Giáo trình Lâm sản ngoài gỗ

Bản chất của tinh dầu Tinh dầu là những hỗn hợp khác nhau của những chất bốc hơi nguồn thực vật rất ít nguồn động vật các chất ấy thờng có mùi thơm và thành phần hoá học, cấu tạo, tính c

Chơng 1: Khái niệm về lâm sản ngoài gỗ

(05 trang)

1 Định nghĩa lâm sản ngoài gỗ

2 Phân nhóm lâm sản ngoài gỗ theo công dụng

3 Chỉ tiêu để phân biệt lâm sản ngoài gỗ và cây nông nghiệp

Chơng 2: Tre, Nứa, Song, Mây

(15 trang)

1 Tre, nứa

1.1 Cấu tạo

1.1.1 Thân ngầm1.1.2 Thân tre1.1.3 Cành lá

1.2 Tính chất vật lý, hoá học, cơ học

1.2.1 Tính chất vật lý1.2.2 Tính chất hoá học1.2.3 Tính chất cơ học

2 Song, mây

1.1 Cấu tạo

1.1.1 Thân ngầm1.1.2 Thân trên mặt đất

1.2 Tính chất vật lý, hoá học, cơ học

1.2.1 Tính chất vật lý1.2.2 Tính chất hoá học1.2.3 Tính chất cơ học

Chơng 3: Sản phẩm chiết suất

(80 trang)

Bài 1: Chng cất tinh dầu bằng hơi nớc

(20 trang)

1 Khái niệm chung về tinh dầu

1.1 Bản chất của tinh dầu

1.2 Các phơng pháp lấy tinh dầu

2 Phơng pháp chng cất tinh dầu bằng hơi nớc

2.1 Phơng pháp dùng nớc để cất tinh dầu

2.2 Phơng pháp dùng nớc và hơi nớc để cất tinh dầu

2.3 Phơng pháp dùng hơi nớc để cất tinh dầu

3 Các thông số cơ bản của chng cất tinh dầu bằng hơi nớc

3.1 Lợng hơi nớc cần thiết

3.1.1 Tầm quan trọng của nớc và hơi nớc 3.1.2 ảnh hởng của lợng nớc quá lớn3.1.3 Lợng nớc cần thiết

3.1.4 Lợng nớc ngng

3.2 Tốc độ và thời gian chng cất tinh dầu

3.2.1 tốc độ chng cất tinh dầu3.2.2 thời gian chng cất tin dầu

3.3 Nhiệt độ chng cất tinh dầu

3.3.1 Khái niệm3.3.2 Chng cất tinh dầu ở nhiệt độ cao3.3.3 Chng cất tinh dầu ở nhiệt độ thấp

3.4 áp suất chng cất tinh dầu

3.4.1 Khái niệm3.4.2 Chng cất tinh dầu ở áp suất cao (Chng cất dới áp suất)3.4.3 Chng cất tinh dầu ở áp suất thấp (Chng cất trong chân không)

Bài 2: Nhựa thông, Dầu thông, Colophan

3.2 Đờng kính và tuổi cây

3.3 Tình hình sinh trởng của cây

2.2 Công nghệ sản xuất nhựa cánh kiến đỏ dạng màng mỏng

2.3 Công nghệ sản xuất nhựa cánh kiến đỏ tẩy trắng

2.4 Thu hồi sản phẩm phụ

Bài 4: Công nghệ sản xuất Tannin

(20 trang)

1 Nguyên liệu sản xuất tannin

1.1 Yêu cầu đối với nguyên liệu sản xuất tannin

1.2 Nguồn gốc của nguyên liệu tannin

1.3 khai thác và phân cấp nguyên liệu tannin

2.5 Vận chuyển nguyên liệu

3 Chiết suất tannin

3.1 Công nghệ chiết suất

3.2 Nguyên lý chiết suất

3.3 Thiết bị chiết suất

3.4 Yêu cầu công nghệ và các yếu tố ảnh hởng đến chiết suất

4 Cô đặc dung dịch tannin

4.1 Dây chuyền công nghệ

4.2 Yêu cầu, điều kiện và các yếu tố ảnh hởng đến công nghệ cô đặc 4.3 Thiết bị cô đặc

5 Sấy khô dung dịch cô đặc

5.1 Dây chuyền công nghệ sấy phun

5.2 Yêu cầu, điều kiện và các yếu tố ảnh hởng đến sấy phun 5.3 Thiết bị sấy phun

Chơng 1: Khái niệm về lâm sản ngoài gỗ

Từ 1961, lâm sản phụ đợc coi trọng và đợc mang tên đặc sản rừng Đặc sản “Đặc sản

rừng bao gồm cả thực vật và động vật rừng là nguồn tài nguyên giầu có của đất

n-ớc Nó có vị trí quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá xã hội chủ nghĩa, trong đời sống nhân dân, quốc phòng và xuất khẩu…” ( Bộ Lâm nghiệp – Kế

hoạch phát triển Đặc sản rừng, 1981-1990) Theo định nghĩa đó Đặc sản rừng là một bộ phận của tài nguyên rừng nhng chỉ tính đến những sản phẩm có công dụng hoặc giá trị đặc biệt và ngoài các loài thực vật dới tán rừng còn bao gồm các loài cây cho gỗ đặc hữu hoặc đợc coi là đặc hữu của Việt Nam, nh Pơ mu, Hoàng đàn, Kimgiao… , nh , nh vậy thuật ngữ đặc sản cũng mang ý nghĩa kinh tế, vì không tính đến nhữngsản phẩm không có hoặc cha biết giá trị Vì thế, danh mục những đặc sản rừng trong từng thời điểm cũng tập trung sự chú ý vào một số sản phẩm nhất định

Ngày nay, trong Lâm nghiệp thuật ngữ lâm sản ngoài gỗ đợc dùng phổ biến, chính thức thay cho thuật ngữ lâm sản phụ (minor forest product/ secondary forest product) Định nghĩa của thuật ngữ này đợc thông qua trong hội nghị t vấn lâm

nghiệp Châu á-Thái Bình Dơng tại Băng Cốc, 5-8-1991: Lâm sản ngoài gỗ “Đặc sản

(Non-wood forest product) bao gồm những sản phẩm tái tạo đợc ngoài gỗ, củi và than gỗ Lâm sản ngoài gỗ đợc lấy từ rừng, đất rừng hoặc từ những cây thân gỗ”

Do đó, không đợc coi là LSNG những sản phẩm nh cát, đá, nớc, dịch vụ du lich sinh thái

Theo định nghĩa này củi, than gỗ, cành ngọn, gốc cây không đợc coi là LSNG, không thỏa đáng đối với việc khai thác tận dụng phế liệu gỗ Những dịch vụ trong rừng nh săn bắn, giải trí, dỡng bệnh trong rừng, du lịch sinh thái, v.v… , nhlà một phạm trùkhác, không đợc xếp vào LSNG, nhng trên quan điểm kinh tế cũng có nơi du lịch sinh thái cũng đợc coi nh sản phẩm của rừng

Hội nghị lâm nghiệp do Tổ chức Nông Lơng Liên Hiệp Quốc triệu tập tháng 6

năm 1999 đã đa ra và thông qua một khái niệm và định nghĩa khác về LSNG Lâm “Đặc sản

sản ngoài gỗ (Non timber forest product) bao gồm những sản phẩm có nguồn gốc sinh vật, khác gỗ, đợc khai thác từ rừng, đất có cây rừng (wooded lands) và cây ở ngoài rừng ” Thuật ngữ này phải dịch sang Tiếng Việt là “Đặc sản Lâm sản ngoài gỗ

cây”, nhng để đơn giản vẫn dùng thuật ngữ LSNG Với định nghĩa này, LSNG bao gồm cả động vật, gỗ nhỏ và củi và rộng hơn so với định nghĩa trớc Trong tài liệu sách báo nớc ngoài, hiện tại cả hai thuật ngữ NWFP và NTFP vẫn đợc dùng Song có tác giả, để hạn chế đối tợng nghiên cứu, đánh giá giá trị kinh tế của LSNG, nh Jenne H De Beer thêm vào định nghĩa trên một mệnh đề, thành một định

nghĩa khác nh sau: Lâm sản ngoài gỗ bao gồm những sản phẩm có nguồn gốc sinh“Đặc sản

vật không phải gỗ đợc ngời ta khai thác từ rừng để sử dụng ” Có thể hiểu đợc rằng

khái niệm hàm ý chỉ quan tâm đến sản phẩm đợc khai thác để dùng Thuật ngữ “Đặc sản đặc sản rừng” còn hẹp hơn, và đợc hiểu là những cây, con LSNG có công dụng đặc biệt và

đặc hữu của Việt Nam Vì khái niệm và định nghĩa LSNG có sự khác nhau nh thế nên việc vận dụng vào thực tế cũng có sự khác nhau

2 Phân nhóm lâm sản ngoài gỗ theo công dụng

Trên thế giới cũng đã có nhiều khung phân loại LSNG đợc đề xuất Có khung phân loại dựa vào dạng sống của cây tạo ra các sản phẩm nh nhóm cây gỗ, cây bụi, cây thảo, dây leo gỗ, dây leo thảo Có khung phân loại dựa vào công dụng và nguồngốc của các LSNG, nh khung phân loại đợc thông qua trong hội nghị tháng 11 năm

1991 tại Băng Cốc Trong khung này, LSNG đợc chia làm 6 nhóm :

- Các sản phẩm có sợi: Tre nứa; song mây; lá, thân có sợi và các loại cỏ

- Các sản phẩm khác: nh lá Bidi (lá thị rừng dùng gói thuốc lá ở ấn Độ)

Để hoà nhập với các nớc láng giềng chúng tôi đề nghị sử dụng khung phân loại các LSNG đợc thống nhất trong Hội nghị các nớc vùng Châu á Thái Bình Dơng, tháng

11 năm 1991 tại Băng Cốc, Thái lan và có sửa đổi để phù hợp với thực tế Việt Nam

Trớc hết chúng tôi đã bổ sung thêm 3 nhóm phụ :

- Các cây có chất độc vào nhóm 3 (cây thuốc và mỹ phẩm)

- Các cây cảnh

- Các lá dùng để gói, bọc vào nhóm 6 (các sản phẩm khác)

3 Chỉ tiêu để phân biệt lâm sản ngoài gỗ và cây nông nghiệp

Ngày càng có nhiều loài cây rừng, trong đó đa số là LSNG, đợc trồng trên đất nông nghiệp Trong nhiều trờng hợp cây cho LSNG đã đợc coi là cây nông nghiệp nh cây Điều, Sơn, Sở Ngợc lại, có nhiều loài cây đợc trồng ở vùng nông nghiệp nhng vẫn đợc coi nh LSNG nh nhiều loài tre, trúc, mây Vì vậy, việc đa ra “Đặc sản Tiêu chí”

để phân định cây thuộc LSNG là cần thiết:

- Cây có nguồn gốc từ rừng và hiện còn đợc trồng trên đất Lâm nghiệp

- Cây thuộc sự quản lý của Lâm nghiệp (do Nhà nớc quy định)

Những tiêu chí này chỉ mang tính quy ớc để thuận tiện cho quản lý, không có ý nghĩa khoa học kĩ thuật

Chơng 2: Tre, Nứa, Song, Mây

1 Tre, nứa

1.1 Cấu tạo

Đặc điểm cấu tạo của cây họ tre

Cấu tạo của tre nứa hoàn toàn khác với gỗ Tất cả các loài tre đều phát triển mạnh theochiều dọc thớ và phát triển chậm theo đờng kính Cấu tạo chung của các loại cây họtre trúc (trong đó có luồng) Đều chia ra làm ba bộ phận chính: Thân ngầm, Thân tre vàcành lá (Hình 2.1)

Hình 2.1 Cấu tạo chung của cây họ tre

1.1.2 Cấu tạo thân tre:

Thân tre có nhiều lóng, độ dài các lóng từ gốc đến ngọn không giống nhau, trong ruột lóng rỗng Thân tre do thành tre bao bọc tạo nên, độ dày của thành tre giảm dần theo độ cao thân cây Thành tre chia làm ba phần chính: biểu bì, thịt tre và màng lụa (Hình 2.2)

Hình 2.2 Cấu tạo thành tre

1- Biểu bì; 2- Thịt tre; 3- Màng lụa; 4- Tế bào mô mềm; 5- Bó mạch

- Biểu bì: là lớp ngoài cùng, bề mặt trơn bóng, chứa nhiều diệp lục tố nên có màu xanh, khi tre già thờng chuyển sang màu vàng Biểu bì đợc cấu tạo bởi lớp cutin hoá

và sáp, vì vậy nó rất cứng, chắc và dòn, gây khó khăn cho quá trình thẩm thấu keo dẫn

+ Ruột: các bó mạch có kích thớc lớn hơn từ 2 – 3 lần kích thớc bó mạch ở phần cật nhng mật độ tha hơn Ruột đợc cấu tạo chủ yếu là mô mạch ở phần cật nhng mật độ tha hơn Ruột đợc cấu tạo chủ yếu là mô mềm nên xốp và nhẹ Vì vậy, cơ lý tính của ruột cũng nhỏ hơn so với cật.

