Bộ khoa học công nghệ
Viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam
* * * * * *
Báo cáo Khoa học
tổng kết đề mục
Nghiên cứu công nghệ chế biến
nâng cao chất lợng gỗ nguyên liệu
(Thuộc đề tài cấp nhà nớc : Nghiên cứu các giải pháp công nghệ
phát triển nguyên liệu gỗ cho xuất khẩu, mã số KC.06.05.NN) Chủ trì chuyên đề: PGS.TS. Nguyễn Trọng Nhân
Các cộng tác viên: KS. Nguyễn Đình Hợi
KS. Nguyễn Thị Minh Xuân
ThS. Bùi Duy Ngọc
KS. Nguyễn Xuân Hiên
KS. Nguyễn Xuân Quyền
KS. Vũ Đình Thịnh
Phần 1. Mở đầu
Xác định mối liên quan mật thiết giữa trồng rừng nguyên liệu và
ngành công nghiệp chế biến là một phần quan trọng trong Chơng trình
5 triệu Ha. Một trong những mục tiêu của chơng trình này đặt ra là
Tạo vùng nguyên liệu tập trung gắn với công nghiệp chế biến, sớm đa
ngành công nghiệp chế biến và công nghiệp giấy trở thành ngành kinh tế
mũi nhọn của đất nớc.
Do nguồn nguyên liệu gỗ rừng tự nhiên đang ngày càng giảm sút,
theo chủ chơng Đóng cửa rừng tự nhiên, số lợng nguyên liệu gỗ
rừng trồng sẽ đợc sử dụng tăng dần để thay thế cho gỗ rừng tự nhiên.
Thực tế, gỗ rừng trồng ở nớc ta cha nhiều, tơng tự, các lâm sản khác
nh song, mây, tre trúc, nhựa thông, cây quế, hồi cha đợc gây trồng
thành những vùng nguyên liệu tập trung, chính vì thế, sản lợng khai thác
hàng năm cha ổn định, không đảm bảo số lợng cung cấp cho ngành chế
biến.
Hớng phát triển lâu dài cho công nghiệp chế biến gỗ, lâm sản là
sử dụng gỗ rừng trồng tập trung là chủ yếu, kết hợp nhập khẩu gỗ. Những
năm trớc mắt, khi cha có đủ nguyên liệu trong nớc, Nhà nớc khuyến
khích nhập khẩu gỗ hoặc liên doanh hợp tác với nớc ngoài nhằm tận
dụng và phát huy hết năng lực các thiết bị hiện có. Trong những năm tới
3
sẽ tích cực trồng rừng nguyên liệu tập trung để có đủ nguyên liệu cung
cấp cho ngành chế biến, những loại gỗ rừng trồng trong nớc có tiềm
năng cung cấp cho công nghiệp chế biến mà Chơng trình 5 triệu Ha đã
đề xuất là Bạch đàn, Keo, Mỡ, Bồ đề, Thông
Những cây gỗ rừng trồng mọc nhanh nh Bạch đàn, Keo, Thông
nhiều biện pháp khác nhau đợc gọi chung là biến đổi tính chất gỗ, hay
ngắn gọn là "Biến tính gỗ.
Nghiên cứu sử dụng gỗ Keo tai tợng, Keo lá tràm, Keo lai, Tếch,
Thông Caribe phục vụ công nghiệp chế biến là một trong những đề mục
của đề tài cấp nhà nớc Nghiên cứu các giải pháp khoa học công nghệ để
phát triển gỗ nguyên liệu cho xuất khẩu góp phần phát triển tiềm năng
nguyên liệu gỗ trong nớc, trớc tiên là gỗ rừng trồng để phục vụ ngành
công nghiệp chế biến gỗ. 4
Phần 2. Tổng quan các vấn đề về chất lợng
và nâng cao chất lợng gỗ nguyên liệu
2.1.Chất lợng nguyên liệu gỗ
Hiện nay, để đánh giá chất lợng một sản phẩm nói chung trong đó có các
sản phẩm chế biến gỗ dựa trên nhiều chỉ tiêu, những chỉ tiêu thờng đợc
nhắc đến bao gồm: độ bền của sản phẩm, tính thẩm mỹ, tính thuận tiện
khi sử dụng, giá cả hợp lý quan trọng hơn cả, sản phẩm phải đợc ngời
tiêu dùng chấp nhận. Độ bền của sản phẩm chế biến gỗ liên quan đến chất
lợng của nguyên liệu gỗ. Tính thẩm mỹ và sự thuận tiện khi sử dụng sản
phẩm gỗ liên quan đến mầu sắc, vân thớ của gỗ, đặc biệt liên quan đến
thiết kế mẫu mã sản phẩm.
