Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất chủ yếu của thành phần biên thân cây dừa (cocos nucifera l) và định hướng sử dụng trong công nghệ bóc

Bộ giáo dục và đào tạo

bộ nông nghiệp và ptnn

Tr-ờng đại học lâm nghiệp

Lê văn Tung

Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo,
tính chất chủ yếu của phần biên thân cây dừa

(Cocos nucifera L)
và định h-ớng sử dụng trong công nghệ bóc

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Hà Tây. 2006


Bộ giáo dục và đào tạo

bộ nông nghiệp và ptnn

Tr-ờng đại học lâm nghiệp

Lê văn Tung

Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo,
tính chất chủ yếu của phần biên thân cây dừa

(Cocos nucifera L)

và định h-ớng sử dụng trong công nghệ bóc

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, thiết bị và công nghệ gỗ, giấy
Mã số: 60 - 52 - 24

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

H-ớng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Hoàng Hữu Nguyên
2.
TS. Hoàng Việt

Hà Tây. 2006


1

Đặt vấn đề
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, nhu cầu sử dụng gỗ của con ng-ời
cũng không ngừng phát triển. Bên cạnh đó, l-ợng gỗ khai thác trong những năm qua
không ngừng tăng. ở Việt Nam sau những năm thống nhất đất n-ớc đến nay rừng bị
tàn phá kiệt quệ do chiến tranh, do sự quản lý v bảo vệ ti nguyên rừng lỏng lẻo, do
khai thác rừng không qui hoạch nên ti nguyên rừng tự nhiên giảm sút nghiêm
trọng. Theo dự báo về phát triển dân số của Tổng cục thống kê ở n-ớc ta, trong 10
năm tới (đến năm 2010), dân số n-ớc ta là trên 84 triệu ng-ời. Nh- vậy với mỗi
ng-ời sử dụng bình quân 0,05 m3 gỗ/năm (mức bình quân thấp của nhiều Quốc gia),
thì nhu cầu sử dụng gỗ đòi hỏi ít nhất là 4 triệu m3 gỗ/năm. Do đó, việc cung cấp gỗ
từ rừng tự nhiên cũng nh- rừng trồng của n-ớc ta là ch-a đáp ứng đ-ợc 23 .
Để giải quyết những vấn đề trên, các nhà khoa học đã đi sâu vào nghiên cứu
công nghệ chế biến các loại gỗ và tìm vật liệu thay gỗ nhằm tăng chất l-ợng cũng
nh- sử dụng hiệu quả gỗ, tăng lợi ích về kinh tế cũng nh- làm giảm áp lực đối với

rừng. Nhiều công trình nghiên cứu đã mang lại hiệu quả kinh tế xã hội cao nh-:
công nghệ sản xuất ván dăm, ván dán, ván ghép thanh, công nghệ biến tính gỗ. ở
Việt Nam trong những năm vừa qua đã có rất nhiều dự án đầu t- vào dây chuyền sản
xuất ván dăm, ván ghép thanh, ván MDF Chính vì vậy tình trạng khan hiếm
nguyên liệu ngày một gia tăng. Do đó, việc tìm kiếm nguyên liệu mới ngoài gỗ nhcác họ tre, trúc, cây bụi, hay các thứ liệu trong nông nghiệp nh- bã mía, rơm rạ,
vỏ lạc, vỏ trấu, cây một lá mầm nh-: cọ, dừa, cau, thốt nốtlà rất cần thiết và cấp
bách. Đây là những loại thứ liệu rẻ tiền, có giá thành nguyên liệu thấp và dễ kiếm.
Với những loại nguyên liệu này thì trữ l-ợng của họ cây một lá mầm là t-ơng
đối lớn, đặc biệt là cây dừa. Theo tài liệu của Hiệp hội dừa Châu á 35 và tổ chức
FAO (2004) thì trữ l-ợng dừa của Việt Nam hiện nay có diện tích khoảng 153000
ha.
Đồng thời theo TS Hoàng Xuân Niên 23 dừa tr-ởng thành có đ-ờng kính
trung bình là 25-35 cm và có chiều cao trung bình từ 25-30 m, với mật độ
120-150 cây/ha thì trữ l-ợng thân dừa -ớc tính vào khoảng 31940000 m3. Đây là


2

tiềm năng to lớn của rừng dừa Việt Nam. Với khối lượng như vậy và với chu kỳ
sau 25-30 năm người dân chặt bỏ cây dừa lão thay thế cây non thì trung
bình mỗi năm chúng ta có khoảng 1000000-1500000 m 3 /năm. Đây là khối
l-ợng thân dừa rất lớn có thể sử dụng trong công nghệ chế biến nhằm đáp ứng một
phần nguồn nguyên liệu cho sản xuất. Nh-ng căn cứ vào số liệu của Hiệp hội dừa
Châu á chúng ta nhận thấy trữ l-ợng rừng dừa ở n-ớc ta ngày càng giảm. Nguyên
nhân chủ yếu là do việc sử dụng thân cây dừa nói riêng và cả cây dừa nói chung là
ch-a hiệu quả, ng-ời dân đã phá bỏ và chuyển đổi sang cây trồng khác. Việc tìm
kiếm những giải pháp công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế của cây dừa (đặc
biệt là những vùng chỉ có cây dừa như: Bến Tre, Cần Thơ, Cà Mau) là một vấn đề
mang tính cấp thiết.
Để có cơ sở khoa học cho việc định h-ớng sử dụng gỗ dừa đạt hiệu quả kinh

tế cao tr-ớc hết cần có những nghiên cứu cơ bản về cấu tạo, các tính chất cơ, lý, hoá
của loại cây này. Đồng thời những giải pháp công nghệ khả thi nâng cao hiệu quả
kinh tế của cây dừa là động lực phát triển mở rông qui mô, gây trồng lại cây dừa
nhằm cung cấp nguyên liệu cho ngành Chế biến.
Từ những yêu cầu thực tiễn và luận điểm khoa học trên, chúng tôi thực hiện
đề tài nghiên cứu:
Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất chủ yếu của phần biên thân cây
dừa và định h-ớng sử dụng trong công nghệ bóc.


3

Ch-ơng 1
Tổng quan
1.1. L-ợc sử những vấn đề nghiên cứu
1.1.1. Điều kiện sinh tr-ởng - Phân bố - Đặc tính sinh thái
Dừa ta (Cocos nucifera L) là cây một lá mầm, đ-ợc trồng từ quả, thích
hợp trên vùng đất có độ cao d-ới 300 m so với mặt n-ớc biển, l-ợng m-a
đều trong năm, tối thiểu 1500 mm, trên đất cát mặn, độ phèn từ trung bình
trở lên. Phân bố tự nhiên của cây dừa là vùng đất cát ven biển nh- các tỉnh
đồng bằng sông Cửu Long (Bến Tre, Bình Dương, Cà Mau ) các tỉnh
duyên hải Trung bộ (Bình Định, Quảng Ngãi, Quảng Nam, Thanh Hoá...)
ngoài ra dừa còn đ-ợc trồng ở một số tỉnh ở Bắc bộ nh-ng với trữ l-ợng
rất nhỏ. Toàn bộ rừng dừa Việt Nam chia làm hai nhóm dừa chính đó là:
Nhóm giống dừa cao

Nhóm giống dừa lùn

(dùng lấy dầu, chế biến các sản phẩm khác)

( dùng n-ớc uống)

-

Dừa ta ( xanh, vàng)

-

Dừa xiêm ( xanh, đỏ)

-

Dừa dâu (xanh, vàng)

-

Dừa Tam quan

-

Dừa lửa

-

Dừa ẻo (nâu, xanh)

-

Dừa gấy

-

Dừa dứa

-

Dừa bung

-

Dừa núm

-

Dừa đặc ruột

-

.

