Nghiên cứu công nghệ xử lý nguyên liệu tre măng ngọt (dendrocalamus latiflorus) dùng trong sản xuất sản phẩm tre ép khối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGỌC PHƯỚC PHẠM LÊ HOA NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU TRE MĂNG NGỌT (Dendrocalamus latiflorus) DÙNG TRONG SẢN XUẤT SẢN PHẨM TRE ÉP KHỐI Ngành: Kỹ thuật Chế biến lâm sản Mã số: 9549001 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1: PGS.TS Cao Quốc An 2: GS.TS Trần Văn Chứ HÀ NỘI 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận án Tiến sỹ kỹ thuật: “Nghiên cứu công nghệ xử lý nguyên liệu tre Măng (Dendrocalamus latiflorus) dùng sản xuất sản phẩm tre ép khối” mã số 9549001 cơng trình nghiên cứu riêng Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận án hoàn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác hình thức Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ buận án Tiến sĩ lời cam đoan Hà Nội, tháng 11 năm 2021 Nghiên cứu sinh Phạm Lê Hoa Xác nhận duyệt luận án người hướng dẫn Người Hướng dẫn Người Hướng dẫn PGS TS Cao Quốc An GS TS Trần Văn Chứ ii LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hoàn thành luận án Tiến sĩ mang tên “Nghiên cứu công nghệ xử lý nguyên liệu tre Măng (Dendrocalamus latiflorus) dùng sản xuất sản phẩm tre ép khối” mã số 9549001, Tôi xin đặc biệt bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Cao Quốc An, GS.TS Trần Văn Chứ 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, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Viện Công nghiệp gỗ Nội thất, Trung tâm Thí nghiệm Phát triển Cơng 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 Viện 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 gia đình, đồng nghiệp, người thân động viên tạo điều kiện thuận lợi vật chất, tinh thần cho suốt thời gian qua Hà Nội, tháng 11 năm 2021 Nghiên cứu sinh Phạm Lê Hoa iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1 Công nghệ xử lý nhiệt công nghệ sản xuất tre ép khối 1.1.1 Công nghệ xử lý nhiệt 1.1.2 Công nghệ sản xuất tre ép khối phổ biến Việt Nam [7] .5 1.2 Tổng quan công nghệ xử lý nhiệt cho tre tre ép khối 12 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới 12 1.2.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 22 1.3 Kết luận chung rút từ tổng quan 26 1.3.1 Kết cơng trình có liên quan 26 1.3.2 Hướng nghiên cứu luận án 30 1.4 Đối tượng nghiên cứu 31 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu tổng quát: 31 1.4.2 Đối tượng nghiên cứu cụ thể: 31 1.5 Phạm vi nghiên cứu 31 1.5.1 Thông số cố định 31 1.5.2 Thông số thay đổi 32 1.6 Mục tiêu nghiên cứu 32 1.6.1 Mục tiêu lí luận 32 1.6.2 Mục tiêu thực tiễn 32 1.7 Nội dung nghiên cứu 33 1.8 Phương pháp nghiên cứu 33 1.8.1 Phương pháp lý thuyết 33 1.8.2 Phương pháp thực nghiệm 33 iv 1.9 Ý nghĩa Luận án 57 1.9.1 Ý nghĩa khoa học 57 1.9.2 Ý nghĩa thực tiễn 57 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT………………………………………… …58 2.1 Lý thuyết tre 58 2.1.1 Cấu trúc tre 58 2.1.2 Cấu trúc siêu hiển vi sợi tre 62 2.1.3 Cấu tạo tre ảnh hưởng thành phần tre đến tính chất tre .64 2.1.4 Cấu tạo tính chất tre Măng 68 2.2 Cơ chế biến đổi tính chất tre xử lý nhiệt 69 2.2.1 Cơ chế biến đổi khối lượng thể tích tre 69 2.2.2 Cơ chế biến đổi tính ổn định kích thước tre 70 2.2.3 Cơ chế biến đổi tính chất học tre 71 2.3 Lý thuyết tre ép khối 73 2.3.1 Tre ép khối 73 2.3.2 Công nghệ xử lý nhiệt thiết bị 74 2.3.3 Công nghệ làm khô sau ngâm tẩm nhựa 75 2.3.4 Cơng nghệ ép tre có khn 76 2.3.5 Yêu cầu tre ép khối 77 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 78 3.1 Kết kiểm tra đánh giá ảnh hưởng thông số xử lý nhiệt đến chất lượng tre nguyên dạng 78 3.1.1 Ảnh hưởng thông số xử lý đến hàm lượng celluloses 78 3.1.2 Ảnh hưởng thông số xử lý đến hàm lượng lignhin 80 3.1.3 Ảnh hưởng thông số xử lý đến khối lượng riêng 83 3.1.4 Ảnh hưởng thông số xử lý đến độ dãn nở