Trong hội nghị quốc tế về tính chất và sử dụng gỗ Keo tại Malaisia Tháng
03 Năm 1998 Tiến sỹ Hiroshi Yamamoto [19] đề xuất, chất lợng gỗ
(Wood qualities) đợc đánh giá thông qua tính chất vật lý và tính chất cơ
học của gỗ. Tính chất vật lý của gỗ đợc đánh giá bằng hai chỉ số là khối
lợng thể tích và độ co ngót, khối lợng thể tích của gỗ đợc đánh giá
theo độ cao của cây từ gốc đến ngọn và từ ngoài vỏ vào tâm gỗ. Tính chất
khối lợng thể tích 0.7 g/cm
3
(khi tạo ván thí nghiệm, lợng keo, loại
keo, chế độ ép ván tơng tự nh nhau). Sau khi tạo đợc ván thí nghiệm,
ông H. Korai tiến hành cắt mẫu để xác định các tính chất cơ vật lý của
ván, sau đó tiến hành đối chứng những tính chất này với tiêu chuẩn (JIS)
và ván thơng mại đang đợc sử dụng trên thị trờng. Từ kết quả thu
đợc, ông H. Korai kết luận Acacia magium 10 năm tuổi là nguyên liệu
tốt để sản xuất ván dăm.
Liên quan đến chất lợng gỗ xẻ, Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1758-75 Gỗ
xẻ - Phân cấp chất lợng [1] dựa vào khuyết tật của gỗ xẻ, trớc tiên là
các loại mấu mắt (mắt sống, mắt chết), lỗ mọt, mục, mốc biến mầu và
một phần quan trọng là nứt vỡ, cong vênh của gỗ xẻ, tuỳ thuộc vào số
lợng khuyết tật có trên chiều dài 1m của gỗ xẻ mà sắp xếp theo mức chất
lợng.
Nh vậy, chất lợng gỗ nguyên liệu là một khái niệm tổng hợp bao gồm
tính chất cơ, vật lý, độ bền tự nhiên, tính chất công nghệ, các dạng
khuyết tật và khiếm khuyết công nghệ, và những tính chất của các sản
phẩm cụ thể.
Đặc tính công nghệ của nguyên liệu gỗ liên quan đến đặc điểm cây đứng
bao gồm: đờng kính ngang ngực ; chiều cao sử dụng ; tỷ lệ vỏ, giác, lõi ;
khối lợng thể tích vỏ giác lõi ; khuyết tật của gỗ tròn, gỗ xẻ ; một số tính
chất công nghệ nh độ bàm dính, độ biến dạng gỗ, mầu sắc của gỗ, trong
đó có một số tính chất ảnh hởng xấu đến chất lợng sản phẩm.
2.2.Nâng cao chất lợng nguyên liệu gỗ
Trong quá trình sử dụng gỗ, đặc biệt gỗ rừng trồng mọc nhanh trong đó
có các loại Keo, Bạch đàn, Thông để tạo sản phẩm khác nhau, không
phải khi nào nguyên liệu cũng đáp ứng đầy đủ yêu cầu.
Xem xét tuần tự theo khái niệm chất lợng gỗ nguyên liệu, khi sử dụng
Trong công nghệ chế biến đã có nhiều biện pháp kỹ thuật hạn chế các
khuyết tật của gỗ để nâng cao chất lợng nguyên liệu.
Một trong những biện pháp cải thiện tính chất cơ vật lý của gỗ là Biến
tính gỗ. Nội dung biến tính gỗ rất phong phú, sử dụng biện pháp biến
tính có thể giảm mức độ biến dạng do thời tiết bên ngoài, hạn chế mức độ
hút nớc, có thể tăng đợc khối lợng thể tích, kéo theo tăng cờng tính
chất cơ vật lý của gỗ.
N.I.Vinnhic [28] đã nêu khái quát nội dung của Biến tính gỗ nhằm nâng
cao tính chất cơ vật lý của gỗ nguyên khối mà không phá hủy cấu trúc của
gỗ (không bóc, không ca mỏng, không băm nhỏ) của loại gỗ có khối
lợng thể tích thấp nhờ nén giảm thể tích, trớc khi nén ép giảm thể tích,
có thể tẩm thêm vào gỗ những hoá chất khác nhau, trong đó có cả kim
loại dễ nóng chẩy, sau khi gỗ đợc nén ép, dới tác động của nhiệt hoặc
các tác nhân khác, sẽ nhận đợc vật liệu mới với khối lợng thể tích và
tính chất cơ vật lý cao hơn so với gỗ ban đầu, đặc biệt độ ổn định của gỗ
sử dụng trong môi trờng khắc nghiệt.
Gỗ đã biến tính đợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực, một phần đợc sử
dụng trong lĩnh vực chế tạo máy thay thế ổ trợt kim loại, những vật liệu
chịu va đập lớn nh thoi, tay đập khi dệt vải, gỗ biến tính một phần đợc
sử dụng trong điều kiện chịu hoá chất hoặc nớc mặn, đặc biệt gỗ biến
tính có thể thay thế gỗ rừng tự nhiên chất lợng cao khi chế tạo toa xe lửa,
hoặc sàn tầu thuỷ.
+Hoá dẻo gỗ
Theo tài liệu của B.I.Ugolep (1975) [23], do nhiều nguyên nhân, một số
loại gỗ bị giòn, gỗ bị giòn gây nhiều khó khăn cho gia công chế tạo sản
phẩm, khi bào mặt, khi phay mộng các chi tiết
Thuật ngữ độ giòn (brittle) đợc dùng để mô tả tính chất biến dạng rất
kém của vật liệu trớc khi bị phá hủy cho dù lực biến dạng lớn hay bé.
