Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
bé n«ng nghiÖp vµ ptnn
Tr-êng ®¹i häc l©m nghiÖp
Lª v¨n Tung
Nghiªn cøu ®Æc ®iÓm cÊu t¹o,
tÝnh chÊt chñ yÕu cña phÇn biªn th©n c©y dõa
(Cocos nucifera L)
vµ ®Þnh h-íng sö dông trong c«ng nghÖ bãc
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt
Hµ T©y. 2006
Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
bé n«ng nghiÖp vµ ptnn
Tr-êng ®¹i häc l©m nghiÖp
Lª v¨n Tung
Nghiªn cøu ®Æc ®iÓm cÊu t¹o,
tÝnh chÊt chñ yÕu cña phÇn biªn th©n c©y dõa
(Cocos nucifera L)
vµ ®Þnh h-íng sö dông trong c«ng nghÖ bãc
Chuyªn ngµnh: Kü thuËt m¸y, thiÕt bÞ vµ c«ng nghÖ gç, giÊy
M· sè: 60 - 52 - 24
LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt
H-íng dÉn khoa häc: 1. PGS.TS. Hoµng H÷u Nguyªn
2.
TS. Hoµng ViÖt
Hµ T©y. 2006
1
§Æt vÊn ®Ò
Cïng víi sù ph¸t triÓn cña nÒn kinh tÕ, nhu cÇu sö dông gç cña con ng-êi
còng kh«ng ngõng ph¸t triÓn. Bªn c¹nh ®ã, l-îng gç khai th¸c trong nh÷ng n¨m qua
kh«ng ngõng t¨ng. ë ViÖt Nam sau nh÷ng n¨m thèng nhÊt ®Êt n-íc ®Õn nay rõng bÞ
tµn ph¸ kiÖt quÖ do chiÕn tranh, do sù qu¶n lý và b¶o vÖ tài nguyªn rõng láng lÎo, do
khai th¸c rõng kh«ng qui ho¹ch nªn tài nguyªn rõng tù nhiªn gi¶m sót nghiªm
träng. Theo dù b¸o vÒ ph¸t triÓn d©n sè cña Tæng côc thèng kª ë n-íc ta, trong 10
n¨m tíi (®Õn n¨m 2010), d©n sè n-íc ta lµ trªn 84 triÖu ng-êi. Nh- vËy víi mçi
ng-êi sö dông b×nh qu©n 0,05 m3 gç/n¨m (møc b×nh qu©n thÊp cña nhiÒu Quèc gia),
th× nhu cÇu sö dông gç ®ßi hái Ýt nhÊt lµ 4 triÖu m3 gç/n¨m. Do ®ã, viÖc cung cÊp gç
tõ rõng tù nhiªn còng nh- rõng trång cña n-íc ta lµ ch-a ®¸p øng ®-îc 23 .
§Ó gi¶i quyÕt nh÷ng vÊn ®Ò trªn, c¸c nhµ khoa häc ®· ®i s©u vµo nghiªn cøu
c«ng nghÖ chÕ biÕn c¸c lo¹i gç vµ t×m vËt liÖu thay gç nh»m t¨ng chÊt l-îng còng
nh- sö dông hiÖu qu¶ gç, t¨ng lîi Ých vÒ kinh tÕ còng nh- lµm gi¶m ¸p lùc ®èi víi
rõng. NhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu ®· mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ x· héi cao nh-:
c«ng nghÖ s¶n xuÊt v¸n d¨m, v¸n d¸n, v¸n ghÐp thanh, c«ng nghÖ biÕn tÝnh gç. ë
ViÖt Nam trong nh÷ng n¨m võa qua ®· cã rÊt nhiÒu dù ¸n ®Çu t- vµo d©y chuyÒn s¶n
xuÊt v¸n d¨m, v¸n ghÐp thanh, v¸n MDF… ChÝnh v× vËy t×nh tr¹ng khan hiÕm
nguyªn liÖu ngµy mét gia t¨ng. Do ®ã, viÖc t×m kiÕm nguyªn liÖu míi ngoµi gç nhc¸c hä tre, tróc, c©y bôi…, hay c¸c thø liÖu trong n«ng nghiÖp nh- b· mÝa, r¬m r¹,
vá l¹c, vá trÊu, c©y mét l¸ mÇm nh-: cä, dõa, cau, thèt nèt…lµ rÊt cÇn thiÕt vµ cÊp
b¸ch. §©y lµ nh÷ng lo¹i thø liÖu rÎ tiÒn, cã gi¸ thµnh nguyªn liÖu thÊp vµ dÔ kiÕm.
Víi nh÷ng lo¹i nguyªn liÖu nµy th× tr÷ l-îng cña hä c©y mét l¸ mÇm lµ t-¬ng
®èi lín, ®Æc biÖt lµ c©y dõa. Theo tµi liÖu cña HiÖp héi dõa Ch©u ¸ 35 vµ tæ chøc
FAO (2004) th× tr÷ l-îng dõa cña ViÖt Nam hiÖn nay cã diÖn tÝch kho¶ng 153000
ha.
§ång thêi theo TS Hoµng Xu©n Niªn 23 dõa tr-ëng thµnh cã ®-êng kÝnh
trung b×nh lµ 25-35 cm vµ cã chiÒu cao trung b×nh tõ 25-30 m, víi mËt ®é
120-150 c©y/ha th× tr÷ l-îng th©n dõa -íc tÝnh vµo kho¶ng 31940000 m3. §©y lµ
2
tiÒm n¨ng to lín cña “rõng dõa” ViÖt Nam. Víi khèi lîng nh vËy vµ víi chu kú
sau 25-30 n¨m ngêi d©n chÆt bá c©y dõa “l·o” thay thÕ c©y non th× trung
b×nh mçi n¨m chóng ta cã kho¶ng 1000000-1500000 m 3 /n¨m. §©y lµ khèi
l-îng th©n dõa rÊt lín cã thÓ sö dông trong c«ng nghÖ chÕ biÕn nh»m ®¸p øng mét
phÇn nguån nguyªn liÖu cho s¶n xuÊt. Nh-ng c¨n cø vµo sè liÖu cña HiÖp héi dõa
Ch©u ¸ chóng ta nhËn thÊy tr÷ l-îng rõng dõa ë n-íc ta ngµy cµng gi¶m. Nguyªn
nh©n chñ yÕu lµ do viÖc sö dông th©n c©y dõa nãi riªng vµ c¶ c©y dõa nãi chung lµ
ch-a hiÖu qu¶, ng-êi d©n ®· ph¸ bá vµ chuyÓn ®æi sang c©y trång kh¸c. ViÖc t×m
kiÕm nh÷ng gi¶i ph¸p c«ng nghÖ nh»m n©ng cao hiÖu qu¶ kinh tÕ cña c©y dõa (®Æc
biÖt lµ nh÷ng vïng chØ cã c©y dõa nh: BÕn Tre, CÇn Th¬, Cµ Mau…) lµ mét vÊn ®Ò
mang tÝnh cÊp thiÕt.