- Màng lụa: là lớp trong cùng tiếp giáp với khoảng trống của lóng Màng lụa mỏng và

có màu trắng màng lụa cũng có tác dụng bảo vệ cho lớp tế bào nhu mô của ruột tre vàtạo sự cứng vững cho thân tre Nhng nó có cấu tạo xốp, dòn nên cũng không có khả năng thấm ớt nớc và keo Để đạt đợc chất lợng mối dán tốt cần phải loại bỏ lớp màng lụa này trong khi tạo nan

Cấu tạo hiển vi của tre

Tế bào mô mềm: Bao gồm các tế bào vách mỏng là thành phần cơ bản của tre, tế bào

vách mỏng hầu hết có dạng hình đa giác Phần cật tre kích thớc tế bào nhỏ và lớn dần

về phía ruột tre, phần sát với màng lụa kích thớc tế bào giảm nhanh theo chiều xuyên tâm tạo ra tế bào hình dẹt, những tế bào vách mỏng này đã cứng hoá làm tăng thêm độcứng vững cho ruột tre

Bó mạch: Các bó mạch ở phần cật có kích thớc nhỏ và xếp sít nhau, càng vào trong

kích thớc bó mạch càng lớn, nhng mật độ bó mạch giảm dần Quan sát cấu tạo mặt cắtdọc của đốt tre và lóng tre các bó mạch ở phần lóng xếp dọc theo thân cây, ở phần đốt các bó mạch không xếp dọc theo thân cây Đặc điểm này liên quan chặt chẽ đến tính chất cơ lý của tre Tại phần đốt lực tách dọc thớ lớn hơn phần lóng

Hình 2.3 Mặt cắt dọc của phần đốt và phần lóng tre.

a – Phần lóng b – Phần đốt

Tế bào sợi: là một phần của bó mạch, nó quyết định đến tính chất cơ lý của tre Theo

tài liệu, tỷ lệ tế bào sợi ở phần tiếp giáp biểu bì lớn gấp 3 lần so với phần tiếp giáp với màng lụa, từ đó làm cho cơ lý tính của cật lớn hơn phàn ruột

1.1.3 Cành lá

Cành có cấu tạo nh thân tre, cành phát triển từ chồi thân gọi là cành chính Tuỳ theo từng loài tre mà chồi thân có từ 1-3 hoặc nhiều hơn cành chính

Lá tre gồm có hai loại:

- Mo nang: là lá chuyên làm nhiệm vụ bảo vệ măng non

- Lá quang hợp: là lá chuyên làm nhiệm vụ quang hợp tạo lên chất hữu cơ nuôi cây

1.2 Tính chất vật lý, hoá học, cơ học

1.2.1 Tính chất vật lý

Khối lợng thể tích: Khhói lợng thể tích của tre thay đổi từ 0,4 – 0.9 g/cm3, nó phụ thuộc vào cấu tạo giải phẫu của tre, nh là số lợng và sự phân bố sợi quanh bó mạch Vì vậy, khối lợng thể tích của tre có quan hệ chặt chẽ với loài tre (chẳng hạn tregai là 0,9 g/cm3 nhng vầu đắng thì chỉ có 0,7 g/cm3), tuổi tre, vị trí trên thân và điều

kiện sinh trởng của tre Khối lợng thể tích của ngon tre và cật tre cao hơn vì mật độ bómạch dày hơn, đờng kính mạch nhỏ hơn Ngợc lại, dới gốc và trong ruột tre có khối l-ợng thể tích thấp hơn Khối lợng thể tích cao thì cờng độ cũng cao, vì vậy khối lợng thể của tre phản ánh rất rõ tính chất cơ học của tre.

Độ ẩm của tre: độ ẩm tre tơi thờng thay đổi theo tuổi, độ cao thân cây, vị trí thành tre và thời kỳ chặt hạ Độ ẩm bão hoà của tre khoảng 35 – 40%, nó ảnh hởng

đến tính chất cơ lý của tre Nhìn chung tre già có độ ẩm thấp tre non có độ ẩm cao Độ

ẩm của tre tơi thờng cao hơn 70% và trung bình khoảng 80 – 100%

Tính chất co rút của tre: Tỷ lệ co rút của tre thờng ít hơn gỗ Khác với gỗ, ở tre

co rút thể tích nhiều hơn co rút theo chiều dài Co rút tiếp tuyến ở cật tre là lớn nhất, thứ hai là co rút xuyên tâm và co rút tiếp tuyến ở ruột tre, co rút dọc thớ là ít nhất Nguyên nhân chính gây ra sự co rút là do phân bố bó mạch ở cật nhiều hơn ở ruột nên phần cật co dãn nhiều hơn phần ruột Theo hớng xuyên tâm hai phần này không hạn chế lấn nhau, nên co dãn đạt trị số tối đa và đây cũng là nguyên nhân gây vỡ nứt của tre trong những ngày khô hanh hoặc khi sấy

Tính chất hút nớccủa tre: tre và gỗ giống nhau do đợc cấu tạo nên bởi tế bào nên

có vách và ruột tế bào Đây là hai vị trí giữ nớc của tre Khả năng hút nớc nhiều hay ít phụ thuộc vào loại tre (Sau 50 ngày đêm ngâm trong nớc tre gai ở Chí Linh Hải Dơng

là 96,1% và tre gai ở Đông Triều Quảng Ninh là 102,1%)

1.2.2 Tính chất hoá học

Thành phần hoá học của tre phụ thuộc vào loại tre, tuổi tre, nơi sinh trởng, thời

kỳ chặt hạ Thành phần hoá học của tre cũng tơng tự nh thành phần hoá học của gỗ Thành phần chính của tre là cellulose, hemi-cellulose và lignin, nó chiếm khoảng trên90% tổng khối lợng Ngoài ra, tre cũng có các thành phần hoá học phụ nh: nhựa, tannin và các muối vô cơ Tuy nhiên, hàm lợng các chất chiết suất kiềm, tro và silic trong tre cao hơn gỗ Điều này làm cho quá trình gia công cơ học của tre khó hơn gỗ Các chất hữu cơ cấu tạo nên tre chủ yếu là cellulose và lignin, ngoài ra có khoảng 2 –6% tinh bột, 2% deoxidized saccharide, 2 – 4% chất béo và 0,8 – 6% protein Sự có mặt của tinh bột ở trong tre làm cho nó rất dễ bị nấm mục tấn công

Ngoài ra, tre còn có các chất vô cơ Si, Ca, K, Mn, Mg Các chất này sẽ biến thành tro khi đốt cháy hoàn toàn tre Tỷ lệ tro ở ruột cao hơn ở cật vì phần ruột chứa nhiều chất vô cơ

Cellulose là thành phần cơ bản của vách tế bào (đặc biệt là tế bào sợi), trong tre hàm ợng cellulose khoảng 40 – 60%, trong đó α-cellulose chiếm khoảng 70 – 80% là thành phần cấu tạo chính của tre, β-cellulose chiếm khoảng 20 – 28%, γ-cellulose chiếm 1-5% Hàm lợng cellulose ít thay đổi khi tuổi tre thay đổi, nhng nó thay đổi theo chiều cao thân tre và tăng dần từ gốc lên ngọn

l-Lignin là một hydrat cacbon cao phân tử, lignin trong tre đợc cấu thành bởi paradium, guaiacyl và mauve với tỷ lệ 10 : 68 : 22 Hàm lợng lignin trong tre chiếm khoảng 20 – 26%

Hemi-cellulose trong tre bao gồm hầu hết là pentosan (chiếm trên 95%) và một lợng nhỏ là hexosan

1.2.3 Tính chất cơ học

Tre có độ bền cơ học cao và khả năng thích ứng tốt, dễ gia công, vì vậy nó đợc sử dụng rộng rãi trong xây dựng, sản xuất hàng thur công mỹ nghệ, trong công nghiệp vànghề cá Tre có ứng suất kéo gấp hai lần gỗ và ứng suất nén cũng cao hơn gỗ khoảng 10%

ng suất chịu kéo dọc thớ: Là phơng chịu lực tốt nhất so với các phơng chịu lực khác Các loại tre khác nhau thì ứng suất kéo dọc thớ cũng khác nhau Trong cùng một cây tre ở các vị trí khác nhau ứng suất chịu kéo cũng khác nhau Tại một vị trí thì giới hạn bền chịu kéo ở phần cật lớn hơn ở phần ruột, ứng xuất chịu kéo ở phần đốt bằng ẵ ở phần lóng Theo chiều cao thân cây thì ứng suất chịu kéo ở phần gốc nhỏ hơn phần ngọn vì mật đọ bó mạch ở phần ngọn cao hơn phần gốc.

ứng suất chịu nén: Do cấu tạo của tre nên ứng suất chịu nén dọc thớ lớn hơn ứng suất chịu nén ngang thớ, theo chiều cao thân cây ứng suất chịu nén dọc thớ ở các vị trí khác nhau cũng khác nhau, ứng suất chịu nén dọc thớ giảm từ góc đến ngọn

ứng suất trợt: ứng suất trợt của tre tơng đối nhỏ so với các loại ứng suất khác, ứng suấttrợt dọc thớ nhỏ hơn ứng suất trợt ngang thớ khoảng 3 lần, ứng suất trợt ở phần đốt nhỏ hơn phần lóng Trợt ngang thớ các bó mạch sản sinh nội lực, còn trợt dọc thớ nội lực do các mô mềm sinh ra, trên thành tre phần cật có giới hạn bền trợt lớn hơn phần ruột Nếu so sánh ứng suất trợt của tre với ứng suất trợt của gỗ ta thấy ứng suất trợt của tre nhỏ hơn nhiều so với gỗ, ứng suất trợt này có ảnh hởng đến quá trình gia công tre

ứng suất tách dọc thớ của tre: Do các tế bào của tre ở phần lóng xếp song song với trục dọc của thân cây nên ứng suất tách dọc thớ rất nhỏ ứng suất tách ở phần lóng nhỏ hơn ở phần mấu do ở phần mấu các tế bào xếp nghiêng so với trục dọc thân cây Giới hạn bền tách của tre khoảng 19 – 20 Mpa, còn giới hạn bền tách của gỗ từ 150 – 200 Mpa

Mô đun đàn hồi của tre: Do cấu tạo của tre không đồng nhất, mặt khác tre là vật liệu hữu cơ nên khi chịu tác động của ngoại lực nó có biến dạng lớn Biến dạng của tre theo các chiều hớng khác nhau cũng khác nhau Đặc trng cho tính biến dạng của tre làbiến dạng và đàn hồi

Tính chất vật lý và cơ học của một số loại tre

- Song: thân ngầm phát triển theo chiều ngang ở mắt mọc lên chồi non thành song

con, do đó song thờng là những cây đơn độc mọc rải rác

- Mây: mọc thành búi, ở gốc mẹ nẩy sinh một mầm non và phát triển thành mây con

1.1.2 Thân trên mặt đất

Thân song mây gồm nhiều lóng, chiều dài lóng tăng dần từ gốc đến ngọn Thân song mây đặc phía trong không có vách ngang, nên thân thờng mềm dẻo, không thể chống chịu với trọng lợng bản thân, gió bão nên phải có trụ để nơng tựa vào Trên mỗi lóng

