Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử lý đến một số chỉ tiêu chất lượng gỗ keo tai tượng (acacia mangium willd) bằng phương pháp biến tính nhiệt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP *** - NGUYỄN THỊ THẮM NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN XỬ LÝ ĐẾN MỘT SỐ CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG GỖ KEO TAI TƯỢNG (Acacia mangium Willd) BẰNG PHƯƠNG PHÁP BIẾN TÍNH NHIỆT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP -*** - NGUYỄN THỊ THẮM NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN XỬ LÝ ĐẾN MỘT SỐ CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG GỖ KEO TAI TƯỢNG (Acacia mangium Willd) BẰNG PHƯƠNG PHÁP BIẾN TÍNH NHIỆT Chuyên ngành: Công nghệ chế biến lâm sản Mã số: 60540301 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN VĂN CHỨ Hà Nội - 2013 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Những nội dung tham khảo, trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tác giả Nguyễn Thị Thắm ii LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo: PGS.TS Trần Văn Chứ, người trực tiếp hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Phòng ban, Trung tâm khai thác thông tin thư viện Đại học Lâm nghiệp tồn thể thầy, giáo Khoa Sau đại học giúp đỡ tận tình suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Xin chân thành cảm ơn cán Trung tâm Nghiên cứu thực nghiệm chuyển giao công nghệ Công nghiệp rừng; Trung tâm thí nghiệm Khoa Chế biến lâm sản, trường Đại học Lâm nghiệp tạo điều kiện tốt sở vật chất, tài liệu khoa học thơng tin khoa học để tơi hồn thành nghiên cứu Qua đây, xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể bạn bè đồng nghiệp gia đình Trong q trình tơi học tập hồn thành khóa luận động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn chân thành lời chúc sức khỏe! Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2013 Tác giả Nguyễn Thị Thắm iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vii ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng luận cơng trình cơng bố vấn đề biến tính nhiệt cho gỗ 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Tại Việt Nam 1.1.3 Định hướng nghiên cứu 1.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 10 1.2.1 Đối tượng nghiên cứu .10 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu 10 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 11 1.4 Nội dung nghiên cứu 12 1.5 Phương pháp nghiên cứu 12 1.5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 12 1.5.2 Phương pháp chuyên gia 12 1.5.3 Phương pháp thực nghiệm 13 Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN 22 2.1 Công nghệ biến tính nhiệt gỗ .22 2.1.1 Khái niệm biến tính gỗ biến tính nhiệt gỗ 22 2.1.2 Chủng loại gỗ biến tính nhiệt .23 2.1.3 Đặc điểm gỗ biến tính nhiệt [12], [20] .24 2.1.4 Các loại hình cơng nghệ biến tính nhiệt điển hình 26 2.2 Cơ chế biến đổi tính chất gỗ biến tính nhiệt [4], [12], [20] .27 2.2.1 Cơ chế biến đổi khối lượng thể tích gỗ .27 2.2.2 Cơ chế cải thiện tính ổn định kích thước 28 2.2.3 Cơ chế biến đổi tính chất học gỗ 31 2.3 Nhận xét chung 35 Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 37 iv 3.1 Lựa chọn nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt gỗ Keo tai tượng 37 3.2 Chuẩn bị nguyên liệu gỗ thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 39 3.