Nghiên cứu một số chất cấu tạo, hóa học, vật lý, cơ học chủ yếu của phần thân (vùng 4) cây Dừa (cocos nuclfera L.) và định hướng sử dụng cho ván ghép thanh )

1

Bộ giáo dục và đào tạo

Bộ nông nghiệp và PTNT

Trường đại học lâm nghiệp

Vũ Hà PHƯƠNG

Nghiên cứu một số tính chất cấu tạo, HOá HọC, vật lý, CƠ HọC
chủ yếu của phần thân (vùng 4) cây dừa (cocos nucIfera l.) và
định hướng sử dụng cho ván ghép thanh

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Hà Tây, 2006


2

Bộ giáo dục và đào tạo

Bộ nông nghiệp và PTNT

Trường đại học lâm nghiệp

Vũ Hà PHƯƠNG

Nghiên cứu một số tính chất cấu tạo, HOá HọC, vật lý, CƠ HọC
chủ yếu của phần thân (vùng 4) cây dừa (cocos nucIfera l.) và

định hướng sử dụng cho ván ghép thanh

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

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Người hướng dẫn khoa học

PGS.TS: Hoàng Hữu Nguyên
T.S: Hoàng Xuân Niên

Hà T©y, 2006


3

Lời cảm ơn
Được sự đồng ý của khoa Sau Đại Học và Sự đồng thuận của khoa Chế
biến lâm sản - Trường Đại học Lâm nghiệp, Chúng tôi đà thực hiện đề tài:
"Nghiên cứu một số tính chất cấu tạo, hoá học, vật lý, cơ học chủ yếu của
phần thân (vùng 4) cây Dừa (Cocos nucifera L.) và định hướng sử dụng cho
ván ghép thanh". Đến nay việc thực hiện đề tài đà hoàn thành.
Nhân dịp này cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn tới các Thầy Cô,
những người đà hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn và kính trọng tới thầy giáo PGS.TS Hoàng
Hữu Nguyên và TS. Hoàng Xuân Niên đà trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành
tốt đề tài.
Tôi xin cảm ơn tới các cán bộ TTCGCNR, các Thầy Cô phòng thí
nghiệm trung tâm khoa Chế biến lâm sản - Trường Đại học Lâm nghiệp đà tạo
điều kiện giúp đỡ tôi về cơ sở vật chất và các thông tin khoa học để tôi hoàn

thành đề tài.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp những người đÃ
bên tôi động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin trân thành cảm ơn !

Hà Tây, Tháng 8 năm 2006
Tác giả


4

Mục lục
Nội dung
Mở đầu
Chương 1:Tổng quan
1.1. Lược sử nghiên cứu
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
1.3. Nội dung nghiên cứu
1.4. Phương pháp nghiên cứu
Chương 2 : Cơ sở lý luận
2.1.Kiến thức chung về vách tế bào
2.2. Cấu tạo gỗ ảnh hưởng đến công nghệ chế biến gỗ
2.3. Tính chất hoá học và ảnh hưởng của tính chất hoá học đến công
nghệ chế biến gỗ
2.4. Tính chất vật lý và các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất vật lý của
gỗ
2.5. ảnh hưởng của tính chất cơ học đến công nghệ chế biến gỗ
Chương 3: Nội dung và kết quả nghiên cứu
3.1. Đặc điểm nơi lấy mẫu nghiên cứu
3.2. Đặc điểm của cây lấy mẫu nghiên cứu

3.3. Mối tương quan giữa tuổi cây tới đường kính và chiều
cao cây Dừa.
3.4. Cấu tạo gỗ Dừa (vùng 4)
3.5. Thành phần hoá học thân cây Dừa (vùng 4)
3.6. Tính chất vật lí chủ yếu của gỗ Dừa (vùng 4)
3.7. Tính chất cơ học của gỗ Dừa (vùng 4)
Chương 4 :Tổng luận kết quả nghiên cứu và định hướng
sử dụng gỗ
4.1. Phân tích, đánh giá cấu tạo và các tính chất của gỗ Dừa (vùng 4)
4.2. Định hướng sử dụng gỗ Dừa (vùng 4)
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Phụ lục