đờng kính có thay đổi: phần gốc bẹ lá đờng kính nhỏ, phần cuối lóng đờng kính lớn hơn sự chênh lệch này tăng dần từ gốc lên ngọn Sự thay đổi này về hình thể là một trong những khó khăn khi gia công, nhất là khi muốn giữ nguyên lớp mặt ngoài

Thân song mây chia ra làm ba phần:

- Biểu bì: là phần ngoài cùng, chứa nhiều cutin, lúc non do bẹ lá bao bọc nên có mầu trắng đến trắng ngà Khi lá già rơi rụng (chủ yếu là ở gốc) do tiếp xúc trực tiếp với ánhsáng, diệp lục phát triển lên có màu xanh Khi mây già chuyển thành màu vàng

- Phần cật (phần thịt): nằm sát biểu bì có chiều dầy 1/3 – 1/4 bán kính thân cây bao gồm các bó mạch nằm sát nhau

2.2 Tính chất vật lý, hoá học, cơ học

Thành phần hoá học: các chất cấu trúc lên vách tế bào thì hàm lợng cellulo nhiều hơn của tre nứa, hàm lợng linnin ít hơn vì thế song mây mềm và dẻo hơn tre nứa Dới tác dụng của nhiệt, ẩm song mây dễ dàng tạo ra biến dạng vĩnh cửu nên dễ uốn định hình.Thành phần các chất hoà tan trong nớc nóng, nớc lạnh và NaOH (1%) cao hơn nh đ-ờng, bột nên song mây dễ bị nấm mốc, sâu mọt phá hoại

Lớp cutin chứa hàm lợng SiO2 cao nhất là song mây già hoặc phần gốc lên làm tăng

độ cứng, rắn cho song mây và gây ra nhiều khó khăn trong công nghệ tẩy rửa bề mặt

đem lại vẻ đẹp óng ả cho sản phẩm song mây chế biến

Độ ẩm: Song mây tơi chứa hàm lợng nớc khá cao từ 70 – 80% có khi còn cao hơn

Độ ẩm tăng dần từ gốc đến ngọn Tuổi non cao hơn tuổi già, ở ruột cao hơn ở cật.Khối lợng thể tích: Phụ thuộc loại cây, tuổi, vị trí khác nhau trên cây, ở cật và ở ruột Khối lợng thể tích của song lớn hơn của mây Tuổi già các tế bào đạt độ thành thục cao và hàm lợng linnin tăng lên nên khối lợng thể tích cao hơn ở tuổi non Phần gốc cao hơn phần ngọn do vách tế bào dầy hơn

Chơng 3: Sản phẩm chiết suất Bài 1: Chng cất tinh dầu bằng hơi nớc

1 Khái niệm chung về tinh dầu

1.1 Bản chất của tinh dầu

Tinh dầu là những hỗn hợp khác nhau của những chất bốc hơi nguồn thực vật (rất ít nguồn động vật) các chất ấy thờng có mùi thơm và thành phần hoá học, cấu tạo, tính chất, điểm chảy, điểm sôi, độ tan trong nớc hay trong các dung môi rất khác nhauphần lớn không tan, chính xác là ít hay rất ít tan trong nớc Các hợp chất của tinh dầu hoà tan lẫn nhau Nếu một lợng tinh dầu nào đó là một khối đồng chất bắt đầu sôi ở một nhiệt độ phụ thuộc thành phần và tỷ lệ các hợp phần

1.2 Các phơng pháp lấy tinh dầu

1.2.1 Phơng pháp ép vật liệu thực vật

Trờng hợp chỉ cần ép vật liệu thực vật cũng đủ phá vỡ các màng cho tinh dầu chảy ra, mà hàm lợng tinh dầu trong vật liệu tơng đối lớn và tinh dầu có giá trị cao không cần thu hồi thì ngời ta dùng phơng pháp ép vì nó rẻ tiền tuy nhiên ép thì không thể lấy đợc kiệt tinh dầu và tinh dầu kéo theo cả những chất không bốc hơi nh dầu béo, nhựa, nên sau đó phải làm sạch tinh dầu thu đợc Phơng pháp này dùng để lấy tinh dầu từ vật liệu nh vỏ chanh

1.2.2 Dùng một lỏng hay rắn để trích ly tinh dầu

Trong một số trờng hợp, do điều kiện đặc biệt, ngời ta dùng một lỏng hay rắn đểtrích ly tinh dầu, rồi sau đó trích ly tinh dầu ra khỏi lỏng hay rắn đó Phơng pháp này

có một số u điểm đặc biệt, có khi bắt buộc phải dùng nó để lấy tinh dầu nhng phức tạp

và đắt tiền, nên ít dùng Phơng pháp này chủ yếu dùng cho tinh dầu một số hoa nh hoanhài, hoa hồng

1.2.3 Phơng pháp cất bằng hơi nớc

Phơng pháp cất tinh dầu bằng hơi nớc đợc dùng phổ biến cho nhiều loại tinh dầu Hơi nớc đợc đa qua khối vật liệu thực vật, tiếp xúc với tinh dầu làm cho tinh dầu bay hơi, hơi ấy đợc kéo theo cả hơi nớc (hơi nớc đợc bão hoà hơi tinh dầu) Hỗn hợp hơi đó đợc

đa sang bộ phận làm lạnh để ngng tụ Khối ngng đợc lắng, tách thành những lớp nớc

và tinh dầu riêng không hoà tan vào nhau vì hơi nớc kéo theo tinh dầu đi nên còn gọi

là phơng pháp cắt kéo tinh dầu bằng hơi nớc

Hình 3.1.1 Hệ thống cất ngng

2 Các thông số cơ bản của chng cất tinh dầu bằng hơi nớc

2.1 Lợng hơi nớc cần thiết

2.1.1 Tầm quan trọng của nớc và hơi nớc

Hơi nớc và nớc là chất tản nhiệt làm tăng nhiệt độ hệ thống nớc - tinh dầu làm sôi hệ thống, nhờ đó nớc và tinh dầu bay hơi Nhng nớc không phải chỉ là chất tản nhiệt, chính nhờ có sự có mặt của nớc mà hệ thống nớc – tinh dầu đợc tạo thành, nhờ đó màtinh dầu sôi ở nhiệt độ thấp hơn 100oC, thấp hơn cả điểm sôi của tinh dầu nhờ đó tránh

đợc sự phân huỷ một số hợp phần của tinh dầu và vật liệu thực vật

Nớc lại là tác nhân trong thuỷ khuếch tán Không đủ nớc một phần tinh dầu nằm lại trong túi không cất đợc Một mặt vì các hợp phần của tinh dầu rất ít tan trong nớc, nênlợng nớc cần cho thuỷ khuếch tán lớn Mặt khác khi hệ thống nớc tinh dầu sôi, những hợp phần sôi cao có áp hơi nhỏ hơn so với áp hơi của nớc nên hơi nớc cũng phải nhiều hơn hơi tinh dầu đợc kèm theo, nghĩa là nớc phải nhiều hơn tinh dầu Đứng về mặt nàothì cũng cần phải nhiều nớc dù cho cùng một lợng nớc vừa dùng để thuỷ khuếch tán, vừa dùng để kéo hơi tinh dầu

2.1.2 ảnh hởng của lợng nớc quá lớn

Khi lợng nớc quá lớn sẽ có những ảnh hởng sau:

- Chi phí về hơi nớc quá nhiều làm tăng giá thành sản phẩm

- Các hợp phần của tinh dầu rất ít tan trong nớc Đặc biệt tinh dầu tạo thành những hạt nhũ tơng rất nhỏ phân tán trong nớc để lắng thờng khó và rất lâu vì tỷ khối của nớc và tinh dầu khác nhau rất ít Nh vậy khi ngng hơi lại, và tách các phần của lỏng ngng, thì một phần tinh dầu nằm lại trong lớp nớc Độ tan rất nhỏ, nhũ tơng có thể không nhiều nhng nớc ngơng rất lớn Nớc dùng càng nhiều tổn thất tinh dầu càng lớn Vì vậy cần hạn chế lợng nớc ở mức tối thiểu và ngời ta dùng các biện pháp khác nhau để thu hồi, nếu cần, các hợp phần có giá trị cao bị giữ lại ở lớp nớc ngng Các hợp phần là các

este, là hợp phần có giá trị về mặt hơng vị của tinh dầu, bị thuỷ phân trong nớc, nhất là

ở nhiệt độ tơng đối cao, thuỷ phân chậm, nhng nếu nhiều nớc, và thời gian tiếp xúc giữa tinh dầu với nớc dài, thì cũng phải tính đến lợng este bị thuỷ phân, cho nên cũng phải hạn chế lợng nớc và cất càng nhanh càng tốt

2.1.3 Lợng nớc cần thiết thực tế

Hơi nớc qua lớp vật liệu cha kịp bão hoà hơi tinh dầu nếu muốn bão hoà phải đi chậm, kéo dài thời gian Nh vậy nếu tinh dầu cha đợc giả phóng hết, một phần trong túi còn nguyên vẹn, thuỷ khuếch tán chậm, đa tinh dầu ra chậm, không đủ làm cho hơinớc bão hoà hơi tinh dầu, nhất là vào giai đoạn cuaôí của tinh dầu, có những hợp phần

độ tan trong nớc rất nhỏ lúc ấy hơi nớc dùng cho thuỷ khuếch tán hơn là để kéo hơi tinh dầu

Trong vật liệu thực vật, ngoài tinh dầu còn có nhiều hợp chất sôi rất cao hay thực tế không bốc hơi nh nhựa, sáp, dầu béo hoà tan vào tinh dầu làm hạ thấp áp hơi của tinh dầu (nhất là các dầu béo có khí rất nhiều ở các hạt) Ngoài ra lúc kết dính tinhdầu với vật liệu thực vật càng làm tinh dầu khó bay hơi, áp suất hơi bị giảm

2.1.4 Lợng nớc ngng

Nếu vật liệu cất khô, thuỷ phân thấp thì lợng nớc ngng gần bằng lợng hơi nớc đi qua khối vật liệu vì một lợng nớc nhỏ ngng lại trong khối vật liệu rơi xuống đáy nồikhông sang bộ phận làm lạnh – ngng; đồng thời nớc có sẵn ở vật liệu thực vật cũng bay hơi sang bộ phận làm lạnh – ngng

Nếu vật liệu tơi, thuỷ phân cao, thì lợng nớc ngng tăng lên nhiều

Vd: nếu lấy tỷ lệ tinh dầu trong khối lỏng ngng (nớc và tinh dầu) ta sẽ thấy nó rất nhỏ:0,3 – 0,4% tinh dầu peppermint (bạc hà âu) nếu vật liệu tơi, 1,2 – 1,6% nếu vật liệu héo và 2,5 – 3% nếu vật liệu khô

2.2 Tốc độ và thời gian chng cất tinh dầu

2.2.1 tốc độ chng cất tinh dầu

Thời gia cất tinh dầu, thời gian để lấy gần hết tinh dầu trong lúc cất còn có hiệu quả kinh tế, phụ thuộc tốc độ hơi nớc vào nồi hay tốc độ hơi nớc đi qua khối vật liệu Tốc

độ ấy cũng có thể biểu hiện qua tốc độ ngng hỗn hợp hơi nớc – hơi tinh dầu Trong thực tế, chính các tốc độ ấy là tốc độ cất tinh dầu, chứ không phải tốc độ thu đợc tinh dầu ngng lại, vì khó đo đợc lợng ấy; vì đo lờng khối ngng hay nớc ngng dễ dàng nhất nên ngời ta thờng biểu hiện tốc độ cất bằng lợng khối ngng (hay nớc ngng) thu đợc trong đơn vị thời gian Đo lợng ấy từng thời điểm để theo dõi tốc độ cất, nhng điều chỉnh tốc độ ấy bằng cách điều chỉnh lợng hơi nớc cho đi qua khối vật liệu

Tốc độ cất phải hợp lý, tốc độ cất hợp lý phụ thuộc vào bản chất tinh dầu và vật liệu, trạng thái của vật liệu, cách sắp đặt nó vào trong nồi cất phụ thuộc cả cấu tạo nồi cất,

nó lại phụ thuộc vào giai đoạn cất

Tốc độ vừa phải nếu nh quá nhỏ thì không những thời gian cất kéo dài mà trong khối vật liệu còn có những chỗ hơi đi quẩn không kéo hơi tinh dầu ra Nếu tốc độ quá lớn thì thì hơi chủ yếu đi qua khe hở lớn trong khối Nếu hơi đi quá nhanh thì không kịp bão hoà hơi tinh dầu, nhất là nếu tốc độ thuỷ khuếch tán nhỏ, tinh dầu ra ngoài màng túi không kịp hơi nớc không bão hoà hơi tinh dầu thì tốn nhiều hơi nớc hơn, nớc ngng nhiều hơn và giữ lại nhiều tinh dầu hơn hơi nớc đi qua nhanh lại dễ kéo theo các phần

tử nhỏ của vật liệu qua cổ ngỗng vào bộ phận ngng trong nồi cất bên dới lắp nồi, ngời

ta có cheo một tấm chắn để giữ các phần tử ấy lại Ngoài ra nếu nhiều hơi quá trong cùng thời gian thì lợng nhiệt ấy đi ở bộ phận làm lạnh ngng lớn, đồng thời hệ số

truyền nhiệt lại kém do hơi đi nhanh nên bộ phận làm lạnh phải lớn và nớc làm lạnh phải nhiều.

