Nghiên cứu khoa học " Kỹ thuật xử lý bảo quản tre theo phương pháp thay thế nhựa " docx

Kỹ thuật xử lý bảo quản tre theo phương pháp thay thế nhựa Nguyễn Thị Bích ngọc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam ở Việt Nam, tre là nguồn tài nguyên phong phú, phân bố rộng rãi ở nhiều vùng trong cả nước. Nhu cầu về tre làm nhà cửa tại các vùng nông thôn nước ta rất lớn. Nguyên liệu tre để xây dựng nhà được sử dụng ở hai dạng chính: Dạng nguyên ống làm các bộ phận chịu lực như các loại xà, cột; Dạng chẻ thanh để làm giàn mái, vách ngăn che, sàn nhà và các chi tiết nhỏ khác. Tre trước khi đưa vào sử dụng hầu như không được xử lý bảo quản bằng hoá chất; nếu các gia đình không gần nguồn nước để ngâm tre thì thường chỉ phơi khô tre. Một ngôi nhà được xây dựng như vậy chỉ sau 2-3 năm lại phải sửa chữa, thay thế do bị sinh vật phá huỷ, gây khó khăn về tài chính cho người dân và lãng phí tài nguyên. Xuất phát từ thực tế trên, đòi hỏi có các phương pháp bảo quản tre bằng hoá chất với yêu cầu kỹ thuật và trang thiết bị đơn giản, để các hộ dân dễ áp dụng. Đáp ứng được yêu cầu trên, sẽ góp phần tiết kiệm một lượng tre lớn tiêu thụ hàng năm dùng trong xây dựng. Bảo quản tre bằng hoá chất đã được Phòng Nghiên cứu Bảo quản lâm sản quan tâm nghiên cứu. Để bảo quản tre còn tươi, phương pháp tẩm thay thế nhựa đã được cải tiến phù hợp với cấu tạo tre. Các giải pháp kỹ thuật đặt ra nhằm lợi dụng độ rỗng của lóng tre chứa dung dịch thuốc bảo quản, thuốc tự thấm vào tre mà không yêu cầu bất kỳ trang thiết bị kèm theo. Điều kiện quan trọng để tẩm tre có hiệu quả là độ ẩm tre cao. Các công trình nghiên cứu trước mới đề cập về khả năng thấm thuốc của tre ngay sau chặt hạ từ 1- 2 ngày. Vấn đề cần tiếp tục giải quyết là nghiên cứu ảnh hưởng của độ dài tre tẩm đến khả năng thấm thuốc bảo quản và xác định ngưỡng độ ẩm tre cần thiết để tẩm tre đạt hiệu quả. Kết quả đạt được sẽ góp phần hoàn thiện kỹ thuật xử lý bảo quản tre đơn giản này. I. Phương pháp nghiên cứu 1. Nguyên liệu thí nghiệm -Tre luồng ( Dendrocalamus membranaceus Munro ) -Tre gai ( Bambusa stenostachys Hack) -Thuốc bảo quản XM5, nồng độ sử dụng 7% 2. Phương pháp tiến hành - Tre được cắt thành các mẫu có độ dài 1, 3, và 5 m. Làm rách ruột lụa ở lóng tre đầu tiên của mỗi mẫu. Dựa tre vào giá đỡ, đổ dung dịch thuốc vào lóng tre vừa được gia công. Theo dõi và bổ sung thuốc, khi quan sát thấy dịch chảy ra ở đầu dưới của mẫu tre có nồng độ giống với nồng độ dung dịch thuốc ban đầu thì kết thúc quá trình tẩm. - Tre được cắt ngắn thành các mẫu có chiều dài 1m. Giữ mẫu trong cùng điều kiện dưới mái che. Cứ 3 ngày tẩm 1 mẻ gồm các mẫu đại diện cho các phần gốc, giữa và ngọn. Xác định độ ẩm tre của các mẻ tẩm. Tiến hành liên tục đến khi tre đạt ẩm độ không còn khả năng thấm thuốc. - Khả năng thấm của tre khi