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu gỗ 39 3.2.2 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 40 3.3 Quy trình thực nghiệm .41 Chương KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ 45 4.1 Kết nghiên cứu gỗ Keo tai tượng 45 4.2 Kết kiểm tra tỷ lệ tổn hao khối lượng gỗ sau biến tính nhiệt 47 4.3 Kết kiểm tra số tiêu chất lượng gỗ biến tính nhiệt .50 4.3.1 Khối lượng thể tích gỗ 50 4.3.2 Tính ổn định kích thước gỗ 52 4.3.3 Tính chất học gỗ .58 4.3.4 Tính chất công nghệ gỗ .64 4.3.5 Ảnh hưởng yếu tố khác tới chất lượng gỗ biến tính nhiệt 66 4.4 Tổng hợp kết nghiên cứu đánh giá chất lượng gỗ Keo tai tượng sau biến tính nhiệt 67 4.4.1 Tổng hợp kết nghiên cứu .67 4.4.2 Đánh giá chất lượng gỗ Keo tai tượng sau biến tính nhiệt 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC 80 v DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu Tên gọi T Nhiệt độ t Thời gian h ML Tỷ lệ tổn hao khối lượng gỗ %  ASE Hệ số chống trương nở % WRE Hiệu suất chống hút nước % WAđc Tỷ lệ hút nước gỗ đối chứng % WAbt Tỷ lệ hút nước gỗ biến tính % Sđc Tỷ lệ trương nở gỗ đối chứng % 10 Sbt Tỷ lệ trương nở gỗ sau biến tính % 11 m0 Khối lượng mẫu gỗ sấy khô kiệt g 12 m1 Khối lượng mẫu gỗ sau ngâm nước g 13 V0 Thể tích mẫu gỗ sấy khơ kiệt cm3 14 V1 Thể tích mẫu gỗ sau ngâm nước cm3 15 nd Độ bền nén dọc thớ MPa 16 MOR Độ bền uốn tĩnh MPa 17 MOE Mô đun đàn hồi uốn tĩnh MPa 18  Độ bền kéo trượt màng keo MPa 19 ĐC Đối chứng 20 X Trung bình mẫu 21 SD Độ lệch chuẩn 22 SE Sai số chuẩn 23 S% Hệ số biến động 24 P% Hệ số xác 25 C(95%) Khối lượng thể tích Sai số cực hạn ước lượng với độ tin cậy 95% Đơn vị o C g/cm3 vi DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng STT 1.1 1.2 2.1 3.1 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 Chế độ xử lý nhiệt cho gỗ Keo tai tượng Một số thông số kỹ thuật của thiết bị biến tính nhiệt thí nghiệm So sánh cơng nghệ xử lý nhiệt Tiêu chuẩn kích thước mẫu dùng để kiểm tra chất lượng gỗ Keo tai tượng Kết xử lý số liệu thống kê tỷ lệ tổn hao khối lượng gỗ, % Kết xử lý số liệu thống kê khối lượng thể tích gỗ Keo tai tượng, g/cm3 Kết xử lý số liệu thống kê hiệu suất chống hút nước gỗ Keo tai tượng sau xử lý nhiệt, % Kết xử lý số liệu thống kê hệ số chống trương nở gỗ Keo tai tượng sau xử lý nhiệt, % Kết xử lý số liệu thống kê độ bền nén dọc thớ gỗ Keo tai tượng sau xử lý nhiệt, Mpa Kết xử lý số liệu thống kê độ bền uốn tĩnh gỗ Keo tai tượng sau xử lý nhiệt, Mpa Kết xử lý số liệu thống kê mô đun đàn hồi uốn tĩnh gỗ Keo tai tượng sau xử lý nhiệt, Mpa Kết xử lý số liệu thống kê độ bền kéo trượt màng keo gỗ Keo tai tượng sau xử lý nhiệt, Mpa Tổng hợp kết nghiên cứu tính chất lý gỗ Keo tai tượng sau chế độ xử lý nhiệt So sánh độ bền uốn tĩnh gỗ Keo tai tượng sau biến tính nhiệt với số loại gỗ khác Trang 13 14 27 43 47 50 54 55 58 60 61 64 67 71 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ STT Tên hình vẽ, đồ thị Trang 1.1 Thiết bị biến tính nhiệt 14 1.2 Mẫu xác định tính chất vật