§Ó cã c¬ së khoa häc cho viÖc ®Þnh h-íng sö dông gç dõa ®¹t hiÖu qu¶ kinh
tÕ cao tr-íc hÕt cÇn cã nh÷ng nghiªn cøu c¬ b¶n vÒ cÊu t¹o, c¸c tÝnh chÊt c¬, lý, ho¸
cña lo¹i c©y nµy. §ång thêi nh÷ng gi¶i ph¸p c«ng nghÖ kh¶ thi n©ng cao hiÖu qu¶
kinh tÕ cña c©y dõa lµ ®éng lùc ph¸t triÓn më r«ng qui m«, g©y trång l¹i c©y dõa
nh»m cung cÊp nguyªn liÖu cho ngµnh ChÕ biÕn.
Tõ nh÷ng yªu cÇu thùc tiÔn vµ luËn ®iÓm khoa häc trªn, chóng t«i thùc hiÖn
®Ò tµi nghiªn cøu:
“ Nghiªn cøu ®Æc ®iÓm cÊu t¹o, tÝnh chÊt chñ yÕu cña phÇn biªn th©n c©y
dõa vµ ®Þnh h-íng sö dông trong c«ng nghÖ bãc.”
3
Ch-¬ng 1
Tæng quan
1.1. L-îc sö nh÷ng vÊn ®Ò nghiªn cøu
1.1.1. §iÒu kiÖn sinh tr-ëng - Ph©n bè - §Æc tÝnh sinh th¸i
Dõa ta (Cocos nucifera L) lµ c©y mét l¸ mÇm, ®-îc trång tõ qu¶, thÝch
hîp trªn vïng ®Êt cã ®é cao d-íi 300 m so víi mÆt n-íc biÓn, l-îng m-a
®Òu trong n¨m, tèi thiÓu 1500 mm, trªn ®Êt c¸t mÆn, ®é phÌn tõ trung b×nh
trë lªn. Ph©n bè tù nhiªn cña c©y dõa lµ vïng ®Êt c¸t ven biÓn nh- c¸c tØnh
®ång b»ng s«ng Cöu Long (BÕn Tre, B×nh D¬ng, Cµ Mau… ) c¸c tØnh
duyªn h¶i Trung bé (B×nh §Þnh, Qu¶ng Ng·i, Qu¶ng Nam, Thanh Ho¸...)
ngoµi ra dõa cßn ®-îc trång ë mét sè tØnh ë B¾c bé nh-ng víi tr÷ l-îng
rÊt nhá. Toµn bé rõng dõa ViÖt Nam chia lµm hai nhãm dõa chÝnh ®ã lµ:
Nhãm gièng dõa cao
Nhãm gièng dõa lïn
(dïng lÊy dÇu, chÕ biÕn c¸c s¶n phÈm kh¸c)
( dïng n-íc uèng)
-
Dõa ta ( xanh, vµng)
-
Dõa xiªm ( xanh, ®á)
-
Dõa d©u (xanh, vµng)
-
Dõa Tam quan
-
Dõa löa
-
Dõa Îo (n©u, xanh)
-
Dõa gÊy
-
Dõa døa
-
Dõa bung
-
Dõa nóm
-
Dõa ®Æc ruét
-
….
Trong ®ã dõa ta chiÕm tû lÖ kho¶ng 70% tr÷ l-îng, dõa d©u kho¶ng
15%, 15% cßn l¹i lµ c¸c gièng dõa kh¸c.
Víi dõa ta th× h×nh th¸i c©y dõa cã d¸ng th¼ng ®øng, h×nh trô trßn,
®é thon t-¬ng ®èi nhá. Th©n dõa cã ®-êng kÝnh trung b×nh 25-35 cm, chiÒu dµi
th©n c©y 25-30 m. C¸c tµu l¸ cã chiÒu dµi 2,5-3,5 m, mäc quanh th©n,
trung b×nh mçi n¨m cã thÓ ra 6-7 l¸. L¸ kÐp d¹ng l«ng chim dµi 0,5-1,0 m,
réng 3-4 cm. Hoa ®¬n tÝnh, kh«ng cuèng. Hoa c¸i 25-35 hoa/1 buång. Hoa
®ùc 7000-9000 hoa/1 buång. Hoa c¸i mµu vµng pha lôc nh¹t, ®-êng kÝnh
1-2 cm. Qu¶ dõa thµnh thôc tõ 8 ®Õn 12 th¸ng, cã ®-êng kÝnh 10-25 cm.
4
C©y dõa 4-6 tuæi b¾t ®Çu cã tr¸i vµ liªn tôc 30-40 n¨m nh-ng ngoµi 25-30
n¨m th× n¨ng suÊt b¾t ®Çu gi¶m. V× vËy ng-êi d©n th-êng chÆt bá dõa ®Ó
trång míi.
1.1.2. Mét sè th«ng tin vÒ s¶n phÈm dõa
C¸c trung t©m dõa lµ vïng duyªn h¶i nhiÖt ®íi Ch©u ¸, T©y b¸n cÇu,
Ch©u Phi... víi tæng diÖn tÝch che phñ kho¶ng 10 triÖu ha. S¶n phÈm chÝnh
cña c©y dõa lµ c¬m dõa. Theo HiÖp héi c©y dõa thÕ giíi, n¨m 1995 s¶n
l-îng c¬m dõa lµ 3100000 tÊn, trong ®ã Ch©u ¸ 2565000 tÊn, T©y b¸n cÇu
135000 tÊn, Ch©u Phi lµ 120000 tÊn... Ngoµi c¬m dõa, x¬ dõa ®· vµ ®ang
®-îc sö dông hiÖu qu¶ vµ cho gi¸ trÞ kinh tÕ cao, cßn c¸c lo¹i thø liÖu
kh¸c cho ®Õn nay nh×n chung cã gi¸ trÞ thÊp. ViÖc nghiªn cøu sö dông
th©n c©y dõa, l¸ dõa, buång dõa thùc sù ch-a hiÖu qu¶, v× vËy cuéc sèng
ng-êi trång dõa rÊt khã kh¨n.
ë ViÖt Nam, dõa ®-îc trång réng r·i ë nhiÒu tØnh, tæng diÖn tÝch
che phñ 142504 ha. TËp trung lµ vïng duyªn h¶i miÒn Trung vµ t©y Nam
bé. S¶n l-îng th©n dõa b×nh qu©n 1200000-1300000 tÊn/n¨m. Nh- vËy,
c©y dõa cã tiÒm n¨ng lín nÕu biÕt khai th¸c vµ sö dông hîp lý, nã thùc sù
trë thµnh nguån tµi nguyªn cã gi¸ trÞ vÒ nhiÒu mÆt. D-íi ®©y lµ nh÷ng
th«ng tin chung cña c©y dõa khu vùc Nam bé (b¶ng 1.1).