Tuy nhiên, độ giòn không nhất thiết ám chỉ sự yếu kém của vật liệu. Ví
Hiện nay đã thực hiện một loạt quá trình công nghệ với thiết bị phù hợp
để tạo ra vật liệu gỗ đợc hoá dẻo bằng amoniác. Nhiều vật liệu loại này
đã đợc ứng dụng, gỗ nguyên khối hóa dẻo đợc sử dụng để sản xuất đồ
mộc, tạo dụng cụ âm nhạc, sản xuất chi tiết máy, vật liệu cách điện và
nhiều vật liệu khác.
+Tẩy trắng, nhuộm mầu gỗ
Công nghệ chế biến gỗ, trong đó biện pháp Biến tính gỗ không những
làm thay đổi hoàn toàn tính chất cơ, vật lý của gỗ nguyên thủy theo hớng
có lợi, tuỳ thuộc vào loại sản phẩm có thể điều chỉnh tính chất theo yêu
cầu. Mặt khác, công nghệ chế biến gỗ có thể biến đổi mầu sắc gỗ, gỗ
đen có thể biến thành trắng .
K.P.Belaeva [21] đã tiến hành nghiên cứu và giải thích thích về nguồn gốc
mầu sắc của gỗ. Mầu sắc của gỗ do loài cây khác nhau tạo ra, cùng một
loại cây nhng do khu vực phân bố khác nhau, điều kiện lập địa, tuổi cây
và các điều kiện khác tạo ra sự sai lệch mầu khác nhau. Ngay trên cùng
một cây gỗ nhng ở vị trí khác nhau cũng có sự khác biệt về mầu sắc,
ngay cả gỗ giác, gỗ lõi màu sắc cũng khác nhau, tại các mặt cắt ngang,
8
xuyên tâm, tiếp tuyến màu sắc cũng có sự biến đổi. Gỗ còn đợc cấu tạo
bởi các thành phần khác nhau, trong đó có thành phần hóa học, những
thành phần này tạo thành mầu sắc khác nhau. Xem xét từng thành phần
riêng biệt nh sau.
-Licnin: Kết cấu đơn thể cơ bản của Licnin là một gốc phát màu của kết
cấu hai chuỗi gồm có C = O và C = C; điện tử trong kết cầu nối đôi này
có tính linh hoạt rất cao, năng lợng kích phát nhỏ. Từ đó có thể thấy độ
dài bớc sóng hấp thụ có thể từ vùng tia tím đến vùng ánh sáng nhìn thấy.
Do đó licnin là nguyên nhân chủ yếu làm cho gỗ có màu sắc. Khi phân ly
gỗ sẽ thu đợc licnin tự nhiên với màu vàng nhạt. Mầu của licnin tự
O
C = C
C
OCH
3
O
H9
phần và số lợng có sự khác biệt do đó góp phần tạo ra mầu sắc khác
nhau.
-Hàm lợng nớc trong gỗ: Trong tế bào gỗ cha sấy khô có chứa
lợng nớc tự do tơng đối nhiều trong khi tế bào bị nớc hoàn toàn lấp
đầy ánh sáng có thể bị chiếu rọi đến tế bào, nhng chỉ có một số ít bị tán
sắc trong vách tế bào. Màu sắc của loại gỗ này đợc gọi là màu nhạt. Độ
sáng của gỗ cha đợc sấy khô thấp hơn so với gỗ đã sấy khô.
-Độ thô ráp bề mặt của gỗ: Nếu bề mặt gỗ không bằng phẳng thì sự
phản xạ trên bề mặt và sự tán xạ trên bề mặt cũng sẽ tăng lên dẫn đến độ
sáng tăng theo.
Trên cơ sở hiểu biết về mầu sắc của gỗ, vấn đề tẩy trắng gỗ đợc
tiến hành trên cơ sở các phản ứng hoá học. Tẩy trắng gỗ thờng thực hiện
đối với nhứng loại gỗ có mầu sẫm
Khi gỗ bị sẫm mầu, có thể sử dụng biện pháp tẩy mầu, phơng pháp hóa
nhanh). Nó có thể giải phóng oxy, phân giải chất màu trong gỗ. Để tăng
tốc độ giải phóng oxy, có thể thêm nớc amoniac, lợng nớc amoniac
(25%) cho vào khoảng 5 - 10% lợng H
2
O
2
.
Trong quá trình tẩy trắng gỗ bằng hydrogen peoxide (H
2
O
2
), tác nhân hóa
học chủ yếu làm thay đổi cấu trúc các nhóm mang mầu của licnin và các
chất trích ly là ion HOO. Trong điều kiện môi trờng kiềm tính (pH = 10
11) hydrogen peoxide (H
2
O
2
) sẽ chuyển đổi thành ion HOO theo
phơng trình sau: 10
H
2
O
2
+ OH
.10H
2
O hòa tan trong 1000 ml.
Khi sử dụng, quét dung dịch acid oxalic trớc, sau khi hơi khô (4ữ5 phút)
lại quét Na
2
S
2
O
8
. Nếu độ trắng không đạt yêu cầu, lại dùng dung dịch
borate làm ớt bề mặt gỗ, và dùng nớc sạch rửa sạch.
