NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT KHÁNG NẤM MỐC CHO GỖ CAO SU (Hevea Brasiliensis Muell Arg) BẰNG NATRI BENZOAT (C6H5COONa)

Hiện nay, xã hội đang có xu hướng sử dụng các sản phẩm đạt về mặt chất lượng và thân thiện với môi trường, tuy nhiên nhược điểm của gỗ Cao su sau khi chặt hạ, không qua bảo quản thì dễ b

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

************

PHẠM THANH DUNG

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT KHÁNG NẤM MỐC

CHO GỖ CAO SU (Hevea Brasiliensis Muell Arg)

BẰNG NATRI BENZOAT (C6H5COONa)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN LÂM SẢN

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 6/2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

************

PHẠM THANH DUNG

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT KHÁNG NẤM MỐC

CHO GỖ CAO SU (Hevea Brasiliensis Muell Arg)

BẰNG NATRI BENZOAT (C6H5COONa)

Ngành: Công nghê ̣ Chế biến lâm sản

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS ĐẶNG ĐÌNH BÔI ThS BÙI THỊ THIÊN KIM

Thành phồ Hồ Chí Minh

Tháng 6/2013

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài tốt nghiệp, tôi luôn nhận được sự dạy bảo của thầy cô, sự quan tâm giúp đỡ động viên của gia đình và bạn

bè Nhân dịp này tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn đến:

 Ban giám hiệu và toàn thể thầy cô trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, đặc biệt là quý thầy cô khoa Lâm Nghiệp và bộ môn Chế biến Lâm sản

đã tận tình truyền đạt kiến thức cho chúng tôi trong suốt khóa học

 Xin cảm ơn Công ty TNHH Phú An – Bình Dương đã cung cấp gỗ cho tôi làm thí nghiệm Đồng thời xin cảm ơn Công ty TNHH XD - TM - SX Trường Tiền – Thủ Đức đã giúp tôi gia công mẫu gỗ

 Đặc biệt xin gửi lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Đặng Đình Bôi

và cô ThS Bùi Thị Thiên Kim đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này

 Cuối cùng xin chân thành cảm ơn gia đình và các bạn lớp Chế biến Lâm sản niên khóa 2009 – 2013 đã giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong thời gian thực hiện đề tài

Sinh viên thực hiện Phạm Thanh Dung

TÓM TẮT

Đề tài “Nghiên cứu công nghệ kháng nấm mốc cho gỗ Cao su bằng Natri

benzoat (C 6 H 5 C00Na)” đã tiến hành tại phòng thí nghiệm bộ môn Chế biến Lâm

sản, khoa Lâm nghiệp, trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, trong thời gian 01/03/2013 đến 30/06/2013

Kết quả thu được sau thí nghiệm đã cho thấy nồng độ Sodium benzoate và thời gian xử lý có ảnh hưởng đến phần trăm lượng hóa chất thấm, độ thấm sâu của hóa chất và khả năng kháng nấm mốc của gỗ Mối quan hệ giữa các yếu tố này được thể hiện qua các phương trình tương quan hồi quy như sau:

Đối với phần trăm lượng hóa chất thấm

Abstract study: “Research technology for mold-resistant on rubber wood by Sodium

benzoate (C6H5C00Na)” was conducted at the laboratory subjects variable War Forest Products, Forestry Department, Nong Lam University in Ho Chi Minh City,

during 01.03.2013 to 30.06.2013

Results obtained from experiments showed that sodium benzoate concentration and treatment time can affect the percentage of permeability chemical, penetration of the chemical and ability resist mould of the wood The relationship between these

factors is reflected in the correlation regression equation as follows:

For the percentage of permeability chemical

MỤC LỤC

TRANG

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

SUMMARY iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG viii

DANH SÁCH CÁC HÌNH ix

Lời nói đầu xi

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết 1

1.2 Mục đích nghiên cứu 2

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.4 Phạm vi nghiên cứu 2

Chương 2: TỔNG QUAN 3

2.1 Cơ sở lý thuyết 3

2.1.1 Nấm mốc hại gỗ 3

2.1.2 Hóa chất bảo quản 7

2.1.3 Phương pháp bảo quản 9

2.2 Đối tượng nghiên cứu 11

2.2.1 Cây cao su 11

2.2.1.1 Đặc điểm sinh trưởng của cây Cao su 12

2.2.1.2 Đặc điểm cấu tạo của gỗ Cao su 12

2.2.1.3 Tính chất của gỗ Cao su 14

2.2.2 Hóa chất Sodium benzoate 15

2.2.2.1 Đặc điểm 15

2.2.2.2 Tính chất 16

2.2.2.3 Ứng dụng 16

2.3 Các công trình nghiên cứu liên quan 17

2.3.1 Công trình nghiên cứu nước ngoài 17

2.3.2 Công trình nghiên cứu trong nước 18

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

3.1 Nội dung nghiên cứu 21

3.2 Phương pháp nghiên cứu 22

3.2.1 Vật liệu 22

3.2.1.1 Nguyên liệu 22

3.2.1.2 Hóa chất dùng trong thí nghiệm 23

3.2.1.2.1 Hóa chất dùng trong thí nghiệm quy hoạch thực nghiệm 23

3.2.1.2.2 Hóa chất dùng trong thí nghiệm thử màu 24

3.2.1.3 Dụng cụ, thiết bị dùng trong thí nghiệm 24

3.2.2 Phương pháp nghiên cứu 25

3.2.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 25

3.2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 25

3.2.3 Phương pháp đo đạc thực nghiệm 34

3.2.3.1 Phương pháp xác định phần trăm lượng hóa chất thấm 34

3.2.3.2 Phương pháp xác định độ thấm sâu của hóa chất 34

3.2.3.3 Phương pháp xác định diện tích nấm mốc 35

3.2.4 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 35

3.2.5 Bài toán tối ưu hóa 36

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37

4.1 Kết quả nghiên cứu 37

4.1.1 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm 37

4.1.1.1 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm xác định phần trăm lượng hóa chất thấm và mối tương quan thông số đầu vào và thông số đầu ra 37

4.1.1.2 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm xác định độ thấm sâu của hóa chất

và mối tương quan thông số đầu vào và thông số đầu ra 41

4.1.1.3 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm xác định khả năng kháng nấm mốc của gỗ

ở điều kiện RH 86% và mối tương quan thông số đầu vào và thông số đầu ra 45

4.1.1.4 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm xác định khả năng kháng nấm mốc của gỗ

ở điều kiện RH 93% và mối tương quan thông số đầu vào và thông số đầu ra 49

4.1.2 Quá trình phát triển nấm mốc của gỗ Cao su sau khi xử lý bằng Sodium benzoate 53

4.1.2.1 Quá trình phát triển nấm mốc của gỗ Cao su ở điều kiện RH 86% 53

4.1.2.2 Quá trình phát triển nấm mốc thí nghiệm ở điều kiện RH 93% 55

4.2 Thảo luận 57

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60

5.1 Kết luận 60

5.2 Kiến nghị 61

RH – Độ ẩm tương đối của môi trường

ANOVA – Phương pháp phân tích phương sai

Dkl – Phần trăm lượng hóa chất thấm ở dạng thực

Dts – Độ thấm sâu của hóa chất ở dạng thực

Dn86 – Tỷ lệ nấm mốc trong điều kiện độ ẩm tương đối của môi trường 86% ở dạng thực

Dn93 – Tỷ lệ nấm mốc trong điều kiện độ ẩm tương đối của môi trường 93% ở dạng thực

Ykl – Phần trăm lượng hóa chất thấm ở dạng mã hóa

Yts – Độ thấm sâu của hóa chất ở dạng mã hóa

Yn86 – Tỷ lệ nấm mốc trong điều kiện độ ẩm tương đối của môi trường 86% ở dạng mã hóa

