Kỹ thuật chế biến gỗ xuất khẩu tập 1 gỗ cao su

Bên cạnh đó, xã hội càng phát triển, nhu cầu về sử dụng gỗ càng lớn, đ ể đáp ứng nhu cầu đó, con người phải khai thác gỗ từ rừng ngày một nhiều hơn và công nghiệp chế biến gỗ củng đóng

DB 001705 NAM - TS NGUYỄN TRỌNG NHÂN

KỸ PU Ậ T CHẾ BỊẾN

GỖ XUẤT KHẨU

Tập 1: Gỗ Cao Su

MỤC LỤC

Trang

Lời giới th iệ u 5

Chương 1: CÂY CAO s u 7

I L ịch sử c â y cao s u 7

II Đ ặc tín h sin h h ọ c câ y cao su 9

II 1 Các loài cho mủ cao s u 9

II.2 Đặc điểm sinh th á i cây cao su (Hevea brasiliensis) 10

III D iệ n tíc h trổ n g c â y cao su tr ê n t h ế g i ổ i 11

IV T ình h ìn h c h ế b iế n v à s ử d ụ n g s ả n phẩm từ gỗ ca o su tr ê n t h ế g iớ i 13

Chương 2: G ỗ CAO s u Ở VIỆT NAM 17

I Đ ặc đ iểm c ấ u tạ o gỗ ca o s u 17

1.1 Phương pháp thực h iệ n 17

1.2 K ết quả nghiên cứu 19

II T ính c h ấ t v ậ t l ý 23

11.1 Độ ẩ m 23

11.2 Khôi lượng th ể tích 28

11.3 Co rú t của gỗ 30

III T ính c h ấ t cơ h ọ c 35

III 1 ứ n g suất ép (nén) 38

111.2 ứ n g suất kéo 40

111.3 ứ n g suất trượt 42

111.4 ứ n g suất uốn tĩn h 44

111.5 ứ n g suất tá c h 47

IV Đ ịn h h ư ớng p h á t tr iể n gỗ cao su ở V iệ t N a m 49

3

LỜ I GIỚI THIỆU

Theo niên giám thống kè năm 1999, diện tích đất còn rừng ở Việt Nam tính đến ngày 31/12/1999 là

10.884.500 hecta (chiếm 33,06% tổng diện tích tự nhiên) Củng theo thống kê, hàng năm rừng nước ta bị mất khoảng 200.000 hecta do khai thác, cháy rừng hoặc chuyển sang mục đích khác Bên cạnh đó, xã hội càng phát triển, nhu cầu về sử dụng gỗ càng lớn, đ ể đáp ứng nhu cầu đó, con người phải khai thác gỗ từ rừng ngày một nhiều hơn

và công nghiệp chế biến gỗ củng đóng vai trò ngày một tích cực hơn trong việc sản xuất ra cảc loại sản phẩm từ

gỗ Việc thỏa mãn nhu cầu về gỗ ngày một tăng sẽ dẫn đến việc khai thác rừng quá mức và làm cho nguy cơ suy thoái môi trường ngày càng lớn Vì vậy, một trong những vấn đề quan trọng hàng đầu của ngành lâm nghiệp ở Việt Nam hiện nay là phải vừa khôi phục lại những diện tích rừng

đã bị mất, vừa trồng rừng nguyên liệu và nâng cao hiệu quả sử dụng các loại gỗ rừng trồng Từ đó nảy sinh vấn đề cần thiết phải nghiên cứu sử dụng go rừng trồng như gỗ cao su, thông, bạch đàn, giổi

Gỗ cao su là một trong những nguyên liệu từ gỗ rừng trồng được sử dụng rất có ích trong công nghiệp chế biến lăm sản Đặc biệt từ sau khi Chính phủ có chính sách hạn chế và tiến tới việc cấm khai thác gỗ rừng tự nhiên, gỗ cao

su ngày càng thể hiện rõ vai trò quan trọng trong việc cân

5

đối nguyên liệu cho công nghiệp chế biến gỗ Ngày nay, có rất nhiều các xí nghiệp chế biến gỗ xuất khẩu ở các tỉnh phía Nam dùng nguyên liệu chính là gỗ cao su để sản xuất hàng mộc xuất khẩu Nhưng những nghiên cứu cơ bản về các đặc tính của gỗ cao su, sử dụng nó như thế nào thì chưa được tiến hành có hệ thống.

Xuất phát từ những vấn đề vừa nêu, nhìn nhận từ thực tế của công nghệ sản xuất chế biến gỗ xuất khẩu trong nước, tác giả TS Phạm Ngọc Nam và TS Nguyễn Trọng N hân đã biến soạn quyển sách: “Kỹ th u ậ t c h ế

b iến gỗ x u ấ t k h ẩ u - T ậ p 1: Gỗ cao s u ” nhằm góp phần giải quyết các vấn đề kỹ thuật ảnh hưởng đến quá trình công nghệ cơ bản như xẻ, xử lý gỗ và sản xuất ván nhân tạo Các vấn đề được đề cập trong quyển sách này phù hợp với điều kiện sản xuất trong nước hiện nay, là cơ sở cho việc phát huy hiệu quả công nghệ cũng như định hướng phát triển sử dụng gỗ cao su ở Việt Nam.

Xin trân trọng giới thiệu và hy vọng quyển sách sẽ là tài liệu có giá trị và bổ ích cho bạn đọc Nhà xuất bản Nông Nghiệp củng như tác giả mong muốn nhận được những đóng góp ý kiến chân thành từ phía bạn đọc để lần xuất bản sau quyển sách được hoàn thiện hơn.