Trang
1
3
3
16
16
16
17
17
18
19
23
26
29
29
29

30
31
35
36
44
55
55
62
67
69


5


6

Mở đầu
Từ trước đến nay, nhu cầu sử dụng gỗ của nhân loại là rất lớn và ngày
càng tăng trên toàn cầu.
Từ thời tiền sử con người đà sử dụng đá, gỗ để chế tạo thành những
công cụ lao động để phục vụ cuộc sống. Theo đà phát triển của xà hội vật liệu
gỗ ngày càng trở lên gần gũi và cần thiết với nhu cầu sử dụng ngày càng tăng
của con người.
Lượng gỗ tròn khai thác trong 20 năm qua ®· chøng minh ®iỊu ®ã (do
FAO cung cÊp). Song song với xu thế đó thì diện tích rừng ngày càng giảm do
nhiều nguyên nhân khác nhau. Tốc độ tăng dân số quá nhanh, nhu cầu củi đốt
cùng các mặt hàng về đồ gỗ cùng nhiều hơn, khiến cho tăng nhu cầu về khối
lượng gỗ tính theo đầu người càng tăng lên. Nhu cầu lương thực tăng không
ngừng, do đó nhiều diện tích rừng trở thành nơi gieo trồng các cây lương thực.

Thêm vào đó nạn phá cháy rừng từng xảy ra ở tất cả các Châu lục làm cho
diện tích rừng trên Thế Giới cùng bị thu hẹp, khả năng cung cấp gỗ của rừng
tự nhiên càng bị giảm xuống.
Việt Nam cũng không nằm ngoài qui luật đó. Theo dự báo về phát triển
dân số của Tổng cục thống kê, trong 10 năm tới (đến năm 2010), dân số nước
ta là trên 80 triệu người. Như vậy nếu mỗi người sử dụng bình quân 0,05m3
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 một khối lượng vượt quá khả năng cung cấp
gỗ từ rừng tù nhiªn cđa n­íc ta hiƯn nay. Trªn thùc tÕ sản lượng gỗ khai thác
từ rừng tự nhiên hàng năm lại giảm xuống (bảng 1).
Bảng 1.

Năm

Sản lượng gỗ tròn khai thác hàng năm của Việt Nam (m3)
1993

Sản lượng
gỗ (m3)

1994

1996

1997

688.380 611.335 590.290 522.700

1998

1999

2000

422.233

365.741

300.000

Như vậy nhân loại nói chung và Việt Nam nói riêng đang đứng trước
một nghịch lý: Nhu cầu sử dụng gỗ ngày càng tăng lên, trong khi đó khả năng


7

cung cấp gỗ từ rừng tự nhiên ngày càng giảm. Để giải quyết vấn đề này, các
Quốc Gia tập trung đẩy mạnh theo hướng trồng rừng và sử dụng mọi nguồn
nguyên liệu, phát triển ván nhân tạo mà chủ yếu là ván dăm, ván sợi, ván mộc
các loại... đẩy nhanh phát triển công nghệ chế biến lâm sản.
Ván ghép thanh v LVL (Laminate veneer Lumper) là một sản phẩm
nhân tạo xuất hiện từ rất sớm, nhưng nó chỉ được phát triển mạnh từ sau năm
1970. Vùng có khối lượng lớn nhất là Châu Âu, tiếp đó là Châu Mỹ. ở Châu
á Nhật Bản là nước sản xuất ván ghép thanh nhiều nhất sau đó đến Nam Triều
Tiên và Indonêxia.
Ván ghép thanh rất nhiều dạng với nhiều tên gọi khác nhau. Nếu định
nghĩa theo tiêu chuẩn BS 6100-1984 thì ván ghép thanh phân chia thành một
số loại chủ yếu sau:
- Ván ghép thanh lõi đặc không phủ bề mặt (Laminated Board)
- Ván ghép thanh khung rỗng (Veneer Spaced Lumper)