Yn93 – Tỷ lệ nấm mốc trong điều kiện độ ẩm tương đối của môi trường 93% ở dạng mã hóa

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Nấm làm biến màu gỗ 5

Bảng 2.2 Các chế phẩm chống nấm mốc 8

Bảng 2.3 Tính chất vật lý của gỗ Cao su 14

Bảng 2.4 Tính chất cơ học của gỗ Cao su 14

Bảng 2.5 Thành phần hóa học của gỗ Cao su 14

Bảng 2.6 Tỷ lệ thành phần nguyên tố của Cellulose và Lignin 15

Bảng 2.7 Kết quả nồng độ chất tan của gỗ Cao su

(những chất không phải vách tế bào) 15

Bảng 3.1 Mức và khoảng biến thiên của các yếu tố nghiên cứu theo phương án bậc nhất 31

Bảng 3.2 Mức và khoảng biến thiên của các yếu tố nghiên cứu theo phương án bậc hai Box – Hunter bất biến quay 33

Bảng 4.1 Bảng các giá trị tối ưu của hàm Ykl 40

Bảng 4.2 Bảng các giá trị tối ưu của hàm Yts 44

Bảng 4.3 Bảng các giá trị tối ưu của hàm Yn86 48

Bảng 4.4 Bảng các giá trị tối ưu của hàm Yn93 52

Bảng 4.5 Quá trình phát triển nấm mốc của gỗ Cao su ở điều kiện RH 86% 53

Bảng 4.6 Quá trình phát triển nấm mốc của gỗ Cao su ở điều kiện RH 93% 55

Bảng 4.7 Bảng tổng hợp các giá trị tối ưu của thông số đầu vào và đầu ra ở dạng mã hóa 57

Bảng 4.8 Tỷ lệ nấm mốc trong điều kiện RH 86% và RH 93% 58

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Gỗ bị mốc 4

Hình 2.2 Gỗ bị nấm làm biến màu 4

Hình 2.3 Gỗ bị mục trắng 5

Hình 2.4 Gỗ bị mục nâu 6

Hình 2.5 Các phương pháp bảo quản gỗ 10

Hình 2.6 Cây Cao su 11

Hình 2.7 Cấu tạo thô đại của gỗ Cao su 12

Hình 2.8 Cấu tạo hiển vi của gỗ Cao su 13

Hình 2.9 Công thức của Sodium benzoate 15

Hình 2.10 Các dạng tồn tại của Sodium benzoate 16

Hình 3.1 Cây Cao su 22

Hình 3.2 Gỗ Cao su 22

Hình 3.3 Mẫu gỗ Cao su thí nghiệm 23

Hình 3.4 Hóa chất dùng trong thí nghiệm quy hoạch thực nghiệm 23

Hình 3.5 Iron (III) chloride hexahydrate dùng trong thí nghiệm thử màu 24

Hình 3.6 Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm 25

Hình 3.7 Mô hình biểu diễn quá trình nghiên cứu 30

Hình 3.8 Các vị trí đo độ thấm sâu của hóa chất 35

Hình 4.1 Đồ thị 3D thể hiện mối quan hệ x1, x2 và Ykl 39

Hình 4.2 Đồ thị 2D thể hiện mối quan hệ x1, x2 và Ykl 39

Hình 4.3 Đồ thị 3D thể hiện mối quan hệ x1, x2 và Yts 43

Hình 4.4 Đồ thị 2D thể hiện mối quan hệ x1, x2 và Yts 43

Hình 4.5 Đồ thị 3D thể hiện mối quan hệ x1, x2 và Yn86 47

Hình 4.6 Đồ thị 2D thể hiện mối quan hệ x1, x2 và Yn86 47

Hình 4.7 Đồ thị 3D thể hiện mối quan hệ x1, x2 và Yn93 51

Hình 4.8 Đồ thị 2D thể hiện mối quan hệ x1, x2 và Yn93 51

Hình 4.9 Mẫu gỗ đặt trong điều kiện RH 86% 53

Hình 4.10 Đồ thị sự phát triển nấm mốc của gỗ Cao su

ở điều kiện RH 86% bậc hai 54

Hình 4.11 Mẫu gỗ đặt trong điều kiện RH 93% 55

Hình 4.12 Đồ thị sự phát triển nấm mốc của gỗ Cao su

ở điều kiện RH 93% bậc hai 56

Hình 4.13 Mẫu gỗ đối chứng bị nấm mốc tấn công 57

Hình 4.14 Biểu đồ so sánh tỷ lệ nấm mốc trong điều kiện RH 86% và RH 93% 58

Lời nói đầu

Gỗ là loại vật liệu có vai trò hết sức quan trọng đối với lịch sử và đời sống con người Gỗ là nguyên liệu truyền thống dùng trong trang trí nội – ngoại thất Gỗ được dùng để xây dựng nhà cửa, các sản phẩm thông dụng như bàn, ghế, tủ, giường Ngoài ra còn làm đồ dùng nhà bếp, ván sàn, các mặt hàng mỹ nghệ… Khi xã hội phát triển thì nhu cầu sử dụng của con người cũng cao hơn Ngày nay, gỗ mang đến vẻ đẹp sang trọng và lịch sự cho không gian sống và làm việc của con người Để bắt được nhịp phát triển của thời đại thì đòi hỏi công nghệ chế biến gỗ phải không ngừng vận động để phát triển theo, nhằm đáp ứng nhu cầu và thị hiếu của người tiêu dùng và góp phần vào việc bảo vệ môi trường và nguồn tài nguyên rừng đang cạn kiệt dần

Ở Việt Nam, nguồn nguyên liệu gỗ chủ yếu là gỗ nhập khẩu do trữ lượng gỗ trong nước ngày càng giảm so với nhu cầu cung ứng của thị trường Để giảm sức ép

về nguồn nguyên liệu từ gỗ tự nhiên vì vậy ngành chế biến gỗ chuyển sang sử dụng

gỗ rừng trồng Một trong những loại gỗ phổ biến là gỗ Cao su, gỗ Cao su sử dụng làm nguồn nguyên liệu gỗ để phục vụ sản xuất sản phẩm gỗ nội thất Hiện nay, xã hội đang có xu hướng sử dụng các sản phẩm đạt về mặt chất lượng và thân thiện với môi trường, tuy nhiên nhược điểm của gỗ Cao su sau khi chặt hạ, không qua bảo quản thì

dễ bị nấm mốc tấn công Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại hóa chất bảo quản gỗ nhưng có tác dụng độc hại với con người và gây ô nhiễm môi trường Sodium benzoate là hóa chất kháng được nấm mốc mà không độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng và môi trường

Để góp phần bảo quản gỗ Cao su kháng nấm mốc, mang lại hiệu quả trong công tác bảo quản gỗ mà không gây hại cho sức khỏe con người và môi trường, đáp ứng được nhu cầu của thị trường, cùng với hướng dẫn của PGS.TS Đặng Đình Bôi và

ThS Bùi Thị Thiên Kim, tôi tiến hành thực hiện đề tài Nghiên cứu tính chất kháng

nấm mốc cho gỗ Cao su bằng Natri benzoat (C 6 H 5 C00Na) Do thời gian và điều kiện

có hạn nên trong quá trình nghiên cứu đề tài sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô và các bạn

