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 5837-6 Hà nội 2005 2 Báo cáo Khoa học tổng kết chuyên đề 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) 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 là những cây gỗ đợc trồng ở nhiều nớc khác nhau và đã đợc nhập vào gây trồng ở Việt Nam. Ban đầu, những cây gỗ này đợc trồng với mục đích phủ xanh đất trống đồi núi trọc, tiếp theo, đợc gây trồng với mục đích làm nguyên liệu sản xuất giấy. Rừng trồng tập trung từ những loại gỗ đã nêu để phục công nghiệp chế biến trong đó phục vụ sản xuất đồ mộc xuất khẩu chỉ mới bắt đầu đợc đề cập. Ngoài những loại cây gỗ lớn chu kỳ dài hơn 20 năm nh Tếch, Sao, Dầu, Vạng, Lát thì phần lớn gỗ rừng trồng là những cây mọc nhanh, chu kỳ ngắn 8-10 năm, đây là những cây gỗ mềm, khối lợng thể tích trung bình, đờng kính thông dụng khi khai thác 8-20 cm. Ngoài ra, một số đặc tính của những loại gỗ này gây khó khăn cho quá trình chế biến. Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến gỗ xuất khẩu phát triển mạnh và mang về cho đất nớc nhiều ngoại tệ, giải quyết nhiều công ăn việc làm cho ngời lao động, nhng nguồn nguyên liệu phần lớn vẫn phải nhập từ nớc ngoài, mẫu mã, chất lợng sản phẩm cũng do nớc ngoài đặt hàng, máy móc thiết bị chế biến hiện đại do nớc ngoài trang bị, ngay cả những hóa chất cần thiết nh keo dán, chất nhuộm mầu, chất phủ trang trí bề mặt cũng do nớc ngoài cung cấp. Nguyên liệu gỗ để phục vụ chế biến gỗ nói chung, chế biến đồ mộc nói riêng, trong đó có đồ mộc xuất khẩu cần đảm bảo không những về số lợng mà còn cả về chất lợng. Đặc biệt, mỗi loại sản phẩm đồ mộc xuất khẩu có những yêu cầu chất lợng riêng biệt. Để phục vụ tốt cho công nghiệp chế biến đồ mộc, trong đó có các sản phẩm xuất khẩu, công tác nghiên cứu chế biến lâm sản nói chung, trong đó có chế biến gỗ nói riêng cần tập trung nghiên cứu xác định khả năng đáp ứng về chất lợng của những loại nguyên liệu hiện có ở trong nớc, đồng thời tìm biện pháp công nghệ khắc phục một số hạn chế thờng xuất hiện ở loại gỗ rừng trồng mọc nhanh và tăng cờng chất lợng theo yêu cầu của các sản phẩm. Để tăng cờng chất lợng nguyên liệu gỗ theo yêu cầu của sản phẩm có 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 cơ học của gỗ đợc đánh giá bằng 2 chỉ số chính là Mođun biến dạng đàn hồi (MOE), độ bền uốn tĩnh (MOR). Ngoài những tính chất trên, chất lợng của gỗ đợc đánh giá thông qua độ mịn của thớ gỗ, tình trạng tâm gỗ, mầu gỗ và độ bền với nấm hại gỗ. Đánh giá chất lợng nguyên liệu chỉ là một phần trớc khi sử dụng. Tiến sỹ H.Yamamoto đề xuất, khi sử dụng gỗ để tạo sản phẩm cụ thể còn cần xác định tính chất công nghệ của gỗ (Wood working properties) tính chất này đợc đánh giá bằng các thông số bao gồm đặc điểm bay hơi khi sấy (Drying properties), khả năng cắt gọt (Cutting properties), khả năng bám dính với keo (Bonding properties with adhesives), khả năng bám đinh vít, khả năng trang trí bề mặt (Coating properties). Mặt khác, mỗi một sản phẩm chế biến cụ thể nh ván dán, ván dăm, ván sợi khả năng đáp ứng của nguyên liệu còn đợc đánh giá thông qua tính chất của sản phẩm. Theo Tiến sỹ H. Yamamoto [19], đối với sản phẩm ván dán, tính chất của sản phẩm cần đ ợc xác định đối với nguyên liêu sản xuất ván dán là: khả năng bóc gỗ thành ván bóc (Venerr peeling properties), khả năng sấy ván bóc (Veneer drying properties), độ bền uốn của ván dán (Bonding strength of plywood), biến dạng cong vênh của tấm ván (Warping of plywood), tính chất cơ học của ván dán (Mechanical