2.2.2 thời gian chng cất tinh dầu

Quá trình cất thì tinh dầu bay hơi dần, lợng còn lại trong vật liệu ngày càng ít đi, hơi nớc càng kéo đợc ít hơi tinh dầu đi, tỷ lệ nớc – tinh dầu trong nồi ngng ngày càng lớn Thí dụ cất lá bạc hà peppermint khô, lúc bắt đầu cất trong khối ngng có thể có tới 8% là tinh dầu nhng lúc gần cuối chỉ còn 0,004% Nếu cứ tiếp tục cất để lấy thêm tinhdầu thì thời gian cất kéo dài tốn nhiên liệu, nhân công nên phải ngừng không cất nữa Nhng ngừng cũng phải đúng lúc phù hợp với từng loại tinh dầu và từng loại vật liệu, không đợc quá sớm nếu không gây lãng phí vật liệu Khi cất một mẻ phải liên tục không đợc ngắt quãng dù chỉ một lúc vì nếu không gây ra tốn nhiên liệu, thời gian và

ảnh hởng đến chất lợng tinh dầu vì tinh dầu bị ngâm lâu trong nớc

2.3 Nhiệt độ chng cất tinh dầu

2.3.1 Chng cất tinh dầu ở nhiệt độ cao

Nhiệt độ cất cao thì tốc độ khuếch tán của nớc có hoà tan tinh dầu qua màng túi lớn hơn, đồng thời độ tan của tinh dầu trong nớc lớn hơn: hai điều này làm cho tinh dầu đ-

ợc đa ra ngoài túi nhanh hơn, thời gian cất ngắn hơn, hơi nớc dùng cho thuỷ khuếch tán ít hơn Nhiệt độ thay đổi thì áp suất hơi của nớc và của tinh dầu thay đổi, khi nhiệt

độ tăng thì các áp suất hơi đều tăng, áp suất hơi của phần lớn các hợp phần tinh dầu tăng nhanh hơn áp suất hơi của nớc, do đó áp suất hơi của tinh dầu cũng tăng nhanh hơn áp suất hơi của nớc Nh thế có nghĩa là cất ở nhiệt độ cao hơn thì tốn ít hơi nớc để kéo hơi tinh dầu hơn Ngoài ra vì hơi nớc ít hơn nên nớc ngng ít hơn vì thế lợng tinh dầu tổn thất vì tan trong nớc ít hơn

Nhng ở nhiệt độ cao cũng có thể gây ra phân huỷ một số hợp phần của tinh dầu, thậm chí cả vật liệu thực vật, tạo thành những chất có mùi gây ảnh hởng đến chất lợng tinh dầu

2.3.2 Chng cất tinh dầu ở nhiệt độ thấp

Một số tinh dầu có những hợp phần chịu nhiệt kém, dễ bị phân huỷ ngay cả khi chng cất ở áp suất thờng, trơng hợp ấy ngời ta cất ở nhiệt độ thấp hơn Cất ở nhiệt độ thấp tốn hơi nớc hơn, nớc ngng nhiều hơn vì vậy tinh dầu bị giữ lại nhiều hơn

2.4 áp suất chng cất tinh dầu

2.4.1 Khái niệm

áp suất cất tinh dầu là áp suất bên trong nồi cất, ở bên trong lớp vật liệu thực vật

2.4.2 Chng cất tinh dầu ở áp suất cao (Chng cất dới áp suất)

Để có áp suất cao ta đặt một van điều chỉnh áp lực ở sau cổ ngỗng áp suất trong nồi cất tăng lên thì điểm sôi của hỗn hợp nớc – tinh dầu tăng Thông thờng dùng hơi nớc với áp suất d 4 át để trong nồi cất có áp suất d 1 at, nếu lớn quá thì các phần tử nhỏ của vật liệu dễ bị lôi kéo theo vào cổ ngỗng

2.4.3 Chng cất tinh dầu ở áp suất thấp (Chng cất trong chân không)

Muốn cất ở áp suất thấp ngời ta nối hệ thống cất ngng với một bình và bơm chân không, cất ở áp suất thấp thì nhiệt độ sôi của hỗn hợp nớc – tinh dầu cũng thấp Do

đó không phân huỷ một số hợp phần, tốn hơi nớc hơn và thời gian cất dài hơn

3 Phơng pháp chng cất tinh dầu bằng hơi nớc

3.1 Phơng pháp dùng nớc để cất tinh dầu

3.1.1 Nguyên tắc và cách dùng

Vật liệu thực vật đợc nghiền nhỏ đựng trong túi, khi chng cất ta cho túi vật liệu vào nồi chng cất, bơm nớc vào nồi sao cho túi vật liệu đợc dìm trong nớc, nớc đợc đun sôi,thuỷ khuếch tán đa tinh dầu ra ngoài túi, hơi nớc thành bong bóng nổi lên sục trong n-

ớc kéo theo hơi tinh dầu

3.1.2 Nồi chng cất tinh dầu dùng nớc

Nồi chng cất tinh dầu dùng nớc có hình trụ, bên trong nồi đợc đặt một tấm vỉ để cho vật liệu thực vật không bị tiếp xúc với đáy nồi Bên trên có lắp nồi, lắp nồi đợc nối với thân nồi nhờ hệ thống doăng thuỷ lực, ở mép trên thành nồi có rãnh hình vành khăn chứa một lớp nớc; nắp nồi chỉ cần chụp vào nồi, mép nắp nằm dới nớc trong rãnh; nh vậy nớc bịt kín khe hở giữa nắp nồi và thân nồi (hình 3.1.3) Trên lắp nồi có hệ thống

cổ ngỗng để đa hơi tinh dầu từ nồi hơi sang hệ thống ngng

Hình 3.1.2 Sơ đồ hệ thống cất dùng nớc

Nớc đợc cho vào nồi sao cho ngập toàn bộ khối vật liệu thực vật nhng không đợc quá cao đề phòng khi nớc sôi tràn qua cổ ngỗng vào bộ phận ngng, kéo theo cả các phần tửvật liệu (nếu cổ ngỗng đặt cao, ống nối với nắp nồi dài thì mức nớc có thể cao hơn, khối vật liệu thực vật có thể cho vào nhiều hơn) Cổ ngỗng đặt nghiêng về bộ phận ng-

ng để phần ngừng ở cổ ngỗng không bị chẩy ngợc về nồi chng cất, ngoài ra ống nối giữa cổ ngỗng và nắp nồi phải đợc bảo ôn bằng lớp bông thuỷ tinh để hơi khỏi bị lạng

và ngng ở ống và chẩy ngợc lại nồi Hơi có thể kéo theo các hạt nớc nhỏ đi vào bộ phận ngng, để tránh hiện tợng đó ngời ta lắp thêm tấm chắn ở lắp nồi để các hạt nớc bay lên bị tấm chắn ngăn lại không cho đi thẳng vào bộ phận ngng

Nớc trong nồi đợc đun nóng bằng hơi nớc quá nhiệt, nhờ hệ thống ống đợc đục lỗ, nh vậy lại có tác dụng bổ xung thêm nớc vào nồi, tiết kiệm đợc nhiên liệu và sục khí trong nồi đợc tốt hơn Ngoài ra nớc trong nồi còn có thể đợc đun nóng bằng khí nóng hay lửa trực tiếp, nhng cách này dễ gây ra hỏng đáy nồi, tốn kém nhiên liệu (vì phải thờng xuyên bơm nớc vào trong nồi khi đó nhiệt độ trong nồi giảm xuống hơi bị ngng

tụ lại không đảm bảo sự bốc hơi liên tục ảnh hởng đến tốc độ chng cất) Hơn nữa khi

đun nóng bằng khí nóng hay lửa trực tiếp các hợp phần của tinh dầu dễ bị phân

huỷthành những chất có mùi sém

Hình 3.1.3 Doăng thuỷ lực, nắp và thân nồi

3.2 Phơng pháp dùng nớc và hơi nớc để cất tinh dầu

Khác với phơng pháp dùng nớc để cất tinh dầu, vật liệu đợc đặt trên vỉ và cao hơn mặt nớc một khoảng sao cho khi nớc sôi không bị trào lên vật liệu Có thể dùng nhiều vỉ

đặt chồng lên nhau để phân cách lớp vật liệu Nớc trong nồi đợc đun sôi bằng hơi nóng chạy vòng trong đáy nồi hoặc bằng lửa trần hay khí nóng nhng chỉ đợc liếm thành ngoài ở phía đáy nồi

Vật liệu không bị dìm trong nớc nên tiếp xúc với hơi nớc nhiều hơn, hơi nớc kéo theo tinh dầu nhiều hơn phơng pháp dùng nớc, nên tốn ít nhiên liệu hơn mà tốc độ cất cao hơn

Hình 3.1.4 Sơ đồ hệ thống dùng nớc và hơi nớc để cất tinh dầu

áp suất chng cất của phơng pháp này thờng bằng với áp suất ngoài trời hoặc cao hơn một ít do sức cản thuỷ lực và chiều dày lớp vật liệu

So với cách dùng nớc thì cách này có năng suất cao hơn, hiệu suất tinh dầu cao hơn, chất lợng tốt hơn Nồi cất đơn giản, dễ thao tác có thể di chuyển dễ dàng đối với nồi chng cất nhỏ nên phơng pháp này đợc dùng phổ biền hơn

Hình 3.1.5 Hệ thống cất thí nghiệm lớp vật liệu, nớc ngng tự động trơt lại

3.3 Phơng pháp dùng hơi nớc để cất tinh dầu

Khác với phơng pháp dùng nớc và phơng pháp dùng nớc và hơi nớc để cất tinh dầu, trong cách dùng hơi nớc trực tiếp, hơi nớc không đợc tạo ra trong nồi chng cất mà đợc

đa từ bên ngoài vào bằng hệ thồng ống hơi, ống hơi đợc uốn thành vòng xếp đều bên dới lớp vật liệu, bề mặt phía trên của ống đợc đục các lỗ nhỏ để hơi nớc có thể phun trực tiếp vào lớp vật liệu Các lỗ trên ống hơi đợc bố trí đều đặn ở dới vỉ để hơi nớc đi lên đợc phân phối đều qua lớp vật liệu Tổng diện tích các lỗ phải nhỏ hơn tiết diện ống nếu không hơi chỉ đủ cho một số lỗ ở đầu còn các lỗ cuối không có hơi ra Lớp vật liệu đợc đặt trên các vỉ xếp vào trong nồi thành các lớp cách biệt nhau

áp suất hơi vào nồi phải luôn giữ ổn định nếu không sẽ ảnh hởng đến tốc độ sấy và chất lợng sấy, hơi nớc thờng phun vào nồi với áp suất 3 – 7 at Nhng vào nồi hơi nớc giãn ra ngay đến áp suất trên dới 1 at do sức cản của lớp vật liệu

