Tóm tắt Luận án Tiến sĩ ngành Kỹ thuật chế biến lâm sản: Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ xử lý thủy - nhiệt đến chất lượng gỗ bạch đàn (Eucalyptus urophylla S.T. Blake)

1<br /> BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT<br /> TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP<br /> <br /> NGUYỄN VĂN DIỄN<br /> <br /> NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ XỬ LÝ THỦY NHIỆT ĐẾN CHẤT LƢỢNG GỖ BẠCH ĐÀN (Eucalyptus<br /> urophylla S.T. Blake)<br /> <br /> Chuyên ngành: Kỹ thuật Chế biến Lâm sản<br /> Mã số: 62 54 03 01<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH KỸ THUẬT<br /> CHẾ BIẾN LÂM SẢN<br /> <br /> Hà Nội, 2015<br /> <br /> 2<br /> Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Lâm nghiệp, Xuân<br /> Mai, Chương Mỹ, Hà Nội.<br /> <br /> Người hướng dẫn: 1. GS.TS. Phạm Văn Chƣơng<br /> 2. PGS.TS. Lê Xuân Phƣơng<br /> <br /> Phản biện 1: ...................................................................<br /> .......................................................................................<br /> Phản biện 2: ...................................................................<br /> .......................................................................................<br /> Phản biện 3: ...................................................................<br /> .......................................................................................<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp nhà nước<br /> họp tại: ..............................................................................................<br /> ...........................................................................................................<br /> Vào hồi<br /> giờ<br /> ngày<br /> tháng<br /> năm<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Trường Đại học Lâm nghiệp,<br /> thư viện Quốc gia.<br /> <br /> 1<br /> MỞ ĐẦU<br /> Theo Quyết định số: 62/2006/QĐ-BNN, ngày 16 tháng 8 năm 2006 của Bộ<br /> trưởng Bộ NN&PTNT về việc phê duyệt chiến lược phát triển giống cây lâm<br /> nghiệp giai đoạn 2006-2020 đã nêu rõ cây gỗ Bạch đàn là một loại cây ưu tiên rừng<br /> trồng. Cây Bạch đàn sử dụng rộng rãi trên thị trường gỗ Việt Nam, bởi cây có ưu<br /> điểm khả năng tăng trưởng nhanh, gỗ có màu sắc đẹp, tính chất cơ học, vật lý khá<br /> cao .... Tuy nhiên, nhược điểm của gỗ Bạch đàn có nội ứng suất ngầm nên khi sử<br /> dụng gỗ dễ bị cong vênh, nứt, tách, … Do vậy, gỗ Bạch đàn chủ yếu cung cấp làm<br /> nhiên liệu đốt, bột giấy, sản xuất ván mỏng và ván dán, ván dăm, ván sợi cứng, ván<br /> sợi - bông. Vì thế, cần phải có biện pháp kỹ thuật đặc biệt là công nghệ chế biến gỗ<br /> để sử dụng phù hợp và hiệu quả loại gỗ này.<br /> Xử lý nhiệt cho gỗ nói chung và xử lý thủy nhiệt nói riêng là một hướng<br /> mới để khắc phục một hay nhiều nhược điểm của gỗ bằng cách thay đổi tính chất<br /> của gỗ. Mục đích của xử lý nhiệt cho gỗ là giảm khả năng hút ẩm của gỗ, cải thiện<br /> tính ổn định kích thước, tăng khả năng chống sự phá hoại của sinh vật và vi sinh<br /> vật hại gỗ, tăng khả năng chống chịu môi trường .... mà không gây độc hại. Theo<br /> kết quả của nhiều công trình nghiên cứu ngoài nước gỗ được xử lý thuỷ nhiệt có<br /> tính ổn định kích thước cao, khả năng chống mối mọt và độ bền màu tự nhiên tăng<br /> so với gỗ không xử lý. Đặc điểm hết sức quan trọng của phương pháp này là không<br /> dùng hoá chất do đó rất thân thiện với môi trường và con người. Trên thế giới<br /> phương pháp biến tính nói chung và phương pháp xử lý thuỷ - nhiệt nói riêng đã<br /> phát triển mạnh nhưng ở Việt Nam vấn đề thuỷ - nhiệt gỗ vẫn chưa được nghiên<br /> cứu. Vì thế để nâng cao chất lượng và sử dụng hợp lý gỗ nhưng không gây ô nhiễm<br /> môi trường, nguyên liệu mục tiêu của hướng nghiên cứu lựa chọn một loại gỗ rừng<br /> trồng đang được sử dụng rộng rãi ở nước ta với nhiều ưu điểm về tốc độ sinh<br /> trưởng, màu sắc, trữ lượng... để xử lý bằng phương pháp thuỷ - nhiệt.