lý gỗ 14 1.3 Mẫu xác định cường độ nén dọc thớ 17 1.4 Mẫu xác định cường độ uốn tĩnh uốn tĩnh mô đun đàn hồi uốn tĩnh 18 1.5 Một số thiết bị, dụng cụ thí nghiệm dùng kiểm tra tính chất vật lý, học gỗ 20 2.1 Cấu trúc gỗ từ thô đại đến hiển vi siêu hiển vi hình thức thay đổi tế bào gỗ biến tính 22 2.2 Sự thay đổi liên kết hydro phân tử cellulose 30 2.3 Quá trình phân giải nhiệt hemicellulose gỗ 32 2.4 Quá trình nhiệt giải cellulose 34 2.5 Cơ chế phản ứng gỗ trình xử lý nhiệt 35 3.1 Mẫu gỗ Keo tai tượng dùng để biến tính nhiệt 40 3.2 Quy trình thực nghiệm biến tính nhiệt gỗ Keo tai tượng 41 3.3 Xếp mẫu vào thiết bị biến tính nhiệt 41 3.4 Mẫu xác định tính chất vật lý học gỗ 42 3.5 Kiểm tra độ bền nén dọc thớ gỗ 43 3.6 Kiểm tra độ bền uốn tĩnh gỗ 44 3.7 Kiểm tra độ bền kéo trượt màng keo gỗ 44 4.1 Biểu đồ quan hệ nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt với tỷ lệ tổn hao khối lượng gỗ Keo tai tượng sau biến tính 48 4.2 Biểu đồ quan hệ nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt với khối lượng thể tích gỗ Keo tai tượng 51 4.3 Độ hút nước gỗ Keo tai tượng trước sau xử lý theo thời gian ngâm nước 53 viii 4.4 Biểu đồ quan hệ nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt với hiệu suất chống hút nước gỗ Keo tai tượng 54 4.5 Biểu đồ quan hệ nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt với hệ số chống trương nở gỗ Keo tai tượng 56 4.6 Biểu đồ quan hệ nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt với độ bền nén dọc thớ gỗ Keo tai tượng 59 4.7 Biểu đồ quan hệ nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt với độ bền uốn tĩnh gỗ Keo tai tượng 61 4.8 Biểu đồ quan hệ nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt với mô đun đàn hồi uốn tĩnh gỗ Keo tai tượng 62 4.9 Biểu đồ quan hệ nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt với độ bền kéo trượt màng keo gỗ Keo tai tượng 65 4.10 Màu sắc gỗ sau biến tính nhiệt 69 66 4.3.5 Ảnh hưởng yếu tố khác tới chất lượng gỗ biến tính nhiệt Trong bảy đồ thị ta thấy thay đổi chất lượng gỗ biến tính nhiệt tương đối rõ rệt mức nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt Ngồi ra, thực nghiệm cịn có nhiều điều kiện biên khác chi phối đến kết thí nghiệm chưa xét đến Các yếu tố cần phải kể đến là: cấu tạo gỗ, kích thước gỗ xử lý, mơi trường xử lý, quy trình xử lý, áp suất Hơn nữa, thiết bị sử dụng thí nghiệm đề tài, đặc biệt thiết bị thí nghiệm chưa phải thiết bị chuyên dùng cho biến tính nhiệt nên khó khống chế tốc độ gia nhiệt nhiệt độ xử lý, dẫn đến có số sai lệch kết thực nghiệm Chính yếu tố mà kết kiểm tra tính chất vật lý, học tính chất cơng nghệ gỗ có phân bố rời rạc, điều thể qua hệ số biến động lớn 67 4.4 Tổng hợp kết nghiên cứu đánh giá chất lượng gỗ Keo tai tượng sau biến tính nhiệt 4.4.1 Tổng hợp kết nghiên cứu Tổng hợp kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt tới số tính chất gỗ Keo tai tượng thể bảng 4.9 Bảng 4.9: Tổng hợp kết nghiên cứu tính chất lý gỗ Keo tai tượng sau chế độ xử lý nhiệt Gỗ Keo tai tượng Tính chất chứng Khối lượng thể tích, g/cm3 170oC Đối 0,57 3h 6h 190oC 9h 3h 6h 210oC 9h 3h 6h 9h 0,55 0,53 0,52 0,51 0,49 0,48 0,47 0,45 0,44 Hiệu suất