Độ bền sinh học của gỗ sa mộc (cunninghamia lanceolata lamb hook) xử lý bằng phương pháp nhiệt – cơ

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT Bang bieu Error! No text of specified style in document TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN THỊ TUYÊN ĐỘ BỀN SINH HỌC CỦA GỖ SA MỘC (Cunninghamia lanceolata Lamb Hook) XỬ LÝ BẰNG PHƢƠNG PHÁP NHIỆT - CƠ Ngành: Kỹ thuật Chế biến Lâm sản Mã số: 9549001 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Phạm Văn Chƣơng TS Vũ Kim Dung Hà Nội – 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận án Tiến sỹ kỹ thuật: “Độ bền sinh học gỗ Sa mộc (Cunninghamia lanceolata Lamb Hook) xử lý phƣơng pháp nhiệt – cơ” mã số 9549001 cơng trình nghiên cứu riêng tơi Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận án hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác hình thức Tơi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ luận án Tiến sĩ lời cam đoan Hà Nội, ngày….tháng năm 2023 Nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Tuyên Xác nhận duyệt luận án ngƣời hƣớng dẫn Ngƣời hƣớng dẫn GS TS Phạm Văn Chƣơng Ngƣời hƣớng dẫn TS Vũ Kim Dung ii LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hoàn thành luận án Tiến sĩ mang tên “Độ bền sinh học gỗ Sa mộc (Cunninghamia lanceolata Lamb Hook) xử lý phƣơng pháp nhiệt – cơ” mã số 62.540.301, Tơi xin đặc biệt bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn GS.TS Phạm Văn Chương, TS Vũ Kim Dung tận tình hướng dẫn cung cấp nhiều tài liệu có giá trị khoa học thực tiễn để tơi hồn thành Luận án Tơi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu, Phịng Đào tạo Sau đại học, Viện Cơng nghiệp gỗ Nội thất, Trung tâm Thí nghiệm Phát triển công nghệ, Thư viện, thầy cô giáo Trường Đại học Lâm nghiệp tận tâm giúp đỡ suốt q trình học tập nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Lâm nghiệp thầy cô khoa Lâm nghiệp trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện giúp đỡ cho thời gian thực Luận án Tôi xin cảm ơn Viện nghiên cứu công nghiệp rừng, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam giúp đỡ, tạo điều kiện cho thời gian thực Luận án Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng, lịng biết ơn tới tồn thể người thân gia đình, đồng nghiệp ln động viên tạo điều kiện thuận lợi vật chất, tinh thần cho suốt thời gian qua Hà Nội, ngày… tháng năm 2023 Nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Tuyên iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT……………………… ……………………………vi DANH MỤC CÁC BẢNG………………………………………………… ……vii DANH MỤC CÁC HÌNH…………………………………………….… …… ….ix TRANG THƠNG TIN VỀ NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN…….xii MỞ ĐẦU .1 Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái niệm xử lý gỗ phương pháp nhiệt - 1.2 Tổng quan nghiên cứu xử lý gỗ phương pháp nhiệt – 1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.2.