dán được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong ngành công nghiệp chế biến gỗ, keo UF có tính năng dán dính rất tốt, sản phẩm có cường độ dán dính tương đối cao, chịu nhiệt, chống mốc, tính cách điện tốt, dùng nhiều trong ván nhân tạo dùng nội thất.

So sánh với sản phẩm của keo PF thì màu sắc keo UF nhạt hơn, bình thường dung dịch keo đặc dính màu trắng sữa hoặc màu vàng sữa, màng keo sau khi đóng rắn có màu trong suốt không màu hoặc là dung dịch nhớt màu trắng sữa, đối với bề mặt ván nhân tạo ít gây ô nhiễm, có thể nhuộm màu. Nhiệt độ ép khi ép nóng thấp, thời gian đóng rắn ngắn; ép nguội hay ép nóng đều có thể đóng rắn, sử dụng thuận tiện.

Cấu tạo phân tử của keo UF có nguyên tố ni tơ (N), vì vậy màng keo có khả năng ngăn cản quá trình cháy, keo đa tụ thời kỳ đầu có tính tan trong nước nhất định, các thiết bị sau khi sử dụng dễ rửa sạch, sử dụng thuận tiện. Tuy nhiên chúng có hạn chế nhất định là nước và khí ẩm dễ dàng làm tan lớp keo, phát sinh hư hỏng, tính bền lớp keo dán dính tương đối kém, cường độ dán dính dễ dàng dịch chuyển theo thời gian mà có xu hướng giảm; đặc biệt trong keo có formaldehyde tự do, làm ô nhiễm môi trường, có hại đối với con người. Nhưng cùng với sự cải tiến của công nghệ điều chế keo UF, lượng giải phóng formaldehyde tự do được khống chế tới mức cho phép. Các nghiên cứu ngoài nước về keo UF công nghệ, biến tính, sử dụng keo cơ bản thực hiện rất bài bản và có hệ thống. Đầu tư nhân lực và kinh phí cho nghiên cứu mang tính vĩ mô, do đó, về cơ bản các công nghệ liên quan đến sản phẩm keo UF đều đã được thương mại hóa sản phẩm.

Các nghiên cứu tại Việt Nam về keo UF còn chưa tập trung, chủ yếu để tạo ra keo UF có chất lượng đạt yêu cầu nội địa, chưa quan tâm đến vấn đề nâng cao chất lượng keo, chưa giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường, an toàn sản phẩm theo tiêu chuẩn quốc tế cũng như chưa quan tâm đến vấn đề giảm giá thành sản phẩm. Nhìn chung những nghiên cứu trong nước liên quan đến vấn đề nghiên cứu còn hạn chế, một vài nghiên cứu được tiến hành ở đơn vị nghiên cứu từ nguồn kinh phí của ngân sách Nhà nước. Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân khách quan cũng như chủ quan đã chưa đủ điều kiện tiến hành các nghiên cứu một cách hệ thống, dẫn đến chưa đủ sâu để tạo ra thương hiệu cũng như thương mại hoá sản phẩm của các đề tài nghiên cứu.

Do vậy, nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Lâm nghiệp - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn do GS. TS. Trần Văn Chứ đứng đầu đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất keo Urea Formaldehyde (UF) chất lượng cao dùng trong sản xuất ván nhân tạo” với mục tiêu tạo ra sản phẩm keo tốt, giá thành phù hợp và đảm bảo yêu cầu chất lượng, độ an toàn, bảo vệ môi trường là rất cần thiết, giúp cho ngành công nghiệp chế biến gỗ tại Việt nam chủ động về nguyên vật liệu, đẩy mạnh phát triển ngành một cách ổn định và bền vững. Xây dựng được qui trình chuyển giao cho doanh nghiệp công nghệ sản xuất keo UF dùng trong sản xuất ván và MDF chất lượng đảm bảo tiêu chuẩn EU, giá thấp hơn tối thiểu 10% so với những loại keo nhập khẩu tương tự.

Qua quá trình triển khai, đề tài đã thực hiện được toàn bộ mục tiêu đã đặt ra và đã đạt được những kết quả chủ yếu sau:

1. Đã tiến hành điều tra, khảo sát tại một số doanh nghiệp chế biến gỗ, doanh nghiệp sản xuất, kinh doanh keo dán gỗ, từ đó bước đầu xác định được thực tế về nhu cầu sử dụng keo dán gỗ, chủng loại keo, giá thành cũng như công nghệ sản xuất, pha trộn một số loại keo dán chủ yếu sử dụng trong ngành công nghiệp chế biến gỗ hiện nay.

2. Đề tài đã nghiên cứu được ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ bao gồm: tỷ lệ phối trộn nguyên liệu; số lần, lượng và thời điểm phối trộn Urea; thời gian nấu; nhiệt độ nấu; giá trị pH; tốc độ khuấy đến chất lượng keo UF, MUF dùng cho sản xuất ván dán và MDF ở các quy mô 2 kg/mẻ; 100 kg/mẻ và 1.000 kg/mẻ. Các thông số công nghệ đã được phân tích và lựa chọn.