- Ván ghép thanh lõi đặc có phủ bề mặt (Core Plywood/ Block Board/
Lamin Board).
Đặc điểm chung của các loại ván này là đa dạng về kích thước ít kén
chọn nguyên liệu, công nghệ sản xuất đơn giản, gọn và phạm vi sử dụng rộng.
Vấn đề ở đây là ván ghép thanh có đặc điểm là ít kén chọn nguyên liệu, với cả
những loại gỗ có độ bền cơ học thấp.
Để tận dụng triệt để đặc điểm này hướng của đề tài tìm đến một nguyên
liệu mới đó là sử dụng gỗ Dừa. Lấy phần lõi sau khi bóc (vùng 4) làm nguyên
liệu để sản xuất ván ghép thanh. Hiện nay ở đồng bằng sông Cửu Long diện
tích đất trồng Dừa là rất lín song viƯc sư dơng Dõa chđ u lµ lÊy quả. Những
nghiên cứu về gỗ Dừa để phục vụ trong công nghiệp chế biến lâm sản nói
chung và sản xuất ván mộc nói riêng là rất cần thiết. Vì vậy chúng tôi chọn đề
tài: "Nghiên cứu một số tính chất cấu tạo, hoá học,vật lý, cơ học chủ yếu của
phần thân (vùng 4) cây Dừa (Cocos nucifera L.) và định h­íng sư dơng cho
v¸n ghÐp thanh".


8

Chương 1

Tổng quan
1.1. Lược sử nghiên cứu
1.1.1. Tên gọi
Tên Việt Nam: Cây Dừa, tên khoa học: Cocos nucifera L .
1.1.2. Nguồn gốc - Phân bố - Đặc tính sinh thái
Nguồn gốc của loài thực vật này là chủ đề gây tranh cÃi, trong đó một
số học giả cho rằng nó có nguồn gốc ở miền tây Bắc Nam Mỹ. Các mẫu hoá
thạch tìm thấy ở New Zealand chỉ ra rằng các loại thực vật nhỏ tương tự như
cây Dừa đà mọc ở khu vực này từ khoảng 15 triệu năm trước. Thậm chí những

hoá thạch có niên đại lớn hơn cũng đà được phát hiện tại Rajasthan và
Maharashtra, ấn Độ. Không phụ thuộc vào nguồn gốc của nó, Dừa đà phổ
biến khắp vùng nhiệt đới, có lẽ nhờ có sự trợ giúp của những người đi biển
trong nhiều trường hợp. Quả của nó nhẹ và nổi trên mặt nước và đà được phát
tán rộng khắp nhờ các dòng hải lưu. Quả thậm chí được thu nhặt trên biển tới
tận Na Uy cũng còn khả năng nảy mầm được (trong điều kiện thích hợp) tại
khu vực quần đảo Hawai, người ta cho rằng Dừa được đưa vào từ Polynesia,
lần đầu tiên do những người đi biển gốc Polynesia từ quê hương của họ ở khu
vực miền nam Thái Bình Dương tới đây.
Dừa là cây một lá mầm, được trồng từ qủa, thích hợp trên vùng đất có
độ cao dưới 300mm ở vĩ độ 15 với lượng mưa đều trong năm, tối thiểu
1.500mm, trên đất cát mặn, độ phèn từ trung bình trở lên. Phân bố tự nhiên
của cây Dừa là vùng đất cát ven biển.
Cây Dừa có dáng thẳng đứng, hình trụ tròn, độ thon ít. Các tàu lá dài

3,5m, mọc quanh thân. Lá kép lông chim dài 0,5m 1,0m, rộng 3
4cm. Hoa đơn tính, không cuống. Hoa cái từ 25 35 hoa/ 1 buồng. Hoa đực
từ 7.000 9.000 hoa/ 1 buồng. Hoa cái màu vàng pha lục nhạt, đường kính
2,5m


