NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ BIẾN TÍNH GỖ KEO LAI BẰNG LÒ VI SÓNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
****************

NGUYỄN THỊ BÍCH HUYỀN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG
NGHỆ BIẾN TÍNH GỖ KEO LAI
BẰNG LÒ VI SÓNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CHẾ BIẾN LÂM SẢN

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 07 năm 2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
****************

NGUYỄN THỊ BÍCH HUYỀN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG
NGHỆ BIẾN TÍNH GỖ KEO LAI
BẰNG LÒ VI SÓNG

Ngành: Chế biến Lâm sản

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn: TS. HOÀNG THỊ THANH HƯƠNG

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 07 năm 2011

i


LỜI CÁM ƠN
Tôi xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến:
Ba và mẹ, người đã sinh ra tôi, nuôi dưỡng và dạy bảo tôi nên người.
Tất cả quý thầy cô Trường Đại học Nông Lâm, thầy, cô khoa Lâm Nghiệp
và thầy cô bộ môn Chế Biến Lâm Sản đã giảng dạy tôi trong suốt quá trình học
tập ở trường.
Tiến sĩ Hoàng Thị Thanh Hương, giảng viên bộ môn Chế Biến Lâm Sản đã
hướng dẫn tôi hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp.
Viện công nghệ sinh học và môi trường- Trường Đại học Nông Lâm đã
cung cấp thiết bị lò vi song giúp tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
Ban giám đốc cùng toàn thể cán bộ nhân viên và anh chị em công nhân
xưởng Trường Tiền đã tạo điều kiện và giúp tôi gia công mẫu trong quá trình thực
hiện đề tài.
Các bạn trong lớp đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện
đề tài.

Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Bích Huyền

ii

TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ biến tính gỗ keo lai bằng lò vi
sóng ” được tiến hành tại Viện công nghệ sinh học và bảo vệ môi trường, Trường
Đại học Nông Lâm, TP Hồ Chí Minh. Thời gian từ từ 22-2 đến 22-6 năm 2011. Thí
nghiệm được bố trí theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm.
Kết quả đạt được:
Thông số kỹ thuật biến tính:
 Thời gian: 22 phút
 Công suất: 800 W
 Quy cách mẫu: 60 x 60 x 100 mm
 Độ ẩm gỗ: 70 - 80 %
 Thời gian ổn định mẫu: 30 phút
Gỗ keo lai sau khi biến tính đạt các chỉ tiêu tính chất cơ lý như sau:
 Khối lượng thể tích: 0,615 g/cm3
 Độ cứng mặt tiếp tuyến: 428 kG/cm2
 Lực tách theo chiều tiếp tuyến: 62,17 kG/cm
 Ứng suất nén theo chiều dọc thớ: 621 kG/cm2
 Độ ổn định kích thước được cải thiện.

iii


MỤC LỤC
Trang
Trang tưa ..................................................................................................................... i
Lời cám ơn ................................................................................................................... ii 
Tóm tắt ........................................................................................................................ iii 
Mục lục ........................................................................................................................ iv 
Danh sách các chữ viết tắt và ký hiệu ..................................................................... vii 
Danh sách các bảng .................................................................................................... ix 

Danh sách các hình...................................................................................................... x 
Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................. 1 
1.1  Tính cấp thiết của đề tài:........................................................................................................ 1 
1.2  Ý nghĩa khoa học thực tiễn ................................................................................................. 16 
1.3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu: ......................................................................................... 3 
1.3.1 Phạm vi nghiên cứu: .............................................................................................. 3 
1.3.2 Đối tượng nghiên cứu:........................................................................................... 3 
Chương 2 TỔNG QUAN .............................................................................................. 4 
2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu biến tính gỗ:...................................................................... 4 
2.1.1 Tình hình nghiên cứu về gỗ biến tính trên thế giới: ............................................ 4 
2.1.2 Tình hình nghiên cứu biến tính gỗ tại Việt Nam: ................................................ 6 
2.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình biến tính:................................................................................. 9 
2.2.1 Một số phương pháp biến tính gỗ. ........................................................................ 9 
2.2.1.1Biến tính hóa cơ .................................................................................... 9 
2.2.1.2 Biến tính nhiệt hóa học ........................................................................ 9 
2.2.1.3 Biến tính phóng xạ hoá học ................................................................. 9 
2.2.1.4 Biến tính cơ nhiệt ............................................................................... 10 
2.2.2 Cơ sở lý thuyết về công nghệ biến tính gỗ bằng phương pháp nhiệt. .............. 10 
2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gỗ biến tính bằng phương pháp nhiệt. ................ 13 
2.3.1 Ảnh hưởng của nguyên liệu gỗ. .......................................................................... 13 
2.3.2 Ảnh hưởng của quá trình xử lý ........................................................................... 14 

iv


Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................. 16 
3.1 Mục tiêu – Mục đích nghiên cứu: ........................................................................................ 16 
3.1.1 Mục tiêu :....................................................................................................................... 16
3.1.2 Mục đích :...................................................................................................................... 16
3.2 Nội dung nghiên cứu:............................................................................................................ 17 

3.3 Phương pháp nghiên cứu: ............................................................................................. 22 
3.3.1 Phương pháp biến tính gỗ: .................................................................................. 23 
3.3.2 Phương pháp nghiên cứu thăm dò: ..................................................................... 23 
3.3.3 Giới hạn các yếu tố nghiên cứu: ......................................................................... 25 
3.3.4 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: .............................................................. 25 

3.4 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm: ..................................................................... 25
3.5. Vật liệu nghiên cứu: ..................................................................................................... 22 
3.5.1 Mô tả cây. ........................................................................................................... 23 
3.5.2 Phân bố và sinh thái: ........................................................................................... 17 
3.5.3 Tính chất vật lý và cơ học ................................................................................... 17 
3.5.4 Giá trị sử dụng: ................................................................................................... 18 