Trong đó dừa ta chiếm tỷ lệ khoảng 70% trữ l-ợng, dừa dâu khoảng
15%, 15% còn lại là các giống dừa khác.
Với dừa ta thì hình thái cây dừa có dáng thẳng đứng, hình trụ tròn,
độ thon t-ơng đối nhỏ. Thân dừa có đ-ờng kính trung bình 25-35 cm, chiều dài
thân cây 25-30 m. Các tàu lá có chiều dài 2,5-3,5 m, mọc quanh thân,
trung bình mỗi năm có thể ra 6-7 lá. Lá kép dạng lông chim dài 0,5-1,0 m,
rộng 3-4 cm. Hoa đơn tính, không cuống. Hoa cái 25-35 hoa/1 buồng. Hoa
đực 7000-9000 hoa/1 buồng. Hoa cái màu vàng pha lục nhạt, đ-ờng kính
1-2 cm. Quả dừa thành thục từ 8 đến 12 tháng, có đ-ờng kính 10-25 cm.

4

Cây dừa 4-6 tuổi bắt đầu có trái và liên tục 30-40 năm nh-ng ngoài 25-30
năm thì năng suất bắt đầu giảm. Vì vậy ng-ời dân th-ờng chặt bỏ dừa để
trồng mới.
1.1.2. Một số thông tin về sản phẩm dừa
Các trung tâm dừa là vùng duyên hải nhiệt đới Châu á, Tây bán cầu,
Châu Phi... với tổng diện tích che phủ khoảng 10 triệu ha. Sản phẩm chính
của cây dừa là cơm dừa. Theo Hiệp hội cây dừa thế giới, năm 1995 sản
l-ợng cơm dừa là 3100000 tấn, trong đó Châu á 2565000 tấn, Tây bán cầu
135000 tấn, Châu Phi là 120000 tấn... Ngoài cơm dừa, xơ dừa đã và đang
đ-ợc sử dụng hiệu quả và cho giá trị kinh tế cao, còn các loại thứ liệu
khác cho đến nay nhìn chung có giá trị thấp. Việc nghiên cứu sử dụng
thân cây dừa, lá dừa, buồng dừa thực sự ch-a hiệu quả, vì vậy cuộc sống
ng-ời trồng dừa rất khó khăn.
ở Việt Nam, dừa đ-ợc trồng rộng rãi ở nhiều tỉnh, tổng diện tích
che phủ 142504 ha. Tập trung là vùng duyên hải miền Trung và tây Nam
bộ. Sản l-ợng thân dừa bình quân 1200000-1300000 tấn/năm. Nh- vậy,
cây dừa có tiềm năng lớn nếu biết khai thác và sử dụng hợp lý, nó thực sự
trở thành nguồn tài nguyên có giá trị về nhiều mặt. D-ới đây là những
thông tin chung của cây dừa khu vực Nam bộ (bảng 1.1).
Bảng 1.1. Thông tin về cây dừa Việt Nam
Chỉ tiêu

Đơn vị

Kết quả

Cây/ha

120-150

Năng suất

trái/cây/năm

40-50

Năng suất

trái/ha/năm

5600-7500

Giá một quả dừa Việt Nam

VNĐ

1500

Giá 1 tấn xơ dừa loại 1

USD

165-185

Giá 1 tấn than từ gáo dừa

USD

210

Giá 1 tấn bột xơ dừa

USD

130

Giá 1 thân cây dừa

VNĐ

300000-500000

ha

153000

Số l-ợng cây

Diện tích dừa (2004)


5

1.1.3. Cấu tạo và tính chất vật lý của gỗ cây dừa
Thân cây dừa có cấu tạo hình trụ không cành nhánh, chiều cao có
thể tới 30m. Đ-ờng kính trung bình 25-35cm. Gỗ cây dừa có cấu tạo gồm
các bó mạch phân bố, rải rác, xen kẽ giữa các tế bào mô mềm, các bó

mạch đ-ợc tạo thành từ các ống mạch có tác dụng dẫn truyền nhựa, các tế
bào sợi gỗ là các tế bào vách dày có tác dụng chịu lực. Ngoài ra còn có
các tế bào liên kết khác. Mật độ các bó mạch thay đổi dần từ ngoài vào
trong: lớp ngoài dày đặc, lớp trong rất mềm cấu tạo chủ yếu bởi các tế bào
mô mềm. Gỗ cây dừa không có tế bào tia gỗ (điều này hạn chế dẫn truyền
nhựa theo ph-ơng xuyên tâm). Theo Hiệp hội dừa châu á, ng-ời ta phân
vùng trên mặt cắt ngang thân cây dừa và đ-ợc chia thành ba phần khác
biệt:
Lớp ngoài (vùng 1): rộng 1-1,5 cm, là phần mặt ngoài của thân cây

bao gồm một chuỗi các sợi gỗ màu nâu sẫm. Lớp này t-ơng ứng với lớp vỏ
cây của các loài gỗ thông th-ờng.
Lớp kế tiếp (vùng 2): rộng 5-7 cm, cấu tạo chủ yếu là mạch gỗ.
Lớp trong cùng (vùng 3-phần tâm): bao gồm chủ yếu là các mô

mềm.
Phần nối kết giữa phần ngoài (hay gọi là vỏ cây) với phần phía trong
kề nó là phần có sợi vì vậy việc bóc vỏ cây sẽ rất khó khăn.
Các tế bào trong gỗ cây dừa sẽ tiếp tục tăng lên về chiều dày trong
suốt đời sống của cây. Lu men trong gỗ phần lớn biến mất khỏi các sợi gỗ.
Do đó, khối l-ợng thể tích giảm từ gốc tới ngọn. Đối với những cây còn
non, ở phần ngọn khối l-ợng thể tích của gỗ ở lớp ngoài khoảng 300 kg/m 3
và lớp trong khoảng 90 kg/m 3 32 , 33 . Trong khi đó khối l-ợng thể tích
của cây gỗ tr-ởng thành cao hơn nhiều, vào khoảng 900 kg/m 3 đối với gỗ
lớp ngoài và khoảng 250 kg/m 3 đối với gỗ lớp trong. Những con số trên
đây có thể sẽ rất khác nhau tuỳ thuộc vào giống cây, đặc điểm sinh thái, vị
trí địa lý


6

Gỗ cây dừa sau khi chặt hạ có độ ẩm gần nh- bão hoà trên toàn bộ
thân cây. Nói chung, gỗ dừa rất khó sấy khi để ở dạng gỗ tròn, trừ khi cây
đ-ợc bóc vỏ. Gỗ sau khi xẻ có chiều dày khoảng 25 cm, rất dễ sấy. Tuy
nhiên với những tấm ván có chiều dày lớn hơn thì quá trình sấy rất chậm.
Khối l-ợng riêng của cây dừa phân bố tuỳ thuộc vào vị trí trên cây,
vùng sinh thái, độ tuổi... Nh-ng trên cùng đ-ờng tròn đồng tâm có trị số
t-ơng đối đồng đều chúng ta có thể chia mặt cắt ngang thành 4 vùng khối
l-ợng riêng (bảng 1.2).
Trị số cao là của những cây già. Theo chiều dọc thân cây khối l-ợng
riêng giảm dần, phần ngọn cao hơn 0,2 g/cm 3 . Tuỳ theo vùng khối l-ợng
riêng mà đ-ợc sử dụng ở các mục đích khác nhau. Trên hình 1.1 vùng 1
(từ ngoài vào) là vùng có khối l-ợng riêng cao, vùng 2 -trung bình cao,
vùng 3-trung bình thấp, vùng 4-vùng thấp. Cũng từ đó mà ph-ơng pháp gia
công chế biến là khác nhau. Cây dừa có dáng thẳng đứng, độ thon nhỏ từ
gốc đến ngọn, tính chất cơ học giảm, độ ẩm tăng, độ ẩm gốc 50-60 % ở
ngọn khoảng 35 %. Chiều dài thân kinh tế trung bình là 2,5 m. Hình 1.1
mặt cắt ngang của cây dừa 23 .
Bảng 1.2. Khối l-ợng riêng của gỗ dừa ở các vùng đoạn thân kinh tế
Vùng
Khối l-ợng riêng g/cm3

I

II

III

IV

0,50-0,56

0,46-0,50

0,36-0,45

0,25-0,35

4

2

1

H
ì
n
h
1
.