Hai loại dung dịch trớc có tác dụng tẩy trắng, nhng chỉ dùng dung dịch
acid oxalic hiệu quả tẩy trắng tơng đối thấp, phối hợp sử dụng Na
2
S
2
O
8
hiệu quả tốt hơn. Dung dịch borate là dung dịch alkali yếu, dùng để trung
hòa lợng acid rất nhỏ còn sót lại trên gỗ.
+Natri hydrosunfit (NaHSO
3
) : Natri hydrosunfit là chất điển hình
dùng để thay đổi cấu trúc nội tại của chất màu. Sơ đồ phản ứng nh sau:
Để tăng cờng phản ứng chuyển hóa chất màu, dung dịch bisulfit natri
cần pha trong môi trờng kiềm . Trớc tiên pha dung dịch bão hòa và 6.3
OSO
2
Na
R
C
OH
11
Trong môi trờng kiềm phản ứng phân giải HOCl xảy ra chậm. Để đẩy
nhanh phản ứng cần phải có chất hấp thụ oxy nguyên tử. Licnin và
xenlluloza sẽ đảm nhận vai trò này. Do vậy licnin sẽ bị thay đổi cấu trúc
và bị biến màu.
NaOCl cũng có thể dùng để tẩy trắng đối với những chất màu có gốc
andehyt (- CHO). Cơ chế phản ứng nh sau:
Nh trên đã trình bầy, khi mầu sắc của gỗ khác biệt, có thể sử dụng sử
dụng Kỹ thuật xử lý mầu ở gỗ bao gồm nhuộm mầu và tẩy trắng. Theo
hớng trong Sổ tay hớng dẫn sử dụng các chất phủ trang trí bề mặt gỗ
[27]. Sau khi gỗ đợc tẩy trắng, tiến hành nhuộm mầu gỗ. Để nhuộm mầu
gỗ, trớc hết cần lựa chọn chất nhuộm mầu. Yêu cầu cơ bản khi chọn chất
nhuộm màu cần bền vững với ánh sáng, có khả năng thấm sâu vào bên
trong gỗ, dung dịch chất nhuộm màu phải có độ phân tán cao.
Phần lớn các chất nhuộm màu hòa tan tốt trong nớc và các dung môi hữu
cơ (rợu, dầu). Mức độ hòa tan chất nhuộm màu trong các chất lỏng rất
khác nhau. Phần lớn độ hòa tan chất nhuộm màu tăng lên dới tác dụng
của nhiệt.
Chất nhuộm màu có rất nhiều và cũng có nhiều phơng pháp phân loại.
Các chất không xà phòng giao động trong khoảng lớn, các chất chủ yếu là
sterin, rợu bậc cao, alyphatic hydrocacbon v.v
Các chất chiết xuất tồn tại trong gỗ ở nhiều dạng khác nhau, các chất hoà
tan trong nớc lạnh bao gồm đờng, muối khoáng, albumin, nếu tỷ lệ này
lớn thì đây là thức ăn của nấm mốc và côn trùng, cần phải lu ý vấn đề
bảo quản, một số chất hoà tan trong nớc nóng, một số chất tan trong cồn
và benzen, những chất này liên quan đến nhựa (dầu).
Các chất chiết xuất đã giới thiệu là các chất làm ảnh hởng đến quá trình
sấy và đặc biệt là ảnh hởng đến quá trình dán dính. Các chất này làm bẩn
bề măt gỗ, cản trở quá trình dán dính, gây lắng đọng ở bề mặt. Các chất
chiết xuất kỵ nớc làm giảm tính thấm ớt bề mặt, dẫn đến khả năng dàn
trải keo trên bề mặt bị hạn chế, không thuận lợi cho quá trình dán dính.
Các chất chiết xuất bị ôxy hoá làm tăng tính axit của bề mặt gỗ gây thoái
biến bề mặt gỗ, làm cho cờng độ dán dính giảm.
Nh thế, loại trừ nhựa trên bề mặt gỗ sẽ tăng cờng khả năng liên kết của
gỗ khi dán dính và tạo điều kiện trang trí bề mặt sản phẩm với mầu sắc
sáng.
Tác giả A.B.Obolenca (1965) [26] đã nêu nguyên nhân làm giảm khả
năng bám dính của gỗ với keo, đồng thời tác giả cũng đề xuất những biện
pháp khắc phục. Theo A.B.Obolenca [26], có thể loại trừ nhựa bằng dung
môi nh axetone, cồn, nhóm benzen, CCl
4
Dùng dung dịch axetone
25% có thể nhanh chóng loại trừ đợc nhựa, nhng những loại dung môi
này đắt, dễ cháy hoặc rất độc vì có nhóm benzen.
Có thể loại trừ nhựa bằng alkali, nguyên lý của phơng pháp này là nhựa
có thể cùng alkali tạo thành loại xà phòng có tính hòa tan, sau đó dùng
nớc sạch để rửa sạch. Dung dịch alkali thờng dùng nhất là dung dịch
nớc Na
2
bị cong vênh, vặn xoắn hay bị nứt vỡ, trong đó, mức độ thay đổi ứng suất
tăng trởng theo chu vi khúc gỗ và nội ứng suất đợc xem là nguyên nhân
chủ yếu.