3.6 Biến tính Microwave trên gỗ keo lai. .................................................................................. 21 
3.7 Đánh giá gỗ Keo lai sau khi biến tính: ................................................................................ 27 
3.7.1 Phương pháp xác định tính chất cơ lý của gỗ. ................................................... 27 
3.7.2 Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích của gỗ ............................................... 27 
3.7.3 Thí nghiệm xác định ứng suất tách..................................................................... 28 
3.7.4 Thí nghiệm xác định độ cứng tĩnh ...................................................................... 30 
3.7.5 Thí nghiệm xác định ứng suất nén dọc: ............................................................. 31
3.7.6 Thí nghiệm xác định độ ổn định kích thước theo chiều tiếp tuyến với RH=
35% và RH = 60%: ....................................................................................................... 31
3.7.7 Khảo sát cấu tạo hiển vi: ..................................................................................... 31 
Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU - THẢO LUẬN .............................................. 35 
4.1 Kết quả nghiên cứu................................................................................................................ 35 
4.1.1 Khối lượng thể tích của gỗ keo lai không biến tính và biến tính. ..................... 35 
4.1.2 Độ cứng của gỗ keo lai không biến tính và biến tính. ....................................... 36 

v

4.1.3 Ứng suất tách của gỗ keo lai không biến tính và biến tính. .............................. 37 
4.1.4 Ứng suất nén dọc của gỗ keo lai không biến tính và biến tính. ........................ 38
4.1.5 Độ ổn định kích thước theo chiều tiếp tuyến với RH = 30% và RH = 60%
của gỗ keo lai không biến tính và biến tính. ................................................................ 38
4.1.6 Cấu tạo hiển vi của gỗ keo lai không biến tính và biến tính. ............................ 40 
4.2 Xây dựng phương trình tương quan. ................................................................................... 41 
4.2.1 Xử lý số liệu và xác định phương trình tương quan. ......................................... 41 
4.2.2 Kiểm tra các hệ số hồi quy và tính tương thích của phương trình.................... 41 
4.2.3 Chuyển phương trình tương quan dạng mã hoá về dạng thực.......................... 42 
4.3 Xác định các thông số công nghệ tối ưu. ............................................................................ 43 
4.3.1 Bài toán tối ưu hoá một mục tiêu :...................................................................... 43 
4.3.2 Bài toán tối ưu hoá hai mục tiêu ......................................................................... 43 
4.4 Đề xuất công nghệ biến tính gỗ keo lai ............................................................................... 44 
4.4.1Sơ đồ công nghệ biến tính gỗ keo lai ........................................................ 44
4.4.2Thuyết minh sơ đồ .................................................................................... 45
4.4.2.1Chuẩn bị nguyên liệu .......................................................................... 45
4.4.2.2Thực hiện biến tính ............................................................................. 45
4.4.2.3Ổn định mẫu ........................................................................................ 45
4.5Bảng tổng hợp thông số kỹ thuật biến tính và các chỉ tiêu cơ lý của gỗ keo
lai không biến tính và biến tính ................................................................................... 45
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................... 47 
5.1 Kết luận:.................................................................................................................................. 47 
5.2 Kiến Nghị ............................................................................................................................... 47 
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 49 
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 51 

vi

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Chữ viết tắt và ký hiệu

Ý nghĩa

Thứ nguyên

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam

ASTM D143:

Tiêu chuẩn của Mỹ

ANOVA:

Phương pháp phân tích phương sai

STT:

Số thứ tự

TB:

Trung bình

t:

Thời gian

P:

Công suất

W

P:

Tải trọng phá hoại

kG

N:

Số thí nghiệm tiến hành

N1

Số thí nghiệm tuyến tính

no

Số thí nghiệm tại tâm

n

Số yếu tố đầu vào

Ft

Tiêu chuẩn Fisher tính theo công thức

Fb

Tiêu chuẩn Fisher tra theo bảng

Sdu

Tổng bình phương độ lệch

Sth2

Phương sai tái hiện

Stt2

Phương sai tương thích

k1, k2

Bậc tự do

l

Số hệ số có ý nghĩa trong
phương trình hồi quy

yi

Giá trị thực nghiệm trung bình
của thí nghiệm thứ i

∧

yi

Giá trị tính toán từ mô hình theo
theo điều kiện của thí nghiệm thứ i

yu0

Giá trị thực nghiệm trung bình của

vii


thí nghiệm tại tâm thứ u
y

0

Giá trị trung bình của no thí nghiệm
tại tâm

Δl

Khoảng biến thiên

ρcb

Khối luợng thể tích cơ bản của gỗ

g/cm3

mo

Khối luợng khô kiệt của gỗ

g

Vt

Thể tích của gỗ tươi

cm3

l

Khoảng cách giữa 2 đầu gối tựa

cm

b

Bề rộng mẫu

cm

h

Chiều cao mẫu

cm

Htt

Độ cứng

kG/cm2

Stt

Lực tách

kG/cm

Ứng suất nén dọc thớ

kG/cm2

viii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Phân loại biến tính theo các đặc điểm cơ bản trong quá trình xử lý nhiệt..12 
Bảng 3.1: Mức và khoảng biến thiên của các yếu tố đầu vào. ................................... 20 
Bảng 3.2: Ma trận thí nghiệm dạng mã hóa ............................................................... 20 
Bảng 4.1: Khối lượng thể tích của gỗ keo lai biến tính và không biến tính. .............. 36  

Bảng 4.2: Độ cứng của gỗ keo lai biến tính và không biến tính. ............................... 36 
Bảng 4.3: Ứng suất tách của gỗ keo lai biến tính và không biến tính. ....................... 37 
Bảng 4.4: Ứng suất nén dọc của gỗ keo lai biến tính và không biến tính. ................. 38
Bảng 4.5: Độ giãn nở theo chiều tiếp tuyến của gỗ Keo lai không biến tính và biến
tính............................................................................................................................... 39
Bảng 4.6: Kết quả thí nghiệm gỗ keo lai biến tính. .................................................... 41 
Bảng 4.7: Kết quả tính toán tối ưu hàm một mục tiêu của gỗ keo lai biến tính. ........ 43 
Bảng 4.8: Các thông số kỹ thuật biến tính gỗ keo lai bằng phương pháp nhiệt. ........ 45 
Bảng 4.9: Các chỉ tiêu cơ lý của gỗ keo lai không biến tính và biến tính .................. 46 

ix


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 3.1: Mô hình nghiên cứu công nghệ tạo gỗ biến tính ........................................ 19 
Hình 3.2: Cây gỗ Keo lai ............................................................................................ 23
Hình 3.3: Cấu tạo thô đại gỗ Keo lai .......................................................................... 24 
Hình 3.4: Lò ví sóng ................................................................................................... 26 
Hình 3.5: Gỗ keo lai được gia công ở xưởng Trường Tiền........................................ 27 
Hình 3.6: Mẫu thử khối lượng thể tích ....................................................................... 28 
Hình 3.7: Mẫu thử lực tách......................................................................................... 29 
Hình 3.8: Máy thử lực tách......................................................................................... 29 
Hình 3.9: Mẫu thử độ cứng ........................................................................................ 30 
Hình 3.10: Máy thử độ cứng ...................................................................................... 30
Hình 3.11: Mẫu thử ứng suất nén dọc thớ .................................................................. 31
Hình 3.12: Mẫu đo độ giãn nở.................................................................................... 31
Hình 4.1: Gỗ keo lai không biến tính và biến tính. ................................................ …35 
Hình 4.2: Biểu đồ khối lượng thể tích ........................................................................ 36 
Hình 4.3: Biểu đồ độ cứng ......................................................................................... 37 