properties of plywood) Để kết luận gỗ Acacia magium 10 năm tuổi có thể sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất ván dăm, cũng theo phơng thức đánh giá tính chất sản phẩm, ông H. Korai [31] đã tiến hành tạo loại ván dăm thí nghiệm một 5 lớp với khối lợng thể tích 0.6; 0.7; 0.8 g/cm 3 và loại ván dăm 3 lớp với 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 gỗ rừng trồng mọc nhanh làm nguyên liệu chế biến (không kể làm nguyên liệu sản xuất dăm mảnh hoặc bột giấy) ngời sử dụng có thể gặp phải một số khiếm khuyết gây cản trở quá trình gia công gỗ. Là những loại gỗ mọc nhanh, vì vậy, khối lợng thể tích thấp, tính chất cơ, vật lý thấp, gỗ bị sốp, nhất là phần ruột, cũng có thể cây gỗ bị giòn, kém tính dẻo dai. Một số loại gỗ có mầu không đẹp, lại thêm lõi giác phân biệt, có loại gỗ sau khi chặt hạ, gỗ từ mầu trắng chuyển sang mầu thẫm. Gỗ rừng trồng th ờng có nhiều cành nhánh, do đó có nhiều mấu mắt, trong đó có cả mắt sống và mắt chết, những loại mắt này gây cản trở cho quá trình gia công, mặt khác, mắt gỗ không phải sản phẩm nào cũng đợc a chuộng. Gỗ rừng trồng thờng là những mồi ngon cho côn trùng phá hoại và nấm mốc tấn công. Trong số những loại gỗ rừng trồng mọc nhanh đợc chọn cho chơng trình 5 Triệu Ha có những loại gỗ đợc xếp vào loại tốt khi trồng ở nớc ngoài, nhng không tránh khỏi hiện tợng nứt vỡ ngay sau khi khai thác, hoặc sau khi xẻ, hiện tợng cong vênh nứt vỡ xuất hiện 6 không phải chỉ ở gỗ tròn, gỗ xẻ mà còn tồn tại sau khi đã tạo sản phẩm ghép thanh gây ra nứt vỡ và cong vênh tấm ván ghép. Có những loại gỗ rừng trồng sau khi chặt hạ vẫn còn chứa một lợng lớn chất chiết xuất, những chất này gây cản trở cho quá trình bám dính, gây khó khăn cho quá trình sấy gỗ Những khiếm khuyết đã nêu xuất hiện ở gỗ rừng trồng mọc nhanh, làm cho quá trình gia công chế biến các sản phẩm gặp rất nhiều khó khăn, trớc tiên, chất lợng gỗ bị giảm sút, kéo theo chất lợng sản phẩm bị hạn chế, độ thẩm mỹ không cao, khó thuyết phục ngời tiêu dùng. 2.3. Nghiên cứu tăng cờng chất lợng gỗ ở nớc ngoài +Biến tính gỗ 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 dụ, cả gang và phấn đều là vật liệu giòn mặc dù lực cần thiết để phá huỷ chúng rất khác nhau. Theo B.I.Ugolep (1975) [23] , độ giòn của gỗ đợc 7 xác định bằng công riêng khi uốn va đập, chỉ số này càng nhỏ, chứng tỏ gỗ càng giòn. Để giảm độ giòn của gỗ cần tiến hành biến tính gỗ theo hớng hóa dẻo gỗ, một trong những biện pháp để hóa dẻo gỗ là sử dụng nớc hoặc hơi amoniác tác động vào gỗ. Theo nghiên cứu của A.I.Kalinin [29] Nghiên cứu quá trình hoá dẻo gỗ bằng amoniac , cơ chế tơng tác của gỗ với amoniác cha đợc làm rõ. Chỉ xác định đợc rằng, khi tiếp xúc với dung dịch nớc amoniác, sẽ sẩy ra quá trình thuận ngịch trong vách tế bào, kết quả, độ dẻo của gỗ tăng lên. Bản chất hoá học của quá trình tơng tác giữa amoniác và các thành phần trong gỗ cha đợc chứng minh thực sự. Cũng đã có những đề xuất, bản chất của quá trình tơng tác của gỗ với nớc amoniác là do sự phá vỡ liên kết este giữa các hợp phần cao phân tử bị xà phòng hóa trong môi trờng kiềm. Nh thế, yếu tố tích cực chính là độ kiềm của dung dịch tác động vào gỗ. Cũng có những giải thích cho rằng, các vùng không kết tinh của Cellulose và Hemicellulose có tính thân hợp với những chất trơng nở mạnh, có tác dụng trơng nở lớn đối với gỗ; nớc không thể chui vào vùng không kết tinh của mixen nhng amoniac có thể thực hiện đợc quá trình này và làm trơng nở các mixen. Lignin là thành phần vô cùng quan trọng liên quan đến tính dẻo của gỗ, amoniac cũng có tính thân hợp với lignin, tính hoà tan và trơng nở của lignin tăng lên theo mức độ tăng của khả năng liên kết hydro trong dung môi. Ngoài dung dịch nớc amoniác, có thể sử dụng khí moniác để làm dẻo gỗ nhng cần có áp lực, sử dụng áp lực sẽ làm thời gian hóa dẻo gỗ giảm đi nhiều lần, nếu chỉ sông hơi amoniác không có áp lực, hiệu quả hóa dẻo sẽ kém. 