tẩm bằng phương pháp tẩm thay thế nhựa được đánh giá bằng lượng thuốc thấm vào cây tre và thời gian tẩm. * Lượng thuốc thấm tính theo công thức: M = [( m 1 - m 2 ). C ] – m 3 Trong đó: M là lượng thuốc khô thấm vào tre (gr ) m 1 là lượng dung dịch thuốc đổ vào ống tre (ml) m 2 là lượng dung dịch thuốc trong ống tre còn lại khi kết thúc tẩm (ml) C là nồng độ dung dịch thuốc (%). m 3 là lượng thuốc bột hao phí đã chảy ra cùng nhựa cây [gr]. * Thời gian tẩm: tính từ khi đổ thuốc đến khi dịch chảy ra ở đầu dưới của ống tre có nồng độ thuốc và màu thuốc gần giống với dung dịch thuốc ban đầu. II. Kết quả nghiên cứu 1. ảnh hưởng của độ dài tre tẩm Bảng 1. Khả năng thấm thuốc phụ thuộc vào độ dài tre tẩm Khả năng thấm thuốc bảo quản của tre Tre gai Luồng Độ dài tre (m) Lượng thuốc thấm ( gr ) Thời gian tẩm ( giờ ) Lượng thuốc thấm ( gr ) Thời gian tẩm ( giờ ) 1 19.64 9.(3/10) 15.92 11.(1/2) 3 49.80 34 43.69 39.(9/10) 5 82.36 55.(1/10) 74.24 62.(1/5) Kết quả tẩm tre có độ dài khác nhau tại bảng 1 cho thấy khi độ dài tre tẩm tăng thì lượng thuốc thấm và thời gian tẩm tăng lên. Quá trình quan sát thí nghiệm cho thấy các mẫu lấy ở phần ngọn và phần giữa của thân tre luôn đạt tốc độ thấm cao hơn so với các mẫu lấy ỏ phần gốc. Các mẫu sau khi đổ thuốc từ 2 - 3 giờ đã quan sát thấy có màu thuốc chảy ra ở một số ống mạch sát với ruột lụa tại đầu dưới của ống tre. Tuy nhiên, thời gian tẩm sau đó còn kéo dài bởi vì đó là khoảng thời gian để dung dịch thuốc tiếp tục thay thế triệt để nhựa tre và thuốc bảo quản khuếch tán đều vào trong thành tre. Đối với phương pháp tẩm thay thế nhựa hoặc phương pháp tẩm Boucherie luôn có một lượng thuốc tổn thất do thuốc cùng với nhựa chảy ra khỏi tre. Kết quả phân tích định lượng thuốc bảo quản tổn thất được ghi tại bảng 2. Bảng 2. Lượng thuốc bảo quản tổn thất trong quá trình tẩm thay thế nhựa Lượng thuốc tổn hao (gr) Độ dài tre (m) Tre gai Luồng 1 7.06 5.15 3 10.40 8.88 5 15.07 12.80 Kết quả của bảng 2 cho thấy lượng thuốc bảo quản tổn thất trong quá trình tẩm theo phương pháp thay thế nhựa chiếm tỉ lệ xấp xỉ 20% so với lượng thuốc thấm vào tre. Tổng hợp số liệu của bảng 1 và 2 sẽ là lượng thuốc bảo quản cần thiết dùng để tẩm tre tuỳ thuộc vào độ dài tre. Từ số liệu của bảng1, mối tương quan giữa lượng thuốc thấm (Y 1 ) và thời gian tẩm (Y 2 ) với độ dài tre (X) được thiết lập như sau: + Tre gai: Y 1 = 3.56 + 15.68 X (1) Y 2 = - 1.62 + 11.46 X (2) + Luồng: Y 1 = 0.87 + 14.58 X (3) Y 2 = - 0.16 + 12.67 X (4) Các phương trình (1), (2), (3), (4) thể hiện mối quan hệ tuyến tính giữa lượng thuốc thấm, thời gian tẩm (Y) với độ dài tre (X), hệ số tương quan R= 0.99. Khi độ dài tre tăng thì lượng thuốc thấm và thời gian tẩm tăng lên. Kết quả thực nghiệm cho thấy với phương pháp tẩm thay thế nhựa, tre gai đạt lượng thuốc thấm cao hơn