chống hút nước, % 11,92 14,42 15,95 16,87 18,86 20,10 19,15 21,14 22,05 Hệ số chống trương nở, % 24,37 29,87 33,28 31,71 37,61 41,11 38,38 43,88 46,87 Độ bền nén dọc thớ, MPa 42,46 43,27 44,29 45,71 45,24 46,83 47,76 48,16 49,33 49,93 Độ bền uốn tĩnh, MPa 99,41 94,25 87,80 84,31 80,82 75,17 67,50 69,96 64,60 59,35 Mô đun đàn hồi uốn tĩnh, MPa Độ bền kéo trượt màng keo, MPa 9.741,48 9.562,80 9.418,28 9.266,00 9.297,11 9.040,17 8.872,54 8.909,78 8.719,98 8.539,87 5,37 5,15 4,94 4,84 4,93 4,74 4,66 4,16 3,96 3,79 68 4.4.2 Đánh giá chất lượng gỗ Keo tai tượng sau biến tính nhiệt Để đánh giá chất lượng loại gỗ thơng thường ta dựa vào cấu tạo, tính chất vật lý, tính chất học tính chất cơng nghệ gỗ Trong đề tài này, thực đánh giá chất lượng gỗ thơng qua số tính chất vật lý, học tính chất cơng nghệ gỗ a Đánh giá chất lượng dựa vào tính chất vật lý gỗ * Dựa vào khối lượng thể tích gỗ Khối lượng thể tích gỗ tiêu vật lý quan trọng, định đến hầu hết tính chất học gỗ Đồng thời, cịn sở để lựa chọn hợp lý trình sử dụng, xác lập chế độ công nghệ gia công Theo Pháp quy phân hạng gỗ tròn Hiệp hội sản xuất kinh doanh gỗ Đơng Nam Á (SEALPA), khối lượng thể tích gỗ Keo tai tượng chế độ xử lý nhiệt thuộc vào loại thấp nên chúng xếp vào nhóm loại gỗ "Nhẹ" [14] Do đó, gỗ Keo tai tượng sau biến tính có độ bền học thấp, kết với tất loài mọc nhanh * Dựa vào hiệu suất chống hút nước hệ số chống trương nở gỗ Hai tiêu sở quan trọng cho việc tính tốn, bảo quản gỗ sản phẩm chế biến từ gỗ, đồng thời dự kiến thay đổi tính chất cơ, lý, hố gỗ có thay đổi độ ẩm Với hệ số chống dãn nở (ASE) từ 24,37% tới 46,87% hiệu suất chống hút nước (WRE) từ 11,92% tới 22,05%, gỗ có độ ổn định kích thước cao Nên gỗ sau xử lý nhiệt sử dụng trời nơi ẩm ướt phịng bếp, phịng xơng hay nhà vệ sinh… Ngoài ra, loại gỗ thuận lợi việc sản xuất ốp trần, tường mà yêu cầu có độ ổn định kích thước tốt thay đổi độ ẩm gỗ * Dựa vào màu sắc gỗ 69 Màu sắc xem tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng sản phẩm gỗ Do số hạn chế điều kiện tiến hành đề tài, không xác định tương quan nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt với màu sắc gỗ Keo tai tượng Tuy nhiên, qua đánh giá trực quan, nhận thấy: - Sau xử lý nhiệt, màu sắc gỗ trở nên đậm đồng hơn, khắc phục nhược điểm màu sắc mẫu đối chứng Màu sắc gỗ đậm hình thành nhóm chức có khả hấp thụ ánh sáng nhìn thấy phân tử lignin chiết suất tham gia vào trình hình thành màu gỗ xử lý nhiệt [8] - Gỗ có màu nâu nhạt đến nâu, gần giống với màu sắc số loại gỗ nhiệt đới quí Sự thay đổi màu sắc khác tùy vào chế độ xử lý nhiệt Màu sắc gỗ đậm xử lý nhiệt độ cao thời gian xử lý lâu Nhận định ban đầu cho thấy, nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt có ảnh hưởng đáng kể tới màu sắc gỗ Gỗ có màu đậm chế độ xử lý cao (T=2100C t=9h) ĐC 1700C-3h 1700C-6h 1700C-9h 1900C-3h 1900C-6h 1900C-9h 2100C-3h 2100C-6h 2100C-9h Hình 4.10: Màu sắc gỗ sau biến tính nhiệt 70 Đặc biệt, màu sắc gỗ xử lý nhiệt tạo thoải mái thị giác, tạo cảm giác ấm cúng sang trọng, thân thiện với mơi trường người Vì thế, gỗ Keo tai tượng sau xử lý biến tính nhiệt dùng làm vật liệu ốp tường trang trí trần Từ đó, nâng cao giá trị