Nghiên cứu đánh giá độ bền sinh học của ván dăm kết hợp giữa dăm vỏ hạt điều và dăm gỗ

Trong những năm gần đây, nguồn nguyên liệu dùng để sản xuất ván dăm không chỉ đơn thuần là từ gỗ mà nó đã được nghiên cứu sử dụng, tận dụng cả những loại nguyên liệu khác như rơm rạ, vỏ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

-

NGUYỄN THỊ HẰNG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN SINH HỌC CỦA

VÁN DĂM KẾT HỢP GIỮA DĂM VỎ HẠT ĐIỀU VÀ DĂM GỖ

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Hà Nội, 2010

-

NGUYỄN THỊ HẰNG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN SINH HỌC CỦA VÁN DĂM KẾT

HỢP GIỮA DĂM VỎ HẠT ĐIỀU VÀ DĂM GỖ

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, Thiết bị và Công nghệ gỗ giấy

Mã số: 60.52.24

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS Nguyễn Thị Bích Ngọc

Hà Nội, 2010

ĐẶT VẤN ĐỀ

Với sự phát triển của cuộc sống, nhu cầu sử dụng các sản phẩm từ gỗ cũng có xu hướng tăng lên Tuy nhiên trên thực tế nguồn tài nguyên gỗ tự nhiên ngày càng cạn kiệt bởi nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan Việc nghiên cứu tìm và sử dụng những loại vật liệu gần gũi thay thế cho gỗ là một xu hướng tất yếu đang diễn ra trên thế giới cũng như ở trong nước

Để giải quyết vấn đề này các quốc gia đều tập trung theo hướng đẩy mạnh trồng rừng và sử dụng đa dạng mọi nguồn nguyên liệu trong đó có phát triển công nghệ ván nhân tạo Ván dăm cũng là một hướng đi quan trọng, với nhu cầu sử dụng các sản phẩm ngày càng tăng lên Trong những năm gần đây, nguồn nguyên liệu dùng để sản xuất ván dăm không chỉ đơn thuần là từ gỗ mà

nó đã được nghiên cứu sử dụng, tận dụng cả những loại nguyên liệu khác như rơm rạ, vỏ trấu, bã mía, xi măng…hoặc sử dụng kết hợp các loại nguyên liệu với gỗ để tạo ván

Tuy nhiên ván dăm cũng là loại vật liệu mà thành phần chính của nó vẫn

là xenlulo, mặc dù trong thành phần của ván có keo xong qua thực tế sử dụng cũng như qua kết quả nghiên cứu về độ bền sinh học của các loại ván dăm vẫn cho thấy nó cũng là loại vật liệu bị phá hoại mạnh mẽ

Cây điều (Ancardium occidentale L.) được trồng nhiều ở các nước nhiệt

đới như Brazin, Ấn Độ, Kenya, Mozambique, Tanzania, Indonexia, Thái lan

và Việt Nam… Nó cũng là một trong các loại cây có giá trị kinh tế cao ở khu vực Tây Nguyên và một số tỉnh ở nước ta Quả điều sau khi lấy hạt và dầu thì một lượng lớn vỏ còn lại đang gây ra nạn ô nhiễm môi trường tại các nhà máy chế biến Hàng năm quá trình chế biến hạt điều tạo ra khoảng trên 200.000 tấn nguyên liệu vỏ, tương đương với 400.000m3 gỗ rừng trồng Với thành phần hóa học chứa hàm lượng xenlulo sấp xỉ 20% nên vỏ hạt điều có khả năng tận

dụng, phối hợp với dăm gỗ, là điều kiện rất thuận lợi cho việc sử dụng để sản xuất ván dăm kết hợp giữa dăm vỏ hạt điều và dăm gỗ

Bên cạnh đó, trong vỏ hạt điều lại có chứa dầu, bản thân dầu này khi sử dụng ở một nồng độ thích hợp có khả năng phòng chống lại sự phá hoại của các sinh vật hại Do đó khi sử dụng vỏ hạt điều để tạo ván dăm có khả năng sẽ làm thay đổi độ bền sinh học của ván

Từ thực tế đó, để góp phần đánh giá khả năng sử dụng dăm VHĐ trong việc tạo ra loại vật liệu mới, được sự đồng ý của Trường Đại học Lâm nghiệp

tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu đánh giá độ bền sinh học của ván dăm kết hợp giữa dăm vỏ hạt điều và dăm gỗ”

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu và sản xuất ván dăm

1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Ván nhân tạo lấy gỗ và các thực vật có sợi khác làm nguyên liệu, thông qua quá trình công nghệ riêng, cho chất kết dính hoặc không chất kết dính, ở điều kiện nhất định ép lại thành cán hoặc gỗ ép Các loại hình ván nhân tạo chủ yếu gồm: Ván dán, ván dăm, ván sợi, ván ghép thanh…

Theo Thomas – M.Maloney (1976), ván dăm là một thuật ngữ chỉ loại vật liệu ván được tạo thành từ các dăm gỗ hoặc các loại vật liệu khác có kích thước tương đương dăm gỗ có chứa cellulose, với chất kết dính và phụ gia trong điều kiện áp lực và nhiệt độ nhất định Dăm và chất kết dính là nguyên liệu chủ yếu, ngoài ra còn có các phụ gia khác được sử dụng nhằm cải thiện tính chất cho ván như: Phụ gia chống ẩm, phụ gia chống cháy, phụ gia bảo quản…

Theo đó, nguyên lý tạo thành ván dăm được mô tả theo sơ đồ sau:

(T0, P, t) +

Trong lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất ván nhân tạo, ván dăm đã được đề cập từ thế kỷ XIX Ý tưởng ban đầu là của Arst Hubbar (người Đức) vào năm

1887, ông đã đề xuất phương pháp sản xuất ván từ mùn cưa và keo albumin [4]

Năm 1889, Krammer cũng thành công với sáng kiến tận dụng vỏ bào để tạo ra ván lớn [4]

gia

Năm 1905 vấn đề tạo dăm công nghệ để tạo ván được chính thức đề xuất bởi Watson

Năm 1918, loại ván dăm dán mặt ra đời từ sáng kiến của Beckmam, ván có lớp lõi là gỗ vụn và mùn cưa, lớp mặt được phủ hai lớp ván bóc, loại ván này có cường độ cơ học cao hơn ván dán không được dán mặt và được dùng nhiều trong xây dựng.[4]

Năm 1935, Sansonow nghiên cứu tạo ván dăm có cấu trúc từ các dăm dài được xếp theo kiểu cấu trúc của ván dán, đây chính là ý tưởng và xuất xứ của loại ván dăm định hướng hiện nay

Năm 1936, E.C.Loetscher đã nghiên cứu các thông số cho hệ thống thiết bị ván dăm và được sản xuất thí nghiệm ở Dubuque

Năm 1939, Pháp công bố số liệu về tính chất cơ - vật lý của ván dăm, bước đầu đánh giá chất lượng ván dăm, Pháp cũng là nước đi đầu trong công nghệ sản xuất ván dăm 3 lớp, đây cũng là loại ván phổ biến hiện nay

Ván dăm từ nguyên liệu gỗ Vân sam và một số loại gỗ mềm khác được sản xuất theo quy mô công nghiệp vào năm 1941 tại Đức Đến năm 1947, máy ép đùn kiểu liên tục được sáng chế và đến những năm 50 của thế kỷ XX bắt đầu sản xuất máy ép nhiệt một tầng Do sản lượng keo tổng hợp được sản xuất với khối lượng ngày càng tăng dẫn đến giá thành của keo giảm đã góp phần thúc đẩy phát triển công nghiệp sản xuất ván dăm và làm cho nó trở thành một loại ván có sản lượng cao hơn so với ván sợi và ván dán

Theo tổng kết về nhu cầu sử dụng của ván dăm so với các loại ván khác tại tài liệu của Bộ NN & PTNT (1997) như sau [4], [17]