xuyên tâm 89 3.1.5 Ảnh hưởng thông số xử lý đến độ bền uốn tĩnh 95 3.1.6 Ảnh hưởng thông số xử lý đến độ bền nén dọc thớ 102 3.1.7 Ảnh hưởng thông số xử lý đến độ bền trượt màng keo 108 3.1.8 Kết kiểm tra cấu tạo hiển vi tre 114 v 3.2 Kết kiểm tra đánh giá ảnh hưởng thông số xử lý nhiệt đến chất lượng tre ép khối 117 3.2.1 Ảnh hưởng thông số xử lý đến khối lượng riêng 117 3.2.2 Ảnh hưởng thông số xử lý đến độ trương nở chiều dày .124 3.2.3 Ảnh hưởng thông số xử lý đến độ bền uốn tĩnh 130 3.2.4 Ảnh hưởng thông số xử lý đến độ bền nén dọc thớ 139 3.2.5 Tối ưu hóa tham số xử lý nhiệt đến tính chất vật lý học tre ép khối 145 3.2.6 Kết kiểm tra khả kháng nấm 146 3.2.7 Kết kiểm tra cấu tạo hiển vi tre ép khối 148 3.3 Khảo nghiệm đề xuất qui trình 153 3.3.1 Khảo nghiệm kết tối ưu 153 3.3.2 Đề xuất qui trình sản xuất tre ép khối sử dụng tre Măng biến tính nhiệt 154 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 159 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 161 TÀI LIỆU THAM KHẢO 162 PHỤ LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Tre Măng (Dendrocalamus latiflorus) loài phát triển nhanh họ tre trúc Tre Măng cịn có ưu điểm như: tỷ lệ sinh khối lớn, thân to thẳng, đường kính lớn, thân cao thẳng Có thể trồng tập trung thành rừng đơn lẻ theo khóm, bụi, địi hỏi, chăm sóc, dễ khai thác, vận chuyển Thân tre Măng sử dụng để đan lát, làm chiếu, đũa, trang trí nội thất, làm nguyên liệu giấy, hàng thủ cơng mỹ nghệ [1] Tuy nhiên, ngồi ưu điểm kể tre có số nhược điểm chất ưa nước, khơng ổn định kích thước khả chống vi sinh vật, nấm mốc kém, thời gian sử dụng tre không cao nguyên nhân thành phần chủ yếu tre bao gồm tế bào nhu mơ bó mạch, tạo thành từ sợi celluloses định hướng theo chiều dọc nằm ma trận vơ định hình hemicelluloses lignin, bên cạnh tre có nhóm hydroxyl cấu tạo có cấu trúc lỗ phân cấp làm cho tre dễ dàng hấp thụ nước từ môi trường xung quanh nên tre dễ bị nấm mốc mục, tre tiếp xúc với mơi trường có độ ẩm cao, thay đổi độ ẩm thành tế bào dẫn đến co rút, dãn nở dẫn đến tượng nứt, cong vênh [27],[16] Do vậy, cần xử lý biến tính để làm giảm nhược điểm nêu nâng cao tính chất, giá trị nguyên liệu tre Tre Măng khai thác độ tuổi 3-4 tuối loại người dân lấy măng chính, giá trị sử dụng thân tre khơng cao Vì để nâng cao giá trị sử dụng tre, nâng cao sinh kế cho người dân cần phải có phương pháp để thay đổi số hạn chế tre Măng nói Hiện nay, có số phương pháp xử lý acetyl hóa, hóa học xử lý nhiệt áp dụng So với phương pháp báo cáo trước đây, xử lý nhiệt cho tre phương pháp bảo vệ tre thân thiện với môi trường, giúp cho sản phẩm tre tăng cường số tính chất vật lý, học làm gia tăng giá trị sử dụng Công nghệ xử lý nhiệt (Thermo treatment) công nghệ dựa kết hợp nhiệt độ nước hồn tồn khơng có hóa chất Thơng qua xử lý nhiệt, khả chống vi sinh vật, độ ổn định kích thước khả chống chịu thời tiết vật liệu nâng cao [36], [11] Tre ép khối sản phẩm composite nhân tạo, tạo từ nguyên liệu tre dạng nan tre sợi tre qua tẩm keo áp lực cao Khi đạt tới lực ép đủ lớn, nan tre sợi tre hình thành liên kết bền vững với Các sản phẩm ứng dụng làm cấu trúc sàn, dầm, cầu Hiện Việt Nam giới có nhiều cơng trình nghiên cứu công nghệ xử lý nguyên liệu cho tre ép khối Tuy nhiên, nghiên cứu công nghệ xử lý cho nguyên liệu tre Măng Ngọt dùng làm nguyên liệu để sản xuất sản phẩm tre ép khối chưa có Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng ngun liệu tre măng để sản xuất loại hình ván ép khối có khối lượng thể tích cao, khả chiu lực tốt, khả chống chịu với môi trường tốt, hướng có ý nghĩa khoa học thực tiễn Với lí đó, tơi tiến hành thực luận án: “Nghiên cứu cơng nghệ xử lý biến tính ngun liệu tre Măng (Dendrocalamus latiflorus) dùng sản xuất sản phẩm tre ép khối” CHƯƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1 Công nghệ xử lý nhiệt công nghệ sản xuất tre ép khối 1.1.1 Công nghệ xử lý nhiệt