Hình 1.1. Phân vùng khối l-ợng thể tích
thân cây dừa

1
.
P


7

Còn theo Hiệp hội dừa Châu á thì họ đã so sánh khối l-ợng thể tích
của dừa với một số loại gỗ thông dụng và phân vùng khối l-ợng thể tích
dừa nh- sau 32 :
Bảng 1.3. So sánh một số tính chất vật lý của gỗ dừa với một số loại gỗ
thông dụng của Châu á
Gỗ cây dừa
Tính chất

Vùng 1

Vùng 2

Cây Apitong

Cây White

Cây

(Dipterocarp

Lauan

Tangguile

us

(Pentacme

(Shorea

grandiflorut )

concorta )

polysperma)

Vùng 3

Độ ẩm, %

87

182

356

83

85

88

KLTT. kg/m 3

697

473

286

691

441

466

3

2

1

Hình 1.2. Phân vùng khối l-ợng thể tích thân cây dừa theo Hiệp hội
dừa Châu á
Trong đó:
+ Vùng 1: vùng giáp vỏ;
+ Vùng 2: vùng giáp vùng 1 và vùng lõi;
+ Vùng 3: vùng lõi.


8

1.1.4. Độ bền tự nhiên của gỗ cây dừa
Gỗ cây dừa là loại gỗ mà khả năng tự nhiên chống lại sự phá hoại
của côn trùng và nấm hại gỗ rất thấp (nếu để gỗ ở ngoài trời với điều kiện
tự nhiên). Gỗ có khối l-ợng thể tích thấp, sử dụng tiếp xúc với đất, có thể
bị phá hoại bởi sinh vật phá gỗ trong vòng 3-18 tháng, trong khi đó gỗ có
khối l-ợng thể tích cao có thể bị phá huỷ 2-3 năm. Ngoài ra nấm mục có
thể phá huỷ rất nhanh các loại gỗ có khối l-ợng thể tích cao. Mối cũng có

thể tấn công, xâm nhập và phá hoại rất nhanh các vật liệu gỗ sử dụng
ngoài trời, tiếp xúc với đất. Đối với gỗ cây dừa sử dụng dạng cột trong
môi tr-ờng n-ớc biển, giữ nguyên vỏ có thể sử dụng trên 3 năm.
Gỗ xẻ t-ơi và hai mặt cắt ở đầu khúc gỗ tròn sau khi chặt hạ rất dễ
bị tấn công bởi nấm mốc và biến màu. Việc bảo quản phòng chống nấm
mốc và biến màu trong điều kiện môi tr-ờng khí hậu nhiệt đới là rất khó
khăn. Trong tr-ờng hợp gỗ sau chặt hạ mà không thể sấy đ-ợc thì sau khi
xẻ cần phải bảo quản chống mốc.
Ngoài ra, gỗ t-ơi cũng rất dễ bị tấn công phá hoại c ủa các loại côn
trùng hại gỗ t-ơi thuộc bộ cánh cứng nh- xén tóc, mọt. Tuy nhiên, sự phá
hoại này không quá nghiêm trọng, nó sẽ dừng lại khi gỗ khô. Song sự phá
hoại đó có thể để lại một số lỗ nhỏ có màu đen trên gỗ, làm giảm giá trị
th-ơng phẩm của gỗ. Có thể sử dụng ph-ơng pháp sấy, hong phơi hoặc
ngâm tẩm gỗ trong dung dịch thuốc bảo quản thích hợp để bảo quản phòng
chống côn trùng hại gỗ t-ơi.
Đối với gỗ khô cũng dễ dàng bị bởi các loại côn trùng hại gỗ khô
(nh- mối gỗ khô tấn công phá hoại), tuy nhiên chúng chỉ phá hoại phần gỗ
có khối l-ợng thể tích thấp, có chứa các chất thích hợp làm thức ăn cho
mối. Đối với gỗ tr-ởng thành có khối l-ợng thể tích cao có khả năng
phòng chống đối với cả mối đất và thực tế cho thấy con ng-ời đã sử dụng
gỗ này làm vật liệu xây dựng rất tốt trong nhiều thập kỷ. Với những
tr-ờng hợp sử dụng gỗ ngoài trời hoặc tiếp xúc với đất cho mục đích sử


9

dụng lâu dài, cần phải tiến hành bảo quản gỗ bằng thuốc bảo quản thích
hợp.
1.1.5. Hiện trạng chế biến gỗ dừa và triển vọng
1.1.5.1. Trên thế giới

Theo tài liệu của Hiệp hội dừa Châu á 32 thì diện tích rừng dừa tập
trung ở một số n-ớc nh- ấn Độ, Thái Lan, Malaysia, Philippines là những
n-ớc có diện tích dừa lớn.
Bảng 1.4. Diện tích dừa trồng ở một số n-ớc Châu á
N-ớc

Diện tích dừa (ha) năm 1995

Indonesia

3712000

Philippines

3164000

ấn Độ

1669000

Sri Lanka

419000

Thái Lan

412000

Malaysia

290000

Papua New Guinea

260000

Việt Nam

186000

Vanuatu

96000





Tổng

10437000

Với diện tích dừa nh- trên, thì trữ l-ợng dừa ở Châu á là rất lớn và
kéo theo l-ợng cây dừa lão cần chặt đi để trồng mới cũng rất lớn. Song
hiện nay ng-ời ta chỉ sử dụng gỗ dừa trong hàng mộc nh-: các chi tiết
chịu tải (xà, dầm), ván lát sàn, cửa sổ và cửa ra vào, t-ờng - vách ngăn, đồ
mộc gia dụng, đồ mỹ nghệ là phổ biến. Ngoài ra Nhật Bản đã nghiên cứu
thành công dùng công nghệ EDS để sấy cả thân cây dừa, với công nghệ
này đã rút ngắn thời gian sấy xuống còn 1/4 thời gian sấy theo công nghệ
thông th-ờng và dung tích lò sấy có thể tăng gấp 3 lần so với lò sấy hiện

10

nay. Sản phẩm sau sấy này đ-ợc dùng nh- gỗ tròn bình th-ờng dùng làm
đồ mộc thông dụng (hình 1.3).