NXB NÔNG NGHIỆP

6

giá trị, được phát hiện từ th ế kỷ 19, có nguồn gốc từ vùng

Amazon (Nam Mỹ) được trồng ỗ một số vùng nhiệt đới như

châu Mỹ La tinh, châu Á và châu Phi Cao su phân bố chủ yếu từ 24°N (các vùng Ân Độ, Myanmar và Trung Quốc .) trở xuống đến 23° s (tiểu bang Sao Paolo Brazil)

Cây cao su phát triển rấ t m ạnh ở Đông Nam Á Lần

đầu tiên cao su được trồng ở Java (Indonesia) vào năm

1876 theo Wright Cuối th ế kỷ 19, những vùng trồng cao su rộng lớn dược th iết lập ở một sô nơi thuộc miền Tây và miền Trung của đảo Java, v ề sau, khi các đồn điền cao su trở nên thịnh vượng nhờ th àn h tựu ứng dụng của sản phẩm cao su tự nhiên có chất lượng cao, việc trồng cây cao

su được phát triển mạnh không những ở các đảo khác của

Indonesia mà còn ở nhiều nước khác của Đông Nam Á rồi

đến các nước khác của châu Á Đối với các nước Đông Nam

Ấ, nhờ chương trình sử dụng gỗ cao su đã mang lại hiệu quả tốt, nên diện tích trồng cao su được chú ý phát triển mạnh, ơ Thái Lan trồng rừng cao su nhằm mục đích để lấy gỗ (không thu hoạch nhựa)

So với châu Á, việc trồng cao su ở châu Phi được

triển khai muộn hơn Cây cao su được trồng ở châu Phi lần đầu tiên vào năm 1940 tại Nigeria và Liberia Để triển khai các chương trình hành động vì rừng nhiệt đới (từ những năm 1980), FAO đã có các chương trình trồng gỗ

cao su ở châu Phi như ở Côte d'Ivoire, Cameroon, Gabon,

Zaire

ở Việt Nam cây cao su được trồng từ năm 1897 do Raoul (một dược sĩ của hải quân Pháp) gửi một số h ạ t giống từ Java (Indonesia) sang và được trồng đầu tiên tại Trạm thí nghiệm Ông Yên (Bến Cát - Bình Dương) Một số

h ạ t được gửi cho bác sĩ Yersin cùng với h ạ t giống xin được

ở Côlôngbô, ông Yersin đã đem trồng tại trạ i thí nghiệm của Viện Pasteur ở Suối Dầu (Nha Trang) tạo thành đồn điền cao su đầu tiên của Việt Nam Qua hơn 100 năm cây cao su luôn phát triển và được trồng ngày một nhiều tại Việt Nam Đặc biệt từ sau năm 1975, Chính phủ nhận thấy tầm quan trọng của cây cao su đối với nền kinh tế của đất nước nên đã và đang có kế hoạch tiếp tục phát triển cây cao su và đề ra mục tiêu chiến lược là phải đạt được diện tích 500.000 ha cây cao su sau năm 2000

Nói tóm lại, cây cao su được trồng vì mục tiêu kinh

tế dã hơn 100 năm và trước đây chủ yếu chỉ trồng để lấy

mủ và đã từng là một loài cây tạo nên sự thịnh vượng cho các ông chủ đồn điền khi sản phẩm cao su tự nhiên có vai trò lớn đối với xã hội Trong lúc sản phẩm cao su tự nhiên

bị cạnh tranh bởi các sản phẩm* cao su nhân tạo khác thì giá trị của cây cao su bị giảm sút Nhưng nhờ sự phát triển của công nghệ sản xuất chế biến gỗ cao su, giá trị của cây

8

cao su ngày càng được nâng cao và hiện tại nó được coi là một loài cây góp phần quan trọng trong việc bảo vệ rừng

tự nhiên vì gỗ cao su có thể thay th ế phần nào gỗ rừng tự nhiên

II ĐẶC TÍN H SINH HỌC CÂY CAO s u

I I l C á c ỉo à ỉ c h o m ủ c a o su

Có rấ t nhiều loại cây có thể sản xuất được chất có dặc tính gọi là mủ cao su Theo Schulte có tấ t cả 10 loài

H evea bennthim ena: Cây mọc cao đến 30 m, thường mọc ở bờ sông, vùng ngập nước định kỳ Loài này

nhạt, thường mọc ở đất cao khoảng llOOm, thích hợp với

đất có khả năng thoát nước tốt

H evea m icrophylla: Cây cao đến 18 m, th ân m ảnh khảnh, mủ trắng, chứa nhiều nước, ít mủ Cây thường mọc dọc bờ sông vùng trũng, chịu được nước ngập

H evea n itid a : Thân cao trung bình, cá biệt có thể cao đến 25 - 27 m, thân hình trụ, mủ trắng và ít mủ Loài này thường mọc trong rừng rậm, phát triển tốt trên vùng đất dễ thoát nước

H evea spruceana: Cây cao đến 27 m, tán nặng

9

rậm rạp Mủ trắng, nhiều nước ít mủ cao su Cây mọc ở vùng đất thấp, dọc bờ sông, ngập nước tại vùng châu thổ sông Amazone.

Các loài cây trên, vì cho sản lượng mủ thấp, không hiệu quả kinh tế nên không được trồng rộng rãi Hiện nay

trên th ế giới chỉ trồng một loài duy n h ất đó là Hevea

brasiliensis là loài cây mộc, cho mủ tốt, sản lượng mủ

nhiều

II.2 Đ ặc đ iểm sin h th á i cây cao su

(Hevea b ra silie n sis)

- T h â n , vỏ: Thân mộc, ở tình trạng hoang dại cây

cao su có thể sống đến 100 năm với chiều cao trên 40 m Khi trồng th àn h vườn, có cạo mủ cây thường cao không quá 25 m Cây cao su có thân thẳng, vỏ láng, gỗ tương đối mềm Thân là thành phần kinh tế quan trọng nhất của cây cao su vì lớp vỏ thân cây chứa nhiều mạch mủ nguồn cung cấp nhựa cao su Các mạch mủ xếp thành từng lớp nằm trong gần sát lớp gỗ Khi cạo mủ tức là đã cắt ngang qua mạch mủ giúp cho mủ cao su được thoát ra ngoài

- L ả cao su: Cũng như ở mọi cây khác, dưới ánh

sáng m ặt trời, lá cao su có chức năng quang hợp và biến đổi nhựa nguyên từ rễ lên thành nhựa luyện nuôi cây Nhưng lá cây cao su, nhờ có chứa mạch mủ nên còn có chức năng góp phần vào quá trinh sinh tổng hợp mủ cao su

- H oa cao su: Hoa đơn tính đồng chu nghĩa là hoa

10

đực, hoa cái riêng rẽ nhưng mọc trê n cùng một cây Hoa màu vàng tập hợp lại thành từng nhánh dưới nách lá Mỗi nhánh trung bình 12 chùm, trên phát hoa hoa cái ở dầu nhánh và hoa đực ở vị trí bên dưới Một chùm hoa lớn có thể có đến 3000 hoa.