Hình 4.4: Biểu đồ ứng suất tách ................................................................................. 38 
Hình 4.5: Biểu đồ ứng suất nén dọc ........................................................................... 39 
Hình 4.6: Biểu đồ giãn nở theo chiều tiếp tuyến ........................................................ 40
Hình 4.7: Sơ đồ công nghệ biến tính gỗ keo lai ......................................................... 44
Hình 4.8: Biểu đồ biến tính gỗ Keo lai bằng lò vi sóng ............................................. 44

x


Chương 1
ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1

Tính cấp thiết của đề tài:
Từ rất lâu con người đã sử dụng những sản phẩm gỗ. Ngày nay, với sự phát

triển của nền kinh tế, xã hội nhu cầu của con người về sản phẩm gỗ ngày càng cao,
đòi hỏi các sản phẩm gỗ ngày càng đa dạng và phong phú. Trong những năm gần
đây, ngành công nghiệp chế biến gỗ ở các nước trên thế giới có xu hướng không
ngừng gia tăng, do nhu cầu sử dụng gỗ và sản phẩm từ gỗ ngày càng tăng lên cả về
chất lượng và số lượng.
Ở nước ta, kim ngạch xuất khẩu đồ gỗ liên tục tăng: Năm 2001 là 334 triệu
USD, năm 2003 trên 560 triệu USD, năm 2004 tăng lên 1.122 tỷ USD và đến cuối
tháng 11 năm 2010 là 3.43 tỷ USD. Kim ngạch xuất khẩu sản phẩm đồ gỗ của Việt
Nam đạt 3.037 tỷ USD. Theo hiệp hội gỗ và lâm sản Việt Nam, năm 2011 nhu cầu
của thị trường đối với sản phẩm gỗ của Việt Nam là rất lớn, kim ngạch xuất khẩu
của mặt hàng này có thể đạt tới 4.1 – 4.2 tỷ USD. Với kim ngạch xuất khẩu đồ gỗ
trong những năm qua Việt Nam đang khẳng định vị trí số 1 ở khu vực Đông Nam Á
về sản xuất và xuất khẩu đồ gỗ trên thế giới. Với tốc độ phát triển như vậy, Việt

Nam đang trở thành một trong mười nước hàng đầu về sản xuất và xuất khẩu đồ gỗ
lớn trên thế giới.
Tuy nhiên, đứng trước thực trạng gỗ rừng tự nhiên ngày càng khan hiếm,
thay thế vào đó là gỗ mọc nhanh rừng trồng. Trong khi đó, gỗ mọc nhanh rừng
trồng lại không đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của con người do đặc tính của
gỗ rừng trồng kém hơn rất nhiều so với gỗ rừng tự nhiên.
Gỗ rừng trồng thường có tính chất cơ lý thấp, tỷ lệ biến dạng cao, độ ổn định
kích thước thấp. Chính vì những tính chất trên của gỗ rừng trồng mà ta thấy được

1


những mặt hạn chế của gỗ rừng trồng khi dùng làm nguyên liệu cho ngành chế biến
lâm sản. Do đó cần phải biến tính nó.
Vấn đề sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu được xem là một trong những
giải pháp hữu hiệu trong các chiến lược cắt giảm chi phí sản xuất. Đồng thời, sản
phẩm
được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên, theo phương pháp thân thiện, ít
tác động tiêu cực đến môi trường đang là xu hướng mà hầu hết mọi người trên thế
giới đang đặc biệt ưa chuộng.
Gỗ Keo lai là một loài cây rừng trồng, với đặc điểm dễ trồng, mọc nhanh,
chu kỳ khai thác ngắn, trữ lượng gỗ lớn, cây gỗ có thân tương đối thẳng. Sản phẩm
mộc được chế biến từ gỗ Keo lai – một trong những sản phẩm từ rừng trồng công
nghiệp đã được sử dụng nhiều tại các doanh nghiệp chế biến gỗ trong nước để xuất
khẩu đã mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Mặt khác, hiện tại nguồn nguyên liệu đầu vào từ gỗ Keo lai phải qua giai
đoạn xử lý thuốc bảo quản, sau đó sấy khô để chống côn trùng, nấm mốc và thỏa
mãn yêu cầu nguyên liệu chế biến. Điều này thật sự là một rào cản đối với sản phẩm
khi phải thâm nhập vào các thị trường nước ngoài, nơi đòi hỏi nghiêm ngặt về nồng
độ hóa chất, tính độc hại cho người sử dụng và môi trường. Do đó, biến tính

microwave gỗ Keo lai, không sử dụng hóa chất, với mục tiêu cải thiện tính chất cơ
lý, đồng thời tăng khả năng kháng côn trùng, nấm mốc cho nguyên liệu, sẽ có nhiều
khả năng mở ra hướng sử dụng nguyên liệu gỗ Keo lai một cách thông minh, kinh
tế, tiết kiệm và thân thiện với môi trường, phù hợp với xu hướng chung của cộng
đồng xã hội hiện nay.
1.2 Ý nghĩa khoa học- thực tiễn:
Gỗ keo lai sau khi biến tính có thể đáp ứng các yêu cầu trong sản xuất hàng
mộc góp phần giải quyết vấn đề nguyên liệu cho ngành chế biến gỗ Việt Nam.
Đề tài thực hiện thành công góp phần làm phong phú thêm công nghệ biến
tính gỗ, có thể áp dụng kết quả nghiên cứu vào trong sản xuất thực tế góp phần giải
quyết việc làm tăng thu nhập cho người dân.