sử dụng gỗ Keo tai tượng sau biến tính nhiệt b Đánh giá chất lượng dựa vào tính chất học gỗ * Dựa vào độ bền nén dọc thớ gỗ Lực nén dọc thớ biến động dễ xác định nên thường dùng để nghiên cứu quan hệ nhân tố ảnh hưởng đến cường độ gỗ Do tính chất quan trọng nó, thực tế lực nén dọc thớ xem tiêu chủ yếu để đánh giá khả chịu lực gỗ Từ kết xác định giới hạn bền nén dọc thớ gỗ Keo tai tượng sau biến tính nhiệt, theo tiêu chuẩn Pháp quy phân hạng gỗ tròn Hiệp hội sản xuất kinh doanh gỗ Đông Nam Á (SEALPA), gỗ có khả chịu nén dọc có tăng so với mẫu đối chứng mức độ "Trung bình" (σnd = 34,4-54,9 (MPa) [14], tương đương với số loại gỗ thông dụng khác Lim vang, Mán đỉa, Mỡ vàng tâm, Thôi chanh, Thôi ba, Trám hồng, Do đó, gỗ Keo tai tượng sau biến tính nhiệt phù hợp sử dụng vào chi tiết có yêu cầu chịu lực, đồng thời phải áp dụng cơng nghệ để tạo sản phẩm có cường độ tương đối cao * Dựa vào độ bền uốn tĩnh gỗ Giới hạn bền uốn tĩnh tiêu học quan trọng thứ hai sau giới hạn bền nén dọc, dầm (xà) kết cấu gỗ thường lực uốn làm biến dạng Từ kết kiểm tra bảng 4.6, độ bền uốn tĩnh gỗ Keo tai tượng sau xử lý nhiệt có giảm so sánh số loại gỗ khác qua bảng 4.10, ta thấy độ bền uốn tĩnh gỗ Keo tai tượng cao 71 Bảng 4.10: So sánh độ bền uốn tĩnh gỗ Keo tai tượng sau biến tính nhiệt với số loại gỗ khác Loại gỗ (W=12%) Keo tai tượng sau biến tính nhiệt Độ bền uốn tĩnh (Mpa) 94,25 - 59,35 Hông 36,03 Keo trắng 37,9 Bồ đề 50,5 Vạng trứng 62,6 Chò 83,7 Tuy nhiên, theo tiêu chuẩn Pháp quy phân hạng gỗ tròn Hiệp hội sản xuất kinh doanh gỗ Đông Nam Á (SEALPA)[14], giới hạn bền uốn tĩnh gỗ Keo tai tượng xếp vào loại "Thấp" Mặt khác, mơ đun đàn hồi gỗ thuộc nhóm "Thấp" Do vậy, sản xuất đồ gỗ, không nên sử dụng gỗ Keo tai tượng 10 tuổi vào chi tiết chịu lực lớn c Đánh giá chất lượng dựa vào khả dán dính gỗ Gỗ sau biến tính nhiệt có cường độ kéo trượt màng keo thấp so với gỗ đối chứng Điều đó, chứng tỏ khả dán dính keo gỗ giảm tương đối nhiều Điều gây khó khăn cho việc dán dính gỗ keo thực tế sản xuất ghép gỗ có kích thước nhỏ lại với hay việc thi công ốp tường Để khắc phục nhược điểm gỗ biến tính nhiệt, cần phải lựa chọn loại keo cho phù hợp để đảm bảo độ bền dán dính 4.4.3 Đánh giá khả sử dụng gỗ Keo tai tượng sau biến tính nhiệt Qua phân tích đánh giá đây, thấy: Gỗ Keo tai tượng sau biến tính nhiệt nhẹ, độ bền học từ thấp đến trung bình đại 72 đa số tính học gỗ giảm xuống cường độ xử lý nhiệt thay đổi mức độ khác Tuy nhiên, gỗ có độ ổn định kích thước tương đối lớn, so với gỗ chưa xử lý ban đầu thì độ ổn định kích thước vượt trội hẳn Do đó, vào yêu cầu nguyên liệu gỗ tự nhiên dùng sản xuất đồ gỗ như: Gỗ nặng vừa phải, màu sắc, vân thớ đẹp, dễ trang sức, biến dạng, có đủ cường độ nên với loại gỗ Keo tai tượng độ tuổi khai thác 9-10 năm sau biến tính nhiệt, tiêu cường độ đảm bảo Khi xẻ ván có kích thước chiều dày chiều rộng phù hợp với yêu cầu chi tiết đồ gỗ nên loại gỗ hồn tồn sử dụng để sản xuất đồ gỗ thơng dụng chúng dùng để đóng đồ ngoại thất, dùng nơi có độ ẩm cao Bên cạnh đó, gỗ xử lý nhiệt nhẹ, độ ổn định kích thước lớn, màu sắc đẹp đồng nên thích hợp để làm vách ngăn, ốp tường, trần, chi tiết gỗ có tính thẩm mỹ phịng tắm