Bộ phận làm lạnh – ngng có thể có các cấu trúc khác nhau nh các thiết bị làm lạnhthờng dùng (ống thẳng, ống gấp chữ Z, ống xoắn ruột gà, ống chùm, ống tới, ống trong ống… , nh) phải làm thể nào cho hỗn hợp hơi đi qua dễ dàng, không gặp sức cản lớn.Giữa cổ ngỗng và bộ phận làm lạnh bằng ngng nên có mắt lới nhỏ để giữ lại các phần

tử vật liệu có thể bị hơi kéo theo

Bộ phận làm lạnh – ngng phải có diện tích chao đổi nhiệt đủ lớn Nớc làm lạnh phải đợc đầy đủ, kinh nghiệm một số nơi ở Trung Quốc vào thập kỷ 40 cất lá Casia (Quế), ngời nông dân không nắm đợc hai điều ấy nhất là khi cất ở những nơi khó kiếmnớc, nên đã mất một lợng TINH DầU đáng kể do không ngng hết vì không đủ lạnh

4.1.2 Lắng - tách nớc và tinh dầu

Các hợp phần của TD có độ tan trong nớc rất nhỏ Vì thế để tăng phần ngng sẽ tách

ra thành hai lớp, một lớp nớc và một lớp TD (có khi thành 3 lớp) Lớp nớc có hoà tan một ít hợp phần của TD và có chứa lơ lửng những hạt nhũ tơng của TD Tỷ khối của

TD và cớc nhiều khi rất gần nhau nên rất dễ tạo thành nhũ tơng khá bền trong nớc, lắng rất khó Trong lớp TD cũng có lơ lửng những hạt nhũ tơng (ngoài một lợng rất nhỏ tan trong TD) Lớp TD rất mỏng so với lớp nớc vì nh ta đã biết tỷ lệ hơi nớc –

TD rất lớn

Tách DT ra dựa vào t khối nớc và TD Nhng hai tỷ khối khác nhau không nhiều nêncàn thời gian và một htể tích để lắng Cần tránh làm xáo động khối lắng Nếu dùng chất ngng chảy không đều hay quá nhanh, gây rối thì tách không tốt do đó phải làm sao cho dòng chất ngng chảy từ từ (đều đặn, muốn thế ống đa chất ngng vào thể tích lắng không đợc quá lớn vì liều lợng dòng ngng không lớn) Dòng ngng không đợc tiếpxúc với lớp TD đã tách, vì sẽ gây rối trong lớp ấy, và vì lớp ấy mỏng nên làm rối cả bề mặt ngăn – tách hai khối nớc và TD Dòng ngng ấy phải đi trong ống qua lớp TD và chẩy ra ở giữa lớp nớc (hình ?) miệng dẫn ống TD quay về phía lớp TD nghĩa là lên phía trên nếu TD nhẹ hơn, lớp TD ở trên, và xuống phía dới nếu TD nặng hơn nớc, để các giọt TD từ trong ống ra cứ đi thẳng không phải chuyển hớng đột ngột Chuyển nớc

và TD đã lăngsang các bình chấ riêng phải làm hết sức nhẹ nhàng, từ không xáo động

4.1.3 Thiết bị lắng - tách

Có thể dùng các cách thô sơ: Suốt cả quy trình cất, cứ để khôi lỏng ngng tự nhiên chảy vào một thùng, sau đó chỉ lắng một thời gian rồi gạn ra, hay dùng vòi nớc tháo riêng ra Điều kiện tách nh thế không tốt Muốn tách tốt ngời ta dùng các binh

Florentin (lấy từ tên thành phố Florencia ở ý) bằng thuỷ tình để dễ theo dõi (hình ?) Bình ấy đảo bảo các yêu cầu trên và có thể lấy nớc và TD nhẹ nhàng không gây rối Thể tích nớc lớn hơn nhiều nên ngời ta liên tục lấy ra bằng cách cho tự chảy dần từ một mức nhất định của lớp nớc Còn TD thỉnh thoảng ngời ta mới mở vòi cho từ từ chảy ra, nhng tránh không lấy hết lớp để khỏi đụng đến bề mặt phân cách hai lớp nớc

và TD Hình ? Bên trái là Florentin tách TD nhẹ hơn nớc: Nớc tự động chảy ra qua một ống Xi phông từ đáy nớc, nghĩa là ở chỗ nớc đã lắng tối đa và xa mặt cách nớc –

TD nhất, còn TD thỉnh thoảng mở vòi chẩy ra

Hình ? Bên phải là Florentin dùng cho TD nhẹ hơn nớc: Nớc chảy tự do từ mặt trên lớp nớc còn TD tràn vào một đoạn ống nhỏ và đợc lấy ra bằng cách mở vòi

H×nh 3.1.7 B×nh Florentin

Hình 3.1.8 Bình tách TD nặng và nhẹ hơn nớc

Có trờng hợp khôi ngng tách thành 3 lớp (một lớp nớc, hai lớp TD) nếu TD có những hợp phần nhẹ hơn nớc, những hợp phần nặng hơn nớc và những hợp phần ấy bay hơi không cùng thời gian ( thông thờng các hợp phần nhẹ sôi thấp, nên bay hơi chủ yếu vào giai đoạn đầu của cất, các hợp phần nặng bay hơi vào giai đoạn cuối); Dùng Florentin, không để khối ngng mới vào tiếp xúc với lớp TD đã tách riêng, khối ngng mới chảy vào lớp nớc và tách ra ở đấy, vì hai loại hợp phần trên không tiếp xúc

đợc với nhau nên không hoà tan vào nhau, mà thành 2 pha riêng 1 pha nổi lên trên, một pha dới lớp nớc

Trong trờng hợp ấy, ngời ta dùng loại Florentin trên (hình ?) Dòng ngng chảy vào ngăn bên trái của bình, ở đó nó tách ra thành lớp TD nhẹ, lớp nớc và lớp TD nặng Lớpmàng TD thỉnh thoảng đợc lấy ra qua mở vòi lớp TD nhẹ tự chảy ra dần Nớc đợc chuyển sang ngăn bên phải và tự chảy ra ống thông, Hình ? là thiết bị có thể dùng tách TD nhẹ hay nặng, hay TD nặng và nhẹ Nếu chỉ có lớp TD nhẹ hơn nớc thì lấy

TD qua vòi A; vòi E chỉ mở cho nớc tự chảy qua xiphong ra ngoài, còn các vòi khác

đều đóng Nếu chỉ có lớp TD nặng hơn nớc thì lấy TD qua vòi B; vòi C để mở để nớc

tự chảy qua ống xiphong, còn các vòi khác đều đóng Nếu cả hai lớp TD nặng nhẹ, thì lấy TD bằng vòi A và B, nớc tự chảy qua vòi để mở vào xiphong, còn các vòi khác đều

đóng

4.1.4 Nhiệt độ lắng - tách

Theo lý thuyết thì nhiệt độ càng thấp, lắng càng nhanh hơn và tách càng dễ dàng hơn,triệt để hơn vì ở nhiệt độ cao hơn thì sự chuyển động của các phần tử nớc và TD mạnhhơn ngăn cản sự tách Trong thực tế có khi không hoàn toàn nh thế Nếu tỷ khối củadầu và nớc khác nhau rất ít, các nhũ tơng trong nớc và trong TD rất bền Muốn táchcác hạt nhũ tơng khỏi khối lỏng, phải làm tăng hiệu số tỷ khối lên Các hợp phần của

TD nói chung có hệ số dãn nở lớn hơn nớc Nh thế nếu tăng nhiệt độ, TD tăng thể tíchnhiều hơn nớc, nghĩa là tỷ khối TD giảm tơng đối so với nớc Nếu ở nhiệt độ bình th-ờng tỷ khối TD lớn hơn nớc thì khi nhiệt độ tăng, hiệu số tỷ khối giảm đi, hai tỷ khốigần nhau hơn, và càng khó tách Trờng hợp này càng lạnh càng tốt Trái lại nếu ởnhiệt độ thờng TD nhẹ hơn nớc thì nhiệt độ càng tăng tỷ khối TD càng giảm hơn so

với nớc, hiệu số tỷ khối tăng việc tách nớc và TD dễ hơn Trờng hợp này ngời ta giữ ởnhiệt độ cao hơn (nhng không quá cao vì tốc độ tách sẽ giảm đi do các phần tử chuyển

động mạnh hơn, và có thể bay hơn nhiều hợp phần của TD); ngời ta chỉ làm lạnh đủ đểkhối ngng còn ấm, cho chảy vào Florentin và giữ nhiệt độ ấy để lắng - tách Tuynhiên biện pháp nà chỉ dùng trong trờng hợp đặc biệt vì sẽ mất đi ít nhiều các hợpphần dễ bay hơi của TD Ngời ta chỉ dùng nó khi cần TD có hợp phần có giá trị lớn.Ngời ta lắng tách TD Vetiver (Hơng lau) ở 40 – 450C và trong khâu xử lý TD sau, khicần lọc – tách nớc ngời ta cũng dùng nhiệt độ ấy

4.2 Sử lý tinh dầu thô

4.2.1 Lọc trong, làm khan

TD tách ra thành lớp ở thiết bị lắng – tách có dạng nhũ tơng nớc, các chất nhầy và các chất rắn bị keos theo hơi nớc từ nồi cất, phải loại các chất ấy, rồi tiếp tục x lý thêmTD

Nớc và tinh dầu tác dụng chậm với nhau (thuỷ phân este), vì thế cần làm tinh dầu khô hết nớc Ngời ta cho tinh dầu đi qua một lớp Diatomit hay Magiê cacbonat trên giấy lọc để giữ các hạt nhũ tơng nớc lại cùng các chất nhầy và hạt rắn Dẫu lọc nh thế vẫn cha hoàn toàn khô Cần dùng chất hút ẩm Nếu lợng D.ầu tơng đối nhỏ thì cho thêm Natri sunphat khan và lắc kỹ để lắng và lọc (không đợc dùng chất hút ẩm thông dụng là Caxi clorua vì chất này tạo thành phức chất với một số rựu hợp phần của tinh dầu) Nếu lợng tinh dầu lớn thì phức tạp hơn Đơn giản nhất là thêm một lợng muối ănsạch (Natri clorua), khuấy một lúc rồi để lắng cho đến lúc lớp tinh dầu ở trên tách khỏilớp dung dịch bão hoà natri clorua cùng Natri clorua rắn ở dới Phần trên của lớp tinh dầu trong và có thể coi là tinh dầu sạch Phần dới của lớp dầu đục và phải lọc trong Giấy lọc thông thờng lọc không đủ trong nên trên giấy lọc phải có Diatomit hay đất sét lọc làm môi trờng lọc Chọn môi trờng lọc phải chánh một số chất nh than hoạt tính, có thể có tác dụng vật lý hay hoá học với các thành phần của tinh dầu Nếu cần thì phải dùng lọc ép Lọc bằng siêu ly tâm là phơng phát rất tốt, vì nó loại đợc cả sáp

bị cất lẫn trong tinh dầu Tuy nhiên muốn loại sáp thì trớc khi lọc phải để tinh dầu trong phòng lạnh một thời gian để sáp đóng rắn lại

4.2.2 Làm mất mầu

Dỗu thô nhiều khi có mầu xanh hay màu thẫm do các kim loại dùng làm nồi cất, bộ phận làm lạnh – ngng, bộ phận lắng – tách, hay do các kim loại, muối kim loại lọt vào cùng với vật liệu Tinh dầu càng dễ có mầu nấu coa hàm lợng phêlôn đáng kể Tinh dầu có mầu nh thế đợc trả giá thấp trên thị trờng thế giới, nên cần làm mất mầu

đi muốn thế ngời ta cho thêm tinh dầu vào axit tartric bột, lắc mạnh để lắng rồi tách

ra Nếu có mầu xanh do đồng thì cho dung dịc axit clohydric 1% rồi rửa bằng nớc ở

45oC, và lọc trên Natri sunphat khan

4.2.3 Cất lại tinh dầu

Nếu cất tinh dầu không tốt, do ảnh hởng của nớc nóng và hơi nớc kéo dài một phần tinh dầu và vật liệu có thể bị phân huỷ, thuỷ phân, ô xi hoá, nhựa hoá nên tinh dầu có nhiều tạp chất, ngoài các tạp chất đã nói ở trên nếu có những tạp chất ấy phải cất lại tinh dầu, trớc khi lọc trong làm khan và làm mất mầu

Nếu là tinh dầu mua gom chứ không phải tự cất thì khả năng có tạp chất càng nhiều Vì thế cần xem xét kỹ các mẻ mua gom, nếu cần thì phải cất lại

Cất lại tinh dầu không phức tạp lắm vì tinh dầu đã đợc tự do không còn trong túi mô thực vật nữa nên không còn thuỷ khiếch tán tuy nhiên cũng cần chú ý đến phần cất tinh dầu từ vật liệu đặc biệt nhớ kéo dài thời gian cất thì các este bị thuỷ phân nhiều

4.2.4 Bảo quản tinh dầu

Tinh dầu đã làm khan nớc rồi để bảo quản một thời gian cũng có thể biến chất một phần, do các phản ứng ô xi hoá, nhựa hoá, thuỷ phân, thậm trí do tơng tác giữa các nhóm chức của các hợp phần tinh dầu Những biến đổi ấy làm giảm chất lợng của tinhdầu nên cần phải loại bỏ.