Hình 1.3. Sản phẩm sử dụng công nghệ EDS- Nhật Bản
Theo nghiên cứu mới đây của tác giả Erwinsyah thuộc viện ng hiên
cứu dầu cọ của Indonesia họ đã nghiên cứu sử dụng buồng cây dầu thuộc họ Dừa
làm ván cách âm và cách nhiệt sinh thái sau khi đã loại bỏ tuỷ. Tuy vậy các biện
pháp này chỉ đ-ợc áp dụng ở phạm vi hẹp mà ch-a đ-ợc phổ biến rộng rãi trên thế
giới.
1.1.5.2. ở Việt Nam
Cây dừa tập trung ở khu vực duyên hải miền Trung và tây Nam bộ
với tổng diện tích cả n-ớc khoảng 153000 ha, hầu hết các tỉnh ở 2 vùng
dừa nói trên đều có diện tích trồng trên 10000 ha. Các rừng dừa đều trồng
ven sông, các kênh rạch và ven biển. ở miền Bắc diện tích trồng dừa gần
nh- không có, chủ yếu là trồng lác đác trong nhà dân làm cây bóng mát và
lấy quả.
Bảng 1.5. Diện tích trồng dừa ở Việt Nam theo các năm
Năm
Diện tích

1990

1995

1996

1997

1998

2004

120894

172879

154417

143239

142504

153000

Căn cứ vào thống kê của tổ chức FAO (2004) tổng diện tích dừa là 153000 ha
thì trữ l-ợng cây dừa thuộc diện khai thác là t-ơng đối lớn. L-ợng dừa này có thể
thay thế một l-ợng gỗ lớn cho công nghiệp Chế biến lâm sản.


11

Về sử dụng và nghiên cứu
ở Việt Nam những nghiên cứu về cây dừa nói chung và sử dụng dừa
nói riêng còn rất ít.
- Năm 2000-2004, Hoàng Xuân Niên trong luận án tiến sĩ của mình đã
nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván dăm từ nguyên liệu xơ

dừa. 22
- Nghiên cứu sử dụng cọng cây dừa n-ớc để sản xuất ván dăm của PGS.
TS Nguyễn Trọng Nhân.
- Lực cắt xơ dừa đã đ-ợc đề cập trong nghiên cứu của PGS.TS Hoàng Hữu
Nguyên và TS Hoàng Xuân Niên. 22
- Nguyễn Việt Chiến (2000) rừng dừa Bến Tre nguy cơ bị tàn phá bởi côn
trùng nhập khẩu, Báo Thanh niên số 144 (767) ngày 02/6/2000.
- Hải Bằng (1999) giá dừa lên nhờ xuất khẩu, thời báo kinh tế Việt Nam
số 54 thứ 4 ngày 07/7/1999.
Về sử dụng: nh- phân tích ở trên những nghiên cứu cơ bản về cây dừa là
còn hạn chế vì vậy vấn đề sử dụng gỗ dừa cũng ch-a phát triển.
ở đồng bằng sông Hồng, khu vực Đông Bắc và Tây Bắc, dừa chủ
yếu vẫn là cây đ-ợc dùng làm bóng mát và ăn quả. Gỗ của cây dừa hầu
nh- không đ-a vào sử dụng.
ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long đều có x-ởng chế biến gỗ dừa,
song quy mô nhỏ, chỉ gồm 1-2 c-a CD 4 và 1-3 c-a đĩa. Gỗ dừa ở đây chủ
yếu đ-ợc chế biến thành các loại ván, thanh dùng trong gia đình và phần
lõi xốp mềm th-ờng bỏ đi. Nhìn chung công nghệ chế biến gỗ dừa mang
tính tập quán cũ, hiệu quả thấp và gần nh- ch-a có tác động khoa học kỹ
thuật để nâng cao hiệu quả sử dụng gỗ thân cây dừa nói riêng và cây dừa
nói chung.
Tóm lại, những nghiên cứu về cây dừa còn rất hạn chế. Những
nghiên cứu cơ bản để lựa chọn h-ớng sử dụng có hiệu quả nhất cho loại
cây này ch-a đ-ợc quan tâm đúng mức. Trong thực tế chúng ta đã dùng gỗ


12

của cây này để sản xuất ván ghép thanh phủ mặt (đặc biệt ở các tỉnh đồng
bằng sông Cửu Long) nh-ng cũng ch-a đánh giá đ-ợc chất l-ợng của gỗ

dừa trên cơ sở khoa học. Thực tế cũng cho thấy gỗ dừa rất dễ mốc, tuy vậy
ở n-ớc ta việc nghiên cứu bảo quản cho loại gỗ này (bảo quản dạng tròn
gỗ sản phẩm) còn rất hạn chế.
Do vậy để sử dụng gỗ dừa có hiệu quả nhất chúng ta cần có giải
pháp khắc phục khuyết tật của gỗ, áp dụng công nghệ mới nhằm làm thay
đổi giá trị của gỗ dừa trên cơ sở phát huy -u điểm hay khắc phục nh-ợc
điểm của nó.
1.2. Mục tiêu, nội dung, phạm vi và ph-ơng pháp nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Đ-a ra đ-ợc kết quả về đặc điểm cấu tạo, tính chất cơ lý, thành
phần hoá học của phần biên cây dừa (vùng 1, 2, 3).
- Đánh giá khả năng tạo ván mỏng từ vùng biên cây dừa để sản xuất
ván dán.
1.2.2. Phạm vi nghiên cứu
Căn cứ thời gian nghiên cứu hạn định chúng tôi chỉ tập trung vào
các giới hạn sau:
- Nghiên cứu các tính chất cơ bản phần biên (vùng 1, 2, 3) thân gỗ
dừa ở Bến Tre với độ tuổi 25.
- Đánh giá khả năng sử dụng phần biên (vùng 1, 2, 3) thân cây dừa
cho công nghệ bóc.
1.2.3. Nội dung nghiên cứu
Điều tra thông số hình học của thân cây dừa
- Thông số về đ-ờng kính.
- Thông số về độ cong và độ thót ngọn.
- Thông số về khuyết tật tự nhiên.
Xác định cấu tạo, tính chất vật lý, cơ học chủ yếu và thành phần hoá học
cơ bản của phần biên thân (vùng 1, 2, 3) cây dừa.
Đánh giá khả năng sử dụng phần biên thân cây dừa cho công nghệ bóc.

13

1.2.4. Ph-ơng pháp nghiên cứu
Quá trình nghiên cứu đ-ợc tiến hành theo ph-ơng pháp thực nghiệm,
dựa trên hệ thống tiêu chuẩn trong n-ớc và Quốc tế (hiện nay các tiêu
chuẩn dùng để thử tính chất cơ vật lý ở n-ớc ta và trên thế giới ch- a có,
do đó chúng tôi dùng TCVN cho gỗ thông th-ờng):
(1) Chọn rừng, chọn cây, cắt khúc và xác định tính chất cơ lý của gỗ theo
tiêu chuẩn Việt Nam từ

TCVN 355-70 đến TCVN 370-70 mở rộng

(1/1998) 29 .
(2) Nghiên cứu cấu tạo giải phẫu theo tài liệu 25 , 24 . Phân loại đặc điểm
cấu tạo gỗ theo tài liệu 34 .
(3) Phân tích 1 số thành phần hoá học gỗ theo TAPPI T 13-OS-54; TAPPI
15-OS-58; TAPPI T 1-OS-59; TAPPI T 4-OS-54; TAPPI 6-OS-59 25 . Các
chỉ tiêu đó đ-ợc thực hiện tại Tr-ờng Đại học Lâm nghiệp.
(4) Thuật ngữ mô tả cấu tạo và tính chất gỗ theo PGS.TS Nguyễn Đình
H-ng.
(5) Đánh giá chất l-ợng ván mỏng theo tiêu chuẩn Sealpa, ISO 24262:2000(E).
(6) Đánh giá chất l-ợng ván dán thử nghiệm theo tiêu chuẩn OTC 962472
(7) Sử dụng ph-ơng pháp phân tích thống kê để xử lý và đánh giá kết quả
theo TCVN 356-70 sửa đổi (1/1998) 29 bằng phần mềm Excel 5.0 trên
máy vi tính và đảm bảo hệ số chính xác P nhỏ hơn5%.
(8) Kế thừa các công trình khoa học đã nghiên cứu.
(9) Nghiên cứu cấu tạo, tính chất cơ lý và thành phần hoá học đ-ợc xác
định trên thiết bị tại phòng thí nghiệm trung tâm khoa Chế biến lâm sản và
Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm và chuyển giao công nghệ Công nghiệp
rừng.