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 nhiên với 3 gốc phát mầu. -Chất trích ly từ gỗ: Chất trích ly từ gỗ chiếm khoảng 10% lợng gỗ khô tuyệt đối, chất trích ly có thể tan trong nớc hay dung môi hữu cơ. Chủng loại của chất trích ly có rất nhiều mà thành phần lại rất phức tạp, bao gồm các chất trung gian trong hoạt động sống của cây và là sản phẩm đồng hóa cuối cùng để trở thành chất dinh dỡng. Loại cây khác nhau thì số lợng và thành phần chất trích ly cũng khác nhau. Cùng một cây gỗ, phần gỗ ở các vị trí khác nhau cũng có sự sai khác lớn về hàm lợng và thành phần chất trích ly. Vật chất có chứa gốc Phenol trong chất trích ly và chất màu có thể hấp thụ ánh sáng bớc sóng lớn hơn 500 m, từ đó làm cho gỗ sản sinh màu sắc. -Thành phần tro: Thành phần tro là thành phần thứ yếu trong sợi gỗ, nó là vật chất vô cơ thu đợc sau khi đốt cháy gỗ. Hàm lợng chất tro trong gỗ thông thờng từ 0,3 - 1%. Hàm lợng chất tro chủ yếu gồm các loại acid silic, cacbonat canxi và oxalat canxi tồn tại trong tế bào, phân bố tập trung thành các điểm làm cho bề mặt gỗ xuất hiện các điểm màu. Các điểm màu là hiện tợng dị thờng xuất hiện trong quá trình hoạt động sống của cây. -Gỗ giác và gỗ lõi: Gỗ đợc phân thành gỗ giác và lõi. Thông thờng gỗ lõi màu đậm, gỗ giác màu nhạt. Gỗ lõi là do sự chuyển hóa từ gỗ giác mà thành. Quá trình lõi hóa của gỗ là một quá trình sinh hóa vô cùng phức tạp, trong quá trình này một số biến đổi hóa học diễn ra dẫn đến gỗ lõi hình thành. Các chất trích ly trong gỗ giác và gỗ lõi về thành 3 gốc phát màu: gốc (> C = O); (R C = C R) và O C = C C OCH 3 O H 9 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 học hiện nay đợc áp dụng nhiều để tẩy trắng gỗ. Tẩy màu theo phơng pháp hóa học đợc chia làm ba loại: loại làm thay đổi nội tại phân tử chất màu (ví dụ thay đổi vị trí các nhóm chức), loại oxy hóa và loại khử các chất màu có trong gỗ. Theo Sổ tay hớng dẫn Sử dụng các chất phủ trang trí bề mặt gỗ [27], tẩy trắng gỗ chính là quá trình tách bớt licnin và các chất màu trong gỗ. Có rất nhiều phơng pháp tẩy trắng gỗ. Mức độ và hiệu quả tẩy trắng có liên quan đến nồng độ pH của chất tẩy, thời gian và số lần thao tác tẩy màu. Nếu tẩy trắng quá mức sẽ làm cho gỗ bị phân giải, giảm độ bền gỗ, giảm ánh màu gỗ. Có rất nhiều loại hóa chất đợc sử dụng để tẩy mầu gỗ. +Hydrogen peoxide (H 2 O 2 ) : có tác dụng tẩy trắng tốt, ít gây ô nhiễm, nhng còn phải nghiên cứu kết hợp với một số chất mới nhằm đạt hiệu quả tẩy trắng cao. Hydrogen peoxide là tác nhân tẩy trắng đang đợc sử dụng phổ biến để tẩy trắng gỗ, ván lạng gỗ và bột giấy. u điểm của dùng Hydrogen peoxide là ít gây ô nhiễm môi trờng vì trong nớc thải hoàn toàn không có tạp chất clo, hầu nh không phá huỷ gỗ. Tuy nhiên, nhợc điểm của chất này là khả năng oxy hóa thấp hơn nhiều các hợp chất có clo (Cl 2 ). Hydrogen peoxide có tác dụng trong việc oxy hóa licnin. Hydrogen peoxide (H 2 O 2 ) đợc sử dụng nhiều, hiệu quả tẩy trắng tơng đối tốt, nồng độ thờng dùng 15 -30% (nồng độ cao, tẩy trắng 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 HOO + H 2 O Ion HOO trong quá trình tơng tác với các nhóm mang mầu của gỗ làm biến đổi cấu trúc của các nhóm này làm cho chúng trở nên hấp thụ ít ánh sáng nhìn thấy đợc hơn. +Acid oxalic (COOH) 2 : Khi dùng chất này làm chất tẩy trắng phải pha chế 3 loại dung môi sau đây: 75 g acid oxalic kết tinh hòa tan trong 1000 ml nớc; 75 g Na 2 S 2 O 8 kết tinh hòa tan trong 1000 ml nớc; 24.5 g Na 2 B 4 O 7 .