B¶ng 1.1. Th«ng tin vÒ c©y dõa ViÖt Nam
ChØ tiªu
§¬n vÞ
KÕt qu¶
C©y/ha
120-150
N¨ng suÊt
tr¸i/c©y/n¨m
40-50
N¨ng suÊt
tr¸i/ha/n¨m
5600-7500
Gi¸ mét qu¶ dõa ViÖt Nam
VN§
1500
Gi¸ 1 tÊn x¬ dõa lo¹i 1
USD
165-185
Gi¸ 1 tÊn than tõ g¸o dõa
USD
210
Gi¸ 1 tÊn bét x¬ dõa
USD
130
Gi¸ 1 th©n c©y dõa
VN§
300000-500000
ha
153000
Sè l-îng c©y
DiÖn tÝch dõa (2004)
5
1.1.3. CÊu t¹o vµ tÝnh chÊt vËt lý cña gç c©y dõa
Th©n c©y dõa cã cÊu t¹o h×nh trô kh«ng cµnh nh¸nh, chiÒu cao cã
thÓ tíi 30m. §-êng kÝnh trung b×nh 25-35cm. Gç c©y dõa cã cÊu t¹o gåm
c¸c bã m¹ch ph©n bè, r¶i r¸c, xen kÏ gi÷a c¸c tÕ bµo m« mÒm, c¸c bã
m¹ch ®-îc t¹o thµnh tõ c¸c èng m¹ch cã t¸c dông dÉn truyÒn nhùa, c¸c tÕ
bµo sîi gç lµ c¸c tÕ bµo v¸ch dµy cã t¸c dông chÞu lùc. Ngoµi ra cßn cã
c¸c tÕ bµo liªn kÕt kh¸c. MËt ®é c¸c bã m¹ch thay ®æi dÇn tõ ngoµi vµo
trong: líp ngoµi dµy ®Æc, líp trong rÊt mÒm cÊu t¹o chñ yÕu bëi c¸c tÕ bµo
m« mÒm. Gç c©y dõa kh«ng cã tÕ bµo tia gç (®iÒu nµy h¹n chÕ dÉn truyÒn
nhùa theo ph-¬ng xuyªn t©m). Theo HiÖp héi dõa ch©u ¸, ng-êi ta ph©n
vïng trªn mÆt c¾t ngang th©n c©y dõa vµ ®-îc chia thµnh ba phÇn kh¸c
biÖt:
Líp ngoµi (vïng 1): réng 1-1,5 cm, lµ phÇn mÆt ngoµi cña th©n c©y
bao gåm mét chuçi c¸c sîi gç mµu n©u sÉm. Líp nµy t-¬ng øng víi líp vá
c©y cña c¸c loµi gç th«ng th-êng.
Líp kÕ tiÕp (vïng 2): réng 5-7 cm, cÊu t¹o chñ yÕu lµ m¹ch gç.
Líp trong cïng (vïng 3-phÇn t©m): bao gåm chñ yÕu lµ c¸c m«
mÒm.
PhÇn nèi kÕt gi÷a phÇn ngoµi (hay gäi lµ vá c©y) víi phÇn phÝa trong
kÒ nã lµ phÇn cã sîi v× vËy viÖc bãc vá c©y sÏ rÊt khã kh¨n.
C¸c tÕ bµo trong gç c©y dõa sÏ tiÕp tôc t¨ng lªn vÒ chiÒu dµy trong
suèt ®êi sèng cña c©y. Lu men trong gç phÇn lín biÕn mÊt khái c¸c sîi gç.
Do ®ã, khèi l-îng thÓ tÝch gi¶m tõ gèc tíi ngän. §èi víi nh÷ng c©y cßn
non, ë phÇn ngän khèi l-îng thÓ tÝch cña gç ë líp ngoµi kho¶ng 300 kg/m 3
vµ líp trong kho¶ng 90 kg/m 3 32 , 33 . Trong khi ®ã khèi l-îng thÓ tÝch
cña c©y gç tr-ëng thµnh cao h¬n nhiÒu, vµo kho¶ng 900 kg/m 3 ®èi víi gç
líp ngoµi vµ kho¶ng 250 kg/m 3 ®èi víi gç líp trong. Nh÷ng con sè trªn
®©y cã thÓ sÏ rÊt kh¸c nhau tuú thuéc vµo gièng c©y, ®Æc ®iÓm sinh th¸i, vÞ
trÝ ®Þa lý…
6
Gç c©y dõa sau khi chÆt h¹ cã ®é Èm gÇn nh- b·o hoµ trªn toµn bé
th©n c©y. Nãi chung, gç dõa rÊt khã sÊy khi ®Ó ë d¹ng gç trßn, trõ khi c©y
®-îc bãc vá. Gç sau khi xÎ cã chiÒu dµy kho¶ng 25 cm, rÊt dÔ sÊy. Tuy
nhiªn víi nh÷ng tÊm v¸n cã chiÒu dµy lín h¬n th× qu¸ tr×nh sÊy rÊt chËm.
Khèi l-îng riªng cña c©y dõa ph©n bè tuú thuéc vµo vÞ trÝ trªn c©y,
vïng sinh th¸i, ®é tuæi... Nh-ng trªn cïng ®-êng trßn ®ång t©m cã trÞ sè
t-¬ng ®èi ®ång ®Òu chóng ta cã thÓ chia mÆt c¾t ngang thµnh 4 vïng khèi
l-îng riªng (b¶ng 1.2).
TrÞ sè cao lµ cña nh÷ng c©y giµ. Theo chiÒu däc th©n c©y khèi l-îng
riªng gi¶m dÇn, phÇn ngän cao h¬n 0,2 g/cm 3 . Tuú theo vïng khèi l-îng
riªng mµ ®-îc sö dông ë c¸c môc ®Ých kh¸c nhau. Trªn h×nh 1.1 vïng 1
(tõ ngoµi vµo) lµ vïng cã khèi l-îng riªng cao, vïng 2 -trung b×nh cao,
vïng 3-trung b×nh thÊp, vïng 4-vïng thÊp. Còng tõ ®ã mµ ph-¬ng ph¸p gia
c«ng chÕ biÕn lµ kh¸c nhau. C©y dõa cã d¸ng th¼ng ®øng, ®é thon nhá tõ
gèc ®Õn ngän, tÝnh chÊt c¬ häc gi¶m, ®é Èm t¨ng, ®é Èm gèc 50-60 % ë
ngän kho¶ng 35 %. ChiÒu dµi th©n kinh tÕ trung b×nh lµ 2,5 m. H×nh 1.1
mÆt c¾t ngang cña c©y dõa 23 .
B¶ng 1.2. Khèi l-îng riªng cña gç dõa ë c¸c vïng ®o¹n th©n kinh tÕ
Vïng
I
Khèi l-îng riªng g/cm3
II
III
IV
0,50-0,56
0,46-0,50
0,36-0,45
0,25-0,35
4
2
1
H
×
n
h
1
.
H×nh 1.1. Ph©n vïng khèi l-îng thÓ tÝch
th©n c©y dõa
1
.
P
7
Cßn theo HiÖp héi dõa Ch©u ¸ th× hä ®· so s¸nh khèi l-îng thÓ tÝch
cña dõa víi mét sè lo¹i gç th«ng dông vµ ph©n vïng khèi l-îng thÓ tÝch
dõa nh- sau 32 :
B¶ng 1.3. So s¸nh mét sè tÝnh chÊt vËt lý cña gç dõa víi mét sè lo¹i gç
th«ng dông cña Ch©u ¸
Gç c©y dõa
Vïng 2
C©y
(Dipterocarp
Vïng 1
C©y White
Lauan
Tangguile
us
(Pentacme
(Shorea
grandiflorut )
TÝnh chÊt
C©y Apitong
concorta )
polysperma)
Vïng 3
§é Èm, %
87
182
356
83
85
88
KLTT. kg/m 3
697
473
286
691
441
466
3
2
1
H×nh 1.2. Ph©n vïng khèi l-îng thÓ tÝch th©n c©y dõa theo HiÖp héi
dõa Ch©u ¸
Trong ®ã:
+ Vïng 1: vïng gi¸p vá;
+ Vïng 2: vïng gi¸p vïng 1 vµ vïng lâi;
+ Vïng 3: vïng lâi.