9

1 2cm. Quả Dừa thành thục từ 8

12 tháng, có đường kính từ 10 25 cm.
Cây Dừa 4 6 tuổi bắt đầu có trái và liên tục 30 40 năm.
1.1.3. Cây Dừa - nguồn nguyên liệu có giá trị, đa dạng và phong phú
Các trung tâm Dừa là vùng duyên hải nhiệt đới Châu á, Tây bán cầu,
Châu Phi... 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 là 3.100.000 tấn
trong đó Châu á 2.565.000 tấn Dừa, Tây bán cầu 135.000 tấn, Châu Phi là
120.000 tấn... Ngoài cơm Dừa, sản phẩm khác cho đến nay nhìn chung giá trị
thấp, vì vậy cuộc sống người trồng Dừa rất khó khăn.
ở Việt Nam, Dừa được trồng rộng rÃi ở nhiều tØnh, tỉng diƯn tÝch che
phđ 142.504 ha. TËp trung lµ vùng duyên hải miền Trung và Tây Nam Bộ. Sản
lượng Dừa bình quân 1.200.000

1.300.000 tấn/ năm. Như 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. Thông tin chung của cây Dừa khu vực Nam
Bộ được ghi trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Bảng thông tin về cây Dừa

Thông số
Số cây trồng
Năng suất trái/ cây/năm
Năng suất trái/ ha /năm
Giá một quả Dừa Việt Nam (VNĐ)
Giá 1 tấn sơ Dừa loại 1 (USD)

Số lượng

150
40 50
5.600 7.500
120

1.500

165

185

Giá 1 tấn than từ gáo Dừa (USD)

210

Giá 1 tấn bột sơ Dừa (USD)

130

Giá 1 m thân cây Dừa (VNĐ)

15.000

25.000


10

Khối lượng riêng của cây Dừa phân bố tuỳ thuộc vào vị trí trên cây,
vùng sinh thái, độ tuổi... Nhưng trên cùng đường tròn đồng tâm có trị số tương
đối đồng đều chúng ta có thể chia mặt cắt ngang thành 4 vùng khối lượng
riêng (bảng 1.2). Vùng 1, 2, 3 là vùng có khả năng tạo ván bóc.
Trị số cao là của những cây già. Theo chiều dọc thân cây khối lượng
riêng giảm dần, phần ngọn thấp hơn 0,2g/cm3. Tuỳ theo vùng khối lượng riêng
mà được sử dụng ở các mục đích khác nhau. Trên hình 1.1 vùng 1 ( từ ngoài
vào) là vùng có khối lượng riêng cao, vïng 2 - trung b×nh cao, vïng 3 - trung
b×nh thấp, vùng 4 - vùng thấp. Cũng từ đó mà phương pháp sử dụng khác

nhau.
Cây Dừa có dáng thẳng đứng, ®é thon nhá tõ gèc ®Õn gän, tÝnh chÊt c¬
häc giảm, độ ẩm tăng, độ ẩm gốc từ 50

60% ở ngọn khoảng 350%. Chiều

dài thân kinh tế trung bình là 2,5m.
Bảng 1.2. Khối lượng riêng của gỗ Dừa ở các vùng đoạn thân kinh tế
Vùng
Khối lượng riêng
g/cm3

1
0,50

0,56

2
0,46

4

3

0,50

3

0,36

2

0,45

1

Hình 1.1. Mặt cắt ngang của cây Dừa

4
0,25

0,35


11

Đoạn thân cây Dừa có giá trị kinh tế được dùng trong chế biến các mặt
hàng mộc gia dụng và xây dựng các loại... Ngoài ra thân cây Dừa có một số
đặc điểm khác.
Gỗ Dừa xẻ ngâm trong nước không bị côn trùng phá hoại. Khi sử dụng
ngoài trời gỗ Dừa bị phân huỷ nhanh. Do gỗ có độ bền cơ học thấp do đó dễ bị
nấm xâm nhập phá hoại
1.1.4. Độ bền tự nhiên của gỗ cây Dừa
Gỗ cây Dừa là loài gỗ không có khả năng tự nhiên chống