2


1.3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu:
1.3.1 Phạm vi nghiên cứu:
Có nhiều phương pháp biến tính gỗ nhưng để phù hợp với công nghệ và thiết
bị của phòng thí nghiệm trong phạm vi của đề tài chọn phương pháp xử lý nhiệt đối
với gỗ rừng trồng là gỗ keo lai. Trong phạm vi của đề tài chủ yếu xác định các
thông số công nghệ cụ thể như công suất và thời gian, còn các thông số khác xem
như không thay đổi. Và sản phẩm gỗ sau khi biến tính sẽ hướng tới sử dụng trong
sản xuất đồ mộc.
1.3.2 Đối tượng nghiên cứu:
Gỗ Keo lai được lấy từ lâm trường Tánh Linh, xã Gia Huynh, huyện Tánh
Linh, tỉnh Bình Thuận sau đó được đem về công ty Xuất nhập khẩu Cao su Đông
Hòa ( Dĩ an Bình Dương) để cưa xẻ. Gỗ tươi sau khi cưa xẻ được đem đi gia công
tại công ty Trường Tiền theo đúng tiêu chuẩn và được tiến hành xử lý biến tính.

3

Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu biến tính gỗ:
2.1.1 Tình hình nghiên cứu về gỗ biến tính trên thế giới:
Biến tính nhiệt trên gỗ là một trong những phương pháp được nghiên cứu và
phát triển từ rất sớm. Nghiên cứu về xử lý nhiệt lần đầu được thực hiện vào những
năm đầu của thế kỷ 20. Công trình xử lý nhiệt trên gỗ sớm nhất là vào những năm
1920.
Năm 1937, Stamm và Hansen đã nghiên cứu về độ co rút và giãn nở trên gỗ
đã qua xử lý nhiệt. Các dữ liệu cho thấy tính thấm hút ẩm của gỗ khô giảm một
cách đáng kể. Đối với gỗ được xử lý nhiệt trong môi trường không khí thì độ cứng
mất đi nhiều hơn khi được xử lý trong môi trường chất khí. Đến năm 1946, Stamm
et al. lần đầu tiên có báo cáo thử nghiệm một cách hệ thống về khả năng làm tăng
tính kháng nấm mốc cho gỗ khi xử lý trong bồn kim loại nóng. Báo cáo cũng xác
định về khả năng cải thiện được độ bền và độ ổn định kích thước. Hệ số co rút và
giãn nở (ASE) tăng lên 40%, còn độ uốn tĩnh giảm 20%.
Năm 1972, Burmester đã chứng minh về khả năng cải thiện các tính chất của
gỗ nếu xử lý nhiệt trong điều kiện có áp suất. Quá trình này sau đó được Giebeler
phát triển vào năm 1983. Ông đã nghiên cứu về độ ổn định kích thước khi xử lý
nhiệt gỗ tươi trên các chủng loại gỗ khác nhau trong điều kiện có áp suất. Kết quả
cho thấy rằng tỷ lệ giãn nở giảm 50% - 80% trên các loại gỗ như Dẻ, cây Bu-lô,
Thông, Bạch dương và cây Vân sam, nhiệt độ xử lý từ 180-2000C.
Năm 1984, Hillis phát hiện rằng các ảnh hưởng mạnh xảy ra trên
hemicellulose và lignin khi gỗ được xử lý ở nhiệt độ 1000C trong 2 tiếng đồng hồ.

4

Những năm sau này, các nhà khoa học ở nhiều quốc gia khác nhau vẫn tiếp
tục nghiên cứu về gỗ xử lý nhiệt, các đặc điểm thu hút sự quan tâm của các nhà
khoa học chính là: đặc tính khô, sự thay đổi thành phần hóa học của gỗ (Troya at al.
1994; Tjeerdsama et al. 1998); tăng độ ổn định kích thước (Stamm et al. 1946;
Seborg et al. 1953); cải thiện độ bền (Dirol et al. 1993; Jamsa et al. 1998; Kamdem
et al. 1999); các tính chất cơ-lý (Viitaniemi et al. 1994; Byeon HeeSeop et al.
1996).
Năm 1993, Dirol và Guyonnet đã xử lý gỗ bằng phương pháp Retification để
cải thiện độ bền, gỗ được xử lý ở nhiệt độ 2000C-2600C trong khoảng thời gian
ngắn, không có không khí. Gỗ Retified được định nghĩa là gỗ tự nhiên được xử lý
bằng phương pháp Retiffication, i.e. chứa các liên kết hóa học ở mức phân tử đã bị
biến đổi. Gỗ được xử lý bằng phương pháp Retification có thể có độ bền cao.
Năm 1995, Viitaniemi và Jamsa đã tiến hành nghiên cứu về gỗ xử lý nhiệt.
Viitaniemi đã công bố các bài viết thảo luận xung quanh vấn đề cải thiện độ bền và
các tính chất khác của gỗ đã qua xử lý nhiệt vào năm 1997, 1998.
Gần đây, có Luận văn tiến sĩ nghiên cứu về “Sự thay đổi màu sắc và cấu trúc
acid trong suốt quá trình xử lý nhiệt” (từ năm 1997 đến năm 2004) của Bror
Sundqvist, thuộc Ngành Khoa học vật liệu gỗ, Skelleftea, Đại học kỹ thuật Lulea,
Thụy Điển, đã tiến hành trên một số loại gỗ Bu – lô, Vân sam Nauy và Thông
Scots, đánh giá sự thay đổi màu sắc ở các mức độ khác nhau liên quan đến thay đổi
nhiệt độ xử lý đồng thời xác định hàm lượng các acid trong gỗ sau khi đã xử lý.
“Biến tính gỗ Thông bằng xử lý nhiệt trong môi trường không khí” được
thực hiện bởi Bruno M. Esteves và các cộng sự (Idalina J. Domingos, Helena M.
Pereira), đã xử lý nhiệt gỗ Thông, một trong những loại gỗ có độ bền và độ ổn định
kích thước thấp. Quá trình xử lý nhiệt được thực hiện trong lò oven từ 2 đến 24
tiếng đồng hồ ở nhiệt độ 170 – 2000C, sau đó so sánh với quá trình xử lý nhiệt bằng
hơi. Độ ẩm thăng bằng (EMC) và độ ổn định kích thước (ASE) theo các chiều
xuyên tâm và tiếp tuyến được đánh giá ở các mức ẩm của môi trường (RH) là 35%,
65% và 85%. Ngoài ra còn xác định ứng suất tĩnh (MOE), lực uốn cong và khả