Những năm gần đây, chất lượng sống ngày cao, việc sử dụng hóa chất để xử lý biến tính tre làm hạn chế phạm vi sử dụng tre Trong loại phương pháp biến tính phương pháp biến tính nhiệt coi thân thiện nhất, trình xử lý khơng sử dụng loại hóa chất mà thông qua tác dụng nhiệt độ làm thay đổi tính chất tre, tạo sản phẩm có tính tốt, đáp ứng u cầu sử dụng Từ đó, mở rộng phạm vi sử dụng nguyên liệu tre Vì vậy, phương pháp biến tính nhiệt ngày nhà nghiên cứu quan tâm ứng dụng phương pháp cho xử lý loại tre rừng trồng nguyên liệu họ tre trúc Hiện tại, nước Châu Âu Hà Lan, Pháp, Đức, Phần Lan thiết lập cơng nghệ biến tính nhiệt điển hình: PlatoWood Hà Lan, Le Bois Perdure Rectification Pháp, ThermoWood Phần Lan, OHT- Oil Heat Treatment Đức; sở cơng nghệ đó, đăng ký phát minh sáng chế ứng dụng rộng rãi sản xuất công nghiệp Công nghệ xử lý nhiệt PlatoWood (biến tính thủy - nhiệt) Hà Lan sử dụng công đoạn khác tiến hành xử lý tre, gỗ kết hợp trình nhiệt giải nước với sấy ổn định hóa Trong q trình xử lý, tác dụng thủy nhiệt làm cho cấu trúc hóa học tre, gỗ biến đổi, dẫn đến thay đổi tính chất tre, gỗ Phương pháp xử lý chủ yếu cấu thành từ hai cơng đoạn cơng đoạn sấy trung gian Giai đoạn thứ nhất, tiến hành xử lý tre, gỗ tươi điều kiện o nhiệt độ từ 160-220 C với áp suất định môi trường ẩm thời gian định, giai đoạn tiến hành trì nhiệt độ đến độ ẩm tre, gỗ đạt độ ẩm yêu cầu sau chuyển sang tiến hành giai đoạn thứ hai, giai đoạn tre, gỗ o đặt mơi trường có nhiệt độ 170-190 C, tiến hành xử lý nhiệt độ cao ổn định hóa Thời gian xử lý q trình phụ thuộc loại tre, gỗ.[40] Công nghệ xử lý dầu nhiệt (OHT) sử dụng loại dầu thực vật từ tự nhiên o thơng qua vịng tuần hồn kín tiến hành xử lý tre Nhiệt độ thường dùng từ 160 C trở lên Công nghệ xử lý nhiệt dầu có chi phí cao so với cơng nghệ xử lý thủy nhiệt [30] Công nghệ xử lý nhiệt Retification sử dụng tre, gỗ phơi khô (MC khoảng 12%), o tiến hành xử lý nhiệt độ 200-240 C, mơi trường khí N2 có hàm lượng O2 5% Với công nghệ này, nhiệt độ xử lý cuối q trình xử lý có ảnh hưởng lớn đến độ bền tự nhiên cường độ tre, gỗ Tre, gỗ sau xử lý, độ bền tự nhiên tăng lên đáng kể, mức độ thay đổi phụ thuộc vào loại tre, gỗ nhiệt độ, thời gian xử lý [17] Công nghệ xử lý nhiệt ThermoWood sử dụng tre, gỗ sấy tiến hành xử lý nhiệt môi trường nước Sản phẩm công nghệ phân thành hai cấp ThermoS ThermoD, “S-Stability” thể tính ổn định, “DDurability” thể độ bền tự nhiên, đặc biệt khả chống mối mọt, mục Loại cơng nghệ ThermoD thích hợp sử dụng làm cơng trình kiến trúc ngồi trời, đồ gia dụng… Hiện tại, công nghệ đạt nhiều thành tựu đáng kể, sản phẩm có thị trường lớn so với cơng nghệ cịn lại [17] Đặc điểm tre xử lý nhiệt - Ổn định kích thước cao: Sau tre xử lý nhiệt tính hút nước, hút ẩm của tre giảm xuống, tỉ lệ co rút dãn nở tre giảm rõ rệt, hệ số chống co rút, dãn nở tăng lên Do vậy, sau xử lý nhiệt tre có tính ổn định kích thước cao Rất thích hợp làm vật liệu tre ép khối (với yêu cầu ổn định kích thước cao) -Màu sắc ổn định: Sau xử lý nhiệt, màu sắc tre chuyển từ màu nhạt sang màu đậm hơn, trình sử dụng màu sắc tương đối ổn định - Nâng cao khả chống vi sinh vật, côn trùng phá hoại: Khả chống vi sinh vật, côn trùng phá hoại tre sau xử lý nhiệt cải thiện rõ rệt Do, trình xử lý nhiệt nhiệt độ làm cho chất dinh dưỡng độ ẩm tre thay đổi, phá hoại môi trường sinh tồn vi sinh vật nấm mốc, dẫn đến loại trừ phá hoại điều kiện cần thiết để tồn côn trùng, nấm loại vi sinh vật tự nhiên khác làm cho khả chống vi sinh vật, côn trùng nâng lên [36] - An tồn, thân thiện với mơi trường: Xử lý nhiệt cho tre công nghệ sử 2% Mức độ tin cậy đạt 98% Kết hoàn toàn tin tưởng áp dụng cho sản xuất 154 Với kết so sánh với kết sản phẩm tre ép khối công ty BWG (thông tin trang web công ty BWG) cho thấy khối lượng riêng sản phẩm luận án có giá trị thấp (1,09 so với 1,1), độ trương nở có giá trị tương đương 3.3.2 Đề xuất