Nguyên do các biến đổi của tinh dầu có thể là nhiệt độ, ô xi và hơi nớc, có thể là tác dụng xúc tác của một số kim loại, có thể là ảnh hởng của ánh sáng Vì thế sau khi sử

lý hoàn toàn hết nớc và tạp chất thì tinh dầu cần đợc bảo quản thật cẩn thận trong các bình thuỷ tinh mầu đỏ sẫm hay trong các thùng kim loại tráng một lớp thiếc dầy Bình hay thùng phải đổ đầy tinh dầu, đểt không có chỗ cho không khí rồi mới đóng nút và

đóng kín lại Kho bảo quản tinh dầu phải mát và kín ánh sáng

4.3 Chng cất đoạn tinh dầu

Trong mỗi loại tinh dầu phải có nững hợp phần quý, có giá trị cao, hàm lợng càng lớn càng tốt; trái lại có những hợp phần giá trị không cao, có càng ít càng tốt, thậm trí có hợp phần cfần loại ra Tuỳ thuộc vào từng nớc từng lĩnh vực việc sử dụng tinh dầu nhiều khi do thói quen sử dụng Muốn đợc giá tinh dầu phải thoả mãn các yêu cầu sử dụng Vì thế nhiều khi sử lý tinh dầu để tăng hàm lợng các hợp phần này, hạ hàm lợnghay loại hản các hợp phần kia Đôi khi ngời ta dùng các phơng pháp hoá học nhng chỉ khi hợp phần bị loại có hàm lợng nhỏ, còn nói chung ngời ta dùng phơng pháp phân

đoạn kinh tế hơn

Chng phân đoạn thờng trong chân không (áp suất làm việc 10mm Hg) nhiệt độ cất thấp nên chất lợng tinh dầu không bị ảnh hởng Nhng ngay cả dùng chân không, có khi cũng cần nhiệt độ đến 150 – 200oC để cất các hợp phần sôi quá cao (trên 300 độ) tuy nhiên cũng không sợ ảnh hởng xấu, vì nhiệt độ ấy chỉ có ở giai đoạn cuối, chỉ còn các chất sôi rất cao chất tơng đối bền nhiệt, chỉ bị thuỷ phân ở nhiệt độ trên 200oC còncác hợp phần dễ bị nhiệt phân là những hợp phần sôi thấp đợc cất ở ngay đoạn đầu.Chng phân đoạn tách ra đợc những phân đoạn giầu hợp phần này hay khác Cũng có thể dùng chng phân đoạn để tách từng hợp phần; vì mỗi tinh dầu là một hốn hợp đồng nhất không tạo thành các dung dịch có nhiệt độ sôi tối đa hay tối thiểu nên có thể táchhoàn toàn nếu đủ số đĩa nhng khi số đĩa quá lớn thờng ngời ta chỉ lấy các phân đoạn hay hợp chất không hoàn toàn nguyên chất Ngời ta cũng có thể chng để lấy một phân

đoạn rồi lại chng phân đoạn ấy, cứ thế một vài lần

Nếu chú ý làm giầu một hợp phần nào đó để đáp ứng một tiêu chuẩn hàng hoá không phải bao giờ cũng vợt tiêu chuẩn nhiều giá trị tinh dầu càng cao: sản xuất dùng tinh dầu suất phát từ hàm lợng ứng với tiêu chuẩn tối thiểu là đủ, cao hơn thì kém kinh tế; hay quy trình sản xuất đã đợc xây dựng trên quy trình tối thiểu, ngời sản xuất đã quen

và thiết bị đã chọn phù hợp với tối thiểu ấy nên không muốn thay đổi

Tiêu chuẩn quốc tế yêu cầu hàm lợng Citronellal phải đạt 35%

4.4 Xử lý nớc ngng

Lớp nơc ngng có hoà tan một lợng tinh dầu, và giữ lại một lợng nữa dới dạng nhũ

t-ơng Tuy độ tan trong nớc tơng đối nhỏ, thờng không quá 0,04 – 0,05%, nhng lợng

n-ớc ngng tơng đối lớn, nên lợng tinh dầu bị hoà tan đáng kể Nếu tính cả nhũ tơng thì

có trờng hợp nớc ngng giữ lại đến 5 -6% nếu mất nhiều tinh dầu nh thế mà là tinh dầu

có chất lợng cao thì phải tìm cách thu hồi lại

Nếu lợng nớc ngng quá nhiều nh ở trờng hợp cất dùng nớc và hơi nớc mà điều khiển không tốt thì ngời ta dùng nớc ngng ấy cho mẻ sau, hay cho lợng nớc ấy trở lại đáy nồi đang cất

Nếu cất dùng nớc hơi nớc đợc điều khiển tốt thì lợng nớc ngng tơng đối ít Nếu lợng tinh dầu bị giữ lại không đáng kể thì có thể loại bỏ nớc ngng ấy Nhng trong trờng hợptrích ly cần chú ý là bất cứ vật liệu thực vật nào trừ ở nhiệt độ thấp, đều ít nhiều bị phân huỷ trong quá trình cất

4.5 Sử lý bã cất tinh dầu

Trong thực tế sản xuất đã dùng bã cất tinh dầu một số cây để nuôi gia súc và gia cầm

đạt kết quả tốt Có khi lấy chất thuộc da đốt thành tro để lấy kalicacbonat Cũng có khi

sử dụng bã cất tinh dầu làm phân bón Tuy nhiên có tác giả cho rằng bã cất tinh dầu xảdùng làm phân bón cho cây xả không có tác dụng ngay, chỉ có tác dụng sau một mùa vì tinh dầu còn lại ở bã xả ngăn cản hoạt động của cácvi khuẩn phân huỷ bã xả nhiều nơi phơi khô bã cất tinh dầu dùng làm nhiên liệu cho quá trình chng cất tinh dầu

Bài 2: Công nghệ sản xuất dầu thông, colophan

1 nguyên liệu để sản xuất dầu thông, colophan

1.1 Thông chích nhựa và phân bố

Để sản xuất dầu thông, colophan ngời ta sử dụng nguyên liệu là nhựa thông Nhựa thông đợc khai thác từ một số loài cây Thông nhựa bằng phơng pháp chích nhựa trên cây sống Dầu thông đợc dùng nhiều trong các ngành hoá chất, dợc liệu, sơn tổng hợp…Colophan là nguyên liệu quan trọng của công nghiệp nh: giấy, chất dẻo, sơn, mực in, cao su…

Cây thông của nớc ta hiện nay có nhiều loài, nhng chỉ có 3 loài thông chính đang

đ-ợc trồng để khai thác nhựa, đó là:

 Thông nhựa - (Pinus merkusii).

 Thông đuôi ngựa - (Pinus massoniana).

1.2 Cấu tạo của ống dẫn nhựa

Để xác định công nghệ chích nhựa hợp lý, trớc tiên phải tìm hiểu cấu tạo ống dẫn nhựa của cây thông

ống dẫn nhựa gồm hai loại : ống dẫn nhựa dọc và ống dẫn nhựa ngang ở trong gỗ, ống dẫn nhựa dọc và ống dẫn nhựa ngang nối thông với nhau, hình thành hệ thống ốngdẫn nhựa Trong 1 cm3 có hàng trăm ống dẫn nhựa kiểu nh vậy, vì thế, khi chích nhựa chỉ cần cắt lớp gỗ giác đã có thể làm cho nhựa trong gỗ chẩy ra Vùng hoạt động chíchnhựa khoảng 1m phía trên và dới vết chích

Khi chích nhựa, ở phía trên và dới vết chích hình thành một lợng lớn ống dẫn nhựa

bị thơng (gọi là ống dẫn nhựa bệnh lý), càng gần mặt thích số lợng càng nhiều Đờng kính của ống dẫn nhựa loại này gần nh loại ống dẫn nhựa bình thờng, nhng số lợng thì lớn hơn nhiều

ống dẫn nhựa bị thơng cũng nối với ống dẫn nhựa bình thờng, có tác dụng rất lớn trong quá trình tiết nhựa Do đợc hình thành vào thời kỳ chích nhựa, nên nó có tác dụng vào năm sau, sản lợng nhựa tăng lên rõ rệt

1.3 Quá trình tiết nhựa

Hiện nay lý thuyết về quá trình tiết nhựa là áp lực tiết nhựa trong cây

Quan sát trên mặt cắt ngang tế bào vách mỏng vây quanh ống dẫn nhựa gồm 3 lớp:

tế bào tiết nhựa, tế bào chết và tế bào sống

Quá trình nhựa đầy trong ống dẫn nhựa nh Hình () Tế bào tiết nhựa có áp lực tiết nhựa từ 12 - 20 atm, làm cho nhựa qua vách tế bào vào ống dẫn nhựa, nhựa trong ống dẫn nhựa đầy dần lên Tế bào nhựa bị ép và biến dạng, lục này áp lực tiết nhựa lớn hơn

áp lực thẩm thấu do tế bào hút nớc tạo thành, nớc trong chất nguyên sinh của tế bào tiết bị ép ra tế bào chết xung quanh, dung tích của tế bào thu nhỏ Do đó, khi ống dẫn nhựa đầy nhựa, nớc trong tế bào tiết bị mất đi, chất nguyên sinh trong tế bào bị ép lại

và nhựa ngừng hình thành, áp lực tiết nhựa không phát huy tác dụng nữa

Khi ống dẫn nhựa bị cắt trong trờng hợp đầy nhựa, nhựa chụi tác dụng của áp lực trong ống dẫn nhựa, bắt đầu chảy ra ngoài, lựcép mà tế bào tiết nhựa chịu giảm đi, tế bào tiết nhựa do mất nớc, áp lực thẩm thấu trong tế bào tăng lên, lực hút nớc cũng tănglên, nớc bị đảy ra nay lại trở về tế bào tiết nhựa, sau khi hút nớc tế bào lại trơng nở ra, dần dần đầy ống dẫn nhựa và ép nhựa ra

Sau khi ống dẫn nhựa bị cắt đứt, nhựa chảy ra làm giả áp lực tế bào tiét nhựa phải chụi, lúc này tế bào tiết nhựa nhanh chóng hình thành nhựa mới Khi ống dẫn nhựa bị nhựa khô bịt kín, áp lực tiết nhựa trong tế bào tiết nhựa lại có tác dụng, nhựa lại đầy lên trong ống dẫn nhựa Từ đó cho thấy, áp lực tiết nhựa và áp lực thẩm thấu làm cho nhựa chẩy ra khi ống dẫn nhựa bị cắt có tác dụng thờng xuyên và liên tục với nhau, mới có thể làm cho ống dẫn nhựa lập đi lập lại vòng thay đổi, làm cho nhựa đợc hình thành và tiết nhựa ra ngoài

Từ quá trình tiết nhựa của cây thông cho thấy, hình thành nhựa trong cây thông là hoạt động sinh lý bình thờng của cây, việc cung cấp nớc có ý nghĩa cực kỳ quan trọng

đối với sản lợng nhựa thông Nớc trong cây càng nhiều, áp lực thẩm thấu càng lớn, tế bào tiết nhựa hút nớc càng nhanh, khi ống dẫn nhựa bị cắt, nhựa chảy ra càng dễ dàng,càng nhanh