- Q uả cao sui Quả cao su là một loại quả năng, (tức

là có vỏ khô gồm nhiều mảnh) có 3 m ảnh ghép thành 3 buồng, mỗi buồng chứa một hạt Khi chín quả tự nẻ tung

h ạ t rơi xuống đất

hình tròn, kích thước bình quân dài khoảng 2 cm, màu nâu nhạt, có vân nâu đậm hơn, lưng tròn, bụng dẹp Trong h ạt

có chứa dầu, tỷ lệ nẩy mầm của h ạ t giảm rấ t nhanh theo thời gian

m D IỆN TÍCH TRỒNG CÂY CAO s u

TR ÊN T H Ế G IỚ I

Hiện nay, châu Á là châu lục có sản lượng và tốc độ phát triển cao su lớn n h ất trên th ế giới trong đó 5 nước trồng cao su nhiều n h ất là Indonesia, Thái Lan, Malaysia, Trung Quốc và Ãn Độ Sản lượng của 5 nước này chiếm 84,3% trê n th ế giới Diện tích rừng cao su của th ế giới hiện nay vào khoảng 9 triệu ha, trong đó châu Á chiếm tới

91,8% Diện tích cây cao su ở các khu vực khác nhau trên

th ế giới được thể hiện như trên bảng 1.1 và đồ thị 1.1

11

Bảng 1.1: D iện tích trồ n g câ y cao su củ a th ế giới

IV TÌN H H ÌN H CHẾ B IẾ N VÀ s ử DỤNG SẢN PHẨM

TỪ GỖ CAO S ư T R ÊN T H Ế GIỚI

Cây cao su ngoài lợi ích chính là cho nhựa, gỗ cao su (Rubber-wood) còn có thể được sử dụng để sản xuất ra hầu

h ế t các loại sản phẩm như ván dán, ván dăm, ván sợi, ván ghép thanh, công nghệ sản xuất giấy, hàng chạm trổ, điêu khắc, thủ công mỹ nghệ và đặc biệt là hàng mộc thông dụng và cao cấp với qui mô của mỗi loại được thể hiện trong đồ thị 1.2

phẩm

16%

ĐỔ thị 1.2: Tỷ lệ (%) cua các loại sản phẩm chế biến

từ gỗ cao su trên thế giới

Hiện nay trên th ế giới một số nước dã định hướng

lấy gỗ cao su làm nguyên liệu chính để sản xuất, Malaysia

là một ví dụ điển hình Có thể nói công nghệ chế biến gỗ

cao su phần lớn tập trung ở khu vực Đông Nam Á cụ thể là

Indonesia, Malaysia, Thái Lan

- Indonesia là nước có trữ lượng gỗ cao su lổn nhất

th ế giới, nhưng số lượng sản phẩm chế biến từ gỗ cao su

13

chưa nhiều (chưa sử dụng h ết khả năng cung cấp gỗ) Nguyên nhân là do trình độ kỹ thuật còn hạn chế và thông tin về thị trường tiêu thụ sản phẩm gỗ cao su chưa đầy đủ đối với các cơ sở chế biến.

- Malaysia là nước có nhiều th àn h công trong công nghệ sản xuất chế biến gỗ cao su xuất khẩu Hàng năm có hơn 70% thị phần đồ gỗ xuất khẩu được làm từ nguyên liệu

gỗ cao su, góp phần không nhỏ trong sự phát triển của đất nước Bắt nguồn từ chương trình hành động rừng nhiệt đới (TFAP) của FAO giữa thập kỷ 80, với sự th àn h lập tổ chức

gỗ nhiệt đới (ITTO) và các tổ chức quốc tế khác như IRSG, ITC, UNIDO đã nhanh chóng thúc đẩy sự phát triển công nghệ chế biến gỗ cao su ở Đông Nam Á, tăng năng lực sử dụng gỗ cao su cao hơn 2 triệu m3

- Ở Thái Lan: Diện tích trồng cao su của Thái Lan

có khoảng 1,78 triệu ha năm 1989 Năm 1990 ước tính xấp

xỉ 1,8 triệu ha Sản xuất gỗ cao su năm 1990 là 540.000 m3

gỗ xẻ Ớ Thái Lan gỗ cao su còn được dùng làm nguyên liệu để sản xuất ván dán, ván dăm và ván sợi (MDF) Theo

số liệu thống kê có khoảng 211 cơ sở sản xuất gỗ cao su

Thái Lan xây dựng xưởng ván dăm mới, sản xuất ván dăm từ gỗ cao su với năng lực tiêu thụ nguyên liệu chính vào khoảng 700 m3/ngày Sản xuất đồ mộc của Thái Lan gồm 3 mảng lớn:

- Sản xuất đồ mộc xuất khẩu

- Sản xuất đồ mộc thống kê được cho nhu cầu nội địa

- Sản xuất đồ mộc không thống kê được

Năm 1992, gỗ xẻ cao su xuất khẩu của Thái Lan là 19.342 m3 với giá trị 10 triệu USD Sản phẩm mộc cũng

được xuất khẩu ở dạng chi tiết chưa lắp ráp sang Nhật.

Ngoài ra, sản phẩm làm từ nguyên liệu gỗ cao su hiện đang là một trong những m ặt hàng được ưa chuộng trên th ế giới cụ thể là ở các thị trường như Mỹ, N hật Bản, châu Âu Thị trường tiêu thụ sản phẩm gỗ cao su của th ế giới đã được tổng k ết như bảng 1.2:

Sản phẩm mộc chưa hoàn chình

GỖ xây dựng

Lĩnh vực khác

Tổng cộng

Qua những kết quả nghiên cứu về chế biến gỗ cao su

à trong và ngoài nước, nhận thấy cây cao su là loài cây

thích hợp với vùng nhiệt đới, đặc biệt phát triển rấ t m ạnh

31%

ĐỒ thị 1.3 : Tỷ lệ (%) một số quốc gia và khu vực nhập khẩu

sản phẩm làm từ gỗ cao su

ở châu Á, chiếm diện tích tứi 91,8% so với tổng diện tích

trồng cao su trên th ế giới Đây là loài cây trồng “đa mục đích” với mục tiêu chính là lấy nhựa, ngoài ra gỗ cao su được sử dụng làm nguyên liệu cho công nghệ chế biến gỗ, góp phần thay th ế một phần đáng kể gỗ rừng tự nhiên Là loại gỗ mềm, màu sắc vân thớ khá đẹp thích hợp làm sản phẩm mộc Gỗ cao su có khối lượng thể tích, tính chất cơ lý

và thành phần hóa học thích hợp cho sản xuất ván nhân tạo Tuy nhiên, gỗ cao su dễ bị nấm mốc tấn công, cần bảo quản sau khi chặt hạ Ngoài ra, những vết trích nhựa đ" lại sẽ gây khó khăn trong quá trình gia công cơ giới