<br /> Cho đến nay, các công trình nghiên cứu về phương pháp xử lý nhiệt và thủy<br /> - nhiệt cho gỗ vẫn thường sử dụng trên cơ sở kế thừa các kết quả nghiên cứu trong<br /> và ngoài nước, kết hợp với phương pháp thực nghiệm để cho kết quả. Tuy nhiên,<br /> các kết quả nghiên cứu đó chỉ phù hợp với điều kiện cụ thể, để ứng dụng phương<br /> pháp này tại Việt Nam thi cần có nghiên cứu phù hợp với điều kiện hiện tại trong<br /> nước, cần có tính hệ thống và cơ sở khoa học nhằm ứng dụng các kết quả nghiên<br /> cứu của phương pháp xử lý thủy - nhiệt này.<br /> Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi tiến hành luận án: “Nghiên cứu<br /> ảnh hưởng của chế độ xử lý thủy - nhiệt đến chất lượng gỗ Bạch đàn<br /> (Eucalyptus urophylla S.T. Blake)”, nhằm có được những căn cứ khoa học xác<br /> đáng, thúc đẩy phát triển công nghệ biến tính gỗ nói chung và xử lý thủy - nhiệt nói<br /> riêng cho ngành Công nghệ gỗ, mở rộng phạm vi và nâng cao hiệu quả sử dụng<br /> nguồn nguyên liệu và đa dạng hóa loại hình sản phẩm.<br /> <br /> 2<br /> Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU<br /> 1.1. Khái niệm về biến tính gỗ và xử lý thủy - nhiệt<br /> 1.1.1. Khái niệm biến tính gỗ [41],[42]<br /> Callum Hill (2006) trong cuốn “Wood modification: chemical, thermal and<br /> other processes” đã định nghĩa: “biến tính gỗ liên quan đến quá trình tác động của<br /> tác nhân hoá học, sinh học hoặc vật lý đến vật liệu gỗ, tạo ra sự cải thiện các tính<br /> chất của gỗ trong quá trình sử dụng. Bản thân gỗ xử lý nhiệt ít gây độc và không<br /> tạo ra các chất độc trong qua trình sử dụng; hơn thế nữa, các sản phẩm tái chế từ gỗ<br /> xử lý nhiệt và phế thải của gỗ xử lý nhiệt cũng không gây độc hại với con người và<br /> môi trường”.<br /> 1.1.2. Khái niệm xử lý thuỷ - nhiệt [21],[28],[36],[41],[42],[43]<br /> Xử lý thủy - nhiệt là quá trình làm thay đổi một số tính chất vật lý, cơ học,<br /> sinh học và tính chất công nghệ của gỗ dưới tác dụng của nhiệt độ cao khi xử lý gỗ<br /> ở trong môi trường nước hoặc hơi nước, sau đó được gia nhiệt bằng phương pháp<br /> sấy.<br /> Xử lý thuỷ - nhiệt là quá trình xử lý 2 giai đoạn:<br /> 1. Xử lý thủy - nhiệt :<br /> 120 °C - 200 °C<br /> Làm khô sơ bộ<br /> Hong phơi tự nhiên<br /> 2. Đa tụ :<br /> 120 °C - 200 °C<br /> 1.2. Tổng quan nghiên cứu về xử lý nhiệt và thủy – nhiệt<br /> 1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước<br /> a) Các công trình nghiên cứu về ổn định kích thức<br /> Stamm A. and L. Hansen (1937) đã thành công khi cho thực hiện phản ứng<br /> giữa nhóm hydroxyl với anydric axetic và pyridin ở dạng khí [65].Theo Hiroshi<br /> Jinno (1993), kết quả sự tăng nhiệt độ sấy gỗ làm giảm tính hút nước của các<br /> polychaccarit [11]. Militz H (2002), xử lý nhiệt cho gỗ nhằm nâng cao ổn định kích<br /> thước [54]. Behbood Mohebby và Ibrahim Sanaei (2005), nghiên cứu ảnh hưởng<br /> của xử lý thuỷ - nhiệt đến tính chất vật lý của gỗ Sồi (Fagus orientalis) [22].<br /> P.Rezayati Charani và cộng sự (2007) “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ xử lý<br /> thuỷ nhiệt đến sự ổn định kích thước của gỗ sồi” [57].<br /> b) Các công trình nghiên cứu về tính chất cơ học của gỗ<br /> Inga JUODEIKIENĖ (2009), đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của xử lý thủy<br /> - nhiệt đến cường độ nén và uốn tĩnh của gỗ Thông [51].