Sau khi ống dẫn nhựa bị cắt, nhựa chảy ra rất nhanh, sau vài giờ tốc độ chảy nhựa chậm lại Sau khoảng 30 giờ ngừng quá trình tiết nhựa, lại phải chích nhựa lại Nguyênnhân ống dẫn nhựa bị bịt kín và nhựa ngng chảy nh sau:

- áp lực thẩm thấu giảm dần theo trơng nở của tế bào tiết nhựa, tế bào tiết nhựa lồi vào phía trong ống dẫn nhựa, làm cho ruột ống dẫn nhựa bị thu nhỏ, ống dân nhựa bị bịt kín

- Dầu thông trong nhựa bay hơi, nhựa cứng lại, bịt kín ống dẫn nhựa

Tìm hiểu nguyên nhân hình thành của nhựa, cấu tạo ống dẫn nhựa và nguên nhân ngừng tiết nhựa là căn cứ để xác lập công nghệ chích nhựa hợp lý

2 Các phơng pháp chích nhựa

Muốn xác lập đợc chính xác phơng pháp chích nhựa cho một loài thông nào đó, mộttrong những vấn đề quan trọng là chọn đợc chế độ khai thác hợp lý Tuỳ theo loài thông, điều kiện khí hậu, đất đai, mục đích kinh doanh… , nh phơng thức khai thác có thẻ khác nhau, nhng với bất kỳ phơng thức nào thì tác dụng sinh học, vai trò đối với sinh thái môi trờng và hiệu quả kinh tế cũng vẫn luôn là cơ sở để cân nhắc lựa chọn Hai mặt tác dụng sinh học và hiệu quả kinh tế không thể tách rời nhau, phá huy đợc tác dụng sinh học tốt thì mới có thể đạt đợc hiệu quả kinh tế cao

Để nâng cao giá trị lợi dụng tổng hợp của cây thông, ngời ta thờng kết hợp chặt chẽ giữa mục tiêu lấy nhựa và lấy gỗ, sao cho sản lợng nhựa là cao nhất và tỷ lệ gỗ bị mất mát ít nhất

Tuỳ theo đối tợng cụ thể mà lựa chọn 1 trong 3 phơng thức chích nhựa sau đây: Chích nuôi dỡng, chích kiệt dần và chích diệt

Chích diệt:

áp dụng với những khu rừng đã đến kỳ khai thác gỗ Chích nhựa trớc khi khai thác

gỗ từ 1 – 4 năm

Chích kiệt dần:

áp dụng với những cây sẽ đợc tỉa tha hay những khu rừng khai thác trong thời gian

Hiện nay, đang đợc áp dụng 2 phơng pháp chích nhựa: Phơng pháp chích nhựa máng rộng và phơng pháp chích nhựa máng chữ V

Trớc đây phơng pháp chích nhựa máng rộng đợc áp dụng để chích thông nhựa và thông đuôi ngựa, phơng pháp chích nhựa máng chữ V đợc áp dụng để chích thông ba lá Nhng gần đây, phơng pháp chích nhựa máng chữ V đợc áp dụng để chích cả thông nhựa và thông đuôi ngựa Do mục tiêu lợi dụng tổng hợp cây thông đợc chú ý, phơng pháp chích nhựa máng rộng tác động quá mạnh đối với cây thông, sản lợng nhựa lại không khác nhau rõ rệt, gây tổn thất lớn về gỗ Vì thế, chúng ta cần nghiên cứu, xây dựng đợc phơng pháp chích nhựa thích hợp cho từng trờng hợp cụ thể để đạt đợc giá trị lợi dụng gỗ tổng hợp cao nhất

Công việc chuẩn bị và khai thác đợc tiến hành vào:

- Tháng 2 đối với các tỉnh miền Bắc

- Tháng 8 đối với các tỉnh miền Trung và miền Nam

Tiêu chuẩn cây khai thác lấy nhựa

Đối với rừng thành thục công nghệ

- Rừng sản xuất: cây đợc phép khai thác lấy nhựa phải trên 25 tuổi, tơng đơng với ờng kính D1,3m từ 20 cm trở lên

đ Rừng phòng hộ: cây đợc phép khai thác lấy nhựa phải trên 25 tuổi, có đờng kính

D1,3m từ 25 cm trở lên

Đối rừng tỉa tha lần 2 và lần 3 đợc phép chích diệt những cây bài chặt có đờng kính

D1,3m từ 12 cm trở lên

Bài cây và đánh dấu mặt khai thác nhựa

Đối với rừng thành thục công nghệ

- Những cây đủ tiêu chuẩn khai thác nhựa phaỉ đợc đánh dấu thứ tự và đánh dấu mặtkhai thác, phải khai thác hết những cây đủ tiêu chuẩn, không bỏ lại những cây khó khai thác hoặc khai thác những cây cha có dấu bài

Đối với những cây mọc nghiêng, cây có mắt thì có thể mở mặt chích phía lng cây.Hớng mặt chích đợc thống nhất mở ở hớng đông cho cả các phơng thức khai thác

Số mặt khai thác dỡng đợc quy định nh sau: Cây có đờng kính D1,3m từ 20 - 40 cm,

mở một mặt; Cây có đờng kính D1,3m từ 41 - 60 cm, mở đồng thời 2 mặt; Cây có đờng kính D1,3m từ 61 cm trở lên, mở đồng thời 3 mặt

Mặt chích phải đảm bảo đủ chiều cao, chiều rộng và chiều sâu Nguyên tắc chích nuôi dỡng là chích xong mặt này mới đợc phép mở mặt khác theo đúng sự phân bố cácmặt quy định trên

Đối với rừng tỉa tha: đánh dấu những cây bài chặt tỉa tha theo quy trình tạm thời kỹ thuật tỉa tha rừng thông nhựa thuần loại ban hành kèm theo Quyết định 148/QĐ /KT

ngày 27/2/1988 của Bộ Lâm nghiệp Những cây bài tỉa tha cũng là những cây cho phép chích diệt.

Tiến hành nạo vỏ cây ở vị trí chích nhựa.

Chiều rộng mặt nạo: 10 cm

Chiều cao mặt nạo: 36 cm (đủ cho một năm chích)

Nạo vỏ theo 2 bớc: nạo thô và nạo kỹ, vỏ đợc nạo phaỉ yêu cầu mỏng 0,2 cm, đều, phẳng, trơn, không đợc gây tổn thơng cho gỗ trong quá trình nạo vỏ

Kỹ thuật khai thác nhựa

Khai thác dỡng: phơng thức này đợc áp dụng với rừng đến tuổi thành thục công nghệ, khai thác nhựa theo phơng pháp đẽo hình chữ nhật bằng cuốc đẽo (Hoàng Mai) Trình tự mở máng chích đợc quy định nh sau:

- Máng thứ nhất: ở hớng Đông

- Máng thứ hai: ở hớng Bắc, cách máng thứ nhất về bên phải 1200

- Máng thứ ba: ở hớng Nam, cách máng thứ nhất về bên trái 1200

- Với nhng cây đờng kính lớn có thể mở thêm một số máng, nhng các máng

phẩicchs nhau ít nhất 20 cm (tính từ 2 bờ máng kề nhau)

Nh vậy, phần vỏ chừa lại giữa các máng chích đủ để những chu kỳ tiếp theo có thể

mở máng chích mới

Chu kỳ khai thác nhựa là khoảng thời gian cần thiết từ khi bắt đầu đến khi kết thúc một máng chích với thời gian nh sau:

- Cây sinh trởng tốt, thân thẳng: 8 năm mặt chích cao tới 3,0 m

- Cây sinh trởng trung bình, thân u bớu: 6 năm mặt chích cao tới 2,3 m

- Cây sinh trởng kem, thân có hình dạng và đặc điểm sấu: 4 năm mặt chích cao tới 1,6 m

Quy cách mặt đẽo và vết đẽo

- Trình tự đẽo: đẽo từ dới lên, mặt đầu tiên của chu kỳđợc mở cách mặt đất 10 cm (chừa chỗ để vừa bô hứng nhựa)

- Chiều sâu vết đẽo: Cây có D1,3m từ 20 - 40 cm đẽo sâu 1 cm ; Cây có D1,3m từ 41

cm trở lên đẽo sâu 1,5 cm

Định kỳ đẽo:

- Các tỉnh miền Bắc: mùa hè, thu từ tháng 4 đến tháng9, cứ 3 - 5 ngày đẽo một lần Mùa đông, xuân từ tháng 10 đến tháng 3, cứ 5 - 7 ngày đẽo một lần Mỗi tháng trung bình đẽo 6 lần, bình quân một năm đẽo 72 lần

- Các tỉnh miền Trung và miền Nam: mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4, cứ 3 - 5 ngày đẽo một lần Mùa ma từ tháng 5 đến tháng 10, cứ 5 - 7 ngày đẽo một lần

Phơng pháp đẽo:

Tuỳ thuộc vào chiều cao mặt đẽo trên thân cây mà áp dụng t thế đẽo cho thích hợp: ngồi, quỳ, đứng hay đứng ở trên thang ở t thế nào ngời công nhân cũng phải luôn ở vịtrí đối diện với mặt đẽo Trớc hết phải lấy cữ (bắt máng) 5 mm có đà tựa rồi mới đẽo mạnh, dứt khoát Đẽo dài xuống khoảng 8 – 10 cm và dần dần lấy dăm ra

Miếng dăm đạt yêu cầu kỹ thuật có chiều dài 6 – 8 cm, rộng 8 cm, chiều dày hai cạnh dăm đều nhau: ở phía trên dày 0,2 cm và ở giữa dày 0,1 cm mỏng dần đến cuối dăm Mặt đẽo đúng tiêu chuẩn phải phẳng nhẵn không bị gợn sóng, sơ xớc, vết đẽo nhẵn, thẳng đứng không bị lệch sang trái hoặc sang phải

Trớc khi đẽo cần nhặt sạch dăm bã, vỏ cây và gạn nớc trong bô, cạo sạch nhựa cơm khô cứng ở mặt đẽo và máng xuống bô Khi đẽo, bô phải có nắp đậy

Thu hoạch và bảo quản nhựa

Khi bô đã đầy nhựa phải thu ngay, mỗi tháng thu 2 – 3 lần Khi thu nhựa phải nhặt

bỏ dăm, bã, vỏ cây và gạn nớc có trong bô Bô hứng nhựa phải có nắp đậy, nhằm hạn chế tạp chất rơi vào bô

Nhựa thông phải đựng trong thùng thép không gỉ hoặc thùng thép bên trong có tráng kẽm, hoặc xây bể, không đợc đựng trong thùng thép thờng Nhựa phải bảo quản

nơi dâm mát và phải che ma Trên mặt nhựa phải có lớp nớc sạch khoảng 3 – 5 cm Nhựa thu về cần nhanh chóng chuyển về nhà máy chế biến Kho chứa nhựa phải có sẵn dụng cụ phòng chữa cháy.