Chương 2

GỖ CAO s a ở VIỆT NAM

I ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO GỖ CAO SU

Để sử dụng gỗ một cách có hiệu quả, trước hết chúng ta cần phải nắm vững những kiến thức cơ bản về cấu tạo gỗ Jane (1970) đã nhận định cần phải hiểu biết cấu tạo gỗ theo một nghĩa rộng rãi hơn Một m ặt đó là cấu

tạo thô đại bao gồm các chi tiết nhận biết bằng m ắt thường như sự tồn tại của vòng tăng trưởng, đặc điểm của thớ gỗ, m ặt gỗ Mặt khác bằng kính hiển vi có thể quan sát sự sắp xếp của các tế bào và đặc điểm của chúng Nói cách khác, các đặc tính của gỗ có thể lý giải một cách thỏa đáng bằng ngôn ngữ cấu tạo gỗ.

L l Phương pháp th ự c h iệ n

Để có hình ảnh 3 chiều về cấu tạo gỗ, chúng ta khảo

sát ở cả 3 m ặt cắt tiếp tuyến, xuyên tâm, cắt ngang Khi

mô tả cấu tạo gỗ chúng ta kết hợp khảo sát cấu tạo thô đại

»à cấu tạo hiển vi.

1.1.1 K h ả o s á t th ồ đ ạ i

Để khảo sát cấu tạo thô đại chúng ta sử dụng kính

lúp có độ phóng đại điều chỉnh được từ 7 đến 30 Gỗ chưa

xử lý, dùng dao th ậ t bén cắt một nhát ở vị trí khảo sát sao cho bề m ặt quan sát trở nên nhẵn, không bị xơ xướt khi quan sá t bởi ánh sáng phản chiếu.

1.1.2 Khảo s á t hiển vi

Để khảo sát hiển vi, chúng ta xây dựng tiêu bản

không có bọt khí và được cố định trên những môi trường thích hợp Vì muốn có những tiêu bản sử dụng lâu dài, chọn phương pháp cố định bằng keo (Balsan Canada)

* Việc xây dự ng tiê u bản thực hiện theo các bước sau:

- Làm mềm gỗ trước khi cắt Mẫu gỗ được cắt nhỏ

theo kích thước ( lx lx l,5) cm, các m ặt cắt đúng theo 3 chiều xuyên tâm, tiếp tuyến, dọc thớ Gỗ được làm mềm bằng cách nấu trong nước cất trên nồi cách thủy Làm mềm gỗ bằng cách này tuy thời gian có lâu hơn so vởi một

số phương pháp làm mềm khác nhưng nó không làm hỏng các cấu tạo như thể bít, ống dẫn gôm Để xúc tiến quá trìn h làm mềm cứ định kỳ 3 giờ nước nóng được thay bằng nước nguội (như đun sôi ngâm lạnh) Nhằm mục đích đẩy không khí ra khỏi gỗ và làm mềm gỗ Để thử mức độ mềm của mẫu thường dùng cách xăm thử bằng mũi nhọn

- Cắt vi phẫu Mẫu sau khi làm mềm được ráp lên

máy cắt vi phẫu (A.o Sliding microtome), tiến hành cắt từng lát, mỗi lát có độ dày 18- 22|im Dùng cây cọ vẽ để dưa phẫu vật vào đĩa Petri có chứa nước cất trán h làm rách phẫu vật

- Khử nước Trước khi nhuộm tiêu bản với các dung

dịch phẩm tan trong cồn cần phải khử nước bằng cách di chuyển tiêu bản qua một loạt dung dịch cồn có nồng độ cồn tăng dần với tỷ lệ cồn/ nước: 1/10, 3/10, 5/10, 7/10 và cuối cùng cồn tuyệt đối Mỗi giai đoạn khử nước được giữ trong

18

5 phút Các dung dịch này có tác dụng loại trừ nước liên kết trong phẫu vật ra từ từ, trán h sự co rú t đột ngột dễ làm tế bào vi phẫu bị co dúm Nhờ thế, khi tiếp xúc với thuốc nhuộm tan trong cồn, phẫu vật ăn màu đồng đều.

- Nhuộm màu Thuốc nhuộm được sử dụng là

safranin đỏ, tạo thuốc nhuộm bằng cách trộn lẫn tỷ lệ

bằng nhau của bão hòa safranin trong cồn với dung dịch bão hòa anilin trong nước, (3cc anilin trong 10 cc nước), dung dịch này được giữ một thời gian sau khi pha chế trước khi dùng Muốn có tiêu bản tốt, màu sáng có thể giữ phẫu thức trong dung dịch thuốc nhuộm 15 phút Sau khi nhuộm

có thể rửa lại bằng dung dịch cồn tuyệt đối dể loại màu thừa.

- Lẽn tiêu bản Cố định tiêu bản trên kính (lame)

bằng keo (Balsan Canada) Phẫu thức cần phải rửa cồn, hơ nóng và làm sáng bằng xylen Sử dụng phiến kính dày số 1

và mỗi phiến kính đặt 3 phẫu thức tương ứng với 3 m ặt cắt, m ặt cắt ngang sẽ được định hướng sao cho tia gỗ vuông góc với cạnh dài của kính Ớ các m ặt tiếp tuyến và xụyên tâm cần bố trí sao cho chiều dọc thớ được định

hröng cũng như trên Đ ặt kính đậy v ật lên một mép của

kính mang vật và dùng mũi nhọn để hạ kính đậy vật Có thể dùng vật nặng đè lên kính đậy vật Làm khô tiêu bản

24 giờ trước khi quan sát.