14

Ch-ơng 2
Cơ sở lý luận
2.1. Kiến thức chung về vách tế bào
Cấu tạo gỗ là nhân tố quan trọng và là cơ sở để giải thích mọi hiện t-ợng phát
sinh trong quá trình gia công chế biến và sử dụng gỗ. Cấu tạo và tính chất của gỗ có
liên quan mật thiết với nhau. Cấu tạo có thể coi là biểu hiện bên ngoài của tính chất

11 .
Về mặt cấu tạo, gỗ do nhiều tế bào cấu tạo nên. Giữa 2 tế bào cạnh nhau là
khoảng gian bào có màng pectin (đ-ợc cấu tạo bằng chất pectic mà thành phần cơ
bản là axit tetra galacturonic) gọi là màng giữa có mức độ hoá gỗ cao. Qua nghiên
cứu về cấu tạo gỗ cho thấy: vách tế bào gỗ là một tổ chức rất quan trọng của tế bào.
Cấu tạo của vách tế bào ảnh h-ởng đến các tính chất của gỗ. Vách tế bào chủ yếu do
cellulose (C6H10O5)n và lignin tạo nên, lignin tồn tại trong gỗ nh- một chất keo gắn
bó các cellulose lại với nhau thành một khối vững chắc. Nhiều phân tử cellulose liên
kết thành một chuỗi cellulose, nhiều chuỗi cellulose liên kết thành mixen cellulose.
Nhiều mixen cellulose liên kết thành bó mixen cellulose. Vô số bó mixen cellulose
cùng với lignin tạo thành vách tế bào. Vách tế bào gồm vách sơ sinh và vách thứ
sinh.
+ Vách sơ sinh: mỏng, ở phía ngoài hình thành tr-ớc tiên khi tế bào mẹ của
tầng phát sinh phân sinh ra tế bào con. Thành phần gồm có cellulose, hemi cellulose
và lignin. Mức độ hoá gỗ cao nh- màng giữa. Trong vách sơ sinh các mixen
cellulose sắp xếp không có trật tự nên nó không có tác dụng quyết định đến tính
chất của gỗ.
+ Vách thứ sinh: là lớp vách hình thành sau cùng trong quá trình sinh tr-ởng
của tế bào. So với màng giữa và vách sơ sinh thì vách thứ sinh là phần dày nhất.

Thành phần chủ yếu là cellulose và một ít lignin, ở vách thứ sinh các mixen
cellulose sắp xếp có trật tự đ-ợc chia thành 3 lớp:
1) Lớp ngoài: mỏng, nằm sát vách sơ sinh, các mixen cellulose xếp vuông góc với
trục dọc tế bào hoặc nghiêng một góc: 70-900 so với trục dọc tế bào.


15

2) Lớp giữa: nằm kế tiếp lớp ngoài, đây là lớp dày nhất, các mixen cellulose xếp
song song với trục dọc tế bào (trục dọc thân cây) hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 30 0
so với trục dọc tế bào.
3) Lớp trong: mỏng, nằm sát ruột tế bào, các mixen cellulose trong vách thứ sinh
(đặc biệt là lớp giữa) có tác dụng quyết định tới tính chất của gỗ.
2.2. ảnh h-ởng của cấu tạo gỗ đến công nghệ chế biến gỗ
2.2.1. Mạch gỗ
Là tổ chức của nhiều tế bào mạch gỗ nối tiếp nhau thành ống dài sắp xếp theo
chiều dọc thân cây. Đây là loại tế bào vách dày có kích th-ớc lớn nhất nên dễ quan
sát nhất. Mạch gỗ chỉ có ở gỗ lá rộng, chiếm một tỷ lệ khá lớn, trung bình 20-30 %
thể tích gỗ 25 , 24 . Tỷ lệ mạch gỗ nhiều hay ít tuỳ thuộc vào loại cây, tuổi, gỗ
sớm, gỗ muộn và điều kiện sinh tr-ởng. Vai trò mạch gỗ trong thân cây là dẫn
truyền nhựa nguyên từ rễ lên lá, lỗ thông ngang trên vách tế bào mạch gỗ nằm cạnh
nhau có vai trò dẫn truyền n-ớc, chất dinh d-ỡng theo chiều ngang thân cây. Sau khi
chặt hạ, mạch gỗ và lỗ thông ngang trên mạch gỗ làm nhiệm vụ l-u thông n-ớc
trong gỗ làm cho gỗ nhanh khô 25 . Trong việc bảo quản gỗ, mạch gỗ có tác dụng
làm cho thuốc thấm sâu và nhanh. Lỗ thông ngang có tác dụng vận chuyển thuốc
thấm theo chiều ngang. Mạch gỗ là một trong những tiêu chuẩn quan trọng trong
việc nhận mặt gỗ, là yếu tố làm giảm tác dụng tính chất cơ lý của gỗ lá rộng

25 ,

16 . Một số loài cây trong mạch gỗ có thể bít. Thể bít làm cho khả năng thấm thuốc
bảo quản bị giảm, nh-ng phần này có tác dụng chống lại sâu nấm phá hoại 25 .
Một số loại gỗ có chứa chất kết tinh trong mạch gỗ.
2.2.2. Sợi gỗ
Là thành phần chủ yếu cấu tạo nên gỗ lá rộng, chiếm tỉ tệ trung bình là 50 %
thể tích gỗ 25 . Sợi gỗ giữ vai trò cơ học cho cây đứng vững, vì thế vách tế bào càng
dày, ruột tế bào càng bé thì c-ờng độ càng cao.


16

2.2.3. Tế bào
Là tế bào vách mỏng làm nhiệm vụ dự trữ chất dinh d-ỡng. Loại tế bào này chiếm tỉ
trọng 2-15 % thể tích của gỗ. Nếu tế bào mô mềm phát triển thì c-ờng độ gỗ giảm
xuống đồng thời gỗ dễ bị sâu nấm phá hoại 25 , 24 .
2.2.4. Tia gỗ
Tia gỗ lá rộng hoàn toàn do tế bào mô mềm cấu tạo nên. Tia gỗ lá rộng
chiếm 10-15 % thể tích, có loại chiếm tới 20-30 % thể tích 25 . Tia gỗ gây ra
nghiêng thớ đối với tất cả các tế bào xếp dọc thân cây. Tia gỗ càng rộng, càng lớn
làm cho gỗ nghiêng thớ càng nhiều. Thực nghiệm đã chứng minh tia gỗ càng nhiều
thì sự chênh lệch vì sức co dãn giữa hai chiều xuyên tâm và tiếp tuyến càng lớn 25 .
Đây cũng là nguyên nhân gây ra nứt nẻ gỗ. Gỗ càng nghiêng thớ, chéo thớ khi cắt
gọt tiêu hao càng nhiều công, trong sản xuất ván dán, ván mỏng tạo ra bề mặt bị xơ
x-ớc làm giảm chất l-ợng ván.
2.3. ảnh h-ởng của thành phần hoá học đến công nghệ chế biến gỗ
2.3.1. Thành phần nguyên tố hoá học của gỗ
Gỗ do nhiều tế bào cấu tạo nên, nó là một thể hỗn hợp rất phức tạp của các
chất cao phân tử polysaccarit, gồm có nhiều cacbonic và nhóm benzen tạo thành.
Ngoài các chất thành phần chủ yếu ra trong gỗ còn có dầu, nhựa, chất chát, chất
màu, tinh dầu, chất béo... 7 , 11 . Các chất cấu tạo nên gỗ chủ yếu là chất hữu cơ:

chiếm đến 99-99,9 % thành phần cấu tạo gỗ gồm có cellulose, lignin và hemi
cellulose.
Các chất vô cơ: chiếm 0,3-1 % khi đốt cháy hoàn toàn các chất này sẽ biến
thành tro. Hàm l-ợng tro -ớc tính chừng khoảng từ 0,3-1 % so với khối l-ợng gỗ
khô kiệt. Hàm l-ợng tro phụ thuộc vào vị trí trong cây và giảm dần theo tuổi cây