Bảng 1.1 Tình hình sử dụng gỗ trên thế giới theo 3 lĩnh vưc

Stt Loại vật liệu Chỉ số theo lĩnh vực sử dụng (%)

do đó nguyên liệu chính cho công nghiệp chế biến đã chuyển dần sang gỗ rừng trồng; gỗ phế liệu trong khai thác, chế biến và các loại nguyên liệu khác ngoài gỗ như tre nứa, phế liệu nông nghiệp Chính vì vậy, công nghiệp ván dăm đã có rất nhiều các nghiên cứu được thực hiện theo hướng nâng cao chất lượng và đa dạng hoá nguồn nguyên liệu

- Các nghiên cứu nâng cao chất lượng ván dăm được thực hiện nhằm cải thiện về tính chất cơ vật lý của ván, chất lượng bề mặt ván cũng như khả năng chống chịu của ván khi sử dụng trong các môi trường có các điều kiện khắc

nghiệt như nhiệt độ, độ ẩm cao, axit, bazơ Có thể kể đến các nghiên cứu về lĩnh vực này của các tác giả sau đây: [17], [4]

+ Vào năm 1970 – 1980, các nhà khoa hoc Liên Xô (cũ) đã nghiên cứu tạo

ra chất chống cháy axit photphoric đa tụ Chất này đã được sử dụng nhiều để

xử lý phòng chống cháy cho ván dăm, ván sợi và các loại vải Các hợp chất đa

tụ nhóm P - N được sử dụng nhiều trong sản xuất ván dăm chậm cháy

+ Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước dăm đến tính chất của ván, Bumbaugh (1990)

+ Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước và hình dạng dăm đến sự ổn định kích thước của ván dăm, Turner H.D (1994)

+ Nghiên cứu tạo ván định hướng từ gỗ mềm Lu Xiao Ninh và Yu Kun, Đại học Lâm nghiệp Nam Kinh

+ Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm định hướng từ gỗ mềm và tre; nghiên cứu sử dụng đa dạng nguồn nguyên liệu ngoài gỗ cho công nghiệp sản

xuất ván dăm: gỗ rừng trồng, lâm sản ngoài gỗ, phế thứ liệu nông lâm nghiệp

Cùng với các huớng đi trên, vấn đề phụ gia trong sản xuất ván dăm cũng có vai trò quan trọng trong việc cải thiện tính chất ván dăm Các phụ gia thuờng sử dụng là phụ gia chống giãn nở, phụ gia chống cháy và phụ gia bảo quản Các phụ gia này càng có vai trò quan trọng hơn đối với điều kiện môi truờng nhiệt đới như Việt Nam Trên thế giới, vấn đề phụ gia đã có nhiều nghiên cứu và áp dụng có hiệu quả có thể kể đến như: Để chống ẩm, giảm tỷ

lệ dãn nở chiều dày cho ván dăm có thể sử dụng một số chất có tính kỵ nước cho vào ván, tuy nhiên phổ biến hơn cả là Paraffin Cơ chế chống ẩm khi sử dụng Paraffin là hình thành màng ngăn giữa các phân tử dăm trong ván với môi trường bên ngoài, nhằm hạn chế sự xâm nhập của ẩm và nước vào trong

ván Tuy nhiên về ảnh hưởng của sử dụng paraffin tới độ bền cơ học thì có một số quan điểm còn khác nhau: Theo A.A.Moslemi (1974) và một số tác giả cho rằng tỷ lệ sử dụng phụ gia parafin trong ván dăm không nên quá 1%

và tỷ lệ parafin quá lớn sẽ làm giảm đáng kể độ bền cơ học của ván; nhưng theo tác giả Г.М.Щварцман, Д.А.Щедро thì khi tỷ lệ Paraffin tăng tới 0.5% thì độ bền cơ học không bị giảm mà còn tăng lên nhưng khi tỷ lệ paraffin quá 0.5% thì độ bền uốn tĩnh và độ bền kéo vuông góc giảm đi

Hiện nay cũng đã có một số công trình nghiên cứu tạo ra các dung dịch phụ gia có chất luợng cao bằng cách nghiên cứu các dung môi hợp lý đối với parafin, tuy nhiên nó vẫn còn ở phạm vi hẹp và chưa được công bố rộng rãi

Trên cơ sở nguồn nguyên liệu: gỗ rừng trồng, lâm sản ngoài gỗ, phế thứ liệu trong nông nghiệp đã có nhiều công trình nghiên cứu xác định loại nguyên liệu có thể dùng để phối hợp trong sản xuất ván dăm Các nghiên cứu thuộc nhóm này có thể kể ra như: [17], [4]

+ Những năm 89 của thế kỷ XX, Australia đã hợp tác với Nêpal nghiên cứu chế tạo thử ván dăm tre

+ Năm 1993, An Tô Châu (Hội Khoa học kỹ thuật Bộ Lâm nghiệp – Trung Quốc) đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Công nghệ và tính chất của ván dăm tre định hướng”, tác giả đi sâu nghiên cứu ảnh hưởng của tinh tre và ruột tre đến tính chất ván Kết quả nghiên cứ đã chỉ ra rằng những yếu tố cấu tạo tre đã không làm ảnh hưởng đến tính chất ván

+ Năm 1994, Wang – Sigun thuộc Đại học Nam Kinh đã nghiên cứu

“Tính ổn định kích thước ván tổng hợp sản xuất từ tre và gỗ sinh trưởng nhanh” Tác giả chú trọng đến đánh giá sự ảnh hưởng của keo, chiều dày dăm,

tỷ lệ dăm tre, cấu trúc ván, khối lượng thể tích, đặc tính của tre, độ axit của nguyên liệu đến tính ổn định kích thước của ván

+ Nhóm các tác giả Viện Khoa học Lâm nghiệp Trung Quốc khi thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm tổng hợp từ phế liệu các loại gỗ Keo lá tràm, Thông, Dầu” đã xác định được tỷ lệ pha trộn dăm các loại theo hướng tận dụng phế liệu

+ Năm 1996, Kawasaki – T, Zhang – Min thuộc trường đại học Kyoto

đã nghiên cứu công nghệ sản xuất ván tổng hợp tre gỗ từ nguyên liệu là các sợi gỗ, sợi tre, dăm tre mỏng với các tỷ lệ khác nhau Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi thay đổi tỷ lệ trộn nguyên liệu sẽ dẫn đến tính chất, ứng suất của ván cũng thay đổi

+ Năm 1996, một số nhà máy tại Mỹ đã sản xuất ván dăm từ nguyên liệu vỏ trấu

+ Tại Hàn Quốc, Han Seung Yang và các cộng sự (2003) đã tiến hành sản xuất ván dăm từ hỗn hợp rơm và gỗ sử dụng keo UF để tạo vật liệu cách

âm dùng trong xây dựng Trong nghiên cứu này, ván dăm được tạo ra có khối lượng thể tích là 0,4g/cm3, 0,6g/cm3 và 0,8g/cm3 với 3 mức tỷ lệ sử dụng keo: 10%, 20% và 30%, kết quả thu được là khi khối lượng thể tích của ván dăm tăng thì độ bền uốn tĩnh của ván cũng tăng lên [4]

Để nâng cao độ bền của ván dăm phòng chống lại các tác nhân phá hoại, nhiều đề tài nghiên cứu bảo quản cho ván được thực hiện, có thể kể đến một số các công trình nghiên cứu như:[4]

+ Năm 1976, Hedley, M.E (New zeland) đã xây dựng các yếu cầu kỹ thuật cơ bản đối với việc bảo quản cho ván dăm sử dụng ngoài trời

+ Năm 1983, Imamura, Y; Nishimoto, K (Nhật bản) đã có công trình nghiên cứu chống mốc biến màu, mốc đối với ván dăm bằng cách trộn thuốc bảo quản vào keo trước khi phun vào dăm