8
1.1.4. §é bÒn tù nhiªn cña gç c©y dõa
Gç c©y dõa lµ lo¹i gç mµ kh¶ n¨ng tù nhiªn chèng l¹i sù ph¸ ho¹i
cña c«n trïng vµ nÊm h¹i gç rÊt thÊp (nÕu ®Ó gç ë ngoµi trêi víi ®iÒu kiÖn
tù nhiªn). Gç cã khèi l-îng thÓ tÝch thÊp, sö dông tiÕp xóc víi ®Êt, cã thÓ
bÞ ph¸ ho¹i bëi sinh vËt ph¸ gç trong vßng 3-18 th¸ng, trong khi ®ã gç cã
khèi l-îng thÓ tÝch cao cã thÓ bÞ ph¸ huû 2-3 n¨m. Ngoµi ra nÊm môc cã
thÓ ph¸ huû rÊt nhanh c¸c lo¹i gç cã khèi l-îng thÓ tÝch cao. Mèi còng cã
thÓ tÊn c«ng, x©m nhËp vµ ph¸ ho¹i rÊt nhanh c¸c vËt liÖu gç sö dông
ngoµi trêi, tiÕp xóc víi ®Êt. §èi víi gç c©y dõa sö dông d¹ng cét trong
m«i tr-êng n-íc biÓn, gi÷ nguyªn vá cã thÓ sö dông trªn 3 n¨m.
Gç xÎ t-¬i vµ hai mÆt c¾t ë ®Çu khóc gç trßn sau khi chÆt h¹ rÊt dÔ
bÞ tÊn c«ng bëi nÊm mèc vµ biÕn mµu. ViÖc b¶o qu¶n phßng chèng nÊm
mèc vµ biÕn mµu trong ®iÒu kiÖn m«i tr-êng khÝ hËu nhiÖt ®íi lµ rÊt khã
kh¨n. Trong tr-êng hîp gç sau chÆt h¹ mµ kh«ng thÓ sÊy ®-îc th× sau khi
xÎ cÇn ph¶i b¶o qu¶n chèng mèc.
Ngoµi ra, gç t-¬i còng rÊt dÔ bÞ tÊn c«ng ph¸ ho¹i c ña c¸c lo¹i c«n
trïng h¹i gç t-¬i thuéc bé c¸nh cøng nh- xÐn tãc, mät. Tuy nhiªn, sù ph¸
ho¹i nµy kh«ng qu¸ nghiªm träng, nã sÏ dõng l¹i khi gç kh«. Song sù ph¸
ho¹i ®ã cã thÓ ®Ó l¹i mét sè lç nhá cã mµu ®en trªn gç, lµm gi¶m gi¸ trÞ
th-¬ng phÈm cña gç. Cã thÓ sö dông ph-¬ng ph¸p sÊy, hong ph¬i hoÆc
ng©m tÈm gç trong dung dÞch thuèc b¶o qu¶n thÝch hîp ®Ó b¶o qu¶n phßng
chèng c«n trïng h¹i gç t-¬i.
§èi víi gç kh« còng dÔ dµng bÞ bëi c¸c lo¹i c«n trïng h¹i gç kh«
(nh- mèi gç kh« tÊn c«ng ph¸ ho¹i), tuy nhiªn chóng chØ ph¸ ho¹i phÇn gç
cã khèi l-îng thÓ tÝch thÊp, cã chøa c¸c chÊt thÝch hîp lµm thøc ¨n cho
mèi. §èi víi gç tr-ëng thµnh cã khèi l-îng thÓ tÝch cao cã kh¶ n¨ng
phßng chèng ®èi víi c¶ mèi ®Êt vµ thùc tÕ cho thÊy con ng-êi ®· sö dông
gç nµy lµm vËt liÖu x©y dùng rÊt tèt trong nhiÒu thËp kû. Víi nh÷ng
tr-êng hîp sö dông gç ngoµi trêi hoÆc tiÕp xóc víi ®Êt cho môc ®Ých sö
9
dông l©u dµi, cÇn ph¶i tiÕn hµnh b¶o qu¶n gç b»ng thuèc b¶o qu¶n thÝch
hîp.
1.1.5. HiÖn tr¹ng chÕ biÕn gç dõa vµ triÓn väng
1.1.5.1. Trªn thÕ giíi
Theo tµi liÖu cña HiÖp héi dõa Ch©u ¸ 32 th× diÖn tÝch rõng dõa tËp
trung ë mét sè n-íc nh- Ên §é, Th¸i Lan, Malaysia, Philippines… lµ nh÷ng
n-íc cã diÖn tÝch dõa lín.
B¶ng 1.4. DiÖn tÝch dõa trång ë mét sè n-íc Ch©u ¸
N-íc
DiÖn tÝch dõa (ha) n¨m 1995
Indonesia
3712000
Philippines
3164000
Ên §é
1669000
Sri Lanka
419000
Th¸i Lan
412000
Malaysia
290000
Papua New Guinea
260000
ViÖt Nam
186000
Vanuatu
96000
…
…
Tæng
10437000
Víi diÖn tÝch dõa nh- trªn, th× tr÷ l-îng dõa ë Ch©u ¸ lµ rÊt lín vµ
kÐo theo l-îng c©y dõa l·o cÇn chÆt ®i ®Ó trång míi còng rÊt lín. Song
hiÖn nay ng-êi ta chØ sö dông gç dõa trong hµng méc nh-: c¸c chi tiÕt
chÞu t¶i (xµ, dÇm), v¸n l¸t sµn, cöa sæ vµ cöa ra vµo, t-êng - v¸ch ng¨n, ®å
méc gia dông, ®å mü nghÖ lµ phæ biÕn. Ngoµi ra NhËt B¶n ®· nghiªn cøu
thµnh c«ng dïng c«ng nghÖ EDS ®Ó sÊy c¶ th©n c©y dõa, víi c«ng nghÖ
nµy ®· rót ng¾n thêi gian sÊy xuèng cßn 1/4 thêi gian sÊy theo c«ng nghÖ
th«ng th-êng vµ dung tÝch lß sÊy cã thÓ t¨ng gÊp 3 lÇn so víi lß sÊy hiÖn
10
nay. S¶n phÈm sau sÊy nµy ®-îc dïng nh- gç trßn b×nh th-êng dïng lµm
®å méc th«ng dông (h×nh 1.3).
H×nh 1.3. S¶n phÈm sö dông c«ng nghÖ EDS- NhËt B¶n
Theo nghiªn cøu míi ®©y cña t¸c gi¶ Erwinsyah thuéc viÖn ng hiªn
cøu dÇu cä cña Indonesia hä ®· nghiªn cøu sö dông buång c©y dÇu thuéc hä Dõa
lµm v¸n c¸ch ©m vµ c¸ch nhiÖt sinh th¸i sau khi ®· lo¹i bá tuû. Tuy vËy c¸c biÖn
ph¸p nµy chØ ®-îc ¸p dông ë ph¹m vi hÑp mµ ch-a ®-îc phæ biÕn réng r·i trªn thÕ
giíi.