Có rất nhiều nghiên cứu về vấn đề ứng suất sinh trởng của gỗ rừng trồng,
Imam Wahyudi, H.Yamamoto-Growth [30] , Koichi Murata [22] đã tổng
kết, ứng suất sinh trởng theo chiều dọc thân cây, đặc biệt ở các cây có
đờng kính nhỏ hơn 30 cm dẫn đến hiện tợng nứt đầu các khúc gỗ tròn,
các tấm ván bìa cũng nh các phiến gỗ xẻ và sự biến dạng các sản phẩm
cuối cùng làm cho chiều dầy sản phẩm bị bị thay đổi.
Trong nhiều trờng hợp, đặc biệt là đối với các khúc gỗ có đờng kính
nhỏ, thợ ca phải ca cắt các tấm ván với độ d gia công lớn để đảm bảo
các kích cỡ cuối cùng có thể chấp nhận đợc sau quá trình sấy, nh thế
cũng làm giảm tỉ lệ thành khí và hiệu quả kinh tế.
Hiện nay xác định trực tiếp ứng suất sinh trởng gặp khó khăn vì thiếu
thiết bị đo chuyên dùng. Tuy nhiên, có thể xác định ảnh hởng xấu của
ứng suất sinh trởng tác động đến chất lợng gỗ và tỷ lệ sử dụng.
Đối với gỗ tròn, ảnh hởng của ứng suất sinh trởng đợc đánh giá thông
qua nứt đầu khúc gỗ tròn. Đối với gỗ xẻ, ảnh hởng của ứng suất sinh
trởng đợc đánh giá thông qua nứt vỡ và biến dạng của tấm ván theo các
chiều khác nhau.
Để xác định ảnh hởng của ứng suất sinh trởng đến chất lợng và tỷ lệ
sử dụng gỗ, tiến hành xẻ gỗ tròn thành hộp, gỗ xẻ đợc để trong không
khí cho khô dần, trong quá trình khô, gỗ xẻ sẽ bị nứt vỡ và cong vênh, tiến
hành đo mức độ nứt vỡ và cong vênh của gỗ xẻ theo các tiêu chuẩn hiện
hành.
Để giải quyết ảnh hởng xấu của ứng suất sinh trởng đến chất lợng gỗ
là một vấn đề rất lớn và khó khăn, tuy nhiên, vấn đề này sẽ đợc giả quyết
một phần trong Dự án ADP/2002/015, Dự án này đợc hợp tác quốc tê với
tiêu đề Nâng cao giá trị sản phẩm gỗ xẻ Bạch đàn rừng trồng ở Việt
Nam, trung Quốc và Ôxtraylia.
rừng trồng mọc nhanh tạo sản phẩm đợc quan tâm.
Trong luận văn Thạc sỹ của Bùi Đình Toàn [9] Nghiên cứu đặc điểm cấu
tạo, tính chất chủ yếu của gỗ Keo lai (Acacia mangium x Acacia
auriculiformis) và định hớng sử dụng trong công nghiệp sản xuất ván
ghép thanh, tác giả tiến hành xác định cấu tạo thô đại, cấu tạo hiển vi,
xác định tính chất vật lý, xác định tính chất cơ học của gỗ, sau đó, tiến
hành xẻ thanh cơ sở, tạo ván ghép, tiến hành xác định một số tính chất
của sản phẩm ván ghép thanh nh khối lợng thể tích ván, độ trợt màng
keo, độ cong, độ lợn sóng của tấm ván, sau đó kết luận, gỗ Keo lai đáp
ứng yêu cầu làm nguyên liệu sản xuất ván ghép thanh.
Cấu tạo gỗ Keo lai 9 năm tuổi đợc Bùi Đình Toàn [9] xác định nh sau,
Keo lai có gỗ lõi giác phân biệt, gỗ lõi mầu nâu đen, vòng năm không
phân biệt, chiều rộng vòng năm từ 1.2 đến 1.7 cm, gỗ sớm, gỗ muộn
không phân biệt. Về cấu tạo hiển vi, mạch gỗ trung bình =0.1- 0.2
(mm), số lỗ mạch ít, nhỏ hơn 5 mạch/mm
2
(2-3 lỗ/mm
2
). Trong mạch gỗ
không có thể bít. Mạch gỗ đợc xếp phân tán, hình thức tụ hợp đơn và kép
với số lợng từ 2- 4 lỗ. Trên mặt cắt ngang tia gỗ rõ, kích thớc nhỏ (<0.1
mm), số lợng trung bình (6-11 tia/mm). Tế bào mô mềm trong gỗ Keo
lai có hình thức phân bố phân tán, hình thức tụ hợp là vây quanh mạch kín
hình tròn. Lỗ thông ngang xếp so le, kích thớc nhỏ (6-8 àm).
Tính chất cơ, vật lý của gỗ Keo lai cấp tuổi 5 năm đợc Đỗ Văn Bản [13]
nghiên cứu xác định, kết quả đợc ghi ở Bảng 2.2. Tính chất cơ, vật lý của
gỗ Keo lai cấp tuổi 9 năm đợc Bùi Đình Toàn [9] nghiên cứu xác định,
các kết quả đợc ghi ở Bảng 2.1.