hơi… Lúc này, nhược điểm gỗ sau biến tính nhiệt có khối lượng thể tích nhỏ gỗ có cường độ thấp khắc phục 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * Kết luận Từ kết nghiên cứu, rút số kết luận sau đây: (1) Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt tới số tiêu chất lượng gỗ Keo tai tượng: Khi biến tính nhiệt gỗ Keo tai tượng mơi trường khơng khí thường (T=170oC, 190oC, 210oC t=3h, 6h, 9h), số tính chất vật lý, học cơng nghệ gỗ có thay đổi, thay đổi có quan hệ chặt chẽ với nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt Sự ảnh hưởng hai yếu tố xác định q trình phân tích phương sai (ANOVA) - Trong miền khảo sát thực nghiệm, độ ổn định kích thước gỗ đánh giá qua hệ số ASE WRE tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt Hệ số ASE tăng từ 24,37% đến 46,87% WRE tăng từ 11,92% đến 22,05% Tuy nhiên, khối lượng thể tích gỗ lại giảm so với gỗ chưa xử lý (3,06%-22,13%) Khối lượng thể tích giảm nhẹ khoảng nhiệt độ 170~190oC từ 210oC bắt đầu giảm mạnh Còn cường độ học gỗ thay đổi rõ rệt tùy vào mức nhiệt độ thời gian tác động Cụ thể, cường độ nén dọc tăng lên đến 17,6% so với mẫu đối chứng độ bền uốn tĩnh mô đun đàn hồi lại giảm Độ bền uốn tĩnh giảm tới 40,3%, tỉ lệ giảm mơ đun đàn hồi hơn, khoảng 1,83%12,33% Bên cạnh đó, khả dán dính gỗ giảm đáng kể Cường độ kéo trượt màng keo giảm tới 30% Qua đây, tuỳ theo mục đích sử dụng cụ thể, chọn chế độ công nghệ cho phù hợp (2) Khả sử dụng gỗ Keo tai tượng sau xử lý nhiệt: Qua kết kiểm tra tính chất vật lý, học công nghệ gỗ Keo tai tượng 74 chế độ xử lý nhiệt cho thấy: Mặc dù nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt làm giảm khối lượng thể tích cường độ học bền uốn tĩnh mô đun đàn hồi uốn tĩnh) gỗ, khả dán dính keo khó khăn Song ngược lại, độ bền nén dọc thớ tăng độ ổn định kích thước gỗ lại tăng lên nhiều Gỗ sẫm màu đồng màu sắc nên so với yêu cầu nguyên liệu dùng cho đồ gỗ chúng hồn tồn đảm bảo chất lượng cho sử dụng Đặc biệt đồ ngoại thất đồ gỗ dùng nơi độ ẩm cao bàn ghế, tủ bếp, ván ốp tường, đồ dùng phòng tắm (3) Quy trình cơng nghệ biến tính nhiệt gỗ Keo tai tượng: Với quy trình biến tính chúng tơi thực nghiệm, nói biến tính nhiệt gỗ Keo tai tượng mơi trường khơng khí phương pháp biến tính thực hiệu quả, tương đối đơn giản dễ thực Nó ứng dụng rộng rãi sở sản xuất vừa nhỏ, nhằm mục đích nâng cao hiệu sử dụng gỗ Keo tai tượng số lượng chất lượng công nghiệp sản xuất đồ gỗ * Kiến nghị - Đối với thực tiễn sản xuất + Cần mục đích sử dụng gỗ sản xuất đồ gỗ mà lựa chọn chế độ xử lý nhiệt, thông số công nghệ cho phù hợp + Tăng cường ứng dụng công nghệ mới, tiên tiến, đại, nâng cao hiệu sử dụng hiệu kinh tế từ gỗ mọc nhanh rừng trồng nói chung gỗ Keo tai tượng nói riêng - Đối với nghiên cứu + Nghiên cứu chế, tác động nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt tới cấu trúc hểa học gỗ gỗ Keo tai tượng; 75 + Mở rộng việc kiểm tra số tính chất màu sắc gỗ, độ bền sinh học (khả chống mối mọt, nấm mục, biến màu…) gỗ Keo tai tượng sau biến tính nhiệt + Kiểm tra lại độ bền dọc thớ gỗ Keo tai tượng để tìm quy luật biến đổi xác độ bền nén dọc thớ loại gỗ sau xử lý nhiệt + Tiếp tục nghiên cứu công nghệ biến tính