1.1.5.2. ë ViÖt Nam
C©y dõa tËp trung ë khu vùc duyªn h¶i miÒn Trung vµ t©y Nam bé
víi tæng diÖn tÝch c¶ n-íc kho¶ng 153000 ha, hÇu hÕt c¸c tØnh ë 2 vïng
dõa nãi trªn ®Òu cã diÖn tÝch trång trªn 10000 ha. C¸c rõng dõa ®Òu trång
ven s«ng, c¸c kªnh r¹ch vµ ven biÓn. ë miÒn B¾c diÖn tÝch trång dõa gÇn
nh- kh«ng cã, chñ yÕu lµ trång l¸c ®¸c trong nhµ d©n lµm c©y bãng m¸t vµ
lÊy qu¶.
B¶ng 1.5. DiÖn tÝch trång dõa ë ViÖt Nam theo c¸c n¨m
N¨m
1990
DiÖn tÝch
1995
1996
1997
1998
2004
120894
172879
154417
143239
142504
153000
C¨n cø vµo thèng kª cña tæ chøc FAO (2004) tæng diÖn tÝch dõa lµ 153000 ha
th× tr÷ l-îng c©y dõa thuéc diÖn khai th¸c lµ t-¬ng ®èi lín. L-îng dõa nµy cã thÓ
thay thÕ mét l-îng gç lín cho c«ng nghiÖp ChÕ biÕn l©m s¶n.
11
VÒ sö dông vµ nghiªn cøu
ë ViÖt Nam nh÷ng nghiªn cøu vÒ c©y dõa nãi chung vµ sö dông dõa
nãi riªng cßn rÊt Ýt.
- N¨m 2000-2004, Hoµng Xu©n Niªn trong luËn ¸n tiÕn sÜ cña m×nh ®·
nghiªn cøu mét sè yÕu tè c«ng nghÖ s¶n xuÊt v¸n d¨m tõ nguyªn liÖu x¬
dõa. 22
- Nghiªn cøu sö dông cäng c©y dõa n-íc ®Ó s¶n xuÊt v¸n d¨m cña PGS.
TS NguyÔn Träng Nh©n.
- Lùc c¾t x¬ dõa ®· ®-îc ®Ò cËp trong nghiªn cøu cña PGS.TS Hoµng H÷u
Nguyªn vµ TS Hoµng Xu©n Niªn. 22
- NguyÔn ViÖt ChiÕn (2000) rõng dõa BÕn Tre nguy c¬ bÞ tµn ph¸ bëi c«n
trïng nhËp khÈu, B¸o Thanh niªn sè 144 (767) ngµy 02/6/2000.
- H¶i B»ng (1999) gi¸ dõa lªn nhê xuÊt khÈu, thêi b¸o kinh tÕ ViÖt Nam
sè 54 thø 4 ngµy 07/7/1999.
VÒ sö dông: nh- ph©n tÝch ë trªn nh÷ng nghiªn cøu c¬ b¶n vÒ c©y dõa lµ
cßn h¹n chÕ v× vËy vÊn ®Ò sö dông gç dõa còng ch-a ph¸t triÓn.
ë ®ång b»ng s«ng Hång, khu vùc §«ng B¾c vµ T©y B¾c, dõa chñ
yÕu vÉn lµ c©y ®-îc dïng lµm bãng m¸t vµ ¨n qu¶. Gç cña c©y dõa hÇu
nh- kh«ng ®-a vµo sö dông.
ë c¸c tØnh ®ång b»ng s«ng Cöu Long ®Òu cã x-ëng chÕ biÕn gç dõa,
song quy m« nhá, chØ gåm 1-2 c-a CD 4 vµ 1-3 c-a ®Üa. Gç dõa ë ®©y chñ
yÕu ®-îc chÕ biÕn thµnh c¸c lo¹i v¸n, thanh dïng trong gia ®×nh vµ phÇn
lâi xèp mÒm th-êng bá ®i. Nh×n chung c«ng nghÖ chÕ biÕn gç dõa mang
tÝnh tËp qu¸n cò, hiÖu qu¶ thÊp vµ gÇn nh- ch-a cã t¸c ®éng khoa häc kü
thuËt ®Ó n©ng cao hiÖu qu¶ sö dông gç th©n c©y dõa nãi riªng vµ c©y dõa
nãi chung.
Tãm l¹i, nh÷ng nghiªn cøu vÒ c©y dõa cßn rÊt h¹n chÕ. Nh÷ng
nghiªn cøu c¬ b¶n ®Ó lùa chän h-íng sö dông cã hiÖu qu¶ nhÊt cho lo¹i
c©y nµy ch-a ®-îc quan t©m ®óng møc. Trong thùc tÕ chóng ta ®· dïng gç
12
cña c©y nµy ®Ó s¶n xuÊt v¸n ghÐp thanh phñ mÆt (®Æc biÖt ë c¸c tØnh ®ång
b»ng s«ng Cöu Long) nh-ng còng ch-a ®¸nh gi¸ ®-îc chÊt l-îng cña gç
dõa trªn c¬ së khoa häc. Thùc tÕ còng cho thÊy gç dõa rÊt dÔ mèc, tuy vËy
ë n-íc ta viÖc nghiªn cøu b¶o qu¶n cho lo¹i gç nµy (b¶o qu¶n d¹ng trßn
gç s¶n phÈm) cßn rÊt h¹n chÕ.
Do vËy ®Ó sö dông gç dõa cã hiÖu qu¶ nhÊt chóng ta cÇn cã gi¶i
ph¸p kh¾c phôc khuyÕt tËt cña gç, ¸p dông c«ng nghÖ míi nh»m lµm thay
®æi gi¸ trÞ cña gç dõa trªn c¬ së ph¸t huy -u ®iÓm hay kh¾c phôc nh-îc
®iÓm cña nã.
1.2. Môc tiªu, néi dung, ph¹m vi vµ ph-¬ng ph¸p nghiªn cøu
1.2.1. Môc tiªu nghiªn cøu
- §-a ra ®-îc kÕt qu¶ vÒ ®Æc ®iÓm cÊu t¹o, tÝnh chÊt c¬ lý, thµnh
phÇn ho¸ häc cña phÇn biªn c©y dõa (vïng 1, 2, 3).
- §¸nh gi¸ kh¶ n¨ng t¹o v¸n máng tõ vïng biªn c©y dõa ®Ó s¶n xuÊt
v¸n d¸n.
1.2.2. Ph¹m vi nghiªn cøu
C¨n cø thêi gian nghiªn cøu h¹n ®Þnh chóng t«i chØ tËp trung vµo
c¸c giíi h¹n sau:
- Nghiªn cøu c¸c tÝnh chÊt c¬ b¶n phÇn biªn (vïng 1, 2, 3) th©n gç
dõa ë BÕn Tre víi ®é tuæi 25.
- §¸nh gi¸ kh¶ n¨ng sö dông phÇn biªn (vïng 1, 2, 3) th©n c©y dõa
cho c«ng nghÖ bãc.
1.2.3. Néi dung nghiªn cøu
§iÒu tra th«ng sè h×nh häc cña th©n c©y dõa
- Th«ng sè vÒ ®-êng kÝnh.
- Th«ng sè vÒ ®é cong vµ ®é thãt ngän.
- Th«ng sè vÒ khuyÕt tËt tù nhiªn.