qui trình sản xuất tre ép khối sử dụng tre Măng biến tính nhiệt 3.3.2.1 Sơ đồ cơng nghệ (Cơng đoạn 1) Tạo phôi tre - Tre Măng độ tuổi từ đến 4, lựa chọn chiều dài 3m phạm vi thân (từ 1,3 m cách gốc đến ngọn) - Bổ ống làm đến bốn phần để tạo kích thước tre chiều rộng 100 mm, chiều dài 1; 2; m - Cán dập bào nan chiều dày 12 mm - Sấy tre bào độ ẩm 19- 20% Thường xuyên kiểm tra độ (Công đoạn 2) Sấy tre (Công đoạn 3) Xử lý nhiệt độ cao (Công đoạn 4) Ổn định tre (Công đoạn 5) Nhúng keo ép nguội (Công đoạn 6) Sấy đóng rắn (Cơng đoạn 7) Ổn định tre ép khối ẩm - Sau sấy xong đưa sang công đoạn xử lý nhiệt để biến tính nhiệt Xử lý nhiệt độ cao cho tre môi trường chân không với o thông số xử lý sau: Nhiệt độ xử lý: 153 C; Thời gian xử lý: khoảng (123 phút); Áp suất chân không: 0,1 Bar o Nhiệt độ 20±3 C, độ ẩm 65±5%, thời gian ngày - Nhúng keo PF (Phenol Formadehyde)trong thời gian từ 10 đến 15 phút Sấy tre nhúng keo độ ẩm 15% - Ép khối phương pháp ép nguội: Áp suất ép 75 MPa o Sấy gia nhiệt: Nhiệt độ sấy từ 80-140 C, thời gian sấy đóng rắn 4,5 phút/1mm chiều dày Dỡ khn, Để tre ép khối mơi trường có nhiệt độ 20±3 o C, độ ẩm 65±5%, thời gian ngày Hình 3.29.Sơ đồ công nghệ sản xuất tre ép khối biến tính nhiệt 155 3.3.2.2 Mơ tả quy trình Cơng đoạn 1: Tạo phôi gỗ Bước 1: Cắt tre - Nguyên liệu: Tre Măng có độ tuổi từ 3-4 năm tuối, tre không bị mục ải, không bị gãy - Máy móc thiết bị chính: Cưa đĩa, cưa xăng - Thiết bị hỗ trợ, kiểm tra: Xe nâng, thước đo dây, thước kẹp - Mô tả: Cắt khúc theo cấp chiều dài sau: 1000, 2000, 3000 mm tùy theo kích thước yêu cầu Cách thức cắt lựa chọn theo: Hình 3.30 Hình 3.30 Sơ đồ cắt khúc tre dùng để sản xuất ván ép khối biến tính nhiệt Bước 2: Bổ ống, bào, cán dập Bổ ơng theo hình 3.31 Đối với tre có đường kính nhỏ 15cm bổ ống làm phần nhau, tre có đường kính lớn 15 cm bổ ống thành phần Hình 3.31 Phương án bổ ống tre 156 Cán dập bào nan kích thước: 12 x 100 x l, mm Kích thước thay đổi theo đơn hàng chiều dày không sai lệch 5mm Công đoạn 2: Sấy nan tre Sấy tre lò sấy để tre đạt độ ẩm 19-20% Nhiệt độ sấy không cao o 100 C Khi sấy cần phải có kê lớp nan tre, lớp nan xếp cách kê để đảm bảo độ ẩm nan dồng đều, kích thước kê đảm bảo tối thiểu 20 x 20 mm (Hình 3.32) Hình 3.32 Phương pháp xếp đống sấy Công đoạn 3: Xử lý nhiệt độ cao Tre sau sấy độ ẩm yêu cầu đưa đến thiết bị xử lý nhiệt để xử lý nhiệt độ cao chân không o Nhiệt độ xử lý: 153 C; Thời gian xử lý: khoảng (123 phút); Áp suất chân không: 0,1 Bar Thiết bị: Sử dụng loại bình xử lý nhiệt- chân khơng có khả tăng nhiệt nhanh có hiển thị nhiệt độ, áp suất chân không Công đoạn 4: Ổn định tre o Đặt tre mơi trường có nhiệt độ 20±3 C, độ ẩm 65±5%, thời gian ngày Nơi đặt phải môi trường tránh mưa, nắng Nên đặt kho có hệ thống điều nhiệt, điều ẩm ánh sáng Thiết bị hỗ trợ: Máy đo nhiệt, máy đo ẩm 157 Công đoạn 5: Nhúng keo ép tre Bước 1: Nhúng keo Loại keo: PF (phenol fomadehyde) có thơng số sau: o Độ nhớt keo 30 C 20-80 cP; Độ pH 9,5-10,5; Hàm lượng khô (3 giờ, 135 °C) 48-52%; Khả hòa tan nước (25°C) lớn 20 lần Nhúng tre cho nan tre ngập sâu keo khoảng 3-5 mm Thời gian nhúng từ 10-15 phút Lượng keo thấm 300-400 kg/tấn tre Bước 2: Sấy khơ Tồn nan tre sau sấy khô độ ẩm 15%, Nhiệt độ sấy o không 60 C Bước 3: Ép khối Tre sau sấy đạt độ ẩm yêu cầu đưa vào máy ép nguội để thực nén ép Máy ép cần đảm bảo yêu cầu sau, máy phải đạt áp lực tối thiểu 75MPa Khi ép cần có khn ép để định hình khối, khn ép phải có khả chịu lực ép lớn 75MPa có khóa để định hình khối (ngăn đàn hồi khối tre) khoảng cách khóa khơng lớn 50 cm Hình 3.33 Ép khối tre máy ép nguội có khn ép Cơng đoạn 6: Sấy đóng rắn keo Sau ép xong mang khn ép vào sấy đóng rắn màng keo nhiệt độ o 80-140 C tùy theo loại thiết bị Có thể sấy theo cấp sau thiết bị sấy o băng tải: Vùng 1: 3m đầu nhiệt độ môi trường; Vùng 2: 3m nhiệt độ 80 C 158 o o o o o -120 C;Vùng 3: 3m tiếp 120 C -135 C; Vùng 