25 . Tro là hợp chất của các nguyên tố K, Ca, Ma, Mg, Fe... Tuỳ theo loại gỗ và
điều kiện lập địa gỗ có hàm l-ợng chất vô cơ khác nhau 7 .
2.3.1.1. Tính chất các thành phần hoá học của gỗ
Thành phần hoá học của gỗ thay đổi theo loại cây và điều kiện sinh tr-ởng:
thành phần hoá học giữa phần thân và cành có sự khác nhau rõ rệt, tỷ lệ cellulose ở


17

cành ít hơn rất nhiều so với thân cây. Ng-ợc lại lignin, pentozan (là những chất hoà
tan trong thành phần n-ớc nóng ở cành có nhiều hơn ở thân) 7 , 25 . Điều kiện
sinh tr-ởng của cây rừng (cấp đất, độ cao so với mặt n-ớc biển, cấp sinh tr-ởng...)
có ảnh h-ởng đến thành phần hoá học của gỗ. Theo chiều cao thân cây các thành
phần hoá học ít thay đổi 25 .
Cấu tạo gỗ gồm có hai nhóm chất 1 , 7 , 11 , 25 :
Nhóm thứ nhất gồm: cellulose, lignin và hemi cellulose là những chất cấu tạo
nên vách tế bào.
Nhóm thứ hai gồm: những chất chiết suất không có trong thành phần của
vách tế bào.
Cellulose: là thành phần cơ bản nhất trong vách tế bào. Trong gỗ cellulose
chiếm 40-50 % trọng l-ợng. Cellulose bao gồm những phần kết tinh (sắp xếp trật tự
ở mức độ chặt chẽ) và những phần rối loạn vô định hình (rối loạn). Những phần tử
đó không có ranh giới rõ rệt. Sự chuyển hoá từ phân bố có trật tự của mạch cellulose
trong mạng tinh thể lập ph-ơng (gọi là vi tinh thể hay mixen) sang trạng thái vô

định hình, trong đó có mạch cellulose sắp xếp vô trật tự diễn ra dần dần và vô định
hình ở các loại cellulose khác nhau cũng khác nhau.
Cellulose là polyme điều chỉnh phân cực, có độ kết tinh cao. Do đó rất khó
hoà tan trong các dung môi thông th-ờng, vì cellulose có độ cứng t-ơng đối của các
phân tử chuỗi xuất hiện một khuynh h-ớng kết tinh rất mạnh. Trong các cellulose đã
kết tinh những nhóm có cực -OH giữ chặt các chuỗi bằng mạng l-ới của các liên kết
hydro ngang 7 .
Cellulose là phần tử chủ yếu sản sinh ra nội lực của gỗ. Những ứng lực nào
do cellulose tạo ra đều là những ứng lực lớn nhất ( cd ,

kd , ut ), cellulose

cũng là thành phần duy nhất tạo ra tính chất đàn hồi của gỗ. Chính vì thế độ dẻo dai
của gỗ do cellulose tạo nên. Đối với một số ngành chế biến gỗ nh- sản xuất bột
giấy yêu cầu tỷ lệ cellulose cao (lớn hơn 30 %) sợi gỗ dài 25 . Hemicellulose là
những chất polysaccarit cấu tạo nên vách tế bào. Hemicellulose gồm pentozan


18

(C5H8 O4)n và hexozan (C6H10 O5)n . Đây là polyme không định hình, tính ổn định
hoá học kém, phần lớn tan trong kiềm. Mức độ polyme hoá của hemicellulose trung
bình từ 100-250 25 , 31 . Hàm l-ợng hexozan và pentozan trong các loại gỗ, cây
nhiều cây ít có khác nhau. ở cây gỗ lá rộng pentozan chiếm 15-25 % còn henxozan
chiếm tỉ lệ rất nhỏ 3-6 % 11 . Hemi cellulose trong tế bào bao gồm các xylan,
glucomannan và arabogalactan 7 , 31 . Sự có mặt của hemi cellulose trong
cellulose làm tăng tốc độ tr-ơng nở và xơ hoá sợi, làm giảm thời gian nghiền và đỡ
tốn năng l-ợng trong khâu nghiền sợi 7 . Trong quá trình sản xuất giấy với một
hàm l-ợng hemicellulose hợp lý tạo điều kiện cho sự đan xếp các sợi làm mềm giấy
và vì vậy cũng gây ảnh h-ởng tới độ bền của giấy. Nh-ng nếu hàm l-ợng hemi

cellulose quá cao, độ kháng xé rách giảm vì giảm độ bền từng sợi do trọng l-ợng
phân tử trung bình của hệ cao phân tử 7 . Lignin: sau cellulose, lignin là thành phần
cấu tạo chủ yếu của vách tế bào. Lignin là polyme không định hình dạng l-ới, phân
tử cấu tạo mạch vòng thơm, màu nâu sẫm. So sánh với cellulose, lignin kém ổn định
hơn rất nhiều. Lignin trong tế bào thực vật nằm ở giữa các tế bào là chủ yếu và đ-ợc
tích tụ trong suốt quá trình mộc hoá của mô thực vật. Lignin không tan trong các
dung môi thông th-ờng, không bị phân huỷ nh- các polysacarit 7 . Trong những
điều kiện và áp suất nhất định thì lignin sẽ tái tạo trở lại trạng thái ban đầu có khả
năng trùng ng-ng keo. Lignin tạo ra nội lực đều là những lực nhỏ nhất ( cn ,

kn ,

td , tn , sức chịu tách...). Trong cấu trúc vách tế bào, lignin là một chất keo bám
trên s-ờn cellulose, vì vậy lignin tạo ra độ rắn cho gỗ. ở vị trí nào trong thân cây
nếu hàm l-ợng lignin cao thì ở đấy gỗ cứng 25 . Đối với công nghệ sản xuất MDF
yêu cầu tỉ lệ cellulose và lignin cao vì trong quá trình ép nhiệt lignin tạo nên các
chất t-ơng tự nh- keo dán có tác dụng kết dính 10 lignin còn làm tăng khả năng
chịu n-ớc của sản phẩm. Đối với sản xuất bột giấy hàm l-ợng lignin giảm để giảm
chi phí cho sử dụng hoá chất giúp dễ phân ly sợi 28 .