nhiệt theo hướng: loại gỗ, chế độ, chất xúc tác phương pháp biến tính nhằm cải thiện tính chất gỗ rừng trồng hạn chế tượng giảm cường độ gỗ sau biến tính nhiệt 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Nguyễn Văn Bỉ (2006), Phương pháp nghiên cứu thực nghiê ̣m, Bài giảng cho bậc Đại học, Trường Đa ̣i ho ̣c Lâm nghiê ̣p, Hà Nội Trần Văn Chứ (2001), Nghiên cứu tạo ván dăm chậm cháy, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Viện Khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam, Hà Nội Trần Văn Chứ (2006), Nghiên cứu cơng nghệ thiết bị biến tính gỗ có khối lượng thấp thành nguyên liệu chất lượng cao, Đề tài trọng điểm cấp Bộ, Bộ Nông nghiệp PTNT 4.Trần Văn Chứ, Trịnh Hiền Mai, Lê Xuân Phương (2012), Cơng nghệ biến tính gỗ, Giáo trình cho bậc Đại học, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Vũ Cao Đàm (2000), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Hoàng Thúc Đệ (1993), Nghiên cứu cấu tạo số tính chất chủ yếu gỗ keo tai tượng, Báo cáo khoa học, Trường ĐH Lâm nghiệp, Hà Nội Nguyễn Trung Hiếu (2012), Nghiên cứu mối quan hệ việc xử lý ổn định kích thước đến tính chất học, vật lý cơng nghệ gỗ Keo tràm (Acacia auriculiformis) xử lý chậm cháy, Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Trần Thị Huê (2011), Ảnh hưởng chế độ xử lý thuỷ - nhiệt đến số tính chất vật lý, học gỗ Keo tràm (Acacia auriculiformis), Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Nguyễn Đình Hưng (1995), Nghiên cứu phân loại gỗ Việt Nam hướng theo mục đích sử dụng, Kết nghiên cứu khoa học công nghệ Lâm nghiệp 1991 – 1995, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, Trang 107 – 111 77 10 Ngô Kim Khôi, Nguyễn Hải Tuất, Nguyễn Văn Tuấn (2001), Tin học ứng dụng lâm nghiệp, Nxb Nông Nghiệp Hà Nội 11 Ngơ Kim Khơi (1998), Thống kê tốn học lâm nghiệp, Nxb Nông Nghiệp Hà Nội 12 Lê Xuân Phương (2012), Cơng nghệ biến tính gỗ, Bài giảng cho học viên cao học chuyên ngành Công nghệ chế biến lâm sản, Trường Đại học Lâm Nghiệp, Hà Nội 13 Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật lâm nghiệp, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 14 Phạm Ngọc Long (2010), Nghiên cứu ảnh hưởng mật độ rừng trồng đến chất lượng gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium) 10 tuổi Đồng Hỷ-Tỉnh Thái Nguyên, Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Nông Lâm, Thái Nguyên 15 Nguyễn Tích, Trần Hợp (1971), Tên rừng Việt Nam, Nxb Nông thôn, Hà Nội 16 Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng (2009), Tiêu chuẩn nhà nước gỗ sản phẩm từ gỗ 17 Lê Xuân Tình (1998), Khoa học gỗ, Giáo trình cho bậc Đại học, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội 18 Lê Xn Tình (1993), Nghiên cứu tính chất lý gỗ keo tai tượng ứng dụng sản xuất ván dăm, Báo cáo khoa học, Trường ĐH Lâm nghiệp, Hà Nội 19 Trần Ngọc Thiệp (1993), Nghiên cứu sản xuất ván mộc từ gỗ keo tai tượng để thay chi tiếp đồ mộc, Báo cáo khoa học, Trường ĐH Lâm nghiệp, Hà Nội 78 Tiếng Anh 20 Callum.A.S Hill (2006), Wood modification: Chemical, thermal and other processes John Wiley and Sons, Ltd 21 Stamm A, Hansen L (1937), “Minimizing wood shrinkage and swelling: Effect of heating