4: 21m tiếp nhiệt độ 130 C -140 C; o o Vùng 5: 10m tiếp nhiệt độ 80 C -130 C; Vùng 6: 5m nhiệt độ môi trường Thời gian sấy: 4,5 phút/1mm chiều dày cho vùng 2, 3, 4,5 Thời gian sấy cho vùng 10 phút, vùng 20 phút Thiết bị sấy: Máy sấy băng tải, máy ép nhiệt, lò xử lý nhiệt độ cao Thiết bị hỗ trợ: Thiết bị đo nhiệt Công đoạn 7: Ổn định tre ép khối o Dỡ khuôn, để tre ép khối môi trường có nhiệt độ 20±3 C, độ ẩm 65±5%, thời gian ngày Tránh đặt tre sát mặt đất, khoảng cách cách đất tổi thiểu 30 cm, khối tre cần xếp cách khoảng 2-3 cm 159 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận án: “Nghiên cứu công nghệ xử lý nguyên liệu tre Măng dùng sản xuất sản phẩm tre ép khối” đạt kết sau: (1) Ảnh hưởng thông số xử lý nhiệt đến chất lượng tre nguyên dạng - Nhiệt độ, thời gian xử lý nhiệt độ ẩm tre có ảnh hưởng rõ nét đến khối lượng riêng, độ dãn nở xuyên tâm, độ bền uốn tĩnh độ bền nén dọc nguyên liệu tre Măng Cụ thể: Khối lượng riêng độ dãn nở xuyên tâm giảm tăng tăng nhiệt độ, tăng thời gian xử lý giảm độ ẩm tre; Độ bền uốn tĩnh, độ bền nén dọc độ bền trượt màng keo tăng nhẹ nhiệt độ thời gian xử lý tăng o - Khi nhiệt độ xử lý cao 160 C, thời gian dài 120 phút độ ẩm 15% độ bền uốn tĩnh,độ bền nén dọc độ bền trượt màng keo có xu hướng o giảm nhẹ; Khi nhiệt độ cao 180 C thời gian xử lý dài 180 phút độ ẩm 12% độ bền uốn tĩnh, độ bền nén độ bền trượt màng keo có xu hướng giảm mạnh - Cấu tạo hiển vi tre xử lý nhiệt có nhiều thay đổi so với tre chưa xử lý Lỗ mạch tế bào mô mềm lớn hơn, xuất nhiều vết nứt tre xử lý nhiệt.Đây yếu có lợi cho xâm nhập nhựa PF vào cấu trúc vi mơ tre từ hình thành liên kết chéo cao polyme nhiệt rắn tre ép khối (2) Ảnh hưởng thông số xử lý nhiệt đến chất lượng tre ép khối Nhiệt độ, thời gian xử lý nhiệt độ ẩm tre có ảnh hưởng rõ nét đến khối lượng riêng, độ dãn nở xuyên tâm, độ bền uốn tĩnh độ bền nén dọc tre Măng ép khối Cụ thể: Tre ép khối từ nguyên liệu qua xử lý nhiệt có kết độ bền uốn tĩnh nén dọc thớ cao với mẫu tre ép khối có nguyên liệu chưa xử lý o nhiệt Tuy nhiên nhiệt độ cao 180 C thời gian xử lý dài 180 phút độ ẩm 12% độ bền uốn tĩnh độ bền nén dọc tre ép khối có xu hướng giảm mạnh o - Thông số tối ưu xử lý nhiệt cho tre: Nhiệt độ (153,14 C), Thời gian (123,26 160 phút) độ ẩm tre 19,91% Áp suất chân không 0,1 Bar - Cả hai mẫu tre ép khối có xử lý nhiệt khơng xử lý nhiệt có khả kháng nấm tốt tức số DSI thấp số DSI tiêu chuẩn mức thấp 89,4 Chỉ số DSI mẫu tre ép khối xử lý nhiệt chế độ tối ưu đạt 70,96 mẫu tre ép khối không xử lý nhiệt đạt 80,84 Khả kháng nấm mẫu tre ép khối xử lý nhiệt tốt mẫu tre ép khối không xử lý nhiệt - Chất lượng tre ép khối đạt qua số tiêu chí sau: Khối lượng riêng đạt 1,09 g/cm , độ trương nở chiều dày đạt 8,66%; độ bền uốn tĩnh đạt 136,25 MPa, độ bền nén dọc đạt 73,13 MPa (3) Qui trình sản xuất tre ép khối Luận án đưa qui trình sản xuất tre ép khối từ nguyên liệu Tre Măng gồm công đoạn mơ tả rõ việc thực các công đoạn Kiến nghị (1) Để định hướng giải pháp gia công phù hợp cho tre ép khối cần nghiên cứu khả gia công tre máy thông dụng (2) Luận án chưa đánh giá số tiêu chí như, độ bám dính mạch keo, độ bền tự nhiên, khả trang sức tre ép khối, cần có cơng trình khác nghiên cứu riêng vấn đề (3) Cần có đánh giá khách quan tính hiệu kinh tế việc sử dụng tre ép khối biến tính với loại gỗ rừng trồng phổ biến gỗ Keo, (4) Trên sở kết Luận án tồn chưa nghiên cứu thành phần chất hòa tan tre Măng ngọt, cần có cơng trình nghiên cứu cấu tạo thành phần hóa học tre trước sau xử lý cách chuyên sâu (5) Triển khai nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nguyên liệu Tre măng dùng sản xuất sản phẩm tre ép khối vào sản xuất đưa sản phẩm phổ biến thị trường 161 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Năm cơng bố 2019 2021 162 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Cao Quốc An Phạm Văn Chương (2007), "Nghiên cứu