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 11 1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng xử lý nhiệt – đến độ bền sinh học gỗ 15 1.3.1 Nghiên cứu giới ảnh hưởng xử lý nhiệt - đến độ bền sinh học gỗ 15 1.3.2 Nghiên cứu Việt Nam ảnh hưởng xử lý gỗ phương pháp nhiệt - đến độ bền sinh học gỗ 18 1.4 Kết luận rút từ tổng quan 19 1.4.1 Ưu nhược điểm xử lý nhiệt - .19 1.4.2 Các cơng trình nghiên cứu ảnh hưởng xử lý nhiệt-cơ đến độ bền sinh học gỗ 20 1.4.3 Khoảng trị số (nhiệt độ, thời gian, tỷ suất nén) cơng trình công bố .21 1.4.4 Định hướng nghiên cứu luận án .21 1.4.5 Cách tiếp cận nghiên cứu 22 1.4.6 Phạm vi nghiên cứu 22 iv Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYỂT .24 2.1 Lý thuyết gỗ 24 2.1.1 Cấu trúc gỗ .24 2.1.2 Thành phần hóa học gỗ 26 2.2 Lý thuyết xử lý nhiệt - 33 2.2.1 Các chuyển hoá gỗ xử lý phương pháp nhiệt - 33 2.2.2 Sự biến đổi thành phần hóa học ảnh hưởng đến tính chất gỗ xử lý nhiệt .34 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gỗ xử lý phương pháp nhiệt - 36 2.3 Mốt số yếu tố ảnh hưởng xử lý nhiệt – đến độ bền sinh học gỗ 38 2.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ bền sinh học gỗ 38 2.3.2 Ảnh hưởng tỷ suất nén đến độ bền sinh học gỗ .40 2.4 Nấm hại gỗ 40 2.4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển nấm 40 2.4.2 Phân loại nấm 42 2.4.3 Một số loại nấm hại gỗ .43 2.4.4 Hệ enzym thủy phân nấm 48 2.5 Tổng quan mối 49 2.5.1 Đặc tính sinh vật học mối 49 Chƣơng NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 52 3.1 Nội dung nghiên cứu 52 3.1.1 Ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt – đến độ bền sinh học gỗ Sa mộc 52 3.1.2 Ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt - đến số tính chất vật lý, học gỗ Sa mộc .52 3.2 Vật liệu nghiên cứu 53 3.2.1 Chủng nấm .53 3.2.2 Mẫu gỗ .53 3.3 Phương pháp nghiên cứu .53 v 3.3.1 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 54 3.3.2 Các bước thực nghiệm 55 3.3.3 Kiểm tra tính chất vật lý học gỗ sau xử lý nhiệt – 59 3.3.4 Phương pháp xác định khả kháng nấm mục gỗ sau xử lý nhiệt – 62 3.3.5 Phương pháp xác định khả kháng nấm biến màu điều kiện phịng thí nghiệm 68 3.3.6 Phương pháp xác định khả chống mối gỗ Sa mộc sau xử lý nhiệt – 68 3.3.7 Phương pháp thu thập xử lý số liệu 70 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 71 4.1 Ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt – đến độ bền sinh học gỗ Sa mộc 71 4.1.1 Ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt – đến khả kháng nấm mục trắng gỗ Sa mộc 71 4.1.2 Ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt – đến khả kháng nấm mục nâu gỗ Sa mộc .88 4.1.3 Ảnh hưởng thông số xử lý nhiệt - đến khả kháng nấm biến màu gỗ Sa mộc 95 4.1.4 Thành phần hóa học gỗ Sa mộc xử lý nhiệt – ……………….101 4.1.5 Thành phần hóa học gỗ Sa mộc xử lý nhiệt – sau thử nghiệm với nấm…………………………….……………………………………… 104 4.1.6 Ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt – đến khả kháng mối gỗ Sa mộc 109 4.2 Ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt – đến số tính chất vật lý gỗ Sa mộc 111 4.2.1 Ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt – đến độ ẩm gỗ Sa mộc .112 4.2.2 Ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt – đến khối lượng riêng gỗ Sa mộc 115 4.2.3 Ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt – đến khả chống hút nước gỗ Sa mộc 119 4.3 Ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt – đến số tính chất học gỗ Sa mộc 123 vi 4.3.1 Ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt – đến độ bền nén dọc gỗ Sa mộc .123 4.3.2 Ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt – đến độ bền uốn tĩnh gỗ Sa mộc 127 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 132 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 135 TÀI LIỆU THAM KHẢO 136 PHỤ LỤC vii BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu ASTM Ý nghĩa American Society for Testing and Materials /Hiệp hội vật liệu thử nghiệm Hoa Kỳ ASE Khả chống trương nở BĐ Ban đầu C(%) ĐC Đơn vị Hàm lượng cellulose % % Đối chứng H Tỷ 1ệ tổn hao khối lượng mẫu theo công thức % m Khối lượng g MOR MC Độ bền uốn tĩnh Độ ẩm OHT Gỗ xử lý nhiệt dầu (Oil-Heat treated Wood) PDA Potato Dextrose Agar SD Độ lệch chuẩn Tép Thời gian ép Tg Nhiệt độ chuyển trạng thái TCVN TN WRE MPa % Phút/mm chiều dày C o Tiêu chuẩn Việt Nam Thí nghiệm Khả chống hút nước  Khối lượng riêng g/cm3  Độ bền nén dọc thớ MPa viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thông số cấu tạo gỗ Sa mộc [2] Bảng 1.2 Một số tính chất vật lý, học, hóa học gỗ Sa mộc [2] Bảng 2.1 Phân loại nấm hại gỗ theo đặc tính gây hại 43 Bảng 3.1 Các thông số thực nghiệm với yếu tố ảnh hưởng đến biến tính nhiệt – 55 Bảng 3.2 Tiêu chuẩn kiểm tra 59 Bảng 4.1 Tỷ lệ hao hụt khối lượng trung bình gỗ thử nghiệm với nấm 72 Lentinula edodes 72 Bảng 4.2 Kết phân tích ANOVA tối ưu hoá chế độ xử lý ảnh hưởng đến tỷ lệ hao hụt thử nghiệm với Nấm Lentinula edodes .73 Bảng 4.3 Tỷ lệ hao hụt khối lượng trung bình gỗ thử nghiệm với nấm Ganoderma lucidum .76 Bảng 4.4 Kết phân tích ANOVA tối ưu hố chế độ xử lý ảnh hưởng đến tỷ lệ hao hụt thử nghiệm với Nấm G lucidum 77 Bảng 4.5 Tỷ lệ hao hụt khối lượng trung bình gỗ thử nghiệm với nấm Trametes versicolor 80 Bảng 4.6 Kết phân tích ANOVA tối ưu hố chế độ xử lý ảnh hưởng đến tỷ lệ hao hụt thử nghiệm với Nấm Trametes versicolor 81 Bảng 4.7 Tỷ lệ hao hụt khối lượng mẫu gỗ sau thử nghiệm với nấm mục nâu (Coniophora puteana M1) 89 Bảng 4.8 Kết phân tích ANOVA tối ưu hố chế độ xử lý ảnh hưởng đến tỷ lệ hao hụt thử nghiệm với Nấm mục nâu 90 Bảng 4.9 Tỷ lệ mốc gỗ Sa mộc xử lý nhiệt – thử nghiệm với nấm A niger .96 Bảng 4.10 Kết phân tích ANOVA tối ưu hố chế độ xử lý ảnh hưởng đến tỷ lệ biến màu thử nghiệm với A niger .97 Bảng 4.11 Kết phân tích thành phần hóa học mẫu gỗ Sa mộc xử lý nhiệt – 100 ix Bảng 4.12 Kết phân tích thành phần hóa học mẫu gỗ Sa mộc xử lý nhiệt – trước sau thử nghiệm với nấm mục trắng 103 Bảng 4.13 Thành phần hóa học mẫu gỗ sau phơi nhiễm nấm C puteana 106 Bảng 4.14 Kết thử khả kháng mối gỗ Sa mộc xử lý nhiệt - .109 Bảng 4.15 Độ ẩm gỗ Sa mộc sau xử lý nhiệt - 112 Bảng 4.16 Kết phân tích ANOVA tối ưu hoá chế độ xử lý ảnh hưởng độ ẩm gỗ 113 Bảng 4.17 Khối lượng riêng gỗ Sa mộc sau xử lý nhiệt - 116 Bảng 4.18 Kết phân tích ANOVA tối ưu hoá chế độ xử lý ảnh hưởng đến khối lượng riêng gỗ 117 Bảng 4.19 Khả chống nước gỗ Sa mộc sau xử lý nhiệt - 120 Bảng 4.20 Kết phân tích ANOVA tối ưu hố chế độ xử lý ảnh hưởng đến khả chống hút nước gỗ 122 Bảng 4.21 Độ bền nén dọc thớ gỗ Sa mộc xử lý nhiệt – 124 Bảng 4.22 Kết phân tích ANOVA tối ưu hố chế độ xử lý ảnh hưởng đến độ bền nén dọc thớ gỗ .125 Bảng 4.23 Độ bền uốn tĩnh gỗ Sa mộc xử lý nhiệt – 128 Bảng 4.24 Kết phân tích ANOVA tối ưu hố chế độ xử lý ảnh hưởng đến độ bền uốn tĩnh gỗ 129