19

2.3.1.2. Các chất chiết suất
Những chất này không có trong thành phần của vách tế bào, chúng gồm: axít
nhựa, axit béo, muối hữu cơ, tinh dầu, tinh bột, đ-ờng và các loại khoáng khác. Các
chất chiết suất làm giảm khả năng thẩm thấu, khả năng kết dính của keo, ảnh h-ởng
đến màu sắc, mùi vị gỗ, ảnh h-ởng đến độ bền tự nhiên của gỗ... Ngay sau khi xử lý
bằng n-ớc nóng, cồn axeton thì sức thẩm thấu tăng 4-14 lần. Đặc biệt hàm l-ợng
các chất chiết suất tan trong n-ớc nóng, n-ớc lạnh cao sẽ có nhiều chất làm thức ăn

cho nấm, côn trùng, vì vậy gỗ dễ bị nấm mốc, mối mọt xâm nhập phá hoại.
2.3.1.3. Độ pH gỗ và ảnh h-ởng của nó đến quá trình gia công chế biến gỗ
Độ pH phản ánh tính axit, bazơ trong gỗ. Đại bộ phận gỗ trên thế giới có pH:
4,0-6,5. Vì vậy ng-ời ta đề xuất nên chia gỗ thành 2 nhóm lớn (dựa vào độ pH).
Gỗ mang tính axit: pH nhỏ hơn 6,5
Gỗ mang tính bazơ pH lớn hơn 6,5 (rất ít loại gỗ thuộc nhóm này).
Tính axit, bazơ là một trong tính chất hoá học chủ yếu của tre, gỗ. Các axit
gồm có axit axetic, axit foocmic, axit nhựa và một số chất chiết suất mang tính axit
khác. Ngoài ra trong quá trình cất giữ, l-ợng axit sẽ tăng lên hoặc trong quá trình
hong phơi do gốc CH2COO trong hemicellulose bị thuỷ phân tạo thành gốc axit
axetic tự do làm cho tính axit của nguyên liệu tăng lên.
Trong quá trình sản xuất ván nhân tạo, độ pH ảnh h-ởng đến quá trình sản
xuất, đòi hỏi nguyên liệu phải có trị số pH nhất định. Các bazơ trong nguyên liệu
không có lợi cho quá trình đóng rắn keo U-F vì keo này đóng rắn tốt nhất ở pH: 3-5.
ở khoảng trị số pH này thì thời gian đóng rắn và chất l-ợng mối dán tốt nhất. Do đó
đối với các loại gỗ mang tính axit phù hợp với keo U-F.
Những chất mang tính axit có tác dụng nâng cao c-ờng độ dán dính đặc biệt
là đối với lớp ván bên trong sản phẩm. Nếu l-ợng hoãn xung bazơ trong nguyên liệu
cao thì phải tiêu tốn nhiều chất đóng rắn mới đảm bảo chất l-ợng dán dính. Ng-ợc
lại pH ít ảnh h-ởng đến keo P-F. Độ pH còn ảnh h-ởng đến quá trình gia công chế
biến gỗ. Khi gia công, độ pH của gỗ đặc biệt là axit axetic gây ăn mòn kim loại. Độ
pH càng thấp ăn mòn kim loại càng tăng đặc biệt trong môi tr-ờng ẩm, nhiệt độ cao
vì trong điều kiện này hàm l-ợng axit tự do tăng lên.


20

2.4. ảnh h-ởng của tính chất vật lý đến công nghệ chế biến gỗ.
Trong phần này chúng tôi chỉ đề cấp đến một số tính chất vật lý chủ yếu của
gỗ có liên quan trực tiếp đến quá trình gia công chế biến và sử dụng gỗ.

2.4.1. Tính chất hút và thoát hơi ẩm của gỗ
Gỗ để lâu trong không khí có nhiệt độ và độ ẩm nhất định sẽ hút hoặc thoát
hơi n-ớc cho đến khi độ ẩm của gỗ t-ơng đối ổn định (đạt trị số độ ẩm thăng bằng).
Trong phạm vi giới hạn ẩm liên kết, gỗ khô hút n-ớc sẽ dãn nở làm thay đổi
hình dạng kích th-ớc gỗ và làm giảm khả năng chịu lực, tạo điều kiện tốt cho sâu
nấm phát triển. Ng-ợc lại trong không khí khô, gỗ -ớt sẽ thoát hơi n-ớc và co rút
làm cho thể tích thu nhỏ lại.
Hút và thoát hơi n-ớc của gỗ phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của không khí.
Quá trình hút hơi n-ớc của gỗ sẽ kết thúc khi nó đạt độ ẩm thăng bằng. Độ ẩm của
gỗ phụ thuộc vào độ ẩm không khí từng vùng.
ở miền Bắc Việt Nam theo TCVN 356-70-sửa đổi 25 , 29 độ ẩm thăng
bằng lấy 18 %.
Hút và thoát hơi n-ớc trong phạm vi giới hạn ẩm liên kết còn là một trong
những nguyên nhân gây ra nứt nẻ, biến dạng ảnh h-ởng xấu đến phẩm chất gỗ.
2.4.2. Tính hút n-ớc của gỗ
Sức hút n-ớc của gỗ là năng lực hút n-ớc vào gỗ khi ngâm trong n-ớc. Tính
chất hút n-ớc của gỗ theo 25 đ-ợc thể hiện ở độ hút n-ớc. Độ hút n-ớc, thời gian
hút n-ớc, phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố: khối l-ợng thể tích, vị trí, chiều thớ, kích
th-ớc, nhiệt độ n-ớc và độ ẩm ban đầu... Trong đó yếu tố ảnh h-ởng nhiều nhất là
khối l-ợng thể tích. Khối l-ợng thể tích càng lớn thì khả năng hút n-ớc càng chậm,
gỗ lõi hút n-ớc chậm hơn gỗ giác. Mặt cắt ngang hút n-ớc lớn nhất, mặt cắt xuyên
tâm và mặt cắt tiếp tuyến hút n-ớc rất chậm. Diện tích mặt cắt ngang càng lớn thì
tốc độ hút n-ớc càng nhanh, ở nhiệt độ cao gỗ hút n-ớc nhanh nh-ng không nhiều.
Vận chuyển n-ớc vào trong gỗ chủ yếu do mạch gỗ đảm nhận.
Nghiên cứu các yếu tố ảnh h-ởng đến sức hút n-ớc của gỗ là vấn đề có ý
nghĩa quan trọng trong kỹ thuật ngâm tẩm gỗ bằng hoá chất d-ới điều kiện áp suất
th-ờng.


21

2.4.3. Tính chất co rút và dãn nở
Co rút và dãn nở là một đặc điểm của gỗ. Nó xảy ra khi gỗ thoát hoặc hút hơi
ẩm (hút ẩm) trong phạm vi ẩm liên kết. Đó chính là nguyên nhân làm cho gỗ bị biến
hình, cong vênh, nứt nẻ. Trong 3 thành phần cấu tạo nên vách tế bào: cellulose, hemi
cellulose và lignin thì chỉ có cellulose có khả năng hút và thoát n-ớc. Bản chất của
quá trình co dãn là sự thay đổi khoảng cách giữa các mixen cellulose. Hiện t-ợng
nới rộng khoảng cách giữa các mixen chỉ xảy ra khi l-ợng n-ớc thấm tăng lên. Đến
khi n-ớc thấm đạt đến tối đa, nghĩa là khoảng cách các mixen đạt cực đại thì hiện
t-ợng dãn nở không xảy ra nữa, mặc dù n-ớc tự do xuất hiện và tăng lên rất nhiều.
Khi thoát n-ớc, l-ợng n-ớc tự do thoát ra tr-ớc, l-ợng n-ớc thấm thoát ra sau vì sự
tiếp xúc trực tiếp giữa một vật thể rắn là gỗ (mixen cellulose) và một chất lỏng gây
nên sức bám bề mặt của n-ớc lên gỗ, tạo nên hiện t-ợng vi mao quản trong gỗ 25 ,