tính sản xuất bột giấy từ tre Việt Nam", Tạp chí NN PTNT 17, tr 73-77 Trương Hồi Chính (2010), "Nghiên cứu khả chịu lực vật liệu tre hỗn hợp (composite) ứng dụng xây dựng", Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 4, tr 7-15 Phạm Văn Chương Nguyễn Trọng Kiên (2013), "Ảnh hưởng thông số công nghệ đến tính chất học, vật lí sản phẩm tre ép khối", Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Lâm nghiệp 1, tr 78-87 Nguyễn Thị Hương Giang Hoàng Mạnh Thường (2017), "Ảnh hưởng độ ẩm đến biến đổi nhiệt độ bên ván trình ép nhiệt cao tần ván ép khối tre" Nguyễn Vũ Giang cộng (2017), "Nghiên cứu số tính chất vật liệu polyme compozit PA11/bột tre có sử dụng chất tương hợp PVA", Tạp chí Khoa học Công nghệ Việt Nam 20(9) Phan Thanh Giàu (2012), Nghiên cứu biện pháp xử lý nâng cao chất lượng nguyên liệu tre, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng Nguyễn Quang Trung (2019), "Nghiên cứu công nghê ,̣sản xuất tre ép khối làm vâṭ liêụ xây dưng,̣ vànôịthất vùng Tây Bắc", Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội Nguyễn Quang Trung Phạm Văn Chương (2014), "Hồn thiện cơng nghệ sản xuất ván cốp pha từ tre luồng", Tạp chí Khoa học lâm nghiệp 1, tr 3224-3230 Nguyễn Văn Xuyến (2002), Hoá lý cấu tạo phân tử liên kết ho khoa học kỹ thuật, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Tài liệu tiếng Anh 10 UMK Anwar cộng (2009), "Effect of curing time on physical and mechanical properties of phenolic-treated bamboo strips", Industrial crops products 29(1), tr 214-219 11 Martina Bremer cộng (2013), "Effects of thermal modification on the properties of two Vietnamese bamboo species Part II: Effects on chemical composition", BioResources 8(1), tr 981-993 12 Rachel A Burton, Michael J Gidley Geoffrey B Fincher (2010), "Heterogeneity in the chemistry, structure and function of plant cell walls", Nature chemical biology.6(10), tr 724-732 13 ID Cave (1997), "Theory of X-ray measurement of microfibril angle in wood", Wood science technology 31(4), tr 225-234 Valérie Cornuault cộng (2015), "Monoclonal antibodies indicate low- 14 163 abundance links between heteroxylan and other glycans of plant cell walls", Planta 242(6), tr 1321-1334 15 PV Chuong (2011), Influences of the hydro-thermal treatment on physical properties of Acacia auriculiformis wood, 2011 International Symposium on Comprehensive Utilization of Wood Based Resources Zhejiang A&F University, Lin'an, Zhejiang, tr 105-110 16 Patrick G Dixon Lorna J Gibson (2014), "The structure and mechanics of Moso bamboo material", Journal of the Royal Society Interface 11(99), tr 20140321 17 Bruno Esteves Helena Pereira (2009), "Wood modification by heat treatment: A review", BioResources 4(1), tr 370-404 18 Huajian Gao cộng (2003), "Materials become insensitive to flaws at nanoscale: lessons from nature", Proceedings of the national Academy of Sciences 100(10), tr 5597-5600 19 D Grosser W Liese (1973), "Present status and problems of bamboo classification", Journal of the Arnold Arboretum 54(2), tr 293-308 Dietger Grosser Walter Liese (1971), "On the anatomy of Asian bamboos, with 20 special reference to their vascular bundles", Wood Science technology 5(4), tr 290-312 21 Meisam K Habibi Yang Lu (2014), "Crack propagation in bamboo's hierarchical cellular structure", Scientific reports 4(1), tr 1-7 22 Meisam K Habibi cộng (2016), "Viscoelastic damping behavior of structural bamboo material and its microstructural origins", Mechanics of Materials 97, tr 184-198 23 Cécile Hervé, Susan E Marcus J Paul Knox (2011), "Monoclonal antibodies, carbohydrate-binding modules, and the detection of polysaccharides in plant cell walls", The plant cell wall, Springer, tr 103-113 24 Yuxiang Huang cộng (2019), "Progress of bamboo recombination technology in China", Advances in Polymer Technology 2019 25 Ingomar Jäger Peter Fratzl (2000), "Mineralized