+ Năm 1994, Bambang Subiyanto, Yanni Sudiyani (Indonesia), Seiko Fushiki, Yoshinaga katuzawa (Nhật Bản) đã nghiên cứu ảnh hưởng của lượng thuốc và loại thuốc bảo quản tới khả năng chống mối mọt và nấm mốc cho ván dăm sử dụng gỗ Albizia falcate

+ Azaidon và các cộng sự đã nghiên cứu sử dụng pyrethroid và boron

để phòng chống nấm và mối cho ván dăm

Như vậy, công nghệ sản xuất ván dăm tuy ra đời muộn song với những thế mạnh của nó và nhu cầu thực tiễn đòi hỏi mà công nghệ sản xuất ván dăm

có tốc độ phát triển khá nhanh, nó đã và đang trở thành công nghệ mũi nhọn của nghành chế biến gỗ Điều đó được thể hiện qua sự phát triển về số lượng, quy mô sản xuất, phạm vi sử dụng và nhu cầu sử dụng ván dăm trên thế giới trong những năm gần đây Theo Thomas – M.Maloney (1976) [4] sản lượng ván dăm trên thế giới năm 1950 là 20.000m3, năm 1973 là 31.540.000m3, với

tỷ lệ tăng hàng năm khoảng 20% và theo Olavemu konen (1998), Hoàng Hữu Nguyên (1999) thì năm 1995 sản lượng ván dăm trên thế giới khoảng 64.000.000m3, năm 2000 sản lượng đạt khoảng 95.000.000m3

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Công nghiệp sản xuất ván dăm ở Việt Nam ra đời muộn hơn nhiều so với

các nước trên thế giới Vào năm 1967 nhà máy ván dăm đầu tiên đựơc xây dựng tại Việt Trì, dây chuyền thiết bị của Nam Tư (cũ) với công suất 6000 m3sản phẩm/năm Tiếp theo đó các nhà máy sản xuất ván dăm khác như OKAN,

Hiệp Hoà cũng được xây dựng Hiện nay, Tổng công ty Lâm nghiệp Việt Nam đã và đang có kế hoạch xây dựng 6 nhà máy sản xuất ván nhân tạo với công suất 220.000 m3 sản phẩm/năm Trong đó, nhà máy sản xuất ván dăm Thái Nguyên đã đi vào sản xuất ổn định với công suất 16.500 m3 sản phẩm /năm [4]

Như vậy có thể thấy ván dăm có tốc độ phát triển ngày nhanh chóng và ngày càng chiếm vị trí quan trọng Phát triển công nghệ ván dăm là một

hướng đi đúng đắn

Tuy nhiên, nhìn chung năng lực sản xuất ván dăm của nước ta còn hạn chế và do nhiều nguyên nhân nên sản phẩm ván dăm nước ta cũng chưa đáp ứng được các yêu cầu về cả chất lượng và giá cả Ngay trong nước, sức cạnh tranh của sản phẩm cũng kém so với sản phẩm nhập từ từ Malayxia và Indonesia Để góp phần khắc phục hạn chế này, bên cạnh việc quy hoạch và hình thành các vùng nguyên liệu tập trung cho công nghiệp sản xuất ván dăm, công tác nghiên cứu khoa học cũng cần được đẩy mạnh nhằm nâng cao chất lượng ván và đa dạng hoá nguồn nguyên liệu

Cùng với quá trình phát triển công nghệ sản xuất ván dăm trên thế giới và trong nước, các nhà khoa học Việt Nam đã tiếp thu và vận dụng những thành quả khoa học để ứng dụng vào điều kiện Việt Nam Các đề tài nghiên cứu về ván dăm đã được thực hiện có thể kể đến như

- Các nghiên cứu về đa dạng hóa nguồn nguyên liệu và nâng cao chất lượng ván dăm trong nước có thể kể đến như: [17], [4]

+ Báo cáo “Định hướng tính chất ván dăm để sản xuất đồ mộc ở Việt Nam”, TS Nguyễn Trọng Nhân đã chỉ ra khi sử sụng dăm gỗ bồ đề do nhà

máy ván nhân tạo Việt Trì sản xuất để tạo ván dăm thí nghiệm với lượng chất kết dính lớp trong 8%, lớp ngoài 10% so với lượng dăm khô, tạo được loại ván có khối lượng thể tích 739 kg/m3; độ bền uốn tĩnh đạt 124 kg/cm2;

độ hút nước 55,5%; độ dãn nở dầy 15% Nghiên cứu tương tự với lượng chất kết dính 12% lớp trong, 14% lớp ngoài, tạo được loại ván dăm thí nghiệm có khối lượng thể tích 735 kg/m3; độ bền uốn tĩnh 140 kg/cm2; độ hút nước đạt 29,5%; độ dãn nở dầy đạt 7,74%

+ Công trình “Nghiên cứu sử dụng gỗ keo tai tượng làm ván dăm” của PGS.TS Hoàng Thúc Đệ, khi tiến hành ép ván với lượng keo dùng cho lớp mặt 11%, lớp lõi 8%, tạo ra loại ván dăm có khối lượng thể tích 0,65 g/cm3;

độ bên uốn tĩnh 140,6kg/cm2; độ dãn nở chiều dầy 5,9%

+ Kết quả nghiên cứu của Phạm Ngọc Nam đã công bố trong luận án tiến sỹ “Nghiên cứu cơ sở khoa học và công nghệ chế biến gỗ cao su sau trích nhựa” từ phế liệu gỗ cao su đã tạo ra được loại ván có khối lượng thể tích 0.75 g/cm3, có độ bền uốn tĩnh đạt 163 kg/cm2, độ dãn nở dầy đạt 11,79%

+ Nguyễn Văn Mích đã nghiên cứu sử dụng gỗ Bạch đàn làm nguyên liệu sản xuất ván dăm Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi tạo loại ván dăm thí nghiệm với lượng keo lớp mặt là 12%, lớp lõi 8%, ván có khối lượng thể tích 0,70 g/cm3, độ bền uốn tĩnh đạt 151,3 kg/cm2; 159,0 kg/cm2; 172,5 kg/cm2 cho 3 loại ván là ván gỗ ngọn, ván gỗ (gốc + ngọn), ván gỗ gốc; độ dãn nở dầy đạt 7,73%; 8,28%; 9,1% cho từng loại ván tương ứng

+ Phòng Chế biến lâm sản Viện Khoa học lâm nghiệp Việt Nam đã tiến hành nghiên cứu xác định tính chất nguyên liệu gỗ của gỗ keo và bạch đàn

phục vụ cho công nghiệp ván dăm, ván ghép thanh Kết quả đã cho thấy ván dăm 3 lớp có khối lượng thể tích trung bình 650 – 670kg/m 3, chiều dày ván trung bình 15 – 16 mm có chất lượng tốt tương đương với các loại ván sử dụng để sản xuất đồ mộc hiện đang lưu hành trên thị trường

+ Công trình nghiên cứu cọng dừa nước để tạo ván dăm đã được PGS

TS Nguyễn Trọng Nhân, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam tiến hành Đề tài đã được nghiệm thu năm 1997, tác giả đã đưa ra được quy trình công nghệ

và một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để sản xuất ván dăm từ cọng dừa nước + Năm 1993, với đề tài “Nghiên cứu một số yếu tố của công nghệ sản xuất ván dăm từ tre Việt Nam” tác giả Nguyễn Phan Thiết đã chỉ ra rằng các bước công nghệ sản xuất ván dăm từ tre gai có khác so với sản xuất ván dăm

từ nguyên liệu gỗ ở khâu băm dăm Tác giả cũng đã đưa ra các thông số công nghệ của quá trình ép, loại keo và định mức sử dụng Ván dăm từ nguyên liệu tre gai có tính chất cơ học cao hơn ván dăm gỗ