24 Khối l-ợng thể tích càng lớn thì chênh lệch về độ co dãn theo 2 chiều xuyên tâm
và tiếp tuyến càng ít. Tỷ lệ tia gỗ càng nhiều thì sự chênh lệch về sức co dãn giữa 2
chiều xuyên tâm và tiếp tuyến càng lớn. Gỗ dùng cho công trình không cần chịu lực
cao, ít co dãn nên dùng gỗ nhẹ. Sự co dãn của gỗ gây nên sự cong vênh biến dạng gỗ
khi sử dụng, làm sai lệch kích th-ớc ảnh h-ởng đến chất l-ợng sản phẩm. Đối với
sản phẩm là ván nhân tạo sự co dãn gỗ làm bung màng keo và làm cho ván nhanh
hỏng, đặc biệt trong môi tr-ờng ẩm.
2.4.4. Khối l-ợng thể tích của gỗ
Mỗi loại gỗ khác nhau có cấu tạo khác nhau (tỷ lệ tế bào vách dày và vách
mỏng khác nhau) do vậy khối l-ợng thể tích khác nhau. Gỗ chứa nhiều n-ớc thì
khối l-ợng thể tích lớn, gỗ chứa ít n-ớc thì khối l-ợng thể tích nhỏ. Các vị trí khác
nhau trên thân cây có khối l-ợng thể tích khác nhau. Tỷ lệ gỗ muộn nhiều hay ít
cũng ảnh h-ởng đến khối l-ợng thể tích. ở tuổi thành thục sinh học gỗ có khối
l-ợng thể tích cao hơn gỗ có tuổi già và tuổi non 25 . Khối l-ợng thể tích có ảnh
h-ởng đến tính chất của gỗ. Gỗ có khối l-ợng thể tích lớn, tính chất cơ học của gỗ
càng lớn. Quan hệ giữa khối l-ợng thể tích gỗ với c-ờng độ gỗ khá chặt chẽ và đ-ợc

biểu thị bằng ph-ơng trình bậc 1, 25 :
Trong đó: a, b - hệ số;

ax b .

(2.1)


22



- c-ờng độ gỗ.

Trong quá trình dán dính: gỗ có khối l-ợng thể tích lớn, c-ờng độ dán dính
cao nh-ng nếu độ ẩm thay đổi thì ứng suất càng lớn phá huỷ gỗ càng mạnh. Do đó
đòi hỏi keo có liên kết bên trong cao. Nếu cố định keo thì độ bền mối dán gỗ có
lớn nhỏ hơn độ bền mối dán có



nhỏ. Vì vậy phải căn cứ vào c-ờng độ cơ học của

mối dán để chọn keo thích hợp.
2.5. ảnh h-ởng của tính chất cơ học đến công nghệ chế biến gỗ
2.5.1. Giới hạn bền khi ép
Khi bị nén (ép) dọc thớ trong gỗ sản sinh ra nội lực chống lại theo chiều dọc
thớ. Do đại bộ phận tế bào xếp song song với trục dọc thân cây nên khi có tác động
theo chiều dọc thì các bó mixen sản sinh ra nội lực chống lại các tác động đó. Khả
năng liên kết giữa các mixen bởi lignin và lớp keo màng giữa các tế bào làm cho

mixen ổn định vị trí khi chịu lực. Sức hút t-ơng hỗ giữa các phân tử cấu tạo nên gỗ
tạo cho nó một khối vững chắc và chính nó tạo ra ứng lực cho gỗ 29 , 24 .
Gỗ chịu nén ngang thớ, trong một giai đoạn nhất định, khi chịu ép ngang thớ
gỗ biến dạng đàn hồi, trong giới hạn đó sức hút và sức đẩy t-ơng hỗ giữa các mixen
cân bằng nhau làm cho khối gỗ vững chắc theo ph-ơng nằm ngang. Gỗ đ-ợc cấu tạo
bởi các tế bào hình ống, rỗng ruột nên khi lực bên ngoài v-ợt quá giới hạn đàn hồi
(chủ yếu là phía đầu các tế bào) làm cho các tế bào (tr-ớc hết là mạch gỗ, tế bào mô
mềm, quản bào gỗ sớm) bị phá hoại. Giới hạn bền khi nén ngang thớ cục bộ và toàn
bộ theo hai chiều xuyên tâm và tiếp tuyến trong cùng một loại gỗ sẽ khác nhau.
Phần lớn những cây lá rộng có tia gỗ phát triển thì sức chịu ép ngang thớ xuyên tâm
sẽ lớn hơn giới hạn bền khi ép tiếp tuyến. Phần gỗ sớm và gỗ muộn phân biệt thì
giới hạn bền khi ép tiếp tuyến sẽ lớn hơn giới hạn bền khi ép xuyên tâm.
2.5.2. Giới hạn bền khi uốn tĩnh và modul đàn hồi khi uốn tĩnh
Giới hạn bền khi uốn tĩnh là một trong hai chỉ tiêu quan trọng để đánh giá
c-ờng độ của gỗ. Modul đàn hồi cũng đánh giá khả năng chống lại lực tác động của
ngoại lực đối với cây gỗ. Từ các giá trị về giới hạn bền khi uốn tĩnh và khả năng
chống lại lực uốn của gỗ, ta có thể lấy đó làm cơ sở cho việc tính toán và lựa chọn


23

kết cấu cho phù hợp trong việc sử dụng, lựa chọn ph-ơng án gia công chế biến và
sản xuất ván nhân tạo.
2.6. Cơ sở khoa học cơ bản về ván bóc và ván dán
2.6.1. Những yếu tố cơ bản ảnh h-ởng đến chất l-ợng ván bóc
2.6.1.1. Nguyên liệu
Nguyên liệu dùng cho sản xuất ván mỏng thông th-ờng là những loại gỗ có
tính chất cơ, lý phù hợp với quá trình bóc. Đặc điểm của những loại cây này th-ờng
có công cắt bé, độ dẻo dai cao, đồng thời về mặt hình học phải t-ơng đối tròn đều,
thẳng để tăng tỷ lệ lợi dụng. ở Việt Nam thông th-ờng dùng những loại gỗ có khối

l-ợng thể tích nằm trong khoảng: 0,4-0,6 g/cm3 và mềm nh-: trám, xoan, vạng, bồ
đề, lát 24 . Ngoài ra còn rất nhiều các yêu cầu chất l-ợng của gỗ tròn dùng cho
sản xuất ván mỏng: độ cong, độ thót ngọn, độ tròn đều và các loại khuyết tật của nó.
D-ới đây là một số tiêu chuẩn về các khuyết tật và phân hạng cấp chất l-ợng 6 :
Bảng 2.1. Các khuyết tật của gỗ nguyên liệu sản xuất ván dán và phân hạng theo
ISO 2426-2:2000(E)
Cấp chất l-ợng theo đặc điểm bên ngoài

E
1

Mắt nhỏ, mắt/m2

3

Mắt chết, mắt rò

6

Lộn vỏ

I

II

III

Cho phép
3

Cho phép 6

Cho phép

Cho phép đ-ờng kính lớn nhất tới:
15mm
30mm
60mm
Tr-ờng hợp các mắt tập trung đ-ờng kính không quá:
25mm
50mm
300mm
Tính cho 1m2, các mắt này có thể có vết nứt:
Rất nhỏ
Nhỏ
Nếu đ-ợc và thích hợp
Không
Cho phép đ-ờng kính lớn nhất là 25mm và số
cho phép
l-ợng mắt là 1mắt/m2
Cho phép
Nếu rất
Nếu nhỏ
nhỏ
Cho phép nếu đ-ợc vá thích hợp, bề rộng lớn
nhất tới:
3mm
5mm
Chiều dài lớn nhất của vết nứt:
400mm

500mm
Số l-ợng vết cho 1m bề rộng ván:
2
Không hạn chế
Chiều dài lớn nhất của hai vết kề nhau cho 1m bề rộng:
200mm
Không hạn chế
Không cho phép
Cho phép nếu đ-ợc vá phù hợp

IV