12
g/cm
3
0.520
Giới hạn bền khi nén dọc thớ W=12% 10
5
Pa 750.14
Giới hạn bền khi nén ngang thớ W=12% xuyên tâm 10
5
Pa 81.14
Giới hạn bền khi nén ngang thớ W=12% tiếp tuyến 10
5
Pa 69.24
Giới hạn bền khi kéo dọc thớ W=12% 10
5
Pa 1120
Giới hạn bền khi kéo ngang thớ W=12% xuyên tâm 10
5
Pa 37.26
Giới hạn bền khi kéo ngang thớ W=12% tiếp tuyến 10
5
Pa 35.24
Giới hạn bền khi uốn tĩnh 10
5
Pa 1182
Giới hạn bền khi trợt dọc thớ W=12% xuyên tâm 10
5
Pa 93.75
Giới hạn bền khi trợt dọc thớ W=12% tiếp tuyến 10
5
Hệ số co rút thể tích 0,39
Độ hút ẩm % 25.8
Nén dọc kg/cm
2
417
Uốn tĩnh xuyên tâm kg/cm
2
022
Uốn tĩnh Tiếp tuyến kg/cm
2
1003
Uốn va đập xuyên tâm Kgm /cm
2
0.67
Trợt dọc xuyên tâm kg/cm
2
111
Trợt dọc tiếp tuyến kg/cm
2
157
Sức chống tách xuyên tâm kg/cm 9.7
Sức chống tách tiếp tuyến kg/cm 14.3
Modul uốn xuyên tâm kg/cm
2
93
Modul uốn tiếp tuyến kg/cm
2
88
Nghiên cứu của Phạm Văn Chơng [11] về sử gỗ Keo tai tợng để làm
Tỷ lệ giãn nở gỗ giác theo phơng dọc thớ % 0.28
Tỷ lệ giãn nở gỗ giác theo phơng xuyên tâm % 2.26
Tỷ lệ giãn nở gỗ giác theo phơng tiếp tuyến % 6.72
Tỷ lệ giãn nở thể tích % 9.47
Tỷ lệ giãn nở gỗ lõi theo phơng dọc thớ % 0.28
Tỷ lệ giãn nở gỗ lõi theo phơng xuyên tâm % 1.64
Tỷ lệ giãn nở gỗ lõi theo phơng tiếp tuyến % 5.42
Tỷ lệ giãn nở thể tích % 7.49
Tỷ lệ co rút gỗ giác theo phơng dọc thớ % 0.33
Tỷ lệ co rút gỗ giác theo phơng xuyên tâm % 2.63
Tỷ lệ co rút gỗ giác theo phơng tiếp tuyến % 6.95
Tỷ lệ co rút thể tích % 10.34
Tỷ lệ co rút gỗ lõi theo phơng dọc thớ % 0.30
Tỷ lệ co rút gỗ lõi theo phơng xuyên tâm % 1.86
Tỷ lệ co rút gỗ lõi theo phơng tiếp tuyến % 6.04
Tỷ lệ co rút thể tích % 8.18
Khối lợng thể tích gỗ giác khô kiệt g/cm
3
0.53
Khối lợng thể tích cơ bản gỗ lõi g/cm
3
0.47
Khối lợng thể tích gỗ khô kiệt g/cm
3
0.45
Khối lợng thể tích cơ bản g/cm
3
0.42
Bảng 2.4: Tính chất cơ học của gỗ Keo tai tợng
Danh mục tính chất Đơn vị đo Số đo
2
92.33
ứng suất ép ngang cục bộ TT của gỗ lõi
Kgf/cm
2
67.56
ứng suất ép ngang cục bộ XT của gỗ lõi
Kgf/cm
2
61.57
ứng suất uốn tĩnh của gỗ giác
Kgf/cm
2
946.00
ứng suất uốn tĩnh của gỗ lõi
Kgf/cm
2
871.00
Modun đàn hồi của gỗ giác Kgf/cm
2
93.58.10
3
Modun đàn hồi của gỗ lõi Kgf/cm
2
82.47.10
3
18
Kết quả nghiên cứu của đề tài cấp bộ do TS. Nguyễn Trọng Nhân [2]
Nghiên cứu xác định tính chất công nghệ của gỗ Keo, Bạch đàn phục vụ
19
Bảng 2.5: Một số tính chất cơ, vật lý gỗ Keo lá tràm
Danh mục tính chất Đơn vị đo Số đo
Khối lợng thể tích giác g/cm
3
0.67
Khối lợng thể tích lõi g/cm
3
0.72
Khối lợng thể tích cơ bản giác g/cm
3
0.57
Khối lợng thể tích cơ bản lõi g/cm
3
0.66
Độ co rút thể tích tổng quát giác % 15.90
Độ co rút thể tích tổng quát lõi % 4.90
Độ co rút theo chiều xuyên tâm giác % 14.10
20
Phần 3. Mục tiêu, Nội dung nghiên cứu
3.1.Mục tiêu nghiên cứu
Đề mục chế biến gỗ cần đạt đợc mục tiêu đề tài giao cho là:
+Có bản thảo quy trình kỹ thuật cải tiến một số công đoạn trong chế biến
đạt chất lợng xuất khẩu đối với đồ mộc và ván ghép thanh.
+Chất lợng cần đạt: Bản thảo quy trình kỹ thuật cải tiến một số công
đoạn trong chế biến gỗ đợc thông qua ở Hội đồng Khoa học của Bộ
Khoa học Công nghệ.