5


năng hút ẩm. Kết quả thu được với cùng mức giảm khối lượng, độ ẩm thăng bằng,
độ ổn định kích thước được cải thiện nhiều hơn khi áp dụng phương pháp xử lý
nhiệt bằng lò oven, nhưng giảm lực cơ học thì giống nhau. Hàm lượng
hemicellulose giảm 50% dẫn đến giảm lực uốn cong ở mức tương tự.
Đặc biệt là công trình nghiên cứu về biến tính microwave lần đầu được đăng
ký phát minh công nghệ của Giáo sư Grigory Torgovnikov và Peter Vinden thuộc
trường Đại học Melbourne, Úc. Công trình nghiên cứu được tiến hành trên một số
loại gỗ như Douglas Fir, Radiata Pine, Messmate và Yellow Stringybark, vừa kết
hợp biến tính microwave vừa xử lý tẩm thuốc bảo quản và nhựa. Từ các nghiên cứu
trên, công trình còn tạo ra một loại vật liệu mới có tên “Vintorg” nhờ kỹ thuật biến
tính microwave “Torgvin”. Bên cạnh đó, còn áp dụng microwave trên gỗ tròn và tạo
dăm gỗ cho sản xuất bột giấy.
2.1.2 Tình hình nghiên cứu biến tính gỗ tại Việt Nam:
Vào cuối những năm 1969, bộ môn gỗ - ván nhân tạo thuộc Viện Nghiên cứu
Lâm nghiệp và sau đó, Viện Công nghiệp rừng đã tiến hành thí nghiệm biến tính
các loại gỗ Vạng trứng (Endoepermum sinensis Benth), gỗ Mỡ (Manglietica album
Raeush), gỗ Trám trắng (Canarium album Raeush) bằng phương pháp nhiệt - cơ và
hóa - cơ kết hợp. Kết quả cho thấy khối lượng thể tích tăng lên khoảng 1,2 lần và
cường độ uốn tĩnh tăng lên khoảng 1,3 lần so với gỗ trước lúc chưa biến tính.
Năm 2001 nhóm tác giả Trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam đã nghiên
cứu Công nghệ biến tính gỗ với công suất 500-1000m3/năm và đã xây dựng được
quy trình công nghệ như sau:
Nguyên liệu (gỗ tròn) → Tạo phôi → Xẻ phá (cưa vòng 1) → Xẻ lại (cưa đĩa
2) Cắt ngắn (cưa đĩa 1) → Ngâm tẩm hoá chất (thiết bị ngâm tẩm áp lực - chân
không) → Ép nhiệt (máy ép nhiệt) → Bảo ôn → Sản phẩm gỗ biến tính. Đã tiến
hành thử nghiệm với một số loại gỗ mọc nhanh rừng trồng (Bồ đề, Keo lai, Keo tai
tượng, Keo lá tràm...) những loại gỗ có độ bền cơ học không cao, phạm vi sử dụng

hẹp, giá trị thành phẩm không cao. Kết quả là ổn định kích thước cao, cường độ cơ
học lớn, phạm vi sử dụng rộng.

6


Năm 2004 Vũ Huy Đại và Nguyễn Minh Hùng Đại học Lâm Nghiệp Việt
Nam đã nghiên cứu anh hưởng của xử lý vi sóng đến tính chất cơ lý chủ yếu của gỗ
tràm trắng. Kết luận thông qua các chỉ tiêu về tính chất vật lý và cơ học của gỗ được
xác định sau khi gỗ được xử lý bằng vi sóng cho thấy tính ổn định về kích thước
của gỗ được cải thiện, nhưng cường độ cơ học của gỗ bị giảm.
Ngoài ra, trên Tạp chí Khoa học – Công nghệ nhiệt, số 66 tháng 11 năm
2005, Thạc sỹ Nguyễn Huy Bích đã trình bày khái quát về công nghệ EDS (Ecology
– Diversity – Synergy) một trong những công nghệ biến tính các nguyên liệu có
nguồn gốc sinh học bằng nhiệt độ, được người Nhật phát minh và được tổ chức
UNIDO – Tổ chức phát triển công nghiệp liên hiệp quốc (Tokyo) giới thiệu rộng rãi
tại các quốc gia đang phát triển ở Đông Nam Á, Châu Phi, Trung và Nam Mỹ. EDS
có thể biến tính gỗ tròn hay gỗ tạp. Có thể phân tích khả năng sử dụng và những ưu
điểm nổi bật khi áp dụng công nghệ EDS khi xử lý các nguyên liệu có nguồn gốc
sinh học, trong đó có gỗ.
Năm 2006 Hoàng Thị Thanh Hương Khoa Lâm Nghiệp, Đại học Nông Lâm
TP.HCM đã nghiên cứu biến tính gỗ Cao su, Hông, Điều bằng phương pháp hóa,
nhiệt, cơ. Sử dụng trong xây dựng và sản xuất đồ mộc. Đây là những loại gỗ tạp dễ
bị hư hại bởi nấm mốc và mối mọt. Kết quả nghiên cứu cho thấy với nhiệt độ trong
khoảng từ 130 ÷ 1600C có thể làm mềm hóa và biến tính được gỗ. Như công nghệ
biến tính đối với gỗ Hông bằng phương pháp cơ - nhiệt là T = 1450C; P = 25
kG/cm2; t = 16 phút và kết quả là khối lượng thể tích tăng từ 0,224 lên 0,341g/cm3;
độ bền uốn tĩnh tăng từ 449 lên 720 kG/cm2; độ cứng tăng từ 154 lên 181 kG/cm2.
Gỗ Điều bằng phương pháp cơ - nhiệt là T = 1490C; P = 23 kG/cm2; t = 18 phút và
kết quả là khối lượng thể tích tăng từ 0,46 lên 0,55g/cm3; độ bền uốn tĩnh tăng từ

843 lên 1172,74 kG/cm2. Gỗ Cao su bằng phương pháp hóa – cơ - nhiệt, sử dụng
Urê 20% làm hóa chất chế độ biến tính xác định được là T = 1400C; P = 28 kG/cm2;
t =18 phút và kết quả là khối lượng thể tích tăng từ 0,57 lên 0,667g/cm3; độ bền uốn
tĩnh tăng từ 963 lên 1287 kG/cm2.