+ Năm 1997, Trần Đăng Thông đã nghiên cứu sử dụng bã mía sản xuất ván ép thay thế gỗ ở công ty đường Hiệp Hoà

+ Hoàng Thanh Hương (2002) đã nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm một lớp nguyên liệu từ dăm tre lồ ô kết hợp với dăm gỗ cao su Tác giả

đã đề xuất các thông số công nghệ của quá trình sản xuất và đã tiến hành sản xuất thử nghiệm tại xí nghiệp ván dăm Tân Mai Kết quả ván dăm tre gỗ kết hợp có các tính chất cơ học tương đương với sản phẩm ván dăm của xí nghiệp, riêng độ bền uốn tĩnh đạt cao hơn

+ Trên cơ sở nguồn xơ dừa rất phong phú tại các tỉnh Nam bộ, Hoàng Xuân Niên (2004) đã nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván dăm

từ nguyên liệu xơ dừa Từ kết quả nhận được, tác giả đã khẳng định xơ dừa

đáp ứng được yêu cầu nguyên liệu sản xuất ván dăm, đã xây dựng cơ sở lý thuyết về lực cắt và các thông số cơ bản của công nghệ sản xuất ván Ván dăm xơ dừa đáp ứng tiêu chuẩn làm nguyên liệu sản xuất đồ mộc

+ Chu Công Nghị đã tiến hành nghiên cứu giải pháp nâng cao khả năng dán dính của rơm trong việc sản xuất ván dăm bằng phương pháp cơ học Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng với rơm nguyên liệu có kích thước 5-10cm thì tạo ra ván có các tinh chất tốt nhất [12]

- Để nâng cao khả năng phòng chống tác nhân phi sinh vật và sinh vật gây hại ván dăm cũng đã được các tác giả quan tâm nghiên cứu Một số công trình nghiên cứu có thể kể đến như: [4]

+ Phạm Văn Chương (2002) đã tiến hành nghiên cứu chống mốc cho ván dăm gỗ bồ đề bằng thuốc PB (Pentaclophenolat Natri + muối Borat) và PBB (Pentaclophenolat Natri + muối Borat + axit Boric) Kết quả nghiên cứu chỉ ra khi sử dụng thuốc chống mốc PB và PBB trộn với dung dịch keo

ở nồng độ 1% thu được hiệu quả bảo quản tốt và ít ảnh hưởng tới chất lượng ván

+ Hoàng Tiến Đượng nghiên cứu tạo loại ván dăm có khả năng chống ẩm

từ gỗ Bồ đề với tác động nhiệt ở nhiệt độ và thời gian nhất định nhằm giảm khả năng hút ẩm của dăm gỗ

Như vậy qua tình hình nghiên cứu và phát triển sản xuất ván dăm trên thế giới và trong nước cho thấy công nghệ và thiết bị sản xuất ván dăm thông dụng đã được nghiên cứu và ổn định sản xuất với khối lượng lớn Các nghiên cứu cũng đã bắt đầu tập trung theo hướng nâng cao chất lượng ván dăm và nghiên cứu đa dạng hoá và sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu sản xuất ván Khi thay đổi nguồn nguyên liệu cho sản xuất ván dăm, đòi hỏi phải có nghiên cứu đánh giá về mức độ đáp ứng tiêu chuẩn nguyên liệu làm ván và nghiên

cứu điều chỉnh thông số công nghệ ở một số khâu trong quá trình sản xuất để phù hợp với đặc điểm nguyên liệu Ở Việt Nam, mặc dù công nghệ sản xuất ván dăm có phát triển muộn hơn song chúng ta đã nhanh chóng tiếp thu các thành tựu khoa học công nghệ tiến tiến của thế giới để áp dụng trong điều kiện cụ thể của nước ta Những công trình nghiên cứu và ứng dụng vào sản xuất ván dăm sử dụng nguyên liệu từ phế và thứ liệu Nông Lâm nghiệp như

bã mía, xơ dừa, rơm rạ, vỏ lạc, thân các cây họ cau đã tạo ra các loại ván dăm chủ yếu được sử dụng trong xây dựng như làm vách ngăn, vách cách âm Sử dụng các phế thứ liệu này là một trong những hướng đi tốt cho việc tìm kiếm nguồn nguyên liệu ngoài gỗ để sản xuất ván dăm Các nguồn nguyện liệu này có những ưu điểm như: rẻ tiền, số lượng lớn, tập trung, ổn định, khả năng tái tạo nhanh do chu kỳ của cây ngắn, đồng thời sản phẩm ván dăm đáp ứng được yêu cầu về chất lượng đối với ván dăm thông dụng Tuy nhiên với cây điều, loại cây mà hàng năm qua quá trình sản xuất tạo ra khoảng trên 200.000 tấn phế thải vỏ tương đương với 400.000m3 gỗ, là loại nguyên liệu dồi dào cho quá trình sản xuất ván dăm thì chưa được nghiên cứu nhiều Đã có một số nghiên cứu ngoài nước về khả năng sử dụng vỏ hạt điều sản xuất ván dăm và các tính chất của loại ván dăm này, kết quả chỉ ra khi sử dụng vỏ hạt điều và keo dán từ dầu vỏ hạt điều để tạo ván dăm có độ dày 1,2

cm Các tính chất của ván được đánh giá là đáp ứng được tiêu chuẩn ASTM quy định cho ván dùng trong xây dựng Độ bền uốn, tính chịu nước và hệ số dãn nở của ván đạt tốt hơn so với ván dăm thương mại thông dụng Tuy nhiên với 1 nước nhiệt đới và có trữ lượng vỏ hạt điều lớn như Việt Nam, việc nghiên cứu sử dụng nguồn nguyên liệu này để tạo ván dăm cũng như đánh giá

độ bền của ván đối với sinh vật gây hại lại rất hạn chế

1.2 Tồng quan về tình hình nghiên cứu và sử dụng vỏ hạt điều

Cây điều (Anacardium occidentale Linn) còn được gọi là đào lộn hột,

mới được nhập nội từ Châu phi và Ấn Độ vào nước ta khoảng cuối thế kỷ 18; song đến nay, điều đã trở thành cây có hiệu quả kinh tế cao ở nhũng vùng khô cằn kém màu mỡ Cây điều được trồng chủ yếu ở một số tỉnh Miền Nam như: Đồng Nai, Sông Bé, Bình Phước, Ninh Thuận và các tỉnh ở Tây Nguyên… đồng thời các cơ sở chế biến cũng tập trung phần lớn ở vùng này

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã triển khai chương trình trồng điều tại 17 tỉnh của miền Nam và miền Trung với diện tích 500.000ha, chia làm 2 giai đoạn: Đến năm 2005 diện tích trồng 340.000ha, trong đó có 240.000 ha điều cao sản, 100.000ha là điều phòng hộ; sản lượng dự kiến đạt 200.000 tấn/ năm; Đến năm 2010, diện tích trồng khoảng 500.000ha trong đó 350.000ha điều cao sản và 150.000ha là điều phòng hộ, sản lượng dự kiến đạt 320.000 tấn/năm Như vậy sản lượng điều của nước ta ngày càng tăng Mặt khác để có đủ nguyên liệu cho lĩnh vực chế biến hạt điều đang phát triển mạnh trong nước, các doanh nghiệp trong cả nước đã nhập khẩu một lượng lớn hạt điều từ các nước trồng điều như Châu phi, Ấn Độ, Braxin Xuất khẩu điều ở nước ta luôn đứng trong danh sách 5 nước hàng đầu về xuất khẩu điều trên thế giới

Số liệu điều tra về lượng và phân bố cây điều tại các vùng trong nước của Bộ Nông nghiệp và PTNT được thể hiện qua bảng [29]