3.2.Nội dung nghiên cứu
Đề tài giao cho đề mục Chế biến gỗ xuất khẩu nhiệm vụ nh sau:
+Điều tra xác định các sản phẩm xuất khẩu, đặc điểm và yêu cầu của sản
phẩm (dăm, ván ghép thanh, bàn ghế).
+Xác định các đặc tính công nghệ gỗ nguyên liệu của các loài, Keo lá
tràm, Keo tai tợng, Keo lai, Thông Caribê, Tếch (gỗ rừng trồng đã thành
thục công nghệ ở một số tuổi khác nhau).
+Nghiên cứu các biện pháp công nghệ nâng cao tỷ lệ sử dụng gỗ, chất
lợng sản phẩm (tùy đối tợng sản phẩm xuất khẩu mà lựa chọn nội dung
nghiên cứu phù hợp.Ví dụ: biến tính gỗ, tạo khuyết tật, màu sắc v.v. . .)
3.3.Giới hạn nhiệm vụ nghiên cứu
nhiều về số lợng, đa dạng về chủng loại, bao gồm hàng thủ công mỹ
21
nghệ, đồ mộc từ ván dăm, ván sợi với các chất phủ mặt tổng hợp, đồ mộc
tinh chế cao cấp, đồ mộc nan dùng ngoài trời, đồ mộc giả cổ, các loại đồ
mộc nhỏ nh các loại kệ, giá, thùng nớc, chậu hoa Ngoài gỗ rừng trồng
trong nớc, nguyên liệu gỗ còn đợc nhập từ nớc ngoài dới dạng gỗ
tròn, gỗ xẻ nh gỗ Chò chỉ, gỗ Bạch đàn trắng, gỗ Thông Bắc Âu, gỗ
Tếch, gỗ Thông Tà vẹt phế liệu
Với sự đa dạng của sản phẩm và nguyên liệu nh đã nêu trong tài liệu
của TS. Phạm Ngọc Nam, để thực hiện nhiệm vụ khảo sát các sản phẩm
xuất khẩu, đề mục tập trung thu thập thông tin đối với các sản phẩm loại
sau:
Bàn ghế sử dụng ván ghép thanh làm mặt (bàn, ghế), đồ mộc giả cổ, các
loại kệ, tủ nhỏ, bàn ghế nan dùng ngoài trời.
Hiện nay, với khái niệm Đặc tính công nghệ của nguyên liệu nói chung,
của các loại gỗ Keo tai tợng, Keo lá tràm, Keo lai, thông Ca, Tếch mà đề
tài yêu cầu xác định nói riêng cha đợc định hình. Trong trờng hợp
này, đề mục đề xuất, đặc tính công nghệ của nguyên liệu gỗ theo giới hạn
Một số tính chất công nghệ của nguyên liệu bao gồm độ bám dính, mầu
sắc của gỗ, biến dạng mặt cắt ngang, một số tính chất công nghệ đặc bịêt
khác liên quan đến sản phẩm cụ thể.
Về chất lợng và nâng cao chất lợng của nguyên liệu, phần Tổng quan
đã trình bầy, các khiếm khuyết của nguyên liệu gỗ rừng trồng mọc nhanh
nói chung làm giảm chất lợng của sản phẩm, vì vậy muốn tăng cờng
chất lợng của sản phẩm, trớc tiên cần có biện pháp công nghệ tăng
cờng chất lợng của nguyên liệu. Biện pháp tăng cờng chất lợng của
nguyên liệu, đề mục giới hạn trong phạm vi:
Các biện pháp khắc phục khiếm khuyết của nguyên liệu không phải ứng
dụng tất cả cho 1 loại nguyên liệu mà chỉ ứng dụng tuỳ thuộc yêu cầu của
5.Sử dụng hợp lý phơng pháp Yếu tố tác động toàn phần để xác định
các thông số công nghệ trong những công cần đoạn cần cải tiến trong quá
trình xây dựng bản thảo quy trình công nghệ.
6.Tiếp thu có chọn lọc một số kết quả nghiên cứu có trớc.
4.2.Các phơng pháp xác định
4.2.1.Xác định đặc điểm cây gỗ: Các thông tin cần thu thập về đặc điểm
cây gỗ sử dụng để phục vụ nghiên cứu tuân theo "Phiếu mô tả cây để
nghiên cứu tính chất cơ lý của gỗ", thuộc Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
355-70 [1] có nội dung nh sau:
1.Tên khu rừng
2.Tên địa phơng
3.Tên cây (tên phổ thông, tên khoa học)
4.Tuổi cây
5.Đờng kính ngang ngực kể cả vỏ theo hai phơng vuông góc
6.Chiều cao thân cây
7.Tình hình ruột gỗ.