luồng và tốc độ thấm thuốc nhanh hơn luồng (thời gian tẩm ngắn hơn). Về cơ chế thấm của phương pháp tẩm thay thế nhựa, các công trình nghiên cứu trước ở Việt Nam mới dừng lại ở việc nhận xét rằng dung dịch thuốc có khả năng thấm ngang thành tre sau khi ống tre chứa dung dịch thuốc bảo quản đã được làm rách ruột lụa và dung dịch thuốc có thể thấm theo chiều từ gốc đến ngọn và từ ngọn đến gốc. Sau khi nghiên cứu cấu tạo giải phẫu của tre, chúng tôi cho rằng, quá trình thấm thuốc của phương pháp tẩm thay thế nhựa ở tre khác với phương pháp tẩm Boucherie ở gỗ bởi điểm sau: Phần ruột tre bao gồm một số ống mạch có kích thước lớn phân bố trên nền các tế bào mô mềm, khi lớp ruột lụa và lớp tế bào cứng hoá của ruột tre bị làm rách, dung dịch thuốc bảo quản chứa trong ống tiếp xúc trực tiếp với vách các tế bào mô mềm. Do tre tẩm còn tươi, nhựa tre trong các ống mạch đang ở dạng lỏng, nước tự do chiếm đầy trong các khoang rỗng của tế bào nhu mô và giữa các tế bào. Dưới áp lực tĩnh của cột thuốc trong ống tre, dung dịch thuốc dễ dàng đi qua các lỗ thông ngang trên vách các tế bào, vào các ống mạch và tạo thành dòng chảy liên tục trong các ống mạch tre từ trên xuống. Mặt khác, với độ ẩm tre rất lớn nên thuốc bảo quản cũng dễ dàng khuếch tán vào thành tre. Do đó, tre tẩm theo phương pháp này có sự phân bố thuốc bảo quản tương đối đồng đều trên tiết diện ngang của thành tre. Sau thời gian tẩm tre 1 tháng, để tre tương đối khô, tiến hành kiểm tra độ thấm sâu của thuốc tại lóng đầu tiên chứa thuốc và lóng cuối cùng của đoạn tre tẩm. Kết quả nhận được khẳng định tre tẩm theo phương pháp thay thế nhựa cải tiến của Việt Nam đảm bảo hiệu quảvì thuốc thấm tương đối đều trong thành tre dọc theo chiều dài đoạn tre tẩm. Một yếu tố ảnh hưởng đáng kể đến quá trình thấm thuốc là hiện tượng tre bị kiến đục. Hiện tượng này khá phổ biến, đặc biệt là đối với tre gai. Khi sử dụng những ống tre bị kiến đục để chứa dung dịch thuốc, nếu chỉ cạo rách ruột lụa như các ống bình thường thì dung dịch thuốc thấm rất chậm, không đảm bảo hiệu quả bảo quản. Để khắc phục, một giải pháp kỹ thuật đã thực hiện để tẩm những đoạn tre bị kiến đục như sau: - Chọn ống tre đầu tiên để chứa thuốc phải không có lỗ thủng do bị kiến đục (các ống thứ hai trở đi bị thủng vẫn chấp nhận được). - Dùng dụng cụ sắc, đục rách một lớp ruột tre trong cùng của ống tre chứa thuốc với chiều dày 1 – 2 mm . Kết quả theo dõi diễn biến quá trình tẩm ở những ống tre bị kiến đục đã được xử lý như trên cho thấy tốc độ thấm thuốc ở các ống tre này tương đương với tốc độ thấm của các mẫu tre lành lặn. Giải pháp kỹ thuật trên thực hiện rất dễ dàng và không ảnh hưởng đến độ bền vững khi sử dụng ống tre chứa thuốc. 