7


Đề tài “Nghiên cứu xử lý một số loại gỗ rừng trồng từ nhóm 5 đến nhóm 8
làm nguyên liệu đóng tàu đi biển” với mục tiêu xây dựng được công nghệ, thiết bị
biến tính và bảo quản một số loại gỗ rừng trồng phổ biến ở Việt Nam nhằm nâng
cao độ ổn định kích thước, độ bền cơ học, độ bền tự nhiên của gỗ đáp ứng yêu cầu
nguyên liệu đóng tàu, thuyền đi biển, thuộc chương trình Khoa học và Công nghệ
trọng điểm cấp nhà nước giai đoạn 2006 – 2010: Nghiên cứu, ứng dụng và phát
triển công nghệ phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp và nông thôn,
mã số KC.07/06-10 (Kèm theo Quyết định số 606/QĐ – BKHCN ngày 07 tháng 04
năm 2008 của Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ).
Thạc sỹ Đỗ Thị Ngọc Bích thuộc khoa Chế biến lâm sản, trường Đại Học
Lâm Nghiệp đã thực hiện điều tra, tổng hợp các nghiên cứu về công nghệ sấy gỗ,
xử lý biến tính gỗ và bảo quản lâm sản.
Năm 2008 Vũ Huy Đại, Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam đã nghiên cứu đánh
giá tính ổn định kích thước của gỗ Keo Lai (Acacia Auriculiformis x Acacia
Mangium) xử lý Lasure Classic dưới tác động của điều kiện môi trường .
™ Nhận xét chung
Thực tế trên thế giới, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về biến
tính nhiệt trên gỗ. Nhiều nghiên cứu đáng chú ý về biến tính bằng microwave trên
gỗ được thực hiện tại Úc. Điều này mang lại một cơ sở khoa học vững chắc cho
việc nghiên cứu của đề tài.
Ở Việt Nam, dù số lượng công trình nghiên cứu về biến tính trên gỗ đã được
thực hiện trong những năm gần đây, nhưng số lượng chưa nhiều, phần lớn tập trung

ở nhóm biến tính hóa, hoặc cơ – nhiệt kết hợp. Đây vừa là trở ngại vừa là lý do thúc
đẩy việc nghiên cứu thử nghiệm biến tính gỗ Keo lai sử dụng sóng viba
(microwave). Do số lượng nghiên cứu trong nước còn hạn chế sẽ ảnh hưởng không
ít đến quá trình đối chiếu, so sánh, cũng như rút kinh nghiệm trong điều kiện thực
tế. Tuy nhiên, với nghiên cứu này có thể tạo ra một giải pháp khả thi trong việc sử
dụng gỗ Keo lai theo tiêu chí “sản phẩm xanh – công nghệ xanh” hiện nay. Điều

8


này sẽ giúp các doanh nghiệp trong nước vượt qua những rào cản và trở ngại về mặt
kỹ thuật và môi trường trên thị trường xuất khẩu đồ gỗ.
2.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình biến tính:
2.2.1 Một số phương pháp biến tính gỗ.
2.2.1.1Biến tính hóa cơ
Biến tính gỗ bằng phương pháp hoá cơ tạo ra sản phẩm có chất lượng cao
bằng cách nhồi hoặc tẩm vào tế bào gỗ các monone hay polime đồng thời dưới tác
dụng của nhiệt độ hay các tác nhân hoá học khác làm cho nó đóng rắn trong các
vách tế bào gỗ. Đó là các chất kết dính có nguồn gốc khác nhau, các loại nhũ dịch...
Ngoài ra người ta còn tiến hành làm mềm gỗ bằng các dung dịch amoniac, các chất
khác. Xử lý gỗ bằng amoniac có sự tham gia của nước sẽ làm tăng độ dẻo gỗ nhờ
thuỷ phân các liên kết este phức tạp trong cấu trúc tế bào gỗ. Sau khi nén gỗ, nước
và amoniac tác dụng như những chất làm dẻo và chúng được đẩy ra ngoài trong quá
trình sấy. Kết quả nén gỗ cho ta sản phẩm với kết cấu mới, ổn định và có tính chất
vật lý cao.
2.2.1.2 Biến tính nhiệt hóa học
Cơ sở hóa học của phương pháp này là biến tính gỗ bằng các loại keo tổng
hợp rồi tiến hành xử lý nhiệt. Dưới tác dụng của nhiệt trong thời gian nhất định, các
loại keo sẽ chuyển hóa từ trạng thái lỏng đến trạng thái đặc rồi đóng rắn hoàn toàn
trong các vách tế bào gỗ.

Bằng phương pháp này ta có thể xác định loại hình liên kết có hiệu quả nhất
để ứng dụng trong quá trình biến tính gỗ. Phương pháp này cũng tạo ra hàng loạt
sản phẩm mới đa dạng với nhiều chức năng khác nhau: cách âm, cách nhiệt, chịu
mài mòn, chịu lửa, hoá chất, chống lại sự phá hoại của nhiều sinh vật, chịu được các
điều kiện khí hậu khắc nghiệt...
2.2.1.3 Biến tính phóng xạ hoá học
Cơ sở của phương pháp này là dùng gỗ tự nhiên có độ ẩm ban đầu nhỏ 10%
cho vào thiết bị kín tạo chân không thấp từ 0,005-0,013 μpa, trong khoảng thời gian
từ 20-30 phút rồi tẩm các monome. Nhờ độ chân không thấp gỗ sẽ dễ dàng hấp thụ

9


các monome, thời gian thực hiện phương pháp này phụ thuộc cấu tạo từng loại gỗ,
độ quánh của các monome.
Gỗ sau khi tẩm người ta lấy các monome dư ra ngoài thiết bị và đưa thùng
gỗ vào buồng chiếu sáng. Dưới tác dụng của ánh sáng đặc biệt các monome sẽ được
polime hóa trong các mao quản, trên các vách tế bào gỗ, tạo cho gỗ có tính chất ưu
việt hơn nhiều so với các tính chất ban đầu của nó.
2.2.1.4 Biến tính cơ nhiệt
Dưới tác dụng của nhiệt độ trong môi trường ẩm sẽ làm cho nguyên liệu gỗ
mềm ra, tính dẻo của nó cũng biến đổi theo. Căn cứ vào tính chất này, người ta
nghiên cứu xử lý nhiệt dưới nhiều hình thức khác nhau: đốt nóng hay hấp nóng gỗ
trong các thiết bị kín, sau đó gỗ được nén ép trong các khuôn nóng để ổn định về
hình dạng và kích thước. Quá trình nén làm giảm thể tích gỗ, tăng khối lượng
riêng. Điều quan trọng khi nén gỗ phải giữ nguyên được cấu trúc, không phá vỡ
vách tế bào và làm dập các mao mạch, mà chỉ thu hẹp kích thước nguyên liệu gỗ
ban đầu tới giới hạn tuỳ ý. Phương pháp này có thể sản xuất ra các sản phẩm có
tính chất có thể dự đoán được: khối lượng riêng, độ nén, độ trương nở, độ hút
nước... của sản phẩm.