Bảng 1.2 Diện tích trồng điều tại một số địa phương trong cả nước

Năm 2006, sản lượng điều xuất khẩu nước ta đạt 126.808 tấn Đến năm

2008 sản lượng xuất khẩu điều đạt 167.000 tấn, năm 2009 sản lượng xuất khẩu đạt 175.000 tấn và trong tháng 4 năm 2010 sản lượng điều xuất khẩu đã đạt 14.934 tấn

Với tốc độ phát triển sản xuất chế biến hạt điều như vậy, nước ta đã có

sự chuyển biến mạnh từ một nước xuất khẩu hạt điều thô trở thành nước phải nhập thêm hạt điều thô cung ứng cho chế biến hạt điều trong nước và chỉ xuất khẩu nhân điều

Sản phẩm thu hoạch từ cây điều là quả điều Quả điều có cấu tạo đặc biệt gồm

2 phần:

- Phần quả thật: thường gọi là hạt có hình quả thận dài 2 - 4cm, rộng 1,5 – 3cm, hơi dẹt Về mặt cấu tạo, hạt gồm lớp vỏ ngoài dai và cứng Lớp vỏ giữa dày hơn, xốp, cấu tạo giống như tổ ong, trong đó có chất lỏng nhớt đỏ nâu (gọi là dầu vỏ hạt điều) Lớp trong vỏ mỏng, cứng rắn, trong cùng là hạt màu trắng Thông thướng 1 kg có khoảng 128 – 368 hạt

- Phần quả giả: khi hạt (quả thật) đạt tới kích thước tối đa thì cuống nhanh chóng phình ra, mọng lên và chứa đầy nước Quả chín có dạng trứng, kích thước khá thay đổi, trọng lượng thường gấp 10 lần hạt

Cấu tạo quả điều Cấu tạo hạt điều

Trong công nghệ chế biến hạt điều, nhân điều là sản phẩm chính còn các phần khác của hạt là sản phẩm phụ như: dầu vỏ hạt điều, nước ép trong giả quả Hạt điều sau khi thu hoạch được hong phơi đến khi đạt độ ẩm 8 – 10% thì đem cất giữ trong kho phục vụ sản xuất quanh năm, vì hạt điều chỉ được thu hoạch theo vụ

Trên thực tế, cứ mỗi kg hạt điều sau khi bóc tách nhân thì lượng vỏ chiếm khoảng 60% - 72% Qua kết quả nghiên cứu thì sau khi ép tách dầu, bã vỏ hạt điều còn chứa khoảng 10 - 20% lượng dầu vỏ và sợi xenlulo Theo kết quả nghiên cứu của Bùi Văn Ái (2008) [4] thì hàm lượng xenlulo thu được khi tiến hành phân tích mẫu dăm vỏ hạt điều như sau:

Bảng 1.3 Kết quả phân tích hàm lượng xenlulo trong vỏ hạt điều

Trước khi thí nghiệm 1.1678 1.1598

12%

Khối lượng xenlulo

Như vậy, với lượng hạt điều chế biến hàng năm khoảng 200.000 tấn thì khối lượng vỏ hạt ước tính vào khoảng trên 100.000 tấn tương đương với khối lượng của 200.000 m3 gỗ rừng trồng Hiện nay, lượng vỏ sau khi tách hạt tại các nhà máy hầu hết được mang đi làm nguyên liệu đốt lò, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Nếu tận thu được bã vỏ hạt điều để sản xuất ván dăm, chúng ta sẽ có được nguồn nguyên liệu với trữ lượng lớn phục vụ sản xuất đồng thời hạn chế gây ô nhiễm môi trường

Đã có một số công trình nghiên cứu sử dụng các sản phẩm thu được từ

vỏ hạt điều có thể kể đến như:

- Năm 2002, Bùi Văn Ái đã tiến hành nghiên cứu thăm dò khả năng sử dụng dầu vỏ hạt điều làm thuốc bảo quản lâm sản Dầu vỏ hạt điều được hòa tan trong dung môi hữu cơ theo các mức tỷ lệ để đánh giá khả năng phòng chống côn trùng và nấm phá hoại lâm sản Dầu vỏ hạt điều còn được trộn với chất nền vô cơ để đánh giá khả năng phòng chống mối xâm nhập cho công trình xây dựng Kết quả nghiên cứu cho thấy dầu vỏ hạt điều có hiệu lực tương đối khả quan với côn trùng gây hại, đặc biệt là khi kết hợp dầu vỏ hạt điều với hợp chất của clo

- Năm 2008, Bùi Văn Ái đã tiến hành nghiên cứu sử dụng dăm vỏ hạt điều kết hợp với dăm gỗ tạo ván dăm Kết quả nghiên cứu cho thấy khi sử dụng kết hợp dăm VHD và dăm gỗ bạch đàn, tràm cừ tại lớp lõi theo các tỷ lệ 1:1, 2:1, 3:1 tạo ván dăm 3 lớp độ dày 16mm đảm bảo yêu cầu của ván dăm thông dụng

- Một số công trình đã tiến hành nghiên cứu thành công việc sử dụng các sản phẩm ngoài hạt như dầu vỏ, vỏ… đê sản xuất các sản phẩm tinh chế như dầu tinh luyện, dầu cardanol, than, than hoạt tính và sản xuất bột ma sát Quy trình sản xuất dầu tinh luyện từ vỏ hạt điều sau khi thu mua sẽ đi qua máy ép để lấy dầu thô, bã của vỏ hạt điều sẽ đúc thành khối bán cho các lò gạch ngói dùng đốt lò Còn dầu thô sau khi ép sẽ được xử lý qua bồn lọc để loại bỏ cặn Tiếp đó đưa vào lò phản ứng để tách nước, phần còn lại là dầu tinh luyện, từ đó dầu tinh luyện được đưa vào lò dự nhiệt để nâng nhiệt độ của dầu với tháp chưng cất chân không để sản xuất dầu cardanol Khi chưng cất, dầu tinh luyện ở nhiệt độ cao sẽ chuyển thành dạng hơi và ngưng tụ lại thành chất lỏng ở đáy tháp rồi chảy ra bể chứa Phần cặn của dầu cardanol trong quá trình chưng cất sẽ được sản xuất thành bộ ma sát Về quy trình sản xuất than

và than hoạt tính, vỏ điều sau khi được sấy khô và đốt bằng hệ thống truyền nhiệt tạo thành than Than được đưa vào lò hầm than không khói và được cung cấp nhiệt từ lò dự nhiệt để đốt nóng lượng than ở nhiệt độ 8500C để tạo thành than hoạt tính… Ngoài ra có thể trộn vỏ hạt điều sau ép với tinh bột sắn theo tỷ lệ 8% và nghiền tạo thành bánh Bánh than sau khi nghiền được đưa vào nung ở nhiệt độ cao 9000C trong vòng 3 giờ cho hàm lượng than hoạt tính cao

- Ngoài ra vỏ hạt điều sau khi ép dầu còn được sử dụng ép lại thành bánh Loại bánh điều là nguồn nguyên liệu tạo ra lượng nhiệt lớn và hàm lượng tro rất thấp, là một trong nhưng lựa chọn thay thế tốt nhất cho nguyên liệu gỗ để đốt cháy Mặt khác, một yếu tố làm cho nguyên liệu này có tính ưu việt hơn các loại vật liệu khác đó là nó có độ ẩm rất thấp do đó nó được sử dụng rất hiệu quả trong các nhà máy ngói nung và trong các lò hoi đốt của các ngành công nghiệp

- Các nhà khoa học của Công ty NEC Nhật Bản đã nghiên cứu phát triển thành công loại nhựa sinh học từ vỏ hạt điều Loại nguyên liệu này có tính thân thiện với môi trường, có khả năng chịu nhiệt và chông thấm nước và

có độ bền cao Loại nguyên liệu này đang được tiếp tục nghiên cứu sử dụng trong các thiết bị điện tử