X¸c ®Þnh cÊu t¹o, tÝnh chÊt vËt lý, c¬ häc chñ yÕu vµ thµnh phÇn ho¸ häc
c¬ b¶n cña phÇn biªn th©n (vïng 1, 2, 3) c©y dõa.
§¸nh gi¸ kh¶ n¨ng sö dông phÇn biªn th©n c©y dõa cho c«ng nghÖ bãc.
13
1.2.4. Ph-¬ng ph¸p nghiªn cøu
Qu¸ tr×nh nghiªn cøu ®-îc tiÕn hµnh theo ph-¬ng ph¸p thùc nghiÖm,
dùa trªn hÖ thèng tiªu chuÈn trong n-íc vµ Quèc tÕ (hiÖn nay c¸c tiªu
chuÈn dïng ®Ó thö tÝnh chÊt c¬ vËt lý ë n-íc ta vµ trªn thÕ giíi ch- a cã,
do ®ã chóng t«i dïng TCVN cho gç th«ng th-êng):
(1) Chän rõng, chän c©y, c¾t khóc vµ x¸c ®Þnh tÝnh chÊt c¬ lý cña gç theo
tiªu chuÈn ViÖt Nam tõ
TCVN 355-70 ®Õn TCVN 370-70 më réng
(1/1998) 29 .
(2) Nghiªn cøu cÊu t¹o gi¶i phÉu theo tµi liÖu 25 , 24 . Ph©n lo¹i ®Æc ®iÓm
cÊu t¹o gç theo tµi liÖu 34 .
(3) Ph©n tÝch 1 sè thµnh phÇn ho¸ häc gç theo TAPPI T 13-OS-54; TAPPI
15-OS-58; TAPPI T 1-OS-59; TAPPI T 4-OS-54; TAPPI 6-OS-59 25 . C¸c
chØ tiªu ®ã ®-îc thùc hiÖn t¹i Tr-êng §¹i häc L©m nghiÖp.
(4) ThuËt ng÷ m« t¶ cÊu t¹o vµ tÝnh chÊt gç theo PGS.TS NguyÔn §×nh
H-ng.
(5) §¸nh gi¸ chÊt l-îng v¸n máng theo tiªu chuÈn Sealpa, ISO 24262:2000(E).
(6) §¸nh gi¸ chÊt l-îng v¸n d¸n thö nghiÖm theo tiªu chuÈn OTC 962472
(7) Sö dông ph-¬ng ph¸p ph©n tÝch thèng kª ®Ó xö lý vµ ®¸nh gi¸ kÕt qu¶
theo TCVN 356-70 söa ®æi (1/1998) 29 b»ng phÇn mÒm Excel 5.0 trªn
m¸y vi tÝnh vµ ®¶m b¶o hÖ sè chÝnh x¸c P nhá h¬n5%.
(8) KÕ thõa c¸c c«ng tr×nh khoa häc ®· nghiªn cøu.
(9) Nghiªn cøu cÊu t¹o, tÝnh chÊt c¬ lý vµ thµnh phÇn ho¸ häc ®-îc x¸c
®Þnh trªn thiÕt bÞ t¹i phßng thÝ nghiÖm trung t©m khoa ChÕ biÕn l©m s¶n vµ
Trung t©m nghiªn cøu thùc nghiÖm vµ chuyÓn giao c«ng nghÖ C«ng nghiÖp
rõng.
14
Ch-¬ng 2
C¬ së lý luËn
2.1. KiÕn thøc chung vÒ v¸ch tÕ bµo
CÊu t¹o gç lµ nh©n tè quan träng vµ lµ c¬ së ®Ó gi¶i thÝch mäi hiÖn t-îng ph¸t
sinh trong qu¸ tr×nh gia c«ng chÕ biÕn vµ sö dông gç. CÊu t¹o vµ tÝnh chÊt cña gç cã
liªn quan mËt thiÕt víi nhau. CÊu t¹o cã thÓ coi lµ biÓu hiÖn bªn ngoµi cña tÝnh chÊt
11 .
VÒ mÆt cÊu t¹o, gç do nhiÒu tÕ bµo cÊu t¹o nªn. Gi÷a 2 tÕ bµo c¹nh nhau lµ
kho¶ng gian bµo cã mµng pectin (®-îc cÊu t¹o b»ng chÊt pectic mµ thµnh phÇn c¬
b¶n lµ axit tetra galacturonic) gäi lµ mµng gi÷a cã møc ®é ho¸ gç cao. Qua nghiªn
cøu vÒ cÊu t¹o gç cho thÊy: v¸ch tÕ bµo gç lµ mét tæ chøc rÊt quan träng cña tÕ bµo.
CÊu t¹o cña v¸ch tÕ bµo ¶nh h-ëng ®Õn c¸c tÝnh chÊt cña gç. V¸ch tÕ bµo chñ yÕu do
cellulose (C6H10O5)n vµ lignin t¹o nªn, lignin tån t¹i trong gç nh- mét chÊt keo g¾n
bã c¸c cellulose l¹i víi nhau thµnh mét khèi v÷ng ch¾c. NhiÒu ph©n tö cellulose liªn
kÕt thµnh mét chuçi cellulose, nhiÒu chuçi cellulose liªn kÕt thµnh mixen cellulose.
NhiÒu mixen cellulose liªn kÕt thµnh bã mixen cellulose. V« sè bã mixen cellulose
cïng víi lignin t¹o thµnh v¸ch tÕ bµo. V¸ch tÕ bµo gåm v¸ch s¬ sinh vµ v¸ch thø
sinh.
+ V¸ch s¬ sinh: máng, ë phÝa ngoµi h×nh thµnh tr-íc tiªn khi tÕ bµo mÑ cña
tÇng ph¸t sinh ph©n sinh ra tÕ bµo con. Thµnh phÇn gåm cã cellulose, hemi cellulose
vµ lignin. Møc ®é ho¸ gç cao nh- mµng gi÷a. Trong v¸ch s¬ sinh c¸c mixen
cellulose s¾p xÕp kh«ng cã trËt tù nªn nã kh«ng cã t¸c dông quyÕt ®Þnh ®Õn tÝnh
chÊt cña gç.
+ V¸ch thø sinh: lµ líp v¸ch h×nh thµnh sau cïng trong qu¸ tr×nh sinh tr-ëng
cña tÕ bµo. So víi mµng gi÷a vµ v¸ch s¬ sinh th× v¸ch thø sinh lµ phÇn dµy nhÊt.
Thµnh phÇn chñ yÕu lµ cellulose vµ mét Ýt lignin, ë v¸ch thø sinh c¸c mixen
cellulose s¾p xÕp cã trËt tù ®-îc chia thµnh 3 líp:
1) Líp ngoµi: máng, n»m s¸t v¸ch s¬ sinh, c¸c mixen cellulose xÕp vu«ng gãc víi
trôc däc tÕ bµo hoÆc nghiªng mét gãc: 70-900 so víi trôc däc tÕ bµo.
15
2) Líp gi÷a: n»m kÕ tiÕp líp ngoµi, ®©y lµ líp dµy nhÊt, c¸c mixen cellulose xÕp
song song víi trôc däc tÕ bµo (trôc däc th©n c©y) hoÆc nghiªng mét gãc nhá h¬n 30 0
so víi trôc däc tÕ bµo.