2.2.2 Cơ sở lý thuyết về công nghệ biến tính gỗ bằng phương pháp nhiệt.
Gỗ là một loại vật liệu tự nhiên, có các thành phần chủ yếu của gỗ là các chất
hữu cơ (chiếm từ 99 đến 99,9%). Thành phần hóa học của gỗ gồm bốn nguyên tố
chính: cacbon, hydro, nitơ. Các loại gỗ khác nhau, ở các vị trí khác nhau trên thân
cây có tỷ lệ các thành phần hợp chất hữu cơ không giống nhau nhưng tỷ lệ thành
phần các nguyên tố hóa học lại xấp xỉ nhau. Hàm lượng trung bình của các bon là
49,5%, hydro là 6,4%, oxy là 42,6%, nitơ là 1% và một số nguyên tố vi lượng khác.
Mặt khác, gỗ được cấu tạo từ các tế bào, khi tế bào gỗ trưởng thành, có dạng
hình ống, như vậy tạo nên cấu trúc xốp trong gỗ, các ống mạch tạo thành hệ mao
dẫn có tính thẩm thấu nước từ môi trường vào gỗ, khi đó xảy ra hiện tượng trương
nở do tác động của nước với các cấu tử trong gỗ như cellulose, hemicellulose và

10


lignin làm cho cấu trúc và tính chất cơ học, vật lý, hóa học của gỗ thay đổi. Hiện
tượng này có ý nghĩa quan trọng trong công nghệ biến tính gỗ.
Ngoài ra, liên kết hoá học giữa các thành phần trong gỗ là những liên kết
yếu. Giữa các thành phần tạo nên gỗ luôn có liên kết vật lý, liên kết này cũng là
những liên kết yếu. Cơ tính, lý tính của gỗ sẽ thay đổi khi liên kết hoặc cấu trúc các
thành phần gỗ thay đổi. Liên kết giữa lignin và cellulose có ý nghĩa quyết định đến
tính chất cơ học, vật lý của gỗ. Lignin có vai trò như một chất liên kết các sợi
cellulose trong vách tế bào làm cho gỗ có tính chất cơ học, lý học nhất định. Liên
kết lignin và cellulose có ảnh hưởng lớn đến mức độ giãn nở và hút nước cuả gỗ.
Tính chất cơ học và hiện tượng giãn nở của gỗ phụ thuộc vào mức độ liên kết, bản
chất hoá học của các thành phần có trong gỗ mà trước tiên phải kể đến vai trò của
nhóm hydroxyl, chiều dài các phân tử cellulose, hemi cellulose, lignin và liên kết
giữa các thành phần đó.
Do đó độ ổn định kích thước kém và độ bền thấp, thường xảy ra trong điều
kiện không khí khác nhau, các nghiên cứu nhằm cải thiện độ bền được tiến hành

trên cơ sở giới hạn mức độ hút ẩm bằng cách phá hủy hoặc kết hợp các nhóm
hydroxyl trong gỗ. Quá trình này được xem như một quá trình biến tính trên gỗ,
thay đổi tính chất gỗ theo hướng có lợi và nâng cao hiệu quả sử dụng hơn.
Vào năm 2001, trong một seminar về biến tính nhiệt trên gỗ (COST E22) đã
tổng kết hiện tại có 4 nhóm biến tính nhiệt phổ biến trên thị trường: The Finnish
Thermonwood, The Dutch Plato wood, The French Retification và The German Oil
Heat Treatment.
Có thể phân biệt 4 nhóm biến tính nhiệt trên dựa theo một số đặc điểm cơ
bản trong quá trình xử lý nhiệt như sau (xem bảng 2.1):
Môi trường

Độ ẩm ban

Nhiệt độ

biến tính

đầu của gỗ

xử lý (0C)

Oil-treatment

Dầu nóng

Sấy khô,

(Germany)

(hot oil)

e.g., 6%

Hơi

Gỗ tươi

Phương pháp

Thermo Wood

11

180 – 220

Các bước thực hiện
Một

150 – 240 Tăng nhiệt độ sấy khô, xử


(Finland)

(steam)

lý nhiệt, làm nguội và
điều hòa

Retification
(French)

Bois Pserdure
(French)

N2
Hơi
(steam)

Sấy khô,
e.g, 12%
Gỗ tươi

200 – 240

Một

200 – 240

Một

Plato – Proving
Lasting
Advanced
Timber Option

Hơi hoặc khí
(steam or air)

Khử hydro bằng nhiệt

Gỗ tươi

hoặc sấy
khô

170 - 190

(hydrothermolysis), sấy
khô, xử lý nhiệt và điều
hòa.