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Sinh vật hại ván dăm

Theo điều tra nghiên cứu, đối tượng gây hại chủ yếu của ván dăm đó

là nấm mốc, nấm mục, mọt và mối Việt nam là một nước nhiệt đới, là môi trường rất thuận lợi cho các đối tượng phá hoại lâm sản nói chung và nấm, mối nói riêng sinh trưởng và phát triển Hàng năm thiệt hại các sản phẩm do

bị nấm, mối gây hại là rất lớn, đặc biệt là ngày nay khi nguồn gỗ rừng tự nhiên được dần thay thế bởi các nguồn nguyên liêu từ gỗ rừng trồng Vì vậy việc nghiên cứu về sinh vật hại lâm sản là rất cần thiết và được quan tâm nghiên cứu từ khá sớm

2.1.1 Côn trùng gây hại

Vào cuối thế kỷ 19, đầu thế kỷ 20 một số nhà khoa học nước ngoài tới nước ta bắt đầu nghiên cứu, điều tra tình hình phân bố và định loại một số loài côn trùng gây hại

Từ sau năm 1954, một số nhà khoa học nước ta bắt đầu nghiên cứu về sinh vật hại gỗ và lâm sản

Tại Việt Nam, các nghiên cứu về côn trùng gây hại cũng được quan tâm Theo một số kết quả nghiên cứu cho thấy

- Côn trùng hại gỗ: Có 2 bộ điển hình

+ Bộ cánh cứng Coleoptera, Theo Lê Văn Nông đã đi sâu nghiên cứu

về 6 họ mọt gỗ, 27 giống, 58 loại mọt hại gỗ [18]

+ Bộ cánh bằng Isoptera: Loại côn trùng phá hoại gỗ điển hình là mối

Năm 1927, Bathellier đã có công trình nghiên cứu về hệ thống phân loại sinh học của mối Đông Dương, kết quả đã ghi nhận có 19 loài trong đó phân bố ở Việt Nam có 17 loài [19]

Từ năm 1962, những kết quả nghiên cứu về sự phân bố thành phần loài sinh học của mối đã được tiếp tục công bố Đáng chú ý là tài liệu của Nguyễn

Đức Khảm, tài liệu chỉ ra bộ Isoptera có 23 giống, 82 loài [19]

Trong công trình mới nhất (2002), đồng tác giả Nguyễn Đức Khảm, Trịnh Văn Hạnh, Lê Văn Triển, Nguyễn Tân Vương đã công bố: Tại Việt Nam, bộ Isoptera có 4 họ lớn, 3 họ phụ, 32 giống, 109 loài [18]

- Thức ăn của mối: Thức ăn của mối chủ yếu có nguồn gốc thực vật,

các loại nấm được cấy trong tổ, có khi chúng ăn cả da đồng loại lột xác, thi thể của đồng loại trong một tổ mối, thậm chí khi khan hiếm thức ăn lên đến cực điểm chúng nuốt cả trứng mối và mối non Quá trình dinh dưỡng của mối diễn ra như sau: Đầu tiên thức ăn do mối thợ nuốt vào trong cơ thể, sau đó mối thợ đem thể dịch thức ăn đã được tiêu hóa hoặc tiêu hóa một phần có trong cơ thể ựa ra đường miệng hoặc bài tiết ra đường hậu môn để bón cho mối vua, mối chúa, mối lính, mối non mà bản thân chúng không lấy được thức ăn, giữa những mối thợ cũng bón lẫn cho nhau bằng miệng

- Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phát triển của quần thể mối: + Ẩm độ: Tùy theo loài mối mà nhu cầu về nước có khác nhau Đối với

mố gỗ khô thì nhu cầu về nước không nhiều, tổ mối thong với đất và nguồn nước Mối lấy nước đưa về tổ, mối thợ tiếp nước cho mối vua, mối chúa, mối non Mối lấy nước trực tiếp bằng cách uống nước tự do, hút nước trong đất, trong thức ăn, nước được mang về tổ dưới dạng những viên đất đã được thấm nước và dự trữ vào vách của tổ, trong vườn cấy nấm

+ Nhiệt độ: Tổ mối có kiến trúc đặc biệt, kín đáo và ở một mức độ nhất

định quần thể mối hoạt động có khả năng điều hòa nhiệ độ làm cho nhiệt độ trong tổ ít thay đổi

+ Ánh sáng: Ánh sáng cũng có ảnh hưởng đến đời sống của nấm, tuy

nhiên với từng loài mối khác nhau mà mức độ ảnh hưởng của ánh sáng là

khác nhau

+ Các chất hóa học: Mối là loài côn trùng rất nhạy cảm với các chất

hóa học Mối thường tránh xa các chất có độc và có mùi hôi khác thường

2.1.2 Nấm gây hại

Nấm hại lâm sản rất đa dạng, thuộc nhiều lớp, nhiều họ khác nhau Kết quả điều tra khảo sát ban đầu về nấm hại gỗ của Viện điều tra quy hoạch lâm nghiệp năm 1970, trong rừng các tỉnh phía Bắc Việt Nam đã phát

hiện khoảng 100 loài chủ yếu thuộc các họ Polyporaceae, Hydraceae, trong

đó có 25 - 30 loài có tán nấm, thu được trên những cây gỗ chết đứng [9]

Theo công trình “Bước đầu nghiên cứu về nấm hại gỗ” của Nguyễn Văn Thống, tác giả đã thu thập nấm hại gỗ sau chặt hạ tại các kho bãi, gỗ trong sử dụng và thu được tất cả 3 lớp, 7 bộ, 11 họ, 21 chi và 55 loài [24]

Nấm xâm nhập vào lâm sản theo 2 con đường chính là sợi nấm đang hoạt động từ phần lâm sản đã có nấm hoạt động lây sang các phần còn tốt Con đường thứ 2 là bào tử nấm phát tán rơi trên bề mặt lâm sản sau đó nảy mầm phát triển thành sợi nấm xâm nhập xâu vào lâm sản

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm:

Sự xâm nhiễm và phân hủy gỗ hay các lâm sản của nấm có mức độ nặng, nhẹ khác nhau, điều ấy phụ thuộc vào bản chất của từng loại nấm và ở từng giai đoạn khác nhau cũng như cấu tạo của từng loại gỗ Song cường độ tốc độ phân hủy còn phụ thuộc vào đeieìu kiện sử dụng gỗ hay còn goại là điều kiện môi trường mà những điều kiện ấy luôn biến đổi và phụ thuộc vào nhau Ở điều kiện môi trường thuận lợi nấm sẽ phát triển tốt, ngược lại điều kiện bất lợi nấm sữ phát triển chậm hoặc ngừng hẳn

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm rất đa dạng có thể kể đến như: chất dinh dưỡng, nhiệt độ, ánh sang, độ pH, lượng oxy và độ ẩm của

gỗ và lâm sản

Độ ẩm: Đối với mỗi loại nấm cần có một gới hạn ẩm độ thích hợp để

nấm sinh trưởng và phát triển trong gỗ, nhất là giai đoạn đầu Đối với nấm trong gỗ, nước giúp cho chúng phát triển và phân hủy gỗ, nhưng nhu cầu về nước ở từng giai đoạn khác nhau thì không giống nhau

Oxy: Oxy có trong gỗ hay lượng không khí có trong gỗ giữ một vai trò

quan trọng với sự phát triển và phân hủy gỗ của nhiều loài nấm Lượng oxy cần nhiều hay ít phụ thuộc vào các loại nấm Các loại nấm biến màu gỗ cần

độ ẩm cao và lượng oxy ít hơn, còn các loại nấm hại xenlulo, phá vách tế bào thì cần độ ẩm ít và oxy nhiều hơn

Nhiệt độ: Đối với mỗi loài nấm có một giới hạn nhiệt độ thích hợp,

nhiệt độ ấy ở khoảng 2-50C đến 35-400C Quá giới hạn nhiệt độ tối thiểu nấm

sẽ phát triển kém hoặc sống ở trạng thái tiềm sinh

Độ pH: Độ pH là biểu thị tính axit hay tính kiềm của môi trường mà

nấm sinh trưởng và phát triển Mỗi loài nấm thích ứng với một giai đoạn pH nhất định