1995 trở lại đây, cơ cấu rừng của Việt Nam có thay đổi lớn, với chủ trương bảo vệ nghiêm ngặt rừng tự nhiên hiện có, đồng thời đẩy mạnh trồng rừng với các loài cây mọc nhanh thông qua chương trình “5 triệu hecta rừng” Nguồn nguyên liệu gỗ rừng trồng đang dần chiếm một tỷ lệ cao, phục vụ cho nhu cầu sử dụng gỗ, trong số các loài cây rừng trồng phổ biến nhất là cây Cao su Cây Cao su mang lại nhiều lợi ích cho cuộc sống con người từ việc trích nhựa đến việc khai thác gỗ Gỗ Cao su là loại

gỗ có vân thớ đẹp, màu sắc và tính cơ lý thích hợp với yêu cầu của ngành gỗ Tuy nhiên, nhược điểm của gỗ Cao su là loại gỗ mềm, độ ẩm gỗ tương đối cao nên có độ bền tự nhiên chống chịu sự phá hoại của các vi sinh vật kém Gỗ dễ bị nấm mốc tấn công làm biến màu và gây mục ảnh hưởng đến tính cơ lý và vẻ đẹp thẩm mỹ của gỗ Nhằm nâng cao chất lượng, khắc phục nhược điểm của gỗ và tăng tuổi thọ cho gỗ Cao su nên các nhà nghiên cứu đã tìm ra các phương pháp, công nghệ cũng như các loại hóa chất mang lại hiệu quả cao cho việc bảo quản gỗ Các loại hóa chất bảo quản trên thị trường có hiệu quả cao nhưng rất độc hại, gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người sử dụng và gây ô nhiễm môi trường Hiện nay, vấn đề sức khỏe người tiêu dùng và môi trường được xã hội đặt lên hàng đầu, chính điều này đã làm cho nhu cầu của thị trường chuyển hướng sang sử dụng các sản phẩm đạt chất lượng mà không gây hại cho con người và môi trường xung quanh Từ đó cho thấy nhu cầu cấp thiết trong bảo quản gỗ là đảm bảo an toàn cho sức khỏe khách hàng và cả môi

trường Trước nhu cầu cấp thiết trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu tác dụng bảo quản gỗ của Sodium benzoate (C6H5COONa) là loại hóa chất bảo quản được Tổ chức quản lý chất độc quốc tế xếp vào nhóm không gây ung thư Nó sẽ mở ra hướng mới cho việc bảo quản gỗ rừng trồng và hướng tới việc sử dụng hóa chất bảo quản gỗ thân thiện với con người và môi trường

1.2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu công nghệ bảo quản gỗ Cao su bằng Sodium benzoate để kháng nấm mốc hại gỗ, đồng thời đảm bảo an toàn sức khỏe cho người sử dụng và tạo ra những sản phẩm đồ gỗ có chất lượng, tính thẩm mỹ và giá trị kinh tế cao

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định khả năng kháng nấm mốc trong phòng thí nghiệm

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là gỗ Cao su đã trích kiệt nhựa, khai thác ở Bình Phước và được đưa về Công ty TNHH Phú An – Bình Dương, gỗ không bị khuyết tật và chưa qua bảo quản Mẫu gỗ được gia công tại Công ty TNHH XD –

TM – SX Trường Tiền – Thủ Đức có kích thước là 20 x 20 x 50 (mm) Hóa chất sử dụng là Sodium benzoate (C6H5COONa) ở dạng bột Do điều kiện phòng thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm và kinh phí cho thí nghiệm còn nhiều hạn chế nên tôi chỉ nghiên cứu tính chất kháng nấm mốc của hóa chất ở môi trường có độ ẩm tương đối cao trong điều kiện không cấy nấm

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Cơ sở lý thuyết

2.1.1 Nấm mốc hại gỗ

Những khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa như ở Việt Nam thì có điều kiện tự nhiên nóng ẩm rất thuận lợi cho nấm mốc làm hại gỗ phát triển mạnh Đối với gỗ Cao su, bình quân khoảng ba ngày sau khi cưa xẻ nếu không được bảo quản

sẽ bị nấm mốc tấn công Nấm xâm nhập vào gỗ bằng một trong hai phương thức hoặc đồng thời cả hai phương thức là sợi nấm từ gỗ bị mục lây lan sang gỗ lành và bào tử rơi trên bề mặt gỗ rồi nảy mầm phát triển thành sợi xâm nhập vào gỗ Nấm mốc chủ yếu làm biến màu gỗ và là nguyên nhân dẫn đến mục nát gỗ sau này

Trên thế giới đã ghi nhận có khoảng trên 80000 loài nấm khác nhau được chia thành các lớp sau:

Lớp Archimycetes Lớp Phycomycetes Lớp Asscomycetes Lớp Basidiomycetes Lớp Deuteromycetes

(nấm sơ cấp) (nấm tảo) (nấm túi) (nấm đảm) (nấm bất toàn) Theo điều tra của Viện điều tra quy hoạch rừng thì ở miền Bắc Việt Nam cho

đến năm 1970 có 100 loài thuộc các họ Polyporaceae, Hydraceae Theo Nguyễn

Văn Thống (1982) đã phát hiện trên gỗ sau khi chặt hạ và trên bãi gỗ có 55 loài, thuộc 21 chi, 11 họ, 7 bộ của 3 lớp nấm

Các loại gỗ tươi, gỗ mới chặt hạ, cây còn sống, độ ẩm của gỗ còn rất cao từ

60 – 200%, đường trong tế bào gỗ rất thích hợp cho nấm mốc phát triển Những loại nấm này xâm nhập vào gỗ giác và cả gỗ lõi thông qua các bào tử nấm sinh sản trong không khí hoặc trong nước, khi gỗ tiếp xúc với mặt đất hoặc xử lý trong nước có thể

bị nhiễm các bào tử nấm Nấm thường xâm nhập vào gỗ ở dạng đa bào (sợi nấm)

Nó phân hủy tế bào mô mềm khi xâm nhập vào gỗ, làm giảm phẩm chất của gỗ chứ không làm thay đổi tính chất cơ học của gỗ

Riêng gỗ sau chặt hạ và gỗ sử dụng trong gia công chế biến, mức độ tấn công

và phá hủy gỗ chia làm các loại mốc, biến màu, mục

Hình 2.1 Gỗ bị mốc

Mốc có nguồn gốc từ không bào Nó không tấn công vào cấu trúc tế bào và không làm giảm đáng kể tính chất cơ học của gỗ Nó tăng trưởng mờ hoặc bột với màu sắc khác nhau, từ màu trắng sang màu đen Nó chủ yếu ảnh hưởng đến thẩm

mỹ của gỗ Mốc có thể gây ra phản ứng dị ứng hoặc hen suyễn ở một số người nhạy cảm và một vài mốc sản xuất chất độc, tuy nhiên bất cứ điều gì nghiêm trọng hơn các triệu chứng dị ứng hoặc kích ứng là rất hiếm

Hình 2.2 Gỗ bị nấm làm biến màu

Biến màu gỗ biểu hiện sau khi chặt hạ, gỗ thường bị xám lại hay đỏ sẫm là

do bị oxi hóa các chất tanin trong gỗ Do gỗ có độ ẩm cao nên đã tạo môi trường thuận lợi để nấm làm biến màu gỗ nhưng không bị phá hủy tế bào gỗ Loại nấm này

lây lan và phát triển chủ yếu nhờ vào chất chứa trong ruột tế bào Loại nấm tiếp theo phát triển nhờ vào chất chứa trong ruột tế bào mà loại nấm trước đó chưa sử dụng hết Lúc này vách tế bào có thể bị phá hủy nhưng ở mức độ yếu Đây là giai đoạn đầu tiên của mục Tiếp đó, xuất hiện loại nấm có thể phát triển ở độ ẩm thấp

và có lượng không khí cần thiết bên trong gỗ Nó phá hoại cellulose và lignin của vách tế bào mạnh, làm giảm tính chất cơ học của gỗ Người ta phân biệt theo màu sắc của gỗ bị mốc như sau:

Furarium Javanicum Koord Verticillum glaucum Bonord Chlorosplenium Spp

(Nguồn: TS Hứa Thị Huần, 2004)

Hình 2.3 Gỗ bị mục trắng

Mục thì có mục trắng và mục nâu Mục trắng được hình thành do nấm phá hủy lignin tế bào nhu mô và tế bào sợi gỗ nhưng tế bào mạch chưa bị phá hủy, do