3) Líp trong: máng, n»m s¸t ruét tÕ bµo, c¸c mixen cellulose trong v¸ch thø sinh
(®Æc biÖt lµ líp gi÷a) cã t¸c dông quyÕt ®Þnh tíi tÝnh chÊt cña gç.
2.2. ¶nh h-ëng cña cÊu t¹o gç ®Õn c«ng nghÖ chÕ biÕn gç
2.2.1. M¹ch gç
Lµ tæ chøc cña nhiÒu tÕ bµo m¹ch gç nèi tiÕp nhau thµnh èng dµi s¾p xÕp theo
chiÒu däc th©n c©y. §©y lµ lo¹i tÕ bµo v¸ch dµy cã kÝch th-íc lín nhÊt nªn dÔ quan
s¸t nhÊt. M¹ch gç chØ cã ë gç l¸ réng, chiÕm mét tû lÖ kh¸ lín, trung b×nh 20-30 %
thÓ tÝch gç 25 , 24 . Tû lÖ m¹ch gç nhiÒu hay Ýt tuú thuéc vµo lo¹i c©y, tuæi, gç
sím, gç muén vµ ®iÒu kiÖn sinh tr-ëng. Vai trß m¹ch gç trong th©n c©y lµ dÉn
truyÒn nhùa nguyªn tõ rÔ lªn l¸, lç th«ng ngang trªn v¸ch tÕ bµo m¹ch gç n»m c¹nh
nhau cã vai trß dÉn truyÒn n-íc, chÊt dinh d-ìng theo chiÒu ngang th©n c©y. Sau khi
chÆt h¹, m¹ch gç vµ lç th«ng ngang trªn m¹ch gç lµm nhiÖm vô l-u th«ng n-íc
trong gç lµm cho gç nhanh kh« 25 . Trong viÖc b¶o qu¶n gç, m¹ch gç cã t¸c dông
lµm cho thuèc thÊm s©u vµ nhanh. Lç th«ng ngang cã t¸c dông vËn chuyÓn thuèc
thÊm theo chiÒu ngang. M¹ch gç lµ mét trong nh÷ng tiªu chuÈn quan träng trong
viÖc nhËn mÆt gç, lµ yÕu tè lµm gi¶m t¸c dông tÝnh chÊt c¬ lý cña gç l¸ réng
25 ,
16 . Mét sè loµi c©y trong m¹ch gç cã thÓ bÝt. ThÓ bÝt lµm cho kh¶ n¨ng thÊm thuèc
b¶o qu¶n bÞ gi¶m, nh-ng phÇn nµy cã t¸c dông chèng l¹i s©u nÊm ph¸ ho¹i 25 .
Mét sè lo¹i gç cã chøa chÊt kÕt tinh trong m¹ch gç.
2.2.2. Sîi gç
Lµ thµnh phÇn chñ yÕu cÊu t¹o nªn gç l¸ réng, chiÕm tØ tÖ trung b×nh lµ 50 %
thÓ tÝch gç 25 . Sîi gç gi÷ vai trß c¬ häc cho c©y ®øng v÷ng, v× thÕ v¸ch tÕ bµo cµng
dµy, ruét tÕ bµo cµng bÐ th× c-êng ®é cµng cao.
16
2.2.3. TÕ bµo
Lµ tÕ bµo v¸ch máng lµm nhiÖm vô dù tr÷ chÊt dinh d-ìng. Lo¹i tÕ bµo nµy chiÕm tØ
träng 2-15 % thÓ tÝch cña gç. NÕu tÕ bµo m« mÒm ph¸t triÓn th× c-êng ®é gç gi¶m
xuèng ®ång thêi gç dÔ bÞ s©u nÊm ph¸ ho¹i 25 , 24 .
2.2.4. Tia gç
Tia gç l¸ réng hoµn toµn do tÕ bµo m« mÒm cÊu t¹o nªn. Tia gç l¸ réng
chiÕm 10-15 % thÓ tÝch, cã lo¹i chiÕm tíi 20-30 % thÓ tÝch 25 . Tia gç g©y ra
nghiªng thí ®èi víi tÊt c¶ c¸c tÕ bµo xÕp däc th©n c©y. Tia gç cµng réng, cµng lín
lµm cho gç nghiªng thí cµng nhiÒu. Thùc nghiÖm ®· chøng minh tia gç cµng nhiÒu
th× sù chªnh lÖch v× søc co d·n gi÷a hai chiÒu xuyªn t©m vµ tiÕp tuyÕn cµng lín 25 .
§©y còng lµ nguyªn nh©n g©y ra nøt nÎ gç. Gç cµng nghiªng thí, chÐo thí khi c¾t
gät tiªu hao cµng nhiÒu c«ng, trong s¶n xuÊt v¸n d¸n, v¸n máng t¹o ra bÒ mÆt bÞ x¬
x-íc lµm gi¶m chÊt l-îng v¸n.
2.3. ¶nh h-ëng cña thµnh phÇn ho¸ häc ®Õn c«ng nghÖ chÕ biÕn gç
2.3.1. Thµnh phÇn nguyªn tè ho¸ häc cña gç
Gç do nhiÒu tÕ bµo cÊu t¹o nªn, nã lµ mét thÓ hçn hîp rÊt phøc t¹p cña c¸c
chÊt cao ph©n tö polysaccarit, gåm cã nhiÒu cacbonic vµ nhãm benzen t¹o thµnh.
Ngoµi c¸c chÊt thµnh phÇn chñ yÕu ra trong gç cßn cã dÇu, nhùa, chÊt ch¸t, chÊt
mµu, tinh dÇu, chÊt bÐo... 7 , 11 . C¸c chÊt cÊu t¹o nªn gç chñ yÕu lµ chÊt h÷u c¬:
chiÕm ®Õn 99-99,9 % thµnh phÇn cÊu t¹o gç gåm cã cellulose, lignin vµ hemi
cellulose.
C¸c chÊt v« c¬: chiÕm 0,3-1 % khi ®èt ch¸y hoµn toµn c¸c chÊt nµy sÏ biÕn
thµnh tro. Hµm l-îng tro -íc tÝnh chõng kho¶ng tõ 0,3-1 % so víi khèi l-îng gç
kh« kiÖt. Hµm l-îng tro phô thuéc vµo vÞ trÝ trong c©y vµ gi¶m dÇn theo tuæi c©y
25 . Tro lµ hîp chÊt cña c¸c nguyªn tè K, Ca, Ma, Mg, Fe... Tuú theo lo¹i gç vµ
®iÒu kiÖn lËp ®Þa gç cã hµm l-îng chÊt v« c¬ kh¸c nhau 7 .
2.3.1.1. TÝnh chÊt c¸c thµnh phÇn ho¸ häc cña gç
Thµnh phÇn ho¸ häc cña gç thay ®æi theo lo¹i c©y vµ ®iÒu kiÖn sinh tr-ëng:
thµnh phÇn ho¸ häc gi÷a phÇn th©n vµ cµnh cã sù kh¸c nhau râ rÖt, tû lÖ cellulose ë
17
cµnh Ýt h¬n rÊt nhiÒu so víi th©n c©y. Ng-îc l¹i lignin, pentozan (lµ nh÷ng chÊt hoµ
tan trong thµnh phÇn n-íc nãng ë cµnh cã nhiÒu h¬n ë th©n) 7 , 25 . §iÒu kiÖn
sinh tr-ëng cña c©y rõng (cÊp ®Êt, ®é cao so víi mÆt n-íc biÓn, cÊp sinh tr-ëng...)
cã ¶nh h-ëng ®Õn thµnh phÇn ho¸ häc cña gç. Theo chiÒu cao th©n c©y c¸c thµnh
phÇn ho¸ häc Ýt thay ®æi 25 .