Tiến hành xác định đặc điểm cây gỗ theo các mục ghi trong "Phiếu mô tả
cây để nghiên cứu tính chất cơ lý của gỗ" tuần tự nh sau: Tìm hiểu kỹ
địa điểm nơi sẽ tiến hành thu thập thông tin về đặc điểm cây gỗ nh loại
cây, tuổi cây tốt nhất chọn các Trung tâm nghiên cứu hoặc lâm trờng
là những nơi dễ dàng xác định đợc nguồn gốc chính xác của đối tợng
cây gỗ cần nghiên cứu. Tại địa điểm thực nghiệm, trên diện tích 300 m
2
bất kỳ, chia diện tích này thành 3 lô riêng biệt, mỗi lô có diện tích 100 m
2
. Trên diện tích đã chọn, tiến hành đo các chỉ số của toàn bộ số cây có
trong lô, bao gồm, đờng kính ngang ngực theo hai phơng vuông góc,
- D: Khối lợng thể tích , (g/cm
3
)
- Mc: Khối lợng mẫu sau khi sấy đến khối lợng không đổi, (g)
- Mn: Thể tích nớc, (g)
Khối lợng thể tích vỏ, giác, lõi là giá trị trung bình của các đoạn nhỏ
đợc cắt ra từ mẫu khoan.
4.2.2.Xác định khuyết tật gỗ tròn, gỗ xẻ: Các khuyết tật của gỗ đợc xác
định thông qua tiêu chuẩn Việt Nam bao gồm:
+TCVN 1073-71 Gỗ tròn - Kích thớc cơ bản.
+TCVN 1070-71 Gỗ tròn - Khuyết tật.
+TCVN 1075-71 Gỗ xẻ - Kích thớc cơ bản.
+TCVN 1757-75 Khuyết tật gỗ - Phân loại, tên gọi, định nghĩa và
phơng pháp xác định.
+TCVN 1758-75 Gỗ xẻ - Phân cấp chất lợng.
Dựa vào các tiêu chuẩn đã trích dẫn, tiến hành xác định các thông
số của khúc gỗ tròn tuần tự nh sau: Đo đờng kính hai đầu, chiều dài,
khuyết tật mấu mắt, mục bên ngoài, lỗ mọt, nứt, độ tròn (thân dẹt), độ
thon (thót ngọn). Các số liệu kích thớc gỗ tròn, khuyết tật gỗ đợc đo
toàn bộ thân cây, mỗi cây gỗ đợc xác định theo từng khúc có chiều dài 1
m. Cũng dựa trên các tiêu chuẩn đã trích dẫn, đối với gỗ xẻ, xác định
24
chiều rộng, chiều dầy, chiều dài, khuyết tật mấu mắt, mục, hà, mọt và một
số khuyết tật khác. Các số liệu kích thớc, khuyết tật gỗ xẻ đợc xác định
theo toàn bộ thân cây, phân thành từng đoạn, mỗi đoạn có chiều dài 1m.
Theo các tiêu chuẩn đã trích dẫn, phân hạng gỗ tròn theo đờng kính đợc
ghi ở Bảng 4.1. Phân hạng chất lợng gỗ tròn Hạng IV ghi ở Bảng 4.2.
Phân loại chất lợng gỗ xẻ ghi ở Bảng 4.3.
Bảng 4.3: Phân loại chất lợng gỗ xẻ
Giới hạn cho phép của khuyết tật gỗ xẻ
Tỷ lệ
mắt sống
(%)
Số lợng
mắt sống trên
1m dài
Tỷ lệ
mắt chết
(%)
Số lợng
mắt chết trên
1m dài
Diện tích
mục
(%)
10 30 KHC 2 4 KHC 5 10 KHC 1 2 KHC KCP 5 10
Phân
loại
gỗ
xẻ
a b c a b c a b c a b c a b c
 a a b a a a
a a b c a b a b bB
b a b c a b a b a b
a a b c c a c a b c
hiện [4], trong đề tài này, loại keo PVAD đã đợc sử dụng để xác định
khả năng bám dính của gỗ Keo lá tràm, nguyên liệu gỗ do Trung tâm
Khoa học Sản xuất Đông Bắc bộ cung cấp, gỗ mẫu đợc lấy tại Lô 8
Khoảnh 13 - Ngọc Quang. Trong qúa trình nghiên cứu sử dụng keo
PVAD, đề tài đã kiểm tra lại chế độ dán ép bao gồm áp lực dán, thời gian
giữ áp lực, lợng keo dán là các yếu tố chính tác động tới độ bền của
màng keo. Dựa vào quy hoạch thực nghiệm yếu tố toàn phần để bố trí
thực nghiệm [2].
Khi tiến hành thí nghiệm, mẫu gỗ đợc chuẩn bị nh sau: các thanh gỗ
có chiều dầy 2,2 cm, rộng 3 cm dài 30 cm đợc gia công bề mặt cẩn thận,
độ ẩm các thanh gỗ nhỏ hơn 10%. Sử dụng keo PVAD, dán các thanh
ghép lại với nhau, khi dán, tính lợng keo quét trên bề mặt vật dán với
lợng 200-250 g/m
2
(tính cả phần d do hao tổn các loại), áp lực ép ngang
p=3,5-4 kg/cm
2
, sử dụng thanh nén bề mặt sao cho cạnh các thanh ghép
không bị lệch nhau, để yên trong không khí cho đến khi keo đóng rắn
hoàn toàn.
Từ các thanh ghép, cắt các mẫu thử theo đúng kích thớc của tiêu chuẩn
hiện hành. Trớc khi thử , xác định chiều rộng và chiều dài vết keo dán.
Sau đó sử dụng máy để phá vỡ màng keo, ghi lực phá vỡ màng keo. Độ
bám dính đợc tính theo công thức:
Copyright: Tài liệu đại học ©