collagen fibrils: a mechanical model with a staggered arrangement of mineral particles", Biophysical journal 79(4), tr 1737-1746 Susheel Kalia, BS Kaith Inderjeet Kaur (2011), Cellulose fibers: bio-and nano- 26 polymer composites: green chemistry and technology, Springer Science & Business Media 27 28 Chih-Hsuan Lee cộng (2018), "Effects of thermal modification on the surface and chemical properties of moso bamboo", Construction Building Materials 178, tr 59-71 Walter Liese (1998), The anatomy of bamboo culms, Vol 18, Brill 164 29 IM Low, ZY Che BA Latella (2006), "Mapping the structure, composition and mechanical properties of bamboo", Journal of materials research 21(8), tr 19691976 30 RD Manalo MN Acda (2009), "Effects of hot oil treatment on physical and mechanical properties of three species of Philippine bamboo", Journal of Tropical Forest Science, tr 19-24 31 Lesley McCartney, Susan E Marcus J Paul Knox (2005), "Monoclonal antibodies to plant cell wall xylans and arabinoxylans", Journal of Histochemistry Cytochemistry 53(4), tr 543-546 32 Fandan Meng cộng (2019), "Improvement of the water repellency, dimensional stability, and biological resistance of bamboo‐ based fiber reinforced composites", Polymer Composites 40(2), tr 506-513 33 Fandan Meng cộng (2019), "Improvement of the water repellency, dimensional stability, and biological resistance of bamboo‐ based fiber reinforced composites", Polymer Composites 40(2), tr 506-513 34 RJ Murphy KL Alvin (1992), "Variation in fibre wall structure in bamboo", IAWA Journal 13(4), tr 403-410 35 Lin Ni cộng (2016), "Manufacture and mechanical properties of glued bamboo laminates", BioResources 11(2), tr 4459-4471 36 Cong Trung Nguyen cộng (2012), "The effects of thermal modification on the properties of two Vietnamese bamboo species, Part I: effects on physical properties", BioResources 7(4), tr 5355-5366 37 Narayan Parameswaran (1980), "Ultrastructural aspects of bamboo cells", Technology 14, tr 587–609 38 Jin-qiu Qi cộng (2012), "Morphologies of crushed bamboo veneer used for bamboo-based fiber composites", China Wood Industry 26(2), tr 6-9 39 L Qin (2010), "Effect of thermo-treatment on physical, mechanical properties and durability of reconstituted bamboo lumber", Beijing: Chinese Academy Of Forestry 40 Andreas O Rapp (2001), Review on heat treatments of wood, Proceedings of special seminar, Antibes, France 41 W Razak cộng (2005), "Effect of heat treatment using palm oil on properties and durability of Semantan bamboo", Journal of Bamboo Rattan 4(3), tr 211-220 42 A Sakakibara (1980), "A structural model of softwood lignin", Wood Science technology 14(2), tr 89-100 Rafidah Salim cộng (2010), "Effect of oil heat treatment on physical 43 165 properties of semantan bamboo (Gigantochloa scortechinii Gamble)", Modern Applied Science 4(2), tr 107 44 Kade Schmitz, Skye Dascher Shalto Dascher (2019), "Effects of Heat Treatment on the Dimensional Stability and Mechanical Properties of Guadua Bamboo", Material engineering 214 45 K Schulgasser A Witztum (1992), "On the strength, stiffness and stability of tubular plant stems and leaves", Journal of theoretical biology 155(4), tr 497-515 46 Weiwei Shangguan cộng (2015), "Strength models of bamboo scrimber for compressive properties", Journal of Wood Science 61(2), tr 120-127 47 Harini Sosiati Harsojo (2014), "Effect of combined treatment methods on the crystallinity and surface morphology of kenaf bast fibers", Cellulose Chemistry Technology.48(1-2), tr 33-43 48 Ihak Sumardi Shigehiko Suzuki (2014), "Dimensional stability and mechanical properties of strandboard made from bamboo", BioResources 9(1), tr 1159-1167 49 Ihak Sumardi Shigehiko %J BioResources Suzuki (2014), "Dimensional stability and mechanical properties of strandboard made from bamboo" 9(1), tr 1159-1167 50 Divino Eterno Teixeira, Rodrigo