đó cấu trúc gỗ cũng bị rã ra vì không liên kết được các tế bào mạch gỗ với nhau Loại nấm này hình thành từ trong ruột tế bào rồi phá hủy các lớp vách thứ sinh Kiểu mục này xâm nhập và phá hủy tủy cây, sau đó mục lan ra xung quanh vòng năm

Hình 2.4 Gỗ bị mục nâu

Mục nâu xâm nhập từ tia gỗ vào các tế bào rồi phát triển thành các hệ sợi nấm Nó chủ yếu phá hủy cellulose và polisaccarit Sự phân hủy cellulose phụ thuộc vào từng loại nấm mà có những dạng như gỗ có xuất hiện các đoạn tím; gỗ chuyển màu hồng nhạt; gỗ chuyển màu đỏ, trọng lượng và ứng lực bị giảm; gỗ chuyển màu đỏ nâu, có các giải sáng hoặc mô nhỏ chứa các sợi cellulose màu trắng

là do nấm phá hủy lignin còn lại lốm đốm cellulose màu trắng

Ngoài ra, một số loài nấm xâm nhập vách tế bào qua lỗ thông ngang, lỗ xuyên mạch hoặc qua màng mỏng của các vách tế bào, tiết ra các chất enzim làm thủng các vách tế bào Nó phá hủy gần giống mục trắng Có loại nấm xuất hiện trong ruột tế bào gỗ, sau đó lây lan và tấn công vào vách tế bào phá hủy lignin hoặc cellulose làm phân hủy vách tế bào theo kiểu mài mòn, ăn mòn dần vách tế bào Nó phá hoại gỗ giác trước rồi mới tấn công vào gỗ lõi

Sự phát triển của nấm không chỉ phụ thuộc vào cấu tạo loại gỗ và điều kiện xâm nhập vào gỗ mà còn phụ thuộc vào điều kiện môi trường sử dụng gỗ Các yếu

tố nhiệt độ môi trường, độ pH, độ ẩm và lượng oxy trong gỗ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của nấm Mỗi loại nấm thích nghi với nhiệt độ môi trường, độ

pH, độ ẩm và lượng oxy trong gỗ nhất định

Đa số nấm có thể phát triển ở giới hạn nhiệt độ môi trường khoảng 250

Theo kết quả nghiên cứu của Langendorgt thì nấm hại gỗ được chia theo các cấp độ ẩm:

độ ẩm thấp

Nhìn chung, nấm muốn phát triển thuận lợi thì phải phụ thuộc vào các điều kiện môi trường bên ngoài và môi trường bên trong gỗ

2.1.2 Hóa chất bảo quản

Dựa vào điều kiện phát triển của nấm mà các nhà khoa học đã điều chế ra các loại hóa chất bảo quản Qua thời gian dài phát triển, các chế phẩm dần được hoàn thiện về cơ chế hoạt động, có thể diệt nấm mốc triệt để

Hóa chất bảo quản đã được tẩm vào gỗ, nó đã tạo ra một môi trường khác hẳn với môi trường không tẩm, nó tước bỏ những điều kiện tối ưu hoặc ít ra là không thuận lợi cho việc nảy mầm của các bào tử, hơn thế nữa nó phá hoại ngay các bào tử nấm

Mặt khác, các hóa chất khi đã xâm nhập được vào nấm, chúng có khả năng tạo thành các lực liên kết Vanderval, liên kết hydro, liên kết ion, liên kết bán phân cực hoặc liên kết đồng hóa trị với các axit amin, protein và các chất khác trong quá trình cơ bản trao đổi chất của nấm, ức chế sự phân chia tế bào, làm biến đổi cấu trúc bên trong của tế bào

Các hóa chất bảo quản gỗ phải đạt được các tiêu chuẩn của chế phẩm bảo quản lâm sản như:

 Có độ độc cao đối với vi sinh vật phá hoại lâm sản

 Không độc đối với người và gia súc

 Không gây ô nhiễm môi trường

 Dễ thấm vào gỗ và lâm sản

 Không làm giảm tính chất cơ học của gỗ

 Không ăn mòn kim loại, rẻ tiền và được chế tạo sẵn

 Không làm tầng khả năng bốc cháy của vật liệu tẩm

 Không ảnh hưởng đến trang sức bề mặt, phải có sẵn trên thị trường đặc biệt là thị trường trong nước

 Trước khi đưa ra thị trường, chế phẩm phải được kiểm nghiệm trong phòng thí nghiệm

Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại chế phẩm bảo quản chống nấm mốc phù hợp với điều kiện nước ta mà đạt hiệu quả cao

- Thay thế PCP độc hại (hoạt chất chứa Dioxin bị cấm sử dụng)

- An toàn cho môi trường và sức khoẻ người lao động

Dùng trong xử lý, tẩm

áp lực, xử lý nhúng cho sản phẩm gỗ sơ chế (cao su, gỗ vườn )

Do công ty Tarzin (Spain) nghiên cứu và phát triển

THALONI

60WP

Chống mốc xanh, mốc trắng gây biến màu gỗ

Sản phẩm được ứng dụng cho các sản phẩm gỗ:

Nội thất trong nhà, dụng

cụ nhà bếp, đồ chơi trẻ

em

- Thay thế PCP độc hại

- Không chứa NaPCP, PCP

- An toàn cho môi trường và sức khoẻ người lao động

Hoá chất màu trắng, giữ nguyên màu tự nhiên của gỗ sau khi xử lý

Do công ty Tarzin (Spain) nghiên cứu và phát triển

Creozote

Chống nấm mốc, côn trùng cho gỗ dùng ngoài trời

Độc đối với nấm mốc và côn trùng

Có thể tẩm bằng phương pháp quét, xử lý, đun nóng xử lý lạnh, áp lực chân không Khi tẩm độ

ẩm gỗ phải dưới điểm bão hòa thớ gỗ

XM – 5

Chống nấm, côn trùng và

hà dùng để tẩm gỗ cho các công trình dưới nước, làm tàu thuyền, gỗ dán…

Độc đối với nấm mốc, côn trùng, hà

Hóa chất có khả năng hạn chế bị rửa trôi nên dùng tẩm gỗ để dưới mái che và không mái che Trung tâm Phát triển Công nghệ Lâm sản sản xuất

Ngoài ra còn có Caxe – 03 chống hầu hết các loại nấm mốc, mối mọt cho gỗ Cao su và các loại gỗ tạp Nó độc đối với sâu nấm nhưng không độc hại với người

và gia súc Các chế phẩm chống nấm mốc ở bảng 2.2, tuy chúng diệt nấm mốc đạt hiệu quả cao nhưng giá thành cũng khá cao Nó làm ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm nên khó ứng dụng

2.1.3 Phương pháp bảo quản

Từ xa xưa, con người đã phát minh ra nhiều phương pháp bảo quản gỗ khác nhau để kéo dài tuổi thọ cho gỗ Khi xã hội phát triển hơn thì yêu cầu của người sử dụng cũng tăng, đòi hỏi gỗ phải giữ được màu sắc tự nhiên, tăng tính cơ học cho gỗ

và gỗ phải sử dụng được trong nhiều môi trường khác nhau… Từ đó, các phương pháp bảo quản dần được phát triển hơn để đáp ứng yêu cầu cho người sử dụng Phương pháp bảo quản gỗ được chia thành nhiều nhóm như:

a) Gỗ xử lý trong bùn nước b) Gỗ được hong phơi

c) Gỗ trong lò sấy d) Gỗ được tẩm áp lực

Hình 2.5 Các phương pháp bảo quản gỗ

Phương pháp bảo quản truyền thống là xử lý gỗ dưới bùn nước với thời gian

từ vài tuần, 6 tháng cho tới một năm Phương pháp này dễ thực hiện, ít tốn kém, không đòi hỏi kỹ thuật cao Nhưng nó mất một thời gian rất lâu mới có thể đưa gỗ vào sử dụng, hiệu quả chống lại côn trùng mối mọt chưa thật sự tốt