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 g KMnO 4 kết tinh hoà tan trong 1000 ml nớc. Quét dung dịch KMnO 4 trớc, sau 5 phút, khi bề mặt gỗ hơi khô, lại quét tiếp dung dịch NaHSO 3 . Lặp lại các thao tác trên cho đến khi gỗ trắng. +NaOCl (hypo clorit) : Trong dung dịch nớc, hypo clorit thủy phân theo phơng trình: NaOCl + H 2 O NaOH + HOCl HOCl dễ dàng bị phân giải: HOCl HCl + O + NaHSO 3 H R C O OSO 2 Na R C OH [...]... nghệ của nguyên liệu gỗ rừng trồng mọc nhanh nhằm nâng cao chất lợng của nguyên liệu đáp ứng yêu cầu của sản phẩm cụ thể hầu nh cha đợc đặt ra 19 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... 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... quả nghiên cứu nêu trên chỉ là điển hình của một loạt nhiên cứu sử dụng gỗ rừng trồng mọc nhanh, kết quả của những nghiên cứu này chỉ liên quan đến đến xác định cấu tạo gỗ, xác định tính chất cơ vật lý của nguyên liệu hoặc giới hạn trong nghiên cứu sử dụng gỗ cho một số loại sản phẩm trung gian nh ván ghép thanh, ván dăm Những nghiên cứu biến tính gỗ, hoặc biện pháp khắc phục những khiếm khuyết công nghệ. .. 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... nguyên liệu gỗ: Các đặc tính công nghệ của gỗ liên quan đến gia công gỗ bao gồm độ bám dính của gỗ, mầu sắc của gỗ, độ biến dạng của mặt cắt ngang của gỗ, độ giòn a.Độ bám dính của gỗ: Trong lĩnh vực chế biến gỗ, độ bám dính của gỗ với các loại keo dán rất khác nhau phụ thuộc nguyên liệu gỗ, chủng loại keo và chế độ dán Hiện nay trên thị trờng Việt Nam có nhiều loại keo dán gỗ, để sử dụng tốt các loại... 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 Theo giới thiệu của tiến sỹ Võ Nguyên Huân [7], tổng số tiêu thụ gỗ trong nớc cho mỏ than, giấy,... của gỗ lõi Kgf/cm2 946.00 ứng suất uốn tĩnh của gỗ giác 2 Kgf/cm 871.00 ứng suất uốn tĩnh của gỗ lõi 2 Modun đàn hồi của gỗ giác Kgf/cm 93.58.103 Modun đàn hồi của gỗ lõi Kgf/cm2 82.47.103 17 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 công nghiệp dăm và ván ghép thanh đã xác định một số tính chất công nghệ của gỗ. .. khẩu bằng nguyên liệu cụ thể, không thay đổi mẫu mã và các yêu cầu ký thuật đối với sản phẩm có trớc, chỉ tiến hành thay thế loại nguyên liệu đã có bằng loại nguyên liệu mà đề tài đã đề xuất với những cải tiến ở những công đoạn cần thiết để nâng cấp chất lợng nguyên liệu đáp ứng theo yêu cầu của sản phẩm 21 Phần 4 Phơng pháp nghiên cứu 4.1.Phơng pháp nghiên cứu tổng quát Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm... 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. .. đầu mẩu gỗ, bìa bắp, các phế liệu từ các ngành chế biến tre nứa, sản xuất bút chì, diêm [5] Nguyên liệu chính để sản xuất ván dăm là gỗ tròn có kích thớc nhỏ, đờng kính từ 4 cm trở lên hoặc cành, ngọn, gỗ tỉa tha v.v Nguyên liệu để sản xuất ván dăm của đại đa số các nớc trên thế giới là gỗ lá kim hoặc gỗ lá rộng chất lợng thấp với đờng kính từ 3-5 cm trở lên 28 Các loại phế liệu chế biến gỗ đợc sử . chuyên đề 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. 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. 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