2. Xác định ngưỡng độ ẩm tre cần thiết cho quá trình tẩm Khả năng thấm thuốc của tre khi tẩm tại các thời điểm khác nhau sau chặt hạ được ghi tại bảng 3. Bảng 3. Đánh giá khả năng thấm thuốc của tre theo thời gian sau chặt hạ Khả năng thấm của tre gai Khả năng thẩm của luồng Thời gian sau ch ặt hạ (ngày ) Lượng thuốc thấm (gr) Thời gian thấm (h) Tốc độ thấm (gr/h) Đ ộ ẩm tre (%) Lượng thuốc thấm (gr) Thời gian thấm (h) Tốc độ thấm (gr/h) Độ ẩm tre (%) Đánh giá 2< t £18 18.5 11.(3/5) 1,59 103 >w> 72 15.3 13.(2/10) 1,15 98>w>70 Thấm tốt 18 15.3 18.(9/10) 0.81 72 > w > 53 12.5 20.(1/4) 0,61 70 >w> 50 Thấm chậm t > 31 Thuốc thấm rất chậm v à không thấm w < 50 Không thấm w < 50 không thấm Kết quả thực nghiệm tại bảng 3 cho thấy khả năng thấm thuốc của tre tẩm theo phương pháp thay thế nhựa giảm dần theo thời gian sau chặt hạ. Trong khoảng thời gian từ 20 ngày trở lại, độ ẩm tre giảm xuống xấp xỉ 70%, tre thấm thuốc rất tốt. Sau đó, khi độ ẩm tre giảm xuống dưới 70% khả năng thấm thuốc của tre giảm rõ rệt. Lúc này màu sắc lớp biểu bì tre không còn màu xanh tươi mà đã chuyển sang màu tái. Đối với tre đã chặt được một tháng trở lên, độ ẩm giảm xuống dưới 50%, tre thấm thuốc rất khó khăn và sẽ không đảm bảo hiệu quả bảo quản. Để dễ dàng so sánh về khả năng thấm thuốc của tre theo từng giai đoạn sau chặt hạ, trên cơ sở lượng thuốc và thời gian thấm, chúng tôi tính tốc độ thấm thuốc trung bình của tre gai và luồng. Kết quả tính toán cho thấy tốc độ thấm thuốc trung bình của tre để từ 18- 30 ngày sau chặt hạ so với tốc độ thấm thuốc trung bình của tre để từ 2-18 ngày đã giảm khoảng 45%. Điều này cho thấy khả năng thấm thuốc của tre khi tẩm theo phương pháp thay thế nhựa phụ thuộc rất nhiều vào độ ẩm tre. Với kết quả nhận được cho phép kết luận khi độ ẩm tre W ³70% tre tẩm đảm bảo hiệu quản bảo quản. Thời gian giữ tre sau chặt hạ để có thể tẩm theo phương pháp thay thế nhựa không phải chỉ giới hạn trong vài ngày mà có thể kéo dài hơn. Nếu tre sau chặt hạ được giữ không bị phơi nắng trực tiếp hoặc điều kiện độ ẩm không khí cao tre sẽ lâu bị khô, khoảng thời gian để có thể tẩm tre sẽ tăng theo. Với quy mô sử dụng tre tại gia đình, người ta có thể xử lý bảo quản tre ngay sau khi chặt hạ. Nhưng với các cơ sở sử dụng tre ở quy mô lớn hơn thì tre trước khi đưa đến đã có thời gian nằm lưu lại trên các kho bãi tương đối lâu. Căn cứ vào kết quả kiểm tra độ ẩm hoặc màu sắc của biểu bì tre và lý lịch khai thác của tre nguyên liệu, có thể đánh giá được mức độ tươi của tre để xử lý bảo quản theo phương pháp thay thế nhựa. III. Kết luận - Tre tẩm theo phương pháp thay thế nhựa có lượng thuốc thấm và thời gian tẩm phụ thuộc tuyến tính vào độ dài tre. - Để quá trình thay thế nhựa đạt hiệu quả, tre cần có độ ẩm (W) ³70%. - Tre gai có khả năng thấm thuốc tốt hơn luồng. - Các phương trình (1), (2), (3), (4) là cơ sở để xây dựng quy trình tẩm tre tươi theo phương pháp thay thế nhựa. Summary: In Vietnam the demand for bambos in construction is still very great. To contribute to lengthening the service and increase the efficiency in using this specious resource, the research on the method of sap displacement for bamboo preservation has been continued, making full use of the hollow bamboo culm to hold the preservative. Details to be studied is the preservative impregnation capability and the necessary moisture threshhold of bamboo for effective bamboo treatment. Improved method of sap- displacement preservative impregnation by Vietnam is suitable for preservation of bamboos used in sparsely distributed households. Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Xuân Khu, Lê Xuân Tình (1993). Lâm sản và Bảo quản lâm sản, Tập II, Trường Đại học Lâm nghiệp. 2. Lê Văn Nông (1976). Báo cáo kết quả nghiên cứu bảo quản luồng trong xây dựng. Kết quả nghiên cứu Công nghiệp rừng, (6), tr 1- 10. 3. Phòng nghiên cứu Bảo quản lâm sản (1985). Kỹ thuật bảo quản lâm sản. Báo cáo tổng kết đề tài 06.02 thuộc chương trình 04-01, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội. 4. Nguyễn Tử Ưởng (2000). Các loài tre với dự án 5 triệu ha rừng. Thông tin KHKT Lâm nghiệp, (2), tr 5-8. 5. Kumar S., Dobriyal P.B. (1988), “Preservation treatment of bamboo for stuctural uses. Bamboos current reasearch. Proceedings of the International Bamboo Workshop held in Cochin India, pp. 199-206. 6. Kumar S. , Shukla K.S., Dew I., Dobriyal P.B. (1994). Bamboo Preservation Techniques: A Review. Published Jointly INBAR and ICFRE. 7. Liese W. (1985). Anatomy and propertiess of bamboo. Recent research on bamboos. Proceedings of the International Bamboo Workshop held in Hangzhou, People’s Republic of China, pp. 196-208. 8. Purushoham, Sudan S.K., Sagar V. (1954). Preservative treatment of greenbamboos under low pneumatic pressures. Ind. For. Bull,No 178. 9. Singh B., Tewari M.C. (1980). Studies on the treatment of green bamboo by steeping and sap displacement methods. J. Ind. Acad. Woodsci. 21(1), pp. 21-27. 10. Sonti V.R. ( 1988). A workable solution for preserving round bamboo with ASCU ( CCA type salts). Bamboos current reasearch. Proceedings of the International Bamboo Workshop held in Cochin India, pp. 207-208. . khai thác của tre nguyên liệu, có thể đánh giá được mức độ tươi của tre để xử lý bảo quản theo phương pháp thay thế nhựa. III. Kết luận - Tre tẩm theo phương pháp thay thế nhựa có lượng. đã được Phòng Nghiên cứu Bảo quản lâm sản quan tâm nghiên cứu. Để bảo quản tre còn tươi, phương pháp tẩm thay thế nhựa đã được cải tiến phù hợp với cấu tạo tre. Các giải pháp kỹ thuật đặt ra. Kỹ thuật xử lý bảo quản tre theo phương pháp thay thế nhựa Nguyễn Thị Bích ngọc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam ở Việt Nam, tre là nguồn tài nguyên phong