(Netherlands)

Bảng 2.1: Phân loại biến tính theo các đặc điểm cơ bản trong quá trình xử lý nhiệt.
Do tồn tại nhiều định nghĩa về biến tính gỗ được phát biểu trong các công
trình nghiên cứu từ xưa đến nay, nên vẫn chưa có sự thống nhất chung về quá trình
biến tính.
Đến năm 2003, tại Hội thảo về Biến tính gỗ tại Châu Âu lần đầu tiên được tổ
chức ở Gent, Bỉ đã tổng hợp được định nghĩa rõ ràng về biến tính gỗ. Đồng thời
thành lập Hiệp hội về biến tính gỗ Châu Âu, cộng tác với Viện nghiên cứu về gỗ
(AHR), chịu trách nhiệm về các vấn đề liên quan đến biến tính gỗ. Thông qua hội
thảo đã phân biệt được biến tính gỗ với các kỹ thuật khác. Biến tính gỗ không chỉ là
vấn đề học thuật đơn thuần, mà nó bao gồm các kỹ thuật chính là biến tính hóa và
biến tính nhiệt, do có liên quan trực tiếp đến biến đổi hóa học các chất trong gỗ;
biến tính sinh học (sử dụng các enzymes); riêng biến tính ngâm tẩm vẫn còn nhiều
tranh cãi giữa biến tính và bảo quản.
Xét về cơ chế biến tính nhiệt trên gỗ, chính sự biến đổi hóa học xảy ra bên
trong vách các tế bào gỗ (gồm cellulose, hemicellulose, lignin và các chất chiết
xuất) sẽ tạo ra những thay đổi đặc tính vật lý, hóa học, cơ học cũng như độ bền sinh
học của gỗ sau khi xử lý.

12

Từ kết quả các công trình nghiên cứu trước đó, biến tính nhiệt có thể tạo ra
những thay đổi như:
- Cải thiện độ ổn định kích thước;
- Cải thiện độ bền: chống lại được sự tấn công của các tác nhân sinh học như
côn trùng, nấm mốc…;
- Tính chất cơ học: như độ cứng, các mô đun ứng suất…;
- Yếu tố thẩm mỹ: như màu sắc;
- Giảm khả năng thấm hút và dẫn nước;
- Tính dẫn nhiệt, cách âm, kết hợp chống cháy.
Vào đầu những năm 1960, kỹ thuật gia nhiệt và sấy gỗ bằng microwave đã
bắt đầu được sử dụng. Trong những năm gần đây, một số nhà khoa học tại Úc, nổi
bật là công trình nghiên cứu của Giáo sư Grigory Torgovniov, Peter Vinden cùng
các đồng sự đã cùng nhau nghiên cứu và áp dụng quy trình biến tính bằng
microwave trên nhiều loại gỗ. Hiện tại, quy trình biến tính đã được triển khai bằng
hai nhà máy kiểu mẫu microwave công suất lên đến 60kW, đồng thời một nhà máy
công suất 300kW đang được thiết kế xây dựng. Đây thật sự là một trong những
nghiên cứu có tính đột phá và thu được nhiều kết luận đáng chú ý.
2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gỗ biến tính bằng phương pháp
nhiệt.
2.3.1 Ảnh hưởng của nguyên liệu gỗ.
Mỗi loại gỗ khác nhau có đặc điểm, cấu tạo, tính chất khác nhau, gỗ cứng
hay gỗ mềm đều ảnh hưởng đến công nghệ và chất lượng gỗ biến tính. Ngoài ra, độ
ẩm gỗ cũng là điều kiện tiên quyết cho chất lượng gỗ sau này.
Các thành phần cellulose, hemicellulose, lignhin trong gỗ dưới tác động của
nhiệt độ cao (>130 oC) sẽ bị chảy loãng hoặc mềm ra làm cho kết cấu gỗ yếu đi, thể
tích giảm xuống dẫn đến biến dạng. Ngoài ra chiều thớ, mắt gỗ, độ rộng vòng năm,
tỉ lệ gỗ sớm, gỗ muộn, chiều dài tế bào... cũng ảnh hưởng đến công nghệ biến tính
gỗ.

13


2.3.2 Ảnh hưởng của quá trình xử lý
Các yếu tố cơ bản của quá trình biến tính như nhiệt độ, thời gian xử lý, độ
ẩm ban đầu của gỗ ảnh hưởng rất lớn đến mức độ biến đổi cấu trúc bên trong các tế
bào và tính chất gỗ sau khi biến tính.
Bên cạnh đó các nhân tố bên ngoài cũng tác động không ít đến quá trình xử
lý này, bao gồm môi trường xảy ra sự biến tính, sự tham gia của oxy, độ ẩm và các
chất hóa học vô cơ. Hầu hết các hình thức biến tính nhiệt đều được tiến hành trong
điều kiện không có mặt oxy, vì sự hiện diện của oxy giống như một chất xúc tác cho
những thay đổi thành phần của gỗ trong suốt quá trình xử lý, dẫn đến những biến
đổi không mong muốn trong tính chất cơ học và vật lý như ASE – hệ số chống co
rút / giãn nở cao hơn, giảm khối lượng… đồng thời đây còn là điều kiện thuận lợi
cho côn trùng, nấm mốc tấn công. Sự tồn tại của nước trong gỗ suốt quá trình gia
nhiệt giúp đẩy nhanh quá trình truyền nhiệt bên trong gỗ, làm quá trình phân hủy
các thành phần chính trong vách tế bào gỗ diễn ra nhanh hơn. Quá trình biến đổi do
nhiệt diễn ra trên gỗ ướt nhanh hơn gấp 10 lần trên gỗ khô (Skaar). Các chất vô cơ
cũng ảnh hưởng đến quá trình nhiệt phân trong gỗ. Ngoài ra, tương ứng với từng
môi trường biến tính khác nhau như hơi, khí, chân không, Ni tơ… sẽ ảnh hưởng đến
quá trình biến tính nhiệt trên gỗ.
™ Nhận xét chung:
Biến tính microwave có thể hiểu đơn giản như sau. Do một số thành phần
cấu trúc của gỗ bao gồm quản bào, sợi gỗ, mạch gỗ và các tia gỗ có độ dày vách tế
bào không đồng đều. Tia gỗ với mật độ hiện diện khá lớn, từ 5 đến 35% trong tổng
các thành phần cấu tạo nên gỗ, có vách mỏng hơn các vách tế bào khác như sợi gỗ,
và phân bố theo hướng xuyên tâm từ tủy ra vỏ. Khi xử lý microwave, bên trong gỗ
năng lượng từ microwave sẽ được chuyển đổi thành nhiệt, tạo ra áp lực hơi lên các
tế bào gỗ. Vì tia gỗ là loại tế bào có vách yếu nhất trong gỗ, dưới áp lực bên trong

lớn có thể dễ bị phá vỡ hơn, tạo ra các khoảng trống cực nhỏ theo hướng xuyên tâm,
phân bố dọc theo thân cây. Chính những khoảng trống cực nhỏ này sẽ giúp quá
trình dịch chuyển chất lỏng và hơi thoát ra nhanh hơn. Quá trình xử lý biến tính

14