Pinheiro Bastos Sergio Alberto de Oliveira Almeida (2015), "Characterization of glued laminated panels produced with strips of bamboo (Guadua magna) native from the brazilian cerrado", Cerne 21(4), tr 595-600 51 T Tono K Ono (1962), "The layered structure and its morphological transformation by acid treatment", Journal of Japanese Wood Research Society 8, tr 245-249 Razak Wahab cộng (2013), "Chemical composition of four cultivated tropical bamboo in genus Gigantochloa", Journal of Agricultural Science 5(8), tr 66 52 53 Ulrike GK Wegst cộng (2015), "Bioinspired structural materials", Nature materials 14(1), tr 23-36 54 David V Wilbrink cộng (2010), "Scaling of strength and ductility in bioinspired brick and mortar composites", Applied Physics Letters 97(19), tr 193701 55 Sina Youssefian Nima Rahbar (2015), "Molecular origin of strength and stiffness in bamboo fibrils", Scientific reports 5(1), tr 1-13 56 Yanglun Yu cộng (2019), "The reinforcing mechanism of mechanical properties of bamboo fiber bundle‐ reinforced composites", Polymer Composites 40(4), tr 1463-1472 57 Hong Yun cộng (2016), "Effect of heat treatment on bamboo fiber 166 morphology crystallinity and mechanical properties", Wood Res-Slovakia 61, tr 227-233 58 Ulysses José Zaia cộng (2015), "Production of particleboards with bamboo (Dendrocalamus giganteus) reinforcement", BioResources, tr 1424-1433 59 Ya Mei Zhang, Yang Lun Yu Wen Ji Yu (2013), "Effect of thermal treatment on the physical and mechanical properties of Phyllostachys pubescen bamboo", European Journal of Wood Products 71(1), tr 61-67 Yamei Zhang Wenji Yu (2015), "Changes in surface properties of heat-treated 60 Phyllostachys pubescens bamboo", BioResources 10(4), tr 6809-6818 61 He Zhao, Kang-ping Lu Jin-guo Lin (2015), "Effect on Properties of Phyllostachys Heterocycla Cv Pubescens by Heat Treatment with Oil Medium", Forestry Machinery Woodworking Equipment tr 12 62 RJ Zhao cộng (2010), "Effects of steam treatment on bending properties and chemical composition of moso bamboo (Phyllostachys pubescens)", Journal of Tropical Forest Science, tr 197-201 63 Raimo Alén, Eeva Kuoppala Pia Oesch (1996), "Formation of the main degradation compound groups from wood and its components during pyrolysis", Journal of analytical and Applied Pyrolysis 36(2), tr 137-148 64 Mihaela Campean, Sachio Ishll Sergiu Georgescu (2017), "Drying time and quality of eds-treated compared to untreated beech wood (Fagus japonica)", Pro Ligno 13(3), tr 23-30 65 Fan-dan Meng cộng (2016), "Surface chemical composition analysis of heat-treated bamboo", Applied Surface Science 371, tr 383-390 66 Ya Mei Zhang, Yang Lun Yu Wen Ji Yu (2013), "Effect of thermal treatment on the physical and mechanical properties of Phyllostachys pubescen bamboo", European Journal of Wood and Wood Products 71(1), tr 61-67 67 Yamei Zhang, Wenji Yu Yahui Zhang (2013), "Effect of steam heating on the color and chemical properties of Neosinocalamus affinis bamboo", Journal of Wood Chemistry and Technology 33(4), tr 235-246 68 A Witek et a (2014), "Application of response surface methodology and artificial neural network methods in modelling and optimization of biosorption process", Bioresource Technology PHỤ LỤC ... cơng trình nghiên cứu cơng nghệ xử lý ngun liệu cho tre ép khối Tuy nhiên, nghiên cứu công nghệ xử lý cho nguyên liệu tre Măng Ngọt dùng làm nguyên liệu để sản xuất sản phẩm tre ép khối chưa có... thuật sản xuất tre ép khối nghiên cứu phát triển kỹ thuật ép, ngâm tẩm keo q trình cơng nghệ sản xuất tre ép khối thực Ban đầu nguyên liệu cho sản xuất tre ép khối phế liệu trình sản xuất sản phẩm. .. ? ?Nghiên cứu cơng nghệ xử lý biến tính ngun liệu tre Măng (Dendrocalamus latiflorus) dùng sản xuất sản phẩm tre ép khối? ?? CHƯƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1 Cơng nghệ xử lý nhiệt công nghệ