Phương pháp bảo quản kỹ thuật như bóc vỏ, hong phơi gỗ thì tiết kiệm được năng lượng sấy, làm giảm được độ ẩm của gỗ, rút ngắn được thời gian sấy khi áp dụng các phương pháp sấy tiếp theo Nhưng chất lượng gỗ không đảm bảo, gỗ dễ bị nứt đầu, nứt mặt, độ ẩm gỗ không đạt yêu cầu mong muốn Đối với khí hậu Việt Nam, nếu hong phơi với thời gian rất dài thì độ ẩm gỗ chỉ đạt ~ 20% về mùa mưa

và ~ 15% về mùa nắng và còn đòi hỏi mặt bằng lớn Phương pháp sấy gỗ để làm giảm độ ẩm của gỗ hạn chế các loại vi sinh vật phá hoại gỗ tươi, gỗ có độ ẩm cao như nấm mốc, mọt gỗ tươi, mục… Thời gian làm giảm độ ẩm của gỗ nhanh hơn so với hong phơi, nó yêu cầu tính kỹ thuật cao hơn, phải có kinh phí để xây dựng lò sấy

Phương pháp bảo quản không dùng áp lực như xử lý nhúng thông thường, quét, phun, thay thế nhựa, thẩm thấu, đun nóng xử lý lạnh…Yêu cầu kỹ thuật và chi phí đầu tư thấp, dễ thực hiện cho các tỉnh miền núi, hộ gia đình hay xưởng sản xuất nhỏ, thời gian để xử lý ngắn Tuy hiệu quả chống nấm mốc, mối mọt của phương pháp này hơn so với phương pháp bảo quản gỗ truyền thống và phương pháp bảo quản kỹ thuật song độ thấm sâu của thuốc chưa cao

Phương pháp bảo quản gỗ bằng áp lực như phương pháp tế bào đầy, phương pháp tế bào rỗng Dung dịch hoá chất được đưa vào gỗ dưới tác dụng của áp lực nén lỏng hoặc nén khí Phương pháp này có độ thấm sâu của thuốc cao và tương đối đồng đều, năng suất cao nên phù hợp với sản xuất công nghiệp Song nó đòi hỏi tính kỹ thuật cao, công nhân điều khiển máy tẩm phải có kinh nghiệm, chi phí để đầu tư mua thiết bị máy tẩm lớn nên chỉ thích hợp cho các xí nghiệp lớn

Các phương pháp bảo quản gỗ dần được nâng cao về mặt kỹ thuật, thiết bị, chất lượng gỗ sau khi bảo quản và quy mô xí nghiệp tẩm gỗ cũng được mở rộng

2.2 Đối tƣợng nghiên cứu

2.2.1 Cây cao su

Hình 2.6 Cây Cao su

Tên Việt Nam: Cây Cao su

Tên khoa học: Hevea brasiliensis Muell-Arg

Tên thương mại: Rubber wood – the rubber tree

Họ thực vật: Euphorbiaccae

Vỏ nhẵn Lá kép ba chét, mọc cách, mép nguyên Hoa màu vàng trắng Quả nang màu xanh vàng có ba u lồi, mở ba cánh, hóa gỗ Hạt nâu nhẵn, nhiều chấm trắng Hoa nở mùa xuân, quả chín tháng 8 – 10 Thân có hai phần chính là thân và

vỏ cây, đường kính trung bình 25 – 60 cm

Cây Cao su là cây nguyên sản ở Brazil Ở Việt Nam, được gây trồng rộng rãi

ở Trung Bộ và Đông Nam Bộ: Bình Dương, Bình Phước, Đồng Nai, Tây Ninh…

2.2.1.1 Đặc điểm sinh trưởng của cây Cao su

Cây gỗ lớn, cao tới 30 m, rụng lá về mùa khô Vỏ nhẵn, hay có u lồi, có nhiều nhựa mủ trắng

Lá kép chân vịt có ba lá nhỏ, phiến lá hình trái xoan dài, đầu nhọn, gốc hình nêm, mép nguyên, cuống lá nhỏ dài 0,6 – 1,5cm, cuống chung dài 4 – 18cm

Cụm hoa hình chùy ở nách lá Hoa đơn tính Hoa đực cánh đài hợp, trên chia năm răng, không có cánh tràng, nhị đực 5 – 10 Hoa cái cánh đài giống hoa đực, bầu

ba ô, mỗi ô một noãn Quả nang chia thành tám múi khá rõ, chứa ba hạt Hạt bóng màu nâu có nhiều chám trắng Hoa tháng 4, quả chín tháng 8 Mùa hoa tháng 7, quả chín tháng 11 – 12

Cây sinh trưởng nhanh, tái sinh hạt tốt Cây ưa sáng, thích hợp điều kiện khí hậu nóng ẩm, đất đỏ nâu Cây trồng chủ yếu lấy nhựa, nhưng có thể cho gỗ sau khi

đã khai thác nhựa kiệt

Gỗ mềm, màu trắng vàng, thớ mịn nhẵn, vòng năm khá rõ, tỷ trọng 0,37 Gỗ sau khi xử lý tẩm có thể chế biến các đồ mộc đẹp, làm các công trình nhẹ, xây dựng, làm đồ mỹ nghệ Hiện rất được ưa chuộng trên thị trường quốc tế, là mặt hàng xuất khẩu có giá trị (Trần Hợp, 2003)

2.2.1.2 Đặc điểm cấu tạo của gỗ Cao su

 Cấu tạo thô đại:

Hình 2.7 Cấu tạo thô đại của gỗ Cao su

Gỗ Cao su là loại gỗ lá rộng, mềm Khi mới cưa xẻ gỗ có màu vàng nhạt, lúc khô biến thành màu kem nhạt Thớ thẳng, ít xoắn thớ Gỗ giác và gỗ lõi khó phân

biệt Vòng sinh trưởng rõ ràng, dứt khoát, rộng từ 2 – 4 mm Lỗ mạch khá lớn có thể nhìn thấy bằng mắt thường, phân bố phân tán Nhu mô khá phong phú, nhìn dưới kính lúp có thể nhận biết mô mềm hình lưới với mật độ khá dày Tia gỗ nhỏ và hẹp, có thể thấy bằng mắt thường Mặt gỗ hơi thô nhưng đều Cây Cao su có hiện tượng dẫn nhựa bệnh do tổn thương vì hiện tượng trích nhựa

 Cấu tạo hiển vi:

a) Mặt cắt xuyên tâm b) Mặt cắt tiếp tuyến c) Mặt cắt ngang

Hình 2.8 Cấu tạo hiển vi của gỗ Cao su

Gỗ Cao su có lỗ mạch khá lớn đường kính trung bình đo theo chiều xuyên tâm 385 – 396 μm, phân bố theo kiểu phán tán Số lượng mạch tế bào 6/mm2

Mạch phân tán đơn có khi kép xuyên tâm Những lỗ mạch kép có khi từ 2 – 7 lỗ mạch đơn nằm sát cạnh nhau Các lỗ mạch thường nằm ở giữa bị ép lại theo hướng xuyên tâm

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

Tia gỗ là tia dị bào, bề rộng tia 2 – 3 hàng tế bào, chiều cao tia biến động từ

15 – 20 hàng tế bào Đôi khi xuất hiện thể hình quả trám ở tế bào đứng

Sợi gỗ Cao su thẳng có vách ngăn ngang đa phần vuông góc với tế bào sợi Ống dẫn nhựa bệnh: có hiện tượng ống dẫn nhựa bệnh do trích li nhựa