CÊu t¹o gç gåm cã hai nhãm chÊt 1 , 7 , 11 , 25 :
Nhãm thø nhÊt gåm: cellulose, lignin vµ hemi cellulose lµ nh÷ng chÊt cÊu t¹o
nªn v¸ch tÕ bµo.
Nhãm thø hai gåm: nh÷ng chÊt chiÕt suÊt kh«ng cã trong thµnh phÇn cña
v¸ch tÕ bµo.
Cellulose: lµ thµnh phÇn c¬ b¶n nhÊt trong v¸ch tÕ bµo. Trong gç cellulose
chiÕm 40-50 % träng l-îng. Cellulose bao gåm nh÷ng phÇn kÕt tinh (s¾p xÕp trËt tù
ë møc ®é chÆt chÏ) vµ nh÷ng phÇn rèi lo¹n v« ®Þnh h×nh (rèi lo¹n). Nh÷ng phÇn tö
®ã kh«ng cã ranh giíi râ rÖt. Sù chuyÓn ho¸ tõ ph©n bè cã trËt tù cña m¹ch cellulose
trong m¹ng tinh thÓ lËp ph-¬ng (gäi lµ vi tinh thÓ hay mixen) sang tr¹ng th¸i v«
®Þnh h×nh, trong ®ã cã m¹ch cellulose s¾p xÕp v« trËt tù diÔn ra dÇn dÇn vµ v« ®Þnh
h×nh ë c¸c lo¹i cellulose kh¸c nhau còng kh¸c nhau.
Cellulose lµ polyme ®iÒu chØnh ph©n cùc, cã ®é kÕt tinh cao. Do ®ã rÊt khã
hoµ tan trong c¸c dung m«i th«ng th-êng, v× cellulose cã ®é cøng t-¬ng ®èi cña c¸c
ph©n tö chuçi xuÊt hiÖn mét khuynh h-íng kÕt tinh rÊt m¹nh. Trong c¸c cellulose ®·
kÕt tinh nh÷ng nhãm cã cùc -OH gi÷ chÆt c¸c chuçi b»ng m¹ng l-íi cña c¸c liªn kÕt
hydro ngang 7 .
Cellulose lµ phÇn tö chñ yÕu s¶n sinh ra néi lùc cña gç. Nh÷ng øng lùc nµo
do cellulose t¹o ra ®Òu lµ nh÷ng øng lùc lín nhÊt ( cd ,
kd , ut ), cellulose
còng lµ thµnh phÇn duy nhÊt t¹o ra tÝnh chÊt ®µn håi cña gç. ChÝnh v× thÕ ®é dÎo dai
cña gç do cellulose t¹o nªn. §èi víi mét sè ngµnh chÕ biÕn gç nh- s¶n xuÊt bét
giÊy yªu cÇu tû lÖ cellulose cao (lín h¬n 30 %) sîi gç dµi 25 . Hemicellulose lµ
nh÷ng chÊt polysaccarit cÊu t¹o nªn v¸ch tÕ bµo. Hemicellulose gåm pentozan
18
(C5H8 O4)n vµ hexozan (C6H10 O5)n . §©y lµ polyme kh«ng ®Þnh h×nh, tÝnh æn ®Þnh
ho¸ häc kÐm, phÇn lín tan trong kiÒm. Møc ®é polyme ho¸ cña hemicellulose trung
b×nh tõ 100-250 25 , 31 . Hµm l-îng hexozan vµ pentozan trong c¸c lo¹i gç, c©y
nhiÒu c©y Ýt cã kh¸c nhau. ë c©y gç l¸ réng pentozan chiÕm 15-25 % cßn henxozan
chiÕm tØ lÖ rÊt nhá 3-6 % 11 . Hemi cellulose trong tÕ bµo bao gåm c¸c xylan,
glucomannan vµ arabogalactan 7 , 31 . Sù cã mÆt cña hemi cellulose trong
cellulose lµm t¨ng tèc ®é tr-¬ng në vµ x¬ ho¸ sîi, lµm gi¶m thêi gian nghiÒn vµ ®ì
tèn n¨ng l-îng trong kh©u nghiÒn sîi 7 . Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt giÊy víi mét
hµm l-îng hemicellulose hîp lý t¹o ®iÒu kiÖn cho sù ®an xÕp c¸c sîi lµm mÒm giÊy
vµ v× vËy còng g©y ¶nh h-ëng tíi ®é bÒn cña giÊy. Nh-ng nÕu hµm l-îng hemi
cellulose qu¸ cao, ®é kh¸ng xÐ r¸ch gi¶m v× gi¶m ®é bÒn tõng sîi do träng l-îng
ph©n tö trung b×nh cña hÖ cao ph©n tö 7 . Lignin: sau cellulose, lignin lµ thµnh phÇn
cÊu t¹o chñ yÕu cña v¸ch tÕ bµo. Lignin lµ polyme kh«ng ®Þnh h×nh d¹ng l-íi, ph©n
tö cÊu t¹o m¹ch vßng th¬m, mµu n©u sÉm. So s¸nh víi cellulose, lignin kÐm æn ®Þnh
h¬n rÊt nhiÒu. Lignin trong tÕ bµo thùc vËt n»m ë gi÷a c¸c tÕ bµo lµ chñ yÕu vµ ®-îc
tÝch tô trong suèt qu¸ tr×nh méc ho¸ cña m« thùc vËt. Lignin kh«ng tan trong c¸c
dung m«i th«ng th-êng, kh«ng bÞ ph©n huû nh- c¸c polysacarit 7 . Trong nh÷ng
®iÒu kiÖn vµ ¸p suÊt nhÊt ®Þnh th× lignin sÏ t¸i t¹o trë l¹i tr¹ng th¸i ban ®Çu cã kh¶
n¨ng trïng ng-ng keo. Lignin t¹o ra néi lùc ®Òu lµ nh÷ng lùc nhá nhÊt ( cn ,
kn ,
td , tn , søc chÞu t¸ch...). Trong cÊu tróc v¸ch tÕ bµo, lignin lµ mét chÊt keo b¸m
trªn s-ên cellulose, v× vËy lignin t¹o ra ®é r¾n cho gç. ë vÞ trÝ nµo trong th©n c©y
nÕu hµm l-îng lignin cao th× ë ®Êy gç cøng 25 . §èi víi c«ng nghÖ s¶n xuÊt MDF
yªu cÇu tØ lÖ cellulose vµ lignin cao v× trong qu¸ tr×nh Ðp nhiÖt lignin t¹o nªn c¸c
chÊt t-¬ng tù nh- keo d¸n cã t¸c dông kÕt dÝnh 10 lignin cßn lµm t¨ng kh¶ n¨ng
chÞu n-íc cña s¶n phÈm. §èi víi s¶n xuÊt bét giÊy hµm l-îng lignin gi¶m ®Ó gi¶m
chi phÝ cho sö dông ho¸ chÊt gióp dÔ ph©n ly sîi 28 .
- Xem thêm -