in various gases”, [J] J Ind Eng Chem, 29(7): 831833 22 Stamm A J (1956), “Thermal Degradation of Wood and Cellulose”, [J] Industrial & Engineering Chemistry, 48(3): 413-417 23 Esteves B, Pereira H (2009), “Wood modification by heat treatment: A review”, [J] Bioresources, 4(1): 370-404 24 Tjeerdsma B F, Boonstra M, Pizzi A, et al (1998), “Characterisation of thermally modified wood: molecular reasons for wood performance improvement”, [J] Eur J Wood Wood Prod, 56(3): 149-153 25 Tjeerdsma B F, Militz H (2005), “Chemical changes in hydrothermal treated wood: FTIR analysis of combined hydrothermal and dry heattreated wood”, [J] Holz Als Roh-Und Werkstoff, 63(2): 102-111 26 Kamdem D P, Pizzi A, Triboulot M C (2000), “Heat-treated timber: potentially toxic byproducts presence and extent of wood cell wall degradation”, [J] Holz Als Roh-Und Werkstoff, 58(4): 253-257 27 Kamdem D P, Pizzi A, Jermannaud A (2002), “Durability of heat-treated wood”, [J] European Journal of Wood and Wood Products, 60(1): 1-6 28 Kollmann F, Schneider A (1963), “On the sorption behaviour of heat stabilized wood”, [J] European Journal of Wood and Wood Products, 21(3): 77-85 29 Kollmann F, Fengel D (1965), “Changes in the chemical composition of wood by heat treatment”, [J] Holz Roh-Werkst, 12( ): 461-468 30 Phuong, L X., S Shida, et al (2007), “Effects of heat treatment on 79 brittleness of Styrax tonkinensis wood”, Journal of Wood Science, 53(3): 181-186 31 Phuong, L X., S Shida, et al (2006), “Effect of heat treatment on bending strength and decay resistance of Styrax tonkinensis wood”, Wood Preserv, 32(1): 7-12 32 Plato International BV (2006), “The Plato technology”, A novel wood upgrading technology www.platowood.com 33 Hakkou M, Petrissans M, Zoulalian A, et al (2005), “Investigation of wood wettability changes during heat treatment on the basis of chemical analysis”, [J] Polymer Degradation and Stability, 89(1): 1-5 34 Tuong, V.M, Li J (2010), “Effect of heat treatment on the change in color and dimensional stability of acacia hybrid wood”, [J] BioRes, 5(2): 1257-1267 35 Tuong V M, Li J (2011), “Changes caused by heat treatment in chemical composition and some physical properties of acacia hybrid sapwood”, [J] Holzforschung, 65(1): 67-72 36 Hillis W E (1984), “High temperature and chemical effects on wood stability Part General considerations”, [J] Wood Science and Technology, 18(4): 281-293 37 Thermowood (2003), Thermowood handbook (www.thermowood) 80 PHỤ LỤC PHỤ LỤC ... chọn nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt gỗ Keo tai tượng Trong q trình biến tính nhiệt, thơng số chế độ xử lý có ảnh hưởng lớn tới chất lượng gỗ biến tính Để đánh giá xác ảnh hưởng nhiệt độ thời gian. .. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng mà luận văn tập trung nghiên cứu là: Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt đến số tiêu chất lượng gỗ Keo tai tượng phương pháp biến tính nhiệt 1.2.2 Phạm vi nghiên. .. dụng chất xúc tác để xử lý gỗ Keo tai tượng Trong đó, giai đoạn xử lý nhiệt thực chế độ sau: Bảng 1.1: Chế độ xử lý nhiệt cho gỗ Keo tai tượng Chế độ Thông số chế độ xử lý nhiệt Nhiệt độ xử lý,