3. Sản phẩm keo UF và MUF được tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu chất lượng tại các phòng thí nghiệm trọng điểm. Chỉ tiêu chất lượng keo UF dùng cho sản xuất ván dán, ván MDF và chỉ tiêu chất lượng keo MUF dùng cho sản xuất ván dán. 

4. Đề tài đã xây dựng được quy trình công nghệ tạo keo UF, MUF dùng trong sản xuất ván dán và ván MDF và kỹ thuật sử dụng với quy mô 3.000 kg/mẻ. Căn cứ vào các thông số công nghệ tối ưu có được từ nghiên cứu, đề tài đã đề xuất được 03 quy trình công nghệ sản xuất keo dán UF và MUF dùng trong sản xuất ván dán và MDF, các quy trình công nghệ này đã được Hội đồng khoa học nghiệm thu, đồng thời đã được Bộ NN&PTNT công nhận 03 tiến bộ kỹ thuật về 03 sản phẩm keo dán của đề tài.

5. Đề tài đã triển khai sản xuất thử dựa theo quy trình công nghệ của đề tài tại ít nhất 05 doanh nghiệp theo quy mô công nghiệp. Kết quả cho thấy chất lượng keo tạo ra theo quy trình và chất lượng ván nhân tạo sử dụng sản phẩm keo của quy trình đều đạt chất lượng cao, đáp ứng đầy đủ tính chất cơ, vật lý và đạt tiêu chuẩn về hàm lượng Formaldehyde tự do theo các tiêu chuẩn quy định hiện hành. Các doanh nghiệp có những đánh giá rất cao về chất lượng sản phẩm keo dán áp dụng theo quy trình công nghệ của đề tài, đồng thời giá thành của sản phẩm keo dán tạo ra đều thấp hơn ít nhất 10-15% so với những loại keo dán tương tự trên thị trường hiện nay. Do đó, quy trình công nghệ tạo keo của đề tài hoàn toàn có thể áp dụng để thay thế quy trình cũ của doanh nghiệp sản xuất keo, giúp các doanh nghiệp chủ động trong khâu nguyên liệu, hạ giá thành sản phẩm.

6. Đã tiến hành nghiên cứu và xác định được khả năng dán dính của các loại keo tạo ra trên các sản phẩm ván dán, MDF. Kết quả kiểm tra các tính chất của ván đều cho thấy đáp ứng được tất cả các yêu cầu về chất lượng, môi trường theo TCVN, đồng thời đáp ứng được các yêu cầu cho sản xuất đồ gỗ xuất khẩu.

7. Đã đề xuất được 01 mô hình cho phân xưởng sản xuất keo UF và MUF với công suất 5.000 tấn/năm với đầy đủ các bản vẽ và thông số máy móc thiết bị chính. Qua đó, giúp các nhà đầu tư và cơ sở sản xuất làm cơ sở tính toán xây dựng hệ thống sản xuất keo UF và MUF với công suất phù hợp với điều kiện của đơn vị.

8. Đề tài đã đánh giá tác động của việc sản xuất keo UF và MUF tới môi trường. Kết quả cho thấy với quy trình công nghệ nấu keo của đề tài và một số biện pháp áp dụng xử lý môi trường cho phân xưởng sản xuất keo, các vấn đề bảo vệ môi trường được đảm bảo theo yêu cầu của các tiêu chuẩn về môi trường quy định.

9. Quy trình công nghệ sản xuất các keo UF và MUF chất lượng cao của đề tài đã được tập huấn chuyển giao ở quy mô công nghiệp, giúp doanh nghiệp có thể tiếp cận được phương pháp nấu keo theo quy trình mới, đảm bảo an toàn và tiết kiệm.

10. Đề tài không chỉ mang tính ứng dụng vào thực tết cao mà còn mang tính học thuật, khoa học cao, giúp cho các nhà khoa học có thể dựa vào kết quả nghiên cứu của đề tài làm cơ sở lý luận phát triển hướng nghiên cứu tiếp theo trong tương lai.

Vì đây là đề tài nghiên cứu cơ bản nên nội dung sản xuất thử nghiệm vẫn còn hạn chế về quy mô, thời gian. Do đó, chưa đánh giá được một cách tổng quát nhất về khả năng ứng dụng và đáp ứng các yếu tố công nghệ khác nhau của sản phẩm đề tài khi sản xuất ở quy mô lớn, phạm vi vùng áp dụng và thời gian sản xuất lâu dài. Nghiên cứu đánh giá tác động môi trường còn hạn chế, bởi nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở mức thử nghiệm quy mô vừa và nhỏ, việc đánh giá mức độ ảnh hưởng tới môi trường trong quá trình sản xuất chỉ mang tính đại diện cho quy mô mà đề tài nghiên cứu, đối với những quy mô lớn, thời gian sản xuất lâu dài chưa thể đánh giá được.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 19497/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Vista.gov.vn