L2 K ết quả n g h iên cứu

U !.l Cấu tạ o thô đ ạ i

Gỗ cao su là một loài gỗ cây lá rộng, có màu vàng

nhạt khi mới cưa xẻ, lúc khô biến th àn h màu kem nhạt.

19

Gỗ giác và lõi khó phân biệt Vòng sinh trưởng rõ ràng dứt khoát, thường rộng 2 - 4 mm Bằng m ắt thường có thể nhận biết mạch gỗ phân tán Tia gỗ nhỏ và hẹp, khó thấy bằng m ắt thường Nhìn dưới kính lúp có thể nhận biết nhu

mô dãy băng với m ật độ khá dày đặc Mặt gỗ hơi thô nhưng đều, thớ thẳng hoặc chỉ xoắn thớ ít

1.2.2 Cấu tạ o h iển vỉ

Qua khảo sát cấu tạo hiển vi trên các tiêu bản của 3

m ặt cắt ngang, tiếp tuyến và xuyên tâm ta có thể quan sát được các đặc điểm cấu tạo đặc trưng sau:

- Mạch: Gỗ cao su có lỗ mạch khá lớn, đường kính trung bình đo theo chiều xuyên tâm từ 385 đến 396 pm, phân bố theo kiểu phân tán Số lượng mạch trung bình 6/mm2 Mạch phân tán đơn, có khi kép xuyên tâm Những

lỗ mạch kép có thể có từ 2 đến 7 lỗ mạch đơn nằm sát

cạnh nhau Các lỗ mạch nằm ở giữa bị ép lại theo hướng

xuyên tâm có sự hiện diện của trữ bào (thể bít) chiếm tỉ lệ đáng kể, khoảng 1/2 Tế bào mạch có tấm xuyên mạch đơn

- Nhu mô: Các hình thức phân bố nhu mô của gỗ cao

su khá phong phú, chủ yếu là nhu mô xa mạch xếp thành những dải băng 1 hàng tễ bào Ngoài ra còn có các dãy nhu mô liên kết các mạch Đặc biệt có sự xuất hiện các nhu mô dọc xếp thành tầng và có các tinh thể oxalat canxi, silic trong nhu mô

- Tia gỗ: Gỗ cao su có tia dị bào, bề rộng tia từ 2 đến 3 hàng tế bào, chiều cao tia biến động từ 15 đến 20

hàng tế bào Đôi khi xuất hiện tinh thể hình quả trám ở tế

bào đứng

20

- Sợi gỗ: Sợi gỗ cao su khá thẳng có vách ngăn ngang đa phần vuông góc với tế bào sợi.

- Ống dẫn nhựa bệnh: Ở cây cao su có hiện tượng ống dẫn nhựa bệnh do tổn thương (vì hiện tượng trích nhựa)

Hình 2.1: cấu tạo hiển vi của gỗ cao su trên 3 mặt cắt

* Nhận định chung:

Gỗ cao su với sự xuất hiện lỗ mạch với m ật độ dày,

dương kính lớn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hút

và thoát hơi nước Mặt khác, gỗ có cấu tạo mạch dây xuyên tâm (mạch kép từ 2 đến 7 tế bào xếp theo chiều xuyên tâm), do vậy nếu sử dụng gỗ cao su trong công nghệ ván bóc sẽ xảy ra hiện tượng dễ rách, nứt theo chiều xuyên tâm ơ gỗ cao su trong lỗ mạch thường xuất hiện thể bít (tỉ

lệ 1/3) Đây là một trong những nguyên nhân làm cản trở quá trình hút và thoát hơi nước của gỗ, kéo dài thời gian sấy gỗ Tương tự, trong việc tẩm gỗ cũng sẽ gặp những khó khăn Để khắc phục nhược điểm này, tiết kiệm thời gian cần áp dụng những phương pháp tẩm thích hợp.

Hình thức phân bố chủ yếu của nhu mô là dãy băng, đặc biệt vởi sự xuất hiện các nhu mô xếp dọc thành tầng Với đặc điểm cấu tạo này sẽ làm dễ gãy ở các nhu mô, là nguyên nhân làm giảm ứng lực ép ngang theo chiều tiếp tuyến Ngoài ra trong nhu mô còn có các tinh thể oxalat canxi, silic gây khó khăn trong quá trình cưa xẻ gỗ, dòi hỏi người công nhân phải có những kỹ thuật n h ất định và cần phải có chế độ bão dưỡng công cụ cắt gọt hợp lý Tuy nhiên, sự xuất hiện của nhu mô chiếm tỉ lệ lớn, giữ vai trò tích cực trong quá trình tẩm gỗ, tạo điều kiện cho thuốc thấm dễ dàng.

Tia gỗ thường xuất hiện tinh thể hình quả trám , là một trong những yếu tố có giá trị trong nhận diện

Trong quá trình trích nhựa cây bị tổn thương, nhựa cây tích đọng, kích thích tế bào phát triển m ạnh để hàn gắn vết thương và bảo vệ thân cây Di chứng để lại là gỗ thường thẩm màu thành hình bán nguyệt trên m ặt cắt ngang hoặc có những vết thâm trên m ặt cắt dọc v ế t trích nhựa trong th ân cây làm giảm vẻ đẹp của gỗ, khó trang sức bề mặt, làm giảm chất lượng gỗ và tỉ lệ thành khí Vùng trích nhựa không thấm làm giảm vẻ đẹp của gỗ, gây khó khăn trong quá trình cưa xẻ, gia công bề m ặt sản phẩm (chà nhám từ 2 đến 3 lần trước khi trang sức bề mặt) Ngoài ra, khi gỗ cao su vừa chặt hạ, hàm lượng đường bột nhiều, là điều kiện thích hợp nhất cho nấm mốc phát triển, biến màu gỗ từ màu vàng chuyển sang màu xanh đen, làm giảm nghiêm trọng vẻ đẹp của gỗ Do vậy, việc bảo quản gỗ cao su ngay sau khi khai thác là việc làm cần th iết có ý nghĩa thực tiễn

H l Độ ẩm

Lượng nước có trong gỗ được diễn tả bằng độ ẩm của gỗ và được biểu thị bằng phần trăm độ ẩm

- Độ ẩm tối đa của gỗ w là hàm lượng ẩm tối đa eó

thể có được trong gỗ khi toàn bộ vách tế bào gỗ được bão hòa ẩm và hầu h ết các không bào trong gỗ đều chứa đầy

nước:

Wmđ: Hàm lượng nưốc mao dẫnHàm lượng nước tối đa trong gỗ rấ t khác biệt ỏ các

loại gỗ khác nhau Gỗ tươi sau khi xẻ tiến hành sấy ngay

sẻ có nhiều hạn chế trong quá trìn h sấy như thời gian sấy kéo dài, sản sinh nhiều khuyết tậ t (cong vên, nứt nẻ), ảnh

hưởng đến năng suất, giá thành và hiệu quả kinh tế Ngoài

ra, độ ẩm ảnh hưởng nhiều đến cường độ gỗ Cường độ gỗ

phơi khô cao gấp 2 lần cường độ gỗ tươi Cường độ gỗ sấy

khô cao gấp 3 lần cường độ gỗ tươi Giữa độ ẩm (trong

phạm vi độ ẩm bão hòa) và cường độ gỗ liên hệ m ật thiết với nhau và biểu thị bằng phương trình:

• Quy luật phân bố độ ẩm theo các cấp tuổi

• Quy luật phân bố độ ẩm theo chiều cao cây ở 3

vị trí gốc, thân, ngọn

• Quy luật phân bô độ ẩm theo hướng xuyên tâm (bán kính)

- Phân bố độ ẩm của cây cao su theo cấp tuổi

Dựa vào bảng 2.1 cho thấy độ ẩm ban đầu của cây cao su ở các cấp tuổi có khác nhau Giá trị của nó biến động từ 69,8% đến 86,5% Độ ẩm của cây có xu hướng giảm dần theo sự tăng lên của cấp tuổi, có nghĩa là giữa độ ẩm

và cấp tuổi có môi quan hệ theo tỷ lệ nghịch và hệ số tương quan rấ t cao

24

Bảng 2.1: Quy luật phân bố độ ẩm của cây cao su theo tuổi

- P h â n bố độ ẩm theo chiều cao cây

n Thớt ngọn

Đổ thị 2.1: Quy luật phân bố độ ẩm theo tuổi và chiểu cao cây.

Độ ẩm với chiều cao có mối quan hệ tương quan thuận Chiều cao là nguyên nhân cơ bản chiếm 99% trong tổng các nguyên nhân ảnh hưởng đến độ ẩm, còn lại 1% mức độ ảnh hưởng đến độ ẩm là do các nguyên nhân khác

Ví dụ ở cây số 9 cấp tuổi 34 độ ẩm của gỗ tăng từ 69,8% ở

gốc đến 82,5% ở ngọn

- P h â n bố độ ẩm theo hướng xuyên tâm

Theo kết quả khảo sát, trên m ặt cắt ngang độ ẩm

gỗ cao su tăng từ tâm ra đến vỏ (76,85% đến 85,62%)

Bảng 2.2: Quy luật phân bố độ ẩm (%) của cây cao su theo hưởng xuyên tâm

Độ ẩm của gỗ có biến động lớn không chỉ ở các loài

mà còn xảy ra trong cùng loài thậm chí trên cùng một cây cũng có sự khác biệt Mặc dầu cây cao su không phân biệt lỗi giác, chỉ phụ thuộc vào tuổi cây nhưng độ ẩm vẫn có xu hướng táng từ tâm ra ngoài và từ gốc đến ngọn Độ ẩm trong thân cây cao su ở phần gốc thấp hơn phần ngọn

«khoảng 10%).

Khối lượng thể tích là một chì tiêu rấ t quan trọng

cc thể đánh giá khối lượng vật chất gỗ trong một dơn vị thể tích và vì th ế nó có quan hệ m ật th iết với nhiều tính

chát cơ lý khác nhau của gỗ, ảnh hưởng đến một phần

cường độ và giá trị công nghệ Quan hệ giữa khối lượng thể tích và cường độ gỗ khá chặt chẽ và dược biểu thị thành phương trình:

Khối lượng thể tích không những tùy thuộc vào loài cây mà trong cùng một loài với các điều kiện sinh trưởng khác nhau (đất đai, độ ẩm, khí hậu, ánh sáng) sẽ có khối lượng thể tích khác nhau Ngoài ra, trong một cây gỗ, giữa phần gốc và ngọn cũng khác nhau Gỗ tăng trưởng nhanh thì mềm và nhẹ

Khối lượng thể tích cơ bản là chỉ tiêu ổn định nhất

do vậy thường được dùng dể so sánh các loại gỗ với nhau

Với : Mtn : Khối lượng gỗ ở độ ẩm thí nghiệm (g)

v 0Với : M0 : Khối lượng gỗ khô kiệt (g)

v 0: Thể tích gỗ khô kiệt (cm3)Trong quá trình xác định khối lượng thể tích, mẫu được lấy theo TCVN 362 - 70 Mẫu gỗ được đo theo các chiều và cân ở 3 trạng thái tươi, khô trong không khí và khô kiệt

Gỗ tươi là gỗ vừa mới chặt hạ (mt) Gỗ khô trong không khí (mk) là gỗ khô trong phòng thí nghiệm cho đến khi cân 3 lần liên tiếp (mỗi ngày một lần) mà khối lượng không đổi hoặc sai số nhỏ hơn 0,05 g, nói cách khác gỗ khô là gỗ hong phơi trong không khí đến lức đạt trạng thái thăng bằng Gỗ khô kiệt (m0) là gỗ lấy ở tủ sấy sau 2 lần cân liên tiếp nhau (mỗi lần cách nhau 1 giờ) chênh lệch không quá 0,3%

Mẫu phải được bao bọc kỹ, tiến hành cân nhanh nhằm hạn chế ảnh hưởng của độ ẩm không khí đến độ chính xác của các thông số đo được Kết quả dược trình bày vào bảng 2.3

Bảng 2.3: Khối lư ợ n g thể tích gỗ cao su (g/cm3)

Theo Jan F Rijsdijs khối lượng thể tích cơ bản của

gỗ cao su biến động từ 0,43 đến 0,57 g/cm3 và giá trị trung bình là 0,54 g/cm3 Mặt khác theo tài liệu, gỗ cao su ở độ

ẩm 16%, khối lượng thể tích cơ bản biến động từ 0,56 đến 0,64 g/cm3 So sánh các kết quả trên với khối lượng thể tích cơ bản của gỗ cao su sau trích nhựa ở khu vực Đông Nam Bộ là 0,55 g/cm3 cho thấy giá trị này không khác với các nghiên cứu trước đây