<br /> c) Các công trình nghiên cứu về thay đổi màu sắc gỗ<br /> Andreja KUTNAR , Milan ŠERNEK (2008), nghiên cứu ảnh hưởng của<br /> chế độ xử lý thuỷ - nhiệt làm thay đổi màu sắc gỗ [20]. Bruno Esteves, António<br /> Velez Marques, Idalina Domingos and Helena Pereira (2008), “Ảnh hưởng của<br /> nhiệt độ đến sự thay đổi màu sắc của gỗ Thông (Pinus pinaster) và gỗ Bạch đàn<br /> (Eucalyptus globulus)” [27].<br /> d) Các công trình nghiên cứu về tỉ lệ tổn hao khối lượng gỗ<br /> Esteves và các cộng tác [34] đã nghiên cứu xử lý nhiệt cho gỗ Thông trong<br /> môi trường không khí thu được kết quả tốc độ giảm khối lượng của gỗ. Alén và<br /> <br /> 3<br /> đồng nghiệp [19] đã chỉ ra, khi tỉ lệ giảm khối lượng trong phạm vi 1,5% (điều<br /> kiện xử lý 180oC, 4h) đến 12,5%.<br /> e) Các công trình nghiên cứu về tính chất công nghệ của gỗ l nhiệt<br /> Derya Sevim Korkut , Bilgin Guller (2007), đã nghiên cứu “Ảnh hưởng<br /> của xử lý nhiệt trên tính chất vật lý và độ nhám bề mặt gỗ Phong đỏ (Acer<br /> trautvetteri Medw)” [31],[32],[67]. Follrich [38] đã tiến hành nghiên cứu xử lý<br /> nhiệt gỗ Picea abies Karst và phát hiện, góc tiếp xúc của giọt dung dịch và bề mặt<br /> gỗ tăng từ 50o lên 90o, Gu Lianbai và cộng sự [77] đã tiến hành nghiên cứu tính<br /> năng dán dính của gỗ Birch, Thông rụng lá và Pinus sylvestris var. mongolica Litv.<br /> f) Các công trình nghiên cứu về thay đổi cấu trúc, thành phần hóa học gỗ<br /> V.Biziks, L. Belkova, E. Kapaca, B. Andersons (2010), “Ảnh hưởng của<br /> l thủy nhiệt đến cấu trúc gỗ Bạch Dương” [70]. Vladimirs Biziks, Bruno<br /> Andersons, Lubova Bel¸kova, Elına Kapacˇa và Holger Militz (2013), “Sự thay đổi<br /> của cấu trúc hiển vi của gỗ Bạch Dương sau khi<br /> lý thủy - nhiệt” [71].<br /> 1.2.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam<br /> Trong những năm gần đây, công nghệ biến tính gỗ theo các xu hướng khác<br /> nhau như nâng cao khối lượng thể tích, tính chất cơ vật lý, ổn định kích thước gỗ<br /> đã được nhiều nhà khoa học, nhà sản xuất quan tâm nghiên cứu. Đặc biệt các công<br /> trình nghiên cứu của trường Đại học Lâm nghiệp và Viện Khoa học Lâm nghiệp<br /> Việt Nam: Lê Xuân Phương (2007), “Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đến độ bền của gỗ<br /> Bồ đề” [17]. Vũ Huy Đại (2008): đã nghiên cứu và xây dựng quy trình công nghệ<br /> xử lý gỗ nhằm làm tăng độ bền tự nhiên của gỗ bằng Dimethylol dihydroxy<br /> ethylene urea/DMDHEU với chất xúc là MgCl2 ở nhiệt độ 1300C cho gỗ Keo lai,<br /> Keo lá tràm, Keo tai tượng [5]. Vũ Mạnh Tường (2011), “Nghiên cứu và đánh giá<br /> công nghệ xử lý nhiệt cho gỗ Keo lai rừng trồng Việt Nam” [23]. Phạm Văn<br /> Chương (2011), “Ảnh hưởng của công nghệ xử lý thủy nhiệt đến tính chất vật lý<br /> của gỗ Keo lá tràm” [36]. Trần Văn Chứ (2013) “ Nâng cao sự ổn định kích thước<br /> của gỗ Keo tai tượng bằng phương pháp xử lý nhiệt” [37]. Nguyễn Quang Trung<br /> (2005-2008), “Nghiên cứu sử dụng gỗ Bạch đàn đỏ (E.urophylla) để sản xuất gỗ xẻ<br /> làm đồ mộc” [16].<br /> Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG<br /> PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu<br /> 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu tổng quát: Công nghệ xử lý thủy - nhiệt gỗ Bạch đàn<br /> (Eucalyptus urophylla S.T. Blake) bằng thiết bị (Sumpot ) của Trung tâm Thí<br /> nghiệm và Phát triển công nghệ - Viện Công nghiệp gỗ - Trường Đại học Lâm<br /> nghiệp.<br /> 2.1.2. Đối tượng nghiên cứu cụ thể:<br /> Thông qua hai biến số công nghệ là nhiệt độ và thời gian xử lý được bố trí<br /> theo quy hoạch thực nghiệm, trong luận án cụ thể các đối tượng nghiên cứu sau:<br /> <br />