Ánh sáng: Trong quá trình phát triển, nấm không cần ánh sáng trực xạ,

kể cả ánh sáng mặt trời và nó ảnh hưởng xấu đến phát triển của nấm

Dựa vào điều kiện phát triển của nấm mà người ta có thể chủ động tạo

ra điều kiện bất lợi cho sự phát triển của nấm

2.2 Độ bền sinh học của ván dăm và các giải pháp nâng cao độ bền sinh học ván dăm

Độ bền sinh học tự nhiên của nguyên liệu là khả năng tự phòng chống lại các tác nhân sinh vật phá hoại mà không cần tới các biện pháp bảo quản Tùy từng loại nguyên liệu khác nhau mà độ bề sinh học tự nhiên của chúng với các tác nhân gây hại khác nhau

Ván dăm là một tổ hợp bao gồm dăm gỗ và hỗn hợp keo, phụ gia được trộn vào nhau và ép ở chế độ nhất định về nhiệt độ, thời gian và áp suất Do có cấu tạo như vậy nên ván dăm cũng như các loại vật liệu từ nguyên liệu gỗ khác không tránh khỏi sự phá hoại của các đối tượng gây hại

Để nâng cao độ bền cho ván dăm trước các đối tượng gây hại như nấm

và mối, nhiều biện pháp bảo quản đã được nghiên cứu Các phương pháp bảo quản này rất đa dạng, tuy nhiên có thể tổng hợp lại thành một số phương pháp như sau:

- Phương pháp bảo quản kỹ thuật: Là phương pháp sử dụng các biện

pháp kỹ thuật tác động vào ván dăm mà không sử dụng hóa chất, làm cho ván

có khả năng chống lại sự phá hoại của sinh vật như:

+ Phương pháp sấy dăm: Trong quá trình sản xuất, sấy dăm tới độ ẩm 2-3% ở nhiệt độ cao;

+ Phương pháp xử lý nhiệt bề mặt ván sau khi ép: Nội dung của phương pháp này là sau khi tạo ván dăm, sản phẩm được đưa vào môi trường sấy nhiệt độ cao (210 – 2600C) với điều kiện không khí nóng chỉ thổi song song trên bề mặt sản phẩm Kết quả, bề mặt của ván dăm có hiện tượng cacbon hóa, làm giảm khả năng hút nước của ván và tạo ra môi trường không thuận lợi cho sinh vật xâm nhập

- Phương pháp bảo quản bằng hóa chất

+ Phun, quét thuốc chống bảo quản lên bề mặt của ván dăm sau khi ép: Phương pháp này là phương pháp bảo quản bề mặt tuy nhiên nó có ảnh hưởng xấu đến khả năng trang sức của sản phẩm ván dăm;

+ Phun thuốc bảo quản vào dăm trước khi sấy: Phương pháp này có ưu điểm là thuốc chống mốc ảnh hưởng ít tới khả năng liên kết của keo dán

Nhược điểm của nó là một số loại hóa chất sẽ bay hơi hoặc phân hủy trong quá trình sấy dăm do đó ảnh hưởng tới hiệu quả bảo quản;

+ Trộn thuốc bảo quản vào keo: Đây là phương pháp sử dụng chủ yếu hiện nay; phương pháp này đảm bảo tính đồng đều, công nghệ đơn giản Nhược điểm của phương pháp này là thuốc bảo quản sẽ ảnh hưởng tới tính chất của keo do đó ảnh hưởng tới khả năng liên kết của ván

- Phường pháp phủ bề mặt: Phương pháp này dùng các chất liệu trang

sức dạng lỏng hoặc dạng rắn phủ lên toàn bộ bề mặt như sơn phủ, dán phủ bề mặt ván làm cho bề mặt ván dăm cách ly hoàn toàn với môi trường

2.3 Thuốc bảo quản cho ván dăm

Tùy vào đối tượng gây hại mà thuốc bảo quản lâm sản có những cơ chế tác động khác nhau:

Đối với côn trùng gây hại, thuốc bảo quản lâm sản gây nhiễm độc theo

3 con đường: tiếp xúc, hô hấp, tiêu hóa Khi tiếp xúc, thuốc làm tê liệt hệ thần kinh của côn trùng Bằng con đường hô hấp, thuốc bảo quản sẽ ảnh hưởng tới

hệ tuần hoàn, gây nhiễm độc diệt côn trùng; bằng con đường tiêu hóa, côn trùng ăn phải gỗ đã tẩm thuốc, các hóa chất tiêu diệt các vi khuẩn, men hữu ích, côn trùng không tiêu hóa thức ăn sẽ bị chết

Đối với nấm, các thuốc bảo quản ngấm vào mẫu tạo nên môi trường dinh dưỡng bất lợi cho nảy mầm hoặc có thể tiêu diệt bảo tử nấm Các chất hóa học phản ứng với các nhóm chức trong bào tử nấm: Hydroxin, photphatamin, cacboxin, amidzol Thuốc làm tê liệt sự trao đổi chất của tế bào nấm, ức chế sự phân chia tế bào, biến đổi cấu trúc tế bào Một số loại thuốc bảo quản còn làm rối loạn các hoạt động dinh dưỡng, hút nước hoặc làm ngưng kết, biến tính protit kết quả là làm cho nấm bị biến dạng hình thái, biến dị nòi hoặc bị tiêu diệt

Trên thị trường có nhiều các loại thuốc dùng để bảo quản lâm sản nói chung và các sản phẩm ván nhân tạo nói riêng Một số hóa chất được sử dụng

để bảo quản có thể kể đến như:

+ HgCl: Được sử dụng sớm nhất, do Homberg giới thiệu từ năm 1075, đến đầu thế kỷ 19 loại thuốc này mới được sử dụng rộng rãi ở châu Âu và châu Mỹ Với nông độ sử dụng 0.66%, HgCl có hiệu lực bảo quản rất cao song nó lại độc hại với người và động vật nên hiện nay đã không còn được sử dụng [1]

+ Muối kẽm: Bao gồm các loại Clorua kẽm, sufats kẽm Clorua kẽm được sử dụng để bảo quản gỗ có cùng thời với việc sử dụng dầu Creorote Khi

sử dụng Clorua kẽm với nồng độ đặc trên 5% để bảo quản gỗ có khả năng hòa tan vách tế bào, Ở nồng độ 3% thuốc có tính ăn mòn kim loại cao Ngày nay, muối kẽm không được sử dụng đơn chất để bảo quản mà chúng là thành phần

cơ sở để hình thành các chế phẩm bảo quản gỗ [1]

+ Natriflorua (NaF) và các hợp chất có NaF: Vào năm 1926, Wolman người Đức đã đăng ký bản quyền sử dụng hỗn hợp NaF và Na2SiF6 là thuốc bảo quản gỗ Thành phần hoạt chất NaF có tác dụng chống nấm và hạn chế hoặc phòng ở mức độ thấp đối với côn trùng hại gỗ NaF có thể dùng kết hợp với một số hóa chất khác để tạo thành thuốc bảo quản Thuốc hỗn hợp NaF với Dicromatnatri hoặc Dicromatkali có tác dụng tạo thành phức, có độ độc cao với sinh vật gây hại lâm sản, NaF được sử dụng là thành phần của nhiều thuôc bảo quản dạng hỗn hợp như Donalit U, ULL, UA, UALL [1]

+ Các hợp chất của Bo:

Vào những năm 30 của thế kỷ XX, các hợp chất của Bo được sử dụng

để chống cháy cho gỗ Tuy nhiên trong số các hợp chất của Bo thì axit boric

va borax được đánh giá là có khả năng chống lại các sinh vật hại gỗ Hiện

nay, Boric, Borac được đánh giá cao về độ an toàn đối với người và môi trường nên được sử dụng rộng rãi làm thuốc bảo quản lâm sản ở nhiều nước