12 Bề mặt mặt chích; 13 Lớp vỏ giữa 2 mặt chích; 14 Chiều sâu vết chích; 15 Chiềurộng mặt chích

Chỉ đợc chích nhựa ở những cây trên 25 tuổi, đờng kính D1,3m từ 20 cm trở lên Những cây đủ tiêu chuẩn chích nhựa phải đợc đánh dấu: hớng mở và phân bố số lợng mặt chích

Phải chuẩn bị đầy đủ dụng cụ cho việc khai thác nhựa nh: bộ dụng cụ chích nhựa (dao nạo vỏ, mở đờng góp nhựa, dao chích), bộ đá mài chuyên dùng, bô đựng nhựa, máng dẫn nhựa, đinh để giữ bô đựng nhựa, xô sách nhựa, thùng đựng nhựa… , nh

H = 20 n + 15Trong đó:

H- đIểm cao trên cùng của đờng rãnh góp nhựa tính từ gốc câyn- Số năm dự tính chích nhựa

Số lợng mặt nạo:

- Đối với cây có đờng kính D1,3m từ 41 - 60 cm, mở đồng thời 2 mặt đối diện nhau

Hình 3.2.2 Vị trí các năm chích nhựa Hình 3.2.3 T thế chích nhựa

- Đối với cây có đờng kính D1,3m lớn hơn 60 cm, mở đồng thời 3 mặt mỗi mặt cách nhau 1200 và mở 2 hay 3 mặt chích, nhng phải đảm bảo sao cho tổng bề rộng của các mặt nạo đúng theo quy định

- Đối với phơng pháp chích nuôi dỡng, chu kỳ 1: 40% chu vi thân cây; chu kỳ 2: 40% chu vi thân cây

- Đối với phơng pháp chích kiệt dần là: 75% chu vi thân cây

- Đối với phơng pháp chích diệt là: 80% chu vi thân cây với thời gian chích từ 2 –

4 năm, 90% chu vi thân cây với thời gian chích dới 2 năm

Góc độ nạo: 450 so với đờng rãnh góp nhựa

Cách tiến hành nạo vỏ: nạo thô và nạo kỹ, nạo vỏ phải đạt yêu cầu mỏng 2 mm,

đều, phẳng, trơn, hai bên sờn mặt nạo để bờ cản cao 2 – 3 cm, ngăn không cho lỡi dao chích vợt quá phạm vi quy định

Mở đờng rãnh góp nhựa, đóng máng, đóng đinh và lắp bô đựng nhựa Lắp bô đựng nhựa sát với máng, bô phải để thăng bằng và chắc chắn

Định kỳ chích: từ tháng 5 đến tháng 10 cứ 3 ngày chích một lần Từ tháng 11 đến tháng 4, cứ 5 – 7 ngày chích một lần

Tiến hành chích:

- Trớc khi tiến hành chích cần tiến hành nhặt sạch dăm, vỏ cây… , nh và gạn nớc có trong bô, nạo nhựa cơm khô ở đờng rãnh góp nhựa và máng xuống bô đựng nhựa

- Đặt lỡi dao ấn mạnh vào đờng rãnh góp nhựa, cán dao hợp với thân cây một góc

750 để vết chích có hình lòng máng Đờng chích mới song song với đờng chích cũ Hai

đờng chích hai bên đờng rãnh góp nhựa tạo thành một vết hình chữ V cân đối và vuông góc

Thu hoạch và bảo quản nhựa

Trung bình mỗi tháng thu nhựa 2 lần, khi thu nhựa phải nhặt bỏ dăm, vỏ cây, gạn

n-ớc có trong bô đựng nhựa Nhựa đẫ thu cần bảo quản ở nơi dâm mát và phải che ma, nắng Phải đổ một lớp nớc sạch khoảng 3 – 5 cm lên bề mặt nhựa để hạn chế bay hơi của tinh dầu thông và giảm sự oxy hoá của nhựa Nhựa cần chuyển đến nhà máy sản xuất dầu thông, colophan càng sớm càng tốt

Hình 3.2.4 Dao nạo vỏ Hình 3.2.5 Cuốc Hoàng Mai

Hình 3.2.6 Một số dụng cụ chích máng chữ V

Dùng chất kích thích để tăng sản lợng nhựa

Đối với công việc chích nhựa thông, lao động thủ công, cờng độ cao, năng suất lao

động thấp Một trong những biện pháp để nâng cao sản lợng nhựa và năng suất lao

động là sử dụng hoá chất trong chích nhựa thông

Trớc đây ngời ta sử dụng các loại axit mạnh nh: H2SO4, CaCl2, (ở dạng dung dich hoặc dạng cao) bôi lên mặt chích Hoá chất có tác dụng làm thông các ống dẫn nhựa, kéo dài thời gian chảy nhựa, kết quả là sản lợng nhựa và năng suất lao động tăng lên

rõ rệt Tuy nhiên những hoá chất này cũng có tác động phụ đối với cây, chỉ số axit trong nhựa quá cao, ảnh hởng đến chất lợng dầu thông, colophan

Ngày nay ngời ta thờng sử dụng chất kích thích sinh học, đợc điều chế từ nớc thải sulphít, bã rợu, bã bia, men gia súc, vừa có tác dụng keo dài thời gian chảy nhựa lại cótác dụng làm tăng sự tổng hợp các chất hữu cơ trong cây, làm tăng khả năng tạo nhựa của cây Kết quả sản xuất cho thấy, sản lợng nhựa tăng 40 – 50% so với phơng pháp chích nhựa không dùng hoá chất, năng suất lao động tăng 30 – 40% Các loại chất kích thích này không ảnh hởng sấu đến cây, không độc hại với ngời và gia súc, không

ảnh hởng đến môi trờng

Trong quá trình sử dụng hoá chất, cố gắng hạn chế hoá chất chảy vào nhựa, vì một

số loại hoá chất nếu vợt quá phạm vi cho phép, sẽ gây khó khăn cho khâu chế biến nhựa, đặc biệt là khâu lắng loại tạp chất, làm giảm chất lợng colophan Khi nhựa bị lẫn chất kích thích, làm cho nhựa có mầu thẫm lại, loại này phải dùng nớc sạch rửa rồimới tiến hành chế biến

3 Các yếu tố ảnh hởng đến sản lợng nhựa

Có nhiều yếu tố ảnh hởng đến sản lợng nhựa, rất phức tạp và liên quan với nhau Ngoài kỹ thuật chích nhựa, còn có yếu tố về điều kiện sinh trởng và các yếu tố khác cũng ảnh hởng đến sản lợng nhựa

Loài thông

Loài thông khác nhau, thì sản lợng cũng khác nhau Thông nhựa là loài có sản lợng

và chât lợng nhựa cao và tốt nhất, tiếp theo là thông ba lá và thông đuôi ngựa

Đờng kính và tuổi cây

Đờng kính và tuổi câylà yếu tố ảnh hởng lớn nhất đến sản lợng nhựa Cây càng cao

và đờng kính càng lớn, thì sản lợng nhựa tăng lên Đồng thời khi đờng kính của cây tăng lên, tán lá và bộ rễ của cây cũng tăng lên, làm tăng lăng lực hình thành nhựa, l-ợng nhựa cây tiết ra tăng lên

Cùng với tuổi cây tăng lên, đờng kính thân cây, tán lá, bộ rễ cũng tăng lên Thông thờng thời kỳ nhựa hình thành và lợng nhựa tiết ra cao nhất trùng với tuổi thành thục của cây Rừng quá thành thục, nếu sức sống của cây không bị thoái hoá thì sản lợng nhựa rất cao

Tình hình sinh trởng của cây

Tán cây càng lớn, cành lá xum xê, xanh tốt… , nh thì sản lợng nhựa càng cao Vì thế, cây ở bìa rừng hoạc cây đứng riêng lẻ thì sản lợng tơng đối cao, nhng mật độ rừng quáthấp khi chích nhựa không kinh tế

Cây sinh trởng ở nơi có đầy đủ chất dinh dỡng thì sản lợng nhựa cao hơn nơi đất khô cằn Rừng thông hỗn loài với cây lá rộng cho sản lợng cao hơn thuần loài

Độ ẩm không khí

Quá trình hình thành và tiết nhựa có liên quan chặt chẽ đến tỷ lệ nớc trong cây ợng nớc trong cây càng nhiều, quá trình thẩm thấu hút nớc của tế bào tiết nhựa càng nhanh Khi ống dẫn nhựa bị cắt, tốc độ chảy nhựa càng nhanh Nhng tỷ lệ nớc trong cây do độ ẩm tơng đối của không khí và nớc trong đất quyết định Tứ đó cho thấy, ở nhiệt độ không khí thích hợp, độ ẩm của không khí tăng và nớc trong đất vừa phải là

L-điều kiện thuận lợi cho nhựa chảy ra khi chích nhựa Nếu nớc trong đất quá nhiều, oxykhông đủ, hô hấp của bộ rễ cây bị cản trở, hút nớc khó khăn thì sẽ giảm sản lợng nhựa

Nhiệt độ không khí

Yêu cầu nhiệt độ không khí khi chích nhựa phải trên 100C, tốt nhất trong khoảng

200 - 300C Trong mùa chích nhựa, sản lợng nhựa tăng giảm theo sự thay đổi của nhiệt

độ Do nhiệt độ tăng lên, ngoài tác dụng tạo thuận lợi cho cây thông phát triển, còn làm tăng nhanh quá trình hình thành nhựa, sản lợng nhựa tăng lên rõ rệt Do đó nhiệt

độ tăng cao, độ nhớt của nhựa giảm, nhựa dễ dàng chảy ra, giai đoạn sản lợng nhựa cao có thẻ kéo dài đến thời gian cuối thu mới bắt đầu giảm xuống

ánh sáng là yếu tố tác dụng quang hợp, là nguồn gốc hình thành nhựa, đồng thời còn làm tăng nhiệt độ của cây, có tác động gián tiếp đến quá trình tiết nhựa Các yếu

tố tự nhiên khác áp suất, gió… , nh ảnh hởng không rõ rệt đến quá trình hình thành và tiết nhựa

Dự chữ nhựa

Để giữ cho nhựa không bị biến chất, đảm bảo số lợng nhựa cho sản xuất liên tục, trong nhà máy chế biến phải dự chữ một lợng nhựa nhất định Lợng nhựa dự chữ phụ thuộc vào năng lực sản xuất của nhà máy, thờng lợng nhựa dự chữ đủ cho 1 đến 2 tháng

Nhựa dự chữ trong các bể xây phù hợp với mỗi nhà máy, mỗi bể chứa từ 200 – 500tấn nhựa, căn cứ vào chất lợng nhựa để phân cấp bể dự chữ

Các bể chứa đợc bố trí theo nguyên tắc tiết kiệm chi phí xây dựng và thuận lợi cho quá trình vận chuyển

Để cho nhựa dễ vận chuyển trong bể chứa, đáy bể xây thành mặt nghiêng từ 20 –

220 Mỗi bể có một cửa tháo nhựa

Để hạn chế nhựa bị oxy hoá và dầu thông bay hơi khi dự chữ nhựa, thờng cho thêm nớc sạch, cao hơn mặt nhựa 10 – 20 cm Nớc này khoảng 1 tháng thay một lần Có thể dùng thiết bị cánh xoắn để chuyển nhựa đến khu vực chế biến

Chú ý vấn đề an toàn sản xuất, có biện pháp phòng chống cháy, bể chứa nhựa nên cách lò hơi ít nhất 20 m

Vận chuyển nhựa thông đến nhà máy

Trong sản xuất thờng dùng ôtô để vận chuyển nhựa từ nơi thu mua về nhà máy

Tr-ớc đây ngời ta hay thùng đựng nhựa bằng kim loại có dung tích khoảng 200 l Khi đếnnhà máy dùng xe đẩy hoặc thiết bị bốc dỡ để chuyển các thùng nhựa đến bể chứa nhựa

Những năm gần đây, thờng vận chuyển nhựa bằng xe trở stec Stec bằng thép không

gỉ, đặt trên ôtô, có cửa tháo nhựa Khi tháo nhựa tự động chảy ra, sau đó dùng vòi phun nớc áp lực 0,1 – 0,2 Mpa để đẩy nhựa dính trên thành stec Phơng pháp này thao tác nhanh, thuận lợi, nhng không thích hợp với việc vận chuyển nhựa quá đặc hoặc nhựa vón cục Với nhựa có đặc điểm trên phải sử dụng thiết bị vận chuyển nhựa kiểu cánh xoắn

Ngoài ra, cũng có thể dùng loại stec hở, loại này đặt ở trên xe ôtô, khi đến nhà máy,dùng tời nâng đầu stec cho nghiêng để nhựa chẩy vào bể

Vận chuyển nhựa từ bể dự chữ vào phân xởng chế biến

Với các nhà máy loại vừa và nhỏ, các bể dự chữ thờng gần xởng chế biến, nên có thể dùng thiết bị vận chuyển kiểu cánh xoắn để chuyển nhựa từ bể vào phân xởng

Hình 3.2.7 Sơ đồ vận chuyển nhựa bằng thiết bị kiểu cánh xoắn

1 Bể dự chữ nhựa; 2 Thiết bị kiểu cánh xoắn; 3 Phễu nguyên liệu

Nếu khoảng cách tơng đối xa, dùng 1 cấp vận chuyển quá dài, có thể dùng 2 cấp vận chuyển và qua 1 thùng chứa trung gian rồi vào đến xởng chế biến

Trong quá trình vận chuyển nhựa bằng thiết bị cánh xoắn, nhựa đợc khấy đảo và

đập vỡ thêm Thông thờng cho thêm một lợng dầu thông và nớc thích hợp để nâng cao