II.3 Co rú t củ a gỗ

Gỗ cũng như các loại vật liệu có cấu tạo sợi xốp khác, ở diều kiện môi trường ẩm sẽ hút ẩm và ngược lại ở trong môi trường khô ráo, nước trong nó sẽ thoát dần ra

và làm cho vật liệu trở nên khô ráo Quá trình nhả ẩm và hút ẩm trong vật liệu gỗ luôn xảy ra và sẽ đạt đến trạng thái cân bằng động, giá trị độ ẩm của gỗ ở thời điểm này được gọi là độ ẩm thăng bằng của gỗ Đối với vật liệu gỗ có một đặc thù đó là điểm bão hòa thớ gỗ Độ ẩm điểm bão hòa thớ gỗ là một thời điểm quan trọng đối với vật liệu gỗ,

ở đây sẽ có những ảnh hưởng quan trọng làm thay đổi hầu hết các tính chất của vật liệu gỗ trong quan hệ với dộ ẩm của gỗ

Trong quá trình khô của gỗ, khi độ ẩm còn ở trên điểm bão hòa thớ gỗ thì quá trình nhả ẩm đơn thuần, nhưng khi độ ẩm của gỗ giảm xuống dưới điểm bão hòa thớ

gỗ thì kèm theo với quá trình nhả ẩm, luôn là một quá trình biến đổi kích thước của gỗ (co rút) dẫn đến tính chất

cơ lý của gỗ cũng thay đổi khối lượng gỗ giảm dần, trong khi đó cường độ chịu lực tăng dần lên và đạt giá trị cực dại khi độ ẩm bằng không Co rút và dãn nở là hai quá trình ngược chiều nhau

Giá trị co rú t tối đa của gỗ có quan hệ rấ t chặt chẽ vđi khối lượng riêng của gỗ Quan hệ giữa dãn nở của gỗ với khối lượng riêng gỗ khô kiệt biểu thị bằng công thức:

Trong đó: (Xv: Dãn nở thể tích tối đa

Như chúng ta dã biết, cấu tạo gỗ khác biệt theo các chiều hướng thớ gỗ và sự khác biệt này cũng đưa đến sự khác biệt về co rút theo các chiều thớ gỗ Trong sấy gỗ thì

sự khác biệt về co rút giữa chiều xuyên tâm và chiều tiếp tuyến có ý nghĩa h ết sức quan trọng đến việc điều tiế t quá trình sấy và ảnh hưởng đến chất lượng của gỗ sấy Mức độ khác biệt về co rút theo các chiều thớ gỗ cũng là một chỉ tiêu đặc trưng của từng loại gỗ và chủ yếu tùy thuộc vào khối lượng riêng của gỗ Theo kết quả nghiên cứu của Hồ Xuân Các cho thấy rằng, quan hệ giữa tỷ lệ co rút tiếp tuyến và xuyên tâm như sau:

Tuy nhiên, nếu xét tỉ mỉ ta cũng nhận thấy rằng, tỷ

lệ giữa co rú t tiếp tuyến và co rú t xuyên tâm sẽ giảm dần khi khối lượng riêng của gỗ lớn lên, tức là ở các loại gỗ cứng tương quan này sẽ giảm dần có nghĩa là tính đồng

n h ất sẽ chiếm ưu thế ở các loại gỗ cứng (nặng)

- Độ co rút tổng quát (B)

VT

v 0: Thể tích gỗ ở trạng thái khô kiệt (cm3)

v 0: Thể tích gỗ ở trạng thái khô kiệt (cm3)

- Điểm bão hòa thớ gỗ

Kết quả co rút và dãn nở là một đặc điểm của gỗ

Đó chính là nguyên nhân gây nên biến dạng, cong vên và nứt nẻ Trong nghiên cứu co rút của gỗ cao su chúng ta tiến hành xác định các thông số:

- Độ co rú t tổng quát (Bv)

- Co rút theo chiều tiếp tuyến (T)

- Co rút theo chiều xuyên tâm (R)

- Co rút theo chiều dọc thớ (L)

- Tỷ lệ co rú t tiếp tuyến và xuyên tâm (T/R)

độ co rú t theo các chiều như ở bảng 2.4.

Bảng 2.5: So sán h tỉ lệ co rút T/R của gỗ cao su với

m ột s ấ ỉoạỉ gỗ khác

L o ạ i g ỗ T ê n k h o a h ọ c T i l ệ T/R Cao su Hevea brasiliensis Mull Arg 1,66

Qua bỗng 2.5 cho thấy gỗ cao su sau trích nhựa có tỉ

lệ co rú t theo chiều tiếp tuyến và xuyên tâm ít chênh lệch

so với các loại gỗ khác Đây chính là điểm thuận lợi của gỗ cao su trong công nghệ gia công chế biến gỗ

70 đến 80% cho thấy gỗ cao su thuộc loại gỗ có độ ẩm gỗ tươi khá cao Do vậy gỗ cao su, sau khi chặt hạ cần thiết phải được bảo quản ngay trán h sự phát triển của nấm mốc

- Khối lượng thể tích cơ bản 0,55 g/cm3, cho thấy gỗ cao su là loại gỗ có khối lượng thể tích trung bình Bên cạnh đó, tỉ lệ co rút tiếp tuyến và xuyên tâm cũng thấp hơn nhiều loại gỗ khác như bảng 2.5 Gỗ cao su rấ t phù hợp làm nguyên liệu trong công nghệ sản xuất đồ mộc Độ

ẩm bão hòa là 29,5% giá trị này thấp hơn so với nhiều loại

gỗ khác Đây là điều kiện thuận lợi của gỗ cao su, hạn chế nứt nẻ cong vên trong quá trìn h phơi sấy

giữa việc bảo đảm an toàn và tiế t kiệm nguyên vật liệu, làm tiền đề tìm ra các phương pháp gia công mới và nâng cao khả năng lợi dụng gỗ ngày càng có hiệu quả.

Trong quá trình gia công chế biến và sử dụng, gỗ thường chịu tác dụng của lực bên ngoài Khả năng chống lại tác động của ngoại lực là tính chất cơ học còn gọi là cường độ gỗ Nghiên cứu cường độ của gỗ dựa vào những

nguyên lý tính toán sức bền vật liệu làm cơ sở Mặt khác

gỗ lại là loại vật liệu không đồng nhất, cho nên trong tính toán cụ thể không hoàn toàn giống nhau Tính chất cơ học của gỗ phức tạp hơn các loại vật liệu khác vì nó biến đổi theo từng loài cây, hoàn cảnh sinh sống, bộ phận khác nhau trong cùng một cây, cũng như theo chiều dọc thớ, xuyên tâm và tiếp tuyến Ngoài ra, cường độ cơ học của gỗ còn thay đổi theo độ ẩm và nhiệt độ trong phạm vi dưới điểm bão hòa thớ gỗ

Khi độ ẩm tăng cường độ giảm:

^ ghbtươi

Cường độ cơ học của gỗ có quan hệ chặt chẽ với độ

ẩm dưới điểm bão hòa thớ gỗ Vì vậy các ứng suất cơ học

theo công thức sau:

Trong dó: Si8: ứng suất ở độ ẩm 18%

ôw : ứng suất gỗ ở dộ ẩm thí nghiệm

w : độ ẩm của gỗ lúc thí nghiệm

a : hệ số điều chỉnh độ ẩm

Ghi chú: XT: xuyên tâm; TT: tiếp tuyến.

Tính chất cơ học của gỗ được đánh giá trên nhiều chỉ tiêu Có thể phân ra th àn h các nhóm sau:

- Nhóm các ứng lực đơn giản gồm sức chịu ép, sức chịu kéo, sức chịu trượt

- Nhóm các ứng lực phức tạp gồm sức chịu uôn, sức chịu xoắn

- Nhóm các ứng lực có liên quan đến công nghệ: sức chiu tách, độ cứng và lực bám đinh

Vì gỗ cao su thích hợp cho sản xuất ván ghép thanh

v à hàng mộc là chủ yếu, cho nên trong phạm vi nghiên cứu chúng ta chỉ xác định một số tính chất cơ học quan trọng sau: sức chịu ép, chịu kéo, chịu trượt, chịu uốn và sức chịu tách của gỗ

* K ết quả thực nghiệm :

- Mẫu thử Một vấn đề quan trọng trong việc xác

định tính chất cơ học của gỗ là kích thước mẫu thí nghiệm Dùng mẫu lớn sẽ phù hợp với điều kiện sử dụng nhưng tốn

g ỗ , đòi hỏi máy thí nghiệm phải có công suất cao, đồng thời ít nhiều không thể trán h khỏi bệnh tậ t làm ảnh hưởng đến độ chính xác của thí nghiệm Do dó, hầu h ết các nước trên th ế giới dã thống n h ất dùng mẫu thí nghiệm

nhỏ, không bệnh tật, theo những tiêu chuẩn n h ất định Trong những trưởng hợp dặc biệt mới dùng mẫu gỗ lớn.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, tốc độ tăng lực trong quá trình thí nghiệm càng nhanh, khả năng chịu lực của gỗ

có xu hướng tăng lên Đặc biệt trong thời gian đầu, hiện tượng này xảy ra khá rõ rệt Vấn đề này có ý nghĩa thiết thực trong việc nghiên cứu số vòng quay của máy chế biến

gỗ để nâng cao năng suất lao động, đồng thời giảm bớt trở lực gia công do cường dộ gỗ gây nên

Đối với từng chỉ tiêu khảo sát, mẫu được gia công theo qui cách và hình dạng phù hợp với tiêu chuẩn của mẫu thử T ất cả các mẫu thí nghiệm đều được sấy đến độ

Là chỉ tiêu chủ yếu để đánh giá khả năng chịu lực của gỗ

+ Nếu chiều dài của trụ nhỏ hơn 11 lần cạnh bé

n h ất của tiế t diện ngang là loại trụ ngắn Trong trường hợp này trụ hoàn toàn chịu tác động của lực ép dọc thớ

+ Nếu chiều dài của trụ lớn hơn 11 lần cạnh bé nhất của tiết diện ngang là loại trụ dài Trong trường hợp này ngoài việc chịu ép dọc trụ còn chịu lực uốn ngang

- ứ n g s u ấ t n ê n (dọc, ngang)

n g a n g thớ cục bộ, mẫu được lấy theo TCVN 363 - 70, còn

ứ ng suất ép ngang thớ toàn bộ lấy mẫu thử theo TCVN 362

- 70 Sử dụng máy đo ứng suất ỗ độ ẩm thí nghiệm Kết

Xuyên tâm

Tiếp tuyến

Ép ngang xuyên tâm là ép ngang theo chiều dọc tia

gỗ, còn ép ngang tiếp tuyến là ép theo chiều ngang tia gỗ

Do sự sắp xếp tế bào tạo nên tia gỗ, ứng lực ép theo chiều dọc tia gỗ bao giờ cũng lớn hơn ứng lực ép theo chiều ngang của nó Cao su là cây lá rộng, gỗ có cấu tạo mạch đơn độc phân tán, gỗ sớm và gỗ muộn ít phân biệt, điều này dẫn đến sức chịu ép ngang thớ xuyên tâm lớn hơn sức chịu ép theo chiều tiếp tuyến

Qua bảng 2.8 cho thấy gỗ cao su có ứng suất ép dọc

tự nhiên Bạch đàn Eycaluptus deglypta 499 gỗ rừng

trồng Tràm bông

vàng Acacia auriliformis 426

gỗ rừng trồng

Các mẫu được lấy theo TCVN 364 - 70, kết quả nghiên cứu dược trình bày ở bảng 2.9.

Hình 2.3: Quy cách mẫu thử ứng suất kéo dọc thớ

Hình 2.4: Quy cách mẫu thử ứng suất kéo ngang thớ

Kết quả cho thấy sức chịu kéo dọc thớ lớn hơn sức

chịu kéo ngang thớ Sức chịu kéo ngang thớ xuyên tâm lớn hơn sức chịu kéo ngang thớ tiếp tuyến Điều này phù hợp

▼ới lý thuyết cấu tạo gỗ là trong cây đại bộ phận mixen xenỉulô xếp song song với trục dọc thân cây Khi kéo dọc

thớ lực tác dụng phải dủ lớn mới có thể làm đứt các mixen

xenlulô xếp dọc th ân cây trên tiết diện ngang Do vậy, sức