+ CuSO4: được sử dụng để tẩm gỗ từ năm 1767 Sun phát đồng có độ độc với nấm, côn trùng và hà nhưng lại không có hiệu quả đối với các loài nấm tiết ra axit oxalic Do Sungphat đồng có tính ổn định kém, dễ bị rửa trôi

và bị các hóa chất khác tác dụng làm mất hiệu lực đối với sinh vật hại gỗ nên chúng thường được kết hợp cùng với một số thành phần khác để tăng cường hiệu lực cùng độ ổn định như Na2Cr2O7, K2Cr2O7, CrO3 để tạo thành các loại chế phẩm bảo quản có tên thương mại như Celcure, XM.5A, XM.5B [1]

Tại Việt Nam, vào cuối những năm 50 và đầu những năm 60, công tác nghiên cứu và áp dụng các tiến bộ kỹ thuật bảo quản gỗ bằng hóa chất mới thực sự được triển khai rộng và tương đối đồng bộ Khởi đầu giai đoạn này, dầu Creosote được dùng để tẩm tà vẹt theo phương pháp áp lực chân không Hỗn hợp Creosote +5% DDT + 2% Lindan được dùng để bảo quản gỗ khúc tại rừng có hiệu lực hơn hẳn [1]

Năm 1962, Nguyễn Thế Viễn đã dựa vào công thức thuốc muối U của cộng hòa dân chủ Đức đã đưa ra hỗn hợp gồm các thành phần NaF, Na2Cr2O7, loại thuốc này được đăng ký với tên là LN1, có tác dụng hạn chế sự phá hoại của côn trùng

Năm 1963 để tăng khả năng chống nấm của LN1, Nguyễn Văn Thống

đã giảm tỷ lệ Na2Cr2O7 và cho thêm một thành phần mới C6Cl5ONa đăng ký với tên là LN2 Nguyễn Văn Thống (1985) đã tiếp tục nghiên cứu cải tiến thuốc Celcure của Mỹ bằng cách cho thay đổi tỷ lệ các thành phần trong hỗn hợp và lấy tên thuốc mới là Celcure –T và Ascu – T Tác giả cho biết hiệu lực phòng nấm gây mục của hai loại thuốc này cao hơn hẳn so với hai loại thuốc gốc tương ứng của Mỹ [1], [6]

Lê Văn Nông đã nghiên cứu bảo quản luồng dùng trong xây dựng bằng

LN2 nồng độ 4% và CuSO4 nồng độ 5%, tác giả cho biết luồng được xử lý bảo quản theo phương pháp ngâm hoặc phương pháp Boucherie bằng hai loại thuốc trên sẽ có khả năng ngăn ngừa sự phá hoại của mọt tre và nấm chân chim ở mức độ nhất định [1]

Lê Văn Lâm (1985) đã nghiên cứu chống hà cho thuyền đi biển trên cơ

sở thử nghiệm hiệu lực của LN3, XM5 A, XM5 B, CuSO4 + NaOH 15% Từ

đó, tác giả đã tạo ra sơn chống hà M1 dùng để quét lên thuyền và thuốc CHG dùng để ngâm tẩm gỗ đóng tầu thuyền đi biển

Bên cạnh các loại thuốc dùng ngâm tẩm trực tiếp vào lâm sản để bảo quản còn có các loại thuốc có tác dụng phòng và diệt trừ côn trùng Trong số các loại côn trùng hại lâm sản ở Việt nam thì mối là đối tượng gây hại mãnh liệt, đặc biệt đối với các kết cấu, các sản phẩm có nguồn gốc từ xenluloza trong các công trình xây dựng Với cơ chế diệt mối lây nhiễm, thuốc diệt mối

TM67 được Nguyễn Chí Thanh và các cộng tác viên (1967) nghiên cứu thành công, góp phần mang lại hiệu quả to lớn trong việc bảo vệ tài sản cho nhà nước và nhân dân

Năm 1998, danh mục các loại thuốc BVTV được phép sử dụng và hạn chế sử dụng tại Việt Nam được ban hành Các loại thuốc bảo quản lâm sản được sản xuất trong nước được phép sử dụng bao gồm: Thuốc chống hà cho tàu thuyền đi biển CHG, M1, PMC, XM5, LN5, NaF…

Ngoài ra còn có một số loại thuốc nhập ngoại như Antibore 10EC, Celcide 10EC, Cislin 2.5EC, Chlopyrifos, Celbrite MT 30EC [4] Tuy nhiên, một số loại thuốc vẫn chưa được kiểm chứng một cách hệ thống về hiệu lực chống lại sinh vật gây hai lâm sản trong điều kiện Việt Nam

2.4 Dầu vỏ hạt điều, thành phần hóa học của dầu vỏ hạt điều

Về mặt vật lý, dầu vỏ hạt điều là một chất lỏng nhớt màu nâu thẫm với

độ đậm, nhạt khác nhau, hòa tan nhiều dung môi hữu cơ không cực như Benzen, Toluen, Xylen, Hexan, Axeton, Khi chưng cất dầu vỏ hạt điều trong điều kiện chân không sẽ có màu sáng hơn, nếu chưng cất nhiều lần trong điều kiện chân không cao sẽ thu được dầu vỏ [3]

Dầu vỏ hạt điều có thành phần chủ yếu bao gồm axit anacardic (a), cardol (b) và metyl cardol (c)

Bằng phương pháp sắc ký bản mỏng với hỗn hợp dung môi là etyllaurat/cloroform ở tỷ lệ khác nhau và bằng phương pháp sắc ký khí lỏng với dung môi benzen hay cloroform ở nhiệt độ 190 – 2200C người ta xác định giữa các mạch nhánh bão hòa monoen, di-en và tri-en trong dầu vỏ hạt điều như sau:

Bảng 2.2 Thành phần mạch nhánh trong dầu vỏ hạt điều

Thành phần Nhánh bão

hòa (%)

Mono-en (%)

Di-en (%)

Tri-en (%)

Hợp chất khác Cacdanol

Cacdol

2-Metyl cacdol

1,42 0,001 1,63

31,38 9,1 18,08

14,54 22,44 19,55

52,21 68,36 60,74

Khi tiến hành phân tích thành phần của dầu vỏ hạt điều trong đề tài

“Nghiên cứu sử dụng dầu vỏ hạt điều làm thuốc bảo quản lấm sản”, Bùi Văn

Ái đã thu được 6 cấu tử trong đó 3 cấu tử được xác định đó là hỗn hợp của 3–n pentadecipyrocatechol hay hydrourushiol, C21H30O2, C21H32O2, C21H34O2

là các dẫn xuất của pyrocatechol, cùng với dẫn xuất khác nữa, những hợp chất được tìm thấy trong mủ nhựa của cây sơn (Rhus succedanea)/(Toxicodendron succedanea) họ Anacardiaceae (cùng họ với điều, Pyrocatechol (C6H4(OH)2) mang tính chất của phenol, là các chất dùng để diệt nấm, bảo quản khoai tây Chất này có độ độc cao, độ độc tối thiểu gây tử vong là 0.04g/1kg trọng lượng

cơ thể động vật Urushiol là hợp chất chứa các dẫn xuất của pyrocatechol nên cũng có tính độc, gây bỏng da [3]

Ngoài những hợp chất trên, khi dầu điều được phân tích với hệ số dung môi của pha động là metanol và nước (80:20) còn phát hiện một chất có công thức C23H34O2 (heptadeca trienyl benzene 1,3 diol)

Theo kết quả nghiên cứu, dầu vỏ hạt điều có độ độc với sinh vật gây hại và đã bước đầu được nghiên cứu sử dụng để làm thuốc bảo quản lâm sản cũng như thuốc bảo vệ thực vật