Tóm lại, gỗ Cao su có mật độ lỗ mạch dày, đường 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 nên có thể sử dụng gỗ Cao su trong công nghệ ván ép, bóc dễ bị gây nên nứt theo chiều xuyên tâm Có thể bít ở trong lỗ mạch (1/3) Đây là một trong những nguyên nhân gây cản trở quá trình hút và thoát nước kéo dài trong sấy và tẩm gỗ Nhu mô là dải băng xếp dọc thành tầng nên giảm lực ép ngang theo chiều tiếp

tuyến Trong nhu mô còn có tinh thể oxalat, canxi, silic Tia gỗ xuất hiện tinh thể hình quả trám là yếu tố nhận diện mặt gỗ

2.2.1.3 Tính chất của gỗ Cao su

Tính chất vật lý là cơ sở xây dựng các quá trình công nghệ thích hợp cho từng loại gỗ Độ ẩm ban đầu của cây cao su có giá trị khác nhau ở các cấp tuổi,

thông thường biến động từ 69,8% đến 86,5% nên cao su thuộc loại gỗ có độ ẩm

tương đối cao

Bảng 2.3: Tính chất vật lý của gỗ Cao su

ứng dụng vào từng lĩnh vực phù hợp với yêu cầu sử dụng và sản xuất

Bảng 2.4: Tính chất cơ học của gỗ Cao su

Bảng 2.5: Thành phần hóa học của gỗ Cao su

Bảng 2.6: Tỷ lệ thành phần nguyên tố của Cellulose và Lignin

(Nguồn: Hoàng Thị Thanh Hương, 2001)

Bảng 2.7: Kết quả nồng độ chất tan của gỗ Cao su

(những chất không phải vách tế bào)

1 Nồng độ chất hòa tan trong NaOH (1%) 19 – 20 %

(Nguồn: Hoàng Thị Thanh Hương, 2001)

2.2.2 Hóa chất Sodium benzoate

Tên khoa học: Natri benzoat (E211)

Công thức hóa học: C6H5COONa

Tên gọi khác: Antimol, Benzoate of Soda, Sodium Benzoic Acid, Benzoic acid Sodium salt, Sodium salt of Phenylcarboxylic acid

Xuất xứ: Hà Lan, Mỹ, Trung Quốc, Argentina, Tây Ban Nha

2.2.2.1 Đặc điểm

a) Công thức cấu tạo b) Công thức phân tử

Hình 2.9 Công thức của Sodium benzoate

Sodium benzoate được sản xuất bằng phản ứng trung hòa giữa acid benzoic với natri hydroxit

C6H5COOH + NaOH → C6H5COONa + H2O

Cơ chế bắt đầu bằng sự thẩm thấu acid vào tế bào Khi độ pH nội bào giảm xuống 5 hoặc thấp hơn, sự lên men thiếu không khí của glucose thông qua enzim

phosphofructokinase được giảm đi 95%, do đó ức chế sự tăng trưởng và tồn tại của

vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm

Ngoài dạng được điều chế hóa học, chất này cũng có thể được tìm thấy từ tự nhiên trong các loại trái cây với nồng độ từ 10 – 20 mg/kg như trái việt quất, đào, mận, nho, táo, quế, cây đinh hương, nhóm cây bách…

Theo tiêu chuẩn bộ y tế cho phép sử dụng thì hóa chất này được phép sử dụng trên thị trường

2.2.2.2 Tính chất

Hình 2.10 Các dạng tồn tại của Sodium benzoate

Tính chất vật lý: Sodium benzoate tồn tại ở dạng hạt hoặc bột màu trắng Nó tan được trong nước (66 g/100 ml ở 200C)và có thể tan trong etanol (0,81 g/100 ml

pH > 4,5

2.2.2.3 Ứng dụng

Vì ở người liều lượng gây độc qua da là 6 mg/kg thể trọng Tuy nhiên, đối với liều lượng 5 – 10 g trong vài ngày thông qua đường miệng vẫn không gây ra ảnh hưởng bất lợi nào đối với cơ thể Đó là do con người và động vật có cơ chế giải

độc rất tốt đối với các muối benzoate Những hợp chất này kết hợp với glycine trong gan để tạo thành acid hippuric và được thải ra ngoài qua nước tiểu Cơ chế này loại bỏ 65 – 95% acid benzoic từ các thực phẩm được đưa vào cơ thể Các muối benzoate còn lại trong cơ thể sẽ được giải độc bằng con đường kết hợp với acid glucoronic

Do đó, Sodium benzoate được sử dụng trong thực phẩm chua và các sản phẩm để kiểm soát vi khuẩn, nấm mốc, nấm men và vi sinh vật khác

Nó còn được dùng làm chất bảo quản trong các loại bánh kẹo, mứt, nước hoa quả, nước ngọt có gas, các loại nước sốt, súp thịt, ngũ cốc, sản phẩm từ thịt gia súc, gia cầm, thủy sản, nước chấm, sữa lên men, cà phê… Ngoài ra còn sử dụng để bảo quản dược phẩm, mỹ phẩm, sử dụng trong pháo hoa…

2.3 Các công trình nghiên cứu liên quan

Từ rất lâu đời loài người đã biết bảo quản gỗ để phục vụ cho nhu cầu cuộc sống của mình ngày càng tốt hơn Các nhà khoa học đã có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng trong thực tế rất thành công và mang lại hiệu quả cao

2.3.1 Công trình nghiên cứu nước ngoài

Người Ai Cập là người đầu tiên biết sử dụng nhựa hoặc dầu để quét lên bề mặt gỗ, bảo vệ gỗ trong các công trình xây dựng, tránh cho gỗ không bị mục nát do các vi sinh vật gây ra

Cách đây hơn 300 năm, các sản phẩm hóa công nghiệp mới được ứng dụng trên sản phẩm gỗ Năm 1747, Emmerson đã đề xuất dùng chế phẩm dạng dầu để bảo quản gỗ, sớm hơn nữa thì có Zohann Glauder đã dùng một loại nhựa để quét cho gỗ đã được đốt cháy một lớp mỏng

Clorua thủy ngân (HgCl2) lần đầu tiên được sử dụng ở Pháp do phát minh của nhà khoa học Homberg (1705), sau đó các nhà khoa học khác tiếp tục hoàn thiện công nghệ này như Deboisseu (1767), Humphrey (1824)

Việc sử dụng Sunfat đồng (CuSO4) được khuyến cáo vào năm 1767 do nhà khoa học Boisseu và Bodenave Sau đó Thomas Wade (1815) và Maragary (1837)

đã sử dụng sunfat đồng để bảo quản gỗ

Năm 1837, dưới sự khuyến cáo của hai nhà khoa học Thomas Wade và William Clorua kẽm (ZnCl2) đã được sử dụng để bảo quản gỗ rộng rãi với công nghệ tẩm thuốc theo phương pháp thẩm thấu

Năm 1903, nhà khoa học Wolman người Đức đã cho ra đời hỗn hợp thuốc muối gồm Sodium flouride 85%, dinitrophenol 10%, Sodium dichromate 5%, sử dụng phương pháp tẩm áp lực Năm 1914 – 1918 Wolman đã cải thiện công thức này nhằm tăng độ độc chống mối mọt thành công thức có thành phần gồm Sodium flouride 60%, Sodium arsenate 20%, dinitrophenol 15%, Sodium dichromate 5%

Năm 1926 – 1928, thuốc Celcure đã sản xuất ở nước Anh có thành phần CuSO4.5H2O 50%, Na2Cr2O7.2H2O 47%, H2Cr2O4 1,68% và chất phụ gia Thuốc chống được nấm mốc, côn trùng và hà biển Lượng thuốc tiêu hao 10 kg/m3 thì thời gian sử dụng gỗ kéo dài được từ 30 – 40 năm

Năm 1933, nhà khoa học Sonti Kamesan thiết lập công thức thuốc bảo quản CCA Qua nhiều lần nghiên cứu thì thuốc đã hoàn thiện hơn Năm 1969, CCA đã mang tên AWPA Thuốc WOLMAN CCA có thành phần CrO3 (47,5%), CuO (18,5%), AS2O (34%) thích hợp và kinh tế hơn Hiện nay, 90% khách hàng trên thị trường ưa chuộng, đặc biệt là các nước vùng nhiệt đới

Năm 1968, thuốc dầu creozote – pentachlorophenol được công bố là loại thuốc có độ độc cao với sâu nấm và không ăn mòn kim loại (Nguồn: TS Hứa Thị Huần, 2004)

2.3.2 Công trình nghiên cứu trong nước

Đến cuối những năm 50 đầu những năm 60 của thế kỷ XX, công tác nghiên cứu các tiến bộ kỹ thuật bảo quản gỗ bằng hóa chất mới thực sự được triển khai rộng và tương đối đồng bộ Từ năm 1965 đến năm 1967, Nguyễn Chí Thanh đã nghiên cứu kỹ thuật diệt mối gây hại công trình kiến trúc theo nguyên lý lây nhiễm

và chế phẩm diệt mối lây nhiễm TM67 Kết quả diệt được tổ phụ và tổ chính của mối mà không phải tìm tổ

Năm 1986, chế phẩm Celeure – T mang tên Việt Nam là LN3, chế phẩm gồm CuSO4.5H2O 80%, Na2Cr2O7.2H2O hoặc K2Cr2O7 12%, CrO3 8% Nguyễn

Văn Thống đã nghiên cứu pha chế thực nghiệm LN3 để bảo quản gỗ khúc ở rừng,

gỗ trụ mỏ, gỗ tàu thuyền Thuốc hòa tan trong nước ở 200C tan 25%, 500C tan 35%, 600C tan 40% LN3 ở nồng độ lớn hơn 0,25% ngăn ngừa được sự phá hoại của nấm (Nguồn: TS Hứa Thị Huần, 2004)

Năm 1990, Hồ Xuân Các đã nghiên cứu thuốc CAXE – 1 thành phần gồm

Na PCP 5%, Na2B8O13.4H2O 40%, H3BO3 28%, NaF hoặc Na2SiF6 17% và chất phụ gia 10% Thuốc có tác dụng chống nấm mốc và mối mọt cho gỗ Cao su (Nguồn: TS Hứa Thị Huần, 2004)

Năm 2008, Nguyễn Thị Bích Ngọc đã nghiên cứu ra chế phẩm dầu vỏ hạt điều có nguồn gốc từ thực vật, chống được mối với tỷ lệ 15% trở lên và tẩm theo phương pháp xử lý (Nguồn: Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, 2010)

Năm 2009, Lê Duy Phương đã nghiên cứu ra chế phẩm chống nấm mốc với

tỷ lệ phối trộn Borax 40%, Natri flourua 57% và phụ gia 3% Chế phẩm này thay thế được cho thuốc PBB (Nguồn: Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, 2009)

Năm 2009, Lê Văn Lâm, Bùi Văn Ái đã nghiên cứu bảo quản gỗ rừng trồng Kết quả thuốc XM – 5 và LN5 sử dụng ở nồng độ 10% có hiệu lực bảo quản tạm thời gỗ rừng trồng sau khai thác trong thời gian một tháng (Nguồn: Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, 2009)

Năm 2011, Nguyễn Thị Bích Ngọc, Bùi Văn Ái, Nguyễn Duy Vượng, Phạm Thị Thanh Miền đã nghiên cứu ra chế phẩm từ dầu vỏ hạt Điều 9%, dầu Neem 4%, dầu Cóc hành 2%, Tanin 4% và phụ gia tạo các loại thuốc bảo quản lâm sản dạng dung dịch Thuốc có hiệu lực tốt với sinh vật hại, không gây hưởng đáng kể đến các đặc tính của gỗ tẩm và đáp ứng yêu cầu an toàn đối với môi trường (Nguồn: Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, 2012)

Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu kháng nấm mốc cho gỗ thành công Ở Việt Nam, tuy có nhiều công trình nghiên cứu nhưng chủ yếu tập trung vào các loài sinh vật gây hại như mối, hà… Còn việc nghiên cứu về các vi sinh vật gây hại cho gỗ vẫn chưa được nhiều và mở rộng Hiện nay trên thị trường, giá thành của các loại hóa chất bảo quản gỗ cao, nhưng hóa chất rất độc hại với

người sử dụng và môi trường Chúng làm ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng, gây ô nhiễm môi trường đồng thời ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ của gỗ và giảm hiệu quả kinh tế Giải pháp tìm ra loại hóa chất đáp ứng được các nhu cầu trên là chất Sodium benzoate Hóa chất bảo quản này kháng được nấm mốc, không gây ô nhiễm môi trường, không gây hại cho sức khỏe người sử dụng và gia súc, mang lại hiệu quả kinh tế cao Đối với gỗ Cao su, sau khi chặt hạ không được xử lý trong thời gian ngắn sẽ bị nấm mốc tấn công, làm biến màu gỗ, giảm tính vật lý và cơ học của gỗ cũng như tính thẩm mỹ Sử dụng chất Sodium benzoate để kháng nấm mốc cho gỗ Cao su sẽ đáp ứng được nhu cầu người tiêu dùng hiện nay, sẽ góp phần mang lại hiệu quả kinh tế cao

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung nghiên cứu

Xác định phần trăm lượng hóa chất Sodium benzoate (C6H5COONa) thấm vào gỗ Cao su

Xác định độ thấm sâu của hóa chất Sodium benzoate (C6H5COONa)

Xác định khả năng kháng nấm mốc của gỗ Cao su sau khi xử lý bằng Sodium benzoate (C6H5COONa) trong điều kiện RH 86%

Xác định khả năng kháng nấm mốc của gỗ Cao su sau khi xử lý bằng Sodium benzoate (C6H5COONa) trong điều kiện RH 93%

Xây dựng phương trình tương quan của mối quan hệ giữa nồng độ Sodium benzoate (C6H5COONa), thời gian xử lý với phần trăm khối lượng hóa chất thấm

Xây dựng phương trình tương quan của mối quan hệ giữa nồng độ Sodium benzoate (C6H5COONa), thời gian xử lý với độ thấm sâu của hóa chất

Xây dựng phương trình tương quan giữa nồng độ Sodium benzoate (C6H5COONa), thời gian xử lý với khả năng kháng nấm mốc của gỗ Cao su xử lý trong điều kiện RH 86%

Xây dựng phương trình tương quan giữa nồng độ Sodium benzoate (C6H5COONa), thời gian xử lý với khả năng kháng nấm mốc của gỗ Cao su xử lý trong điều kiện RH 93%

Xác định các giá trị tối ưu về nồng độ Sodium benzoate (C6H5COONa), thời gian xử lý phần trăm khối lượng hóa chất thấm

Xác định các giá trị tối ưu về nồng độ Sodium benzoate (C6H5COONa), thời gian xử lý độ thấm sâu của hóa chất

Xác định các giá trị tối ưu về nồng độ Sodium benzoate (C6H5COONa), thời gian xử lý kháng nấm mốc trên gỗ Cao su đạt hiệu quả cao

3.2 Phương pháp nghiên cứu

Nơi khai thác: Gỗ Cao su được khai thác ở Bình Phước và được đưa về Công

ty TNHH Phú An – Bình Dương Mẫu gỗ được gia công theo quy cách mẫu thí nhiệm tại Công ty TNHH XD - TM - SX Trường Tiền – Thủ Đức

Cách chọn mẫu gỗ nghiên cứu thí nghiệm: Cây Cao su được trồng ở Bình Phước Cây đã được trích hết nhựa và khai thác để lấy gỗ Cây sinh trưởng phát triển bình thường trong điều kiện tự nhiên sau đó đưa về cắt khúc, xẻ phá, gia công

và cắt mẫu theo yêu cầu phù hợp tiêu chuẩn của thí nghiệm Mẫu được lấy trên cùng khúc gỗ tròn ở phần giác và gỗ lõi theo ba hướng chính xuyên tâm, tiếp tuyến

và dọc thớ Do gỗ là vật liệu không đồng nhất trên toàn bộ thân cây nên các tính chất vật lí và cơ học điều biến động rất lớn theo chiều ngang và chiều dọc của thân cây Vì thế, việc lấy mẫu và phân bố mẫu cần đảm bảo sự khác biệt và sai lệch chuẩn về tính chất khảo sát giữa các lô thí nghiệm là như nhau và rất nhỏ có thể giảm được sai số chủ quan trong khâu lấy mẫu và phân bố mẫu Số lượng mẫu dùng trong thí nghiệm là 132 mẫu, mỗi mẫu được cắt theo quy cách dày, rộng, dài là: 20x20x50 (mm) Mẫu thí nghiệm được gia công cắt chọn và chà nhám 6 mặt

Hình 3.3 Mẫu gỗ Cao su thí nghiệm 3.2.1.2 Hóa chất dùng trong thí nghiệm

3.2.1.2.1 Hóa chất dùng trong thí nghiệm quy hoạch thực nghiệm

c) Sodium benzoate (C6H5COONa)

a) Sodium carbonate (Na2CO3)

b) Potassium nitrate (KNO3)

Hình 3.4 Hóa chất dùng trong thí nghiệm quy hoạch thực nghiệm

Sodium benzoate tồn tại ở dạng bột hoặc hạt màu trắng Tan được trong nước

và có thể tan trong etanol, không mùi, có vị ngọt Khi gặp môi trường acid, Sodium benzoate sẽ chuyển hóa thành acid benzoic Acid benzoaic có khả năng chống vi sinh vật mạnh nhưng không tan tốt trong nước

Sodium carbonate tồn tại dạng bột màu trắng, không mùi, dễ tan trong nước (ở 200C tan 22 g/100 ml), để ngoài không khí dễ chảy nước Nhưng không hòa tan trong etanol, acetone

Potassium nitrate là tinh thể trong suốt, không màu, có dạng tinh thể ở nhiệt

độ phòng Khối lượng riêng 2,106 g/cm3

, tnc = 3360C Nó tan nhiều trong nước (ở

200C là 32g/100 g nước), ít tan trong etanol, có thể tan trong glycerol, amoni

3.2.1.2.2 Hóa chất dùng trong thí nghiệm thử màu

Iron (III) chloride hexahydrate (FeCl3.6H2O) là chất rắn dạng khối, màu vàng nâu, có tính hút ẩm Bảo quản trong bình chứa đóng kín, để nơi mát mẻ, thông thoáng và nhiệt độ không trên 240

Cân điện tử Satorius (Đức) có độ chính xác 0,01gam

Cân đồng hồ Nhơn Hòa (Việt Nam)

Bình hút ẩm

Cốc thủy tinh, đũa thủy tinh, khay nhựa, cọ, giấy nhám, băng keo và một số vật dụng cần thiết (xem hình 3.6)

d) Bình hút ẩm e) Cốc và đũa thủy tinh

Hình 3.6 Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm 3.2.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Phương pháp tiếp cận đề tài: Thông qua việc tìm hiểu những công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nước có liên quan đến quá trình bảo quản gỗ

Phương pháp kế thừa: Phân tích, tổng hợp các tư liệu của các nhà nghiên cứu

trước liên quan đến vấn đề cần nghiên cứu

3.2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

phương pháp này sẽ giảm chi phí cho quá trình thí nghiệm mà vẫn đạt độ chính xác theo yêu cầu Tuy nhiên, phải có những cơ sở lý thuyết tương ứng trong tất cả các khâu từ việc chọn đối tượng nghiên cứu, nội dung thí nghiệm và các yếu tố ảnh hưởng cũng như quá trình xử lý số liệu nhận được

Quy hoạch thực nghiệm là cơ sở của phương pháp luận của nghiên cứu thực nghiệm hiện đại, là bước phát triển tiếp theo mô hình thống kê và lý thuyết thống

kê Trong quy hoạch thực nghiệm, công cụ toán học đóng vai trò quan trọng, là nền tảng toán học trong quy hoạch thực nghiệm, còn là nền tảng thống kê với hai lĩnh vực quan trọng là phân tích phương sai và phân tích hồi quy

Phương pháp này có ưu điểm là các thí nghiệm dễ tiến hành, đối tượng nghiên cứu đa dạng, chỉ quan tâm đến các yếu tố vào và ra Ngoài ra, có thể khống chế yếu tố đầu vào hoặc làm giảm sự ảnh hưởng của các yếu tố khác tác động tới, bên cạnh đó số lần thí nghiệm ít Với phương pháp thực nghiệm này, các thông số ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu được dự kiến biến đổi đồng thời Vì vậy còn gọi là phương pháp hoạch định thí nghiệm nhiều yếu tố Bên cạnh những ưu điểm trên thì nhược điểm của phương pháp này là việc tính toán phức tạp, phải cần nhiều công cụ hỗ trợ mà đặc biệt là phần mền máy tính

Để tiến hành thực hiện được những nội dung trên thì phải tiến hành hàng loạt những bài toán kế tiếp nhau thường được gọi là các bước hay các giai đoạn trong quy hoạch thực nghiệm Phương pháp thực nghiệm tiến hành theo trình tự các bước sau:

 Xây dựng thực nghiệm

Xây dựng quy mô của bài toán, trên cơ sở đó chọn các tham số đầu vào (thông số công nghệ) và đầu ra thích hợp (chỉ tiêu chất lượng) Sau khi chọn các thông số đầu vào và đầu ra tiếp tục chọn vùng biến thiên của các biến đầu vào ximin

< xi < ximax (trong đó i = 1,2,3 n) Giá trị cố định của yếu tố thứ i trong một thí nghiệm gọi là mức của yếu tố ấy Trong các mức khác nhau của yếu tố xi quan trọng nhất là mức cơ sở mức không (xi0) Sau cùng chọn khoảng biến thiên li của biến thứ

i, khoảng biến thiên được chọn sao cho mức trên và mức dưới đối xứng nhau qua mức không đồng thời phải có độ lớn đáng kể so với sai số khi đo đạc yếu tố đó

 Tổ chức và xử lý các số liệu thí nghiệm, phân tích và đánh giá các kết quả

Tổ chức thí nghiệm theo sơ đồ ma trận, phải được tiến hành một cách ngẫu nhiên Có thể thực hiện mã hóa tất cả các thí nghiệm rồi bốc thăm thực hiện theo thứ tự các phía lấy ra

Kết quả thí nghiệm được ghi vào cột tham số đầu ra trong ma trận thí nghiệm Sau đó, tính các hệ số của phương trình hồi quy

Quy hoạch thực nghiệm thường được thực hiện dưới dạng thực nghiệm đơn yếu tố và thực nghiệm đa yếu tố

Thực nghiệm đơn yếu tố là nghiên cứu sự ảnh hưởng của từng yếu tố vào đến các thông số đầu ra Nguyên tắc chung của phương pháp thực nghiệm đơn yếu

tố là cố định các yếu tố khác, thay đổi một yếu tố biến thiên đó tới thông số mục tiêu, qua đó xác định mức độ tương quan mỗi yếu tố và các ảnh hưởng tới giá tri cực trị của thông số mục tiêu Khi thực hiện phải tuân theo các phương pháp bố trí thí nghiệm và đảm bảo tính chất ngẫu nhiên Và thứ tự của thí nghiệm phải dùng phương pháp bốc thăm

Thực nghiệm đa yếu tố cho phép ta nghiên cứu sự ảnh hưởng đồng thời của nhiều yếu tố vào ký hiệu là Xi (i = l m), đến các thông số ra ký hiệu là Yj (j = l…k) Trong nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố có nhiều phương pháp quy hoạch thực nghiệm, trong lĩnh vực kỹ thuật thông thường sử dụng các phương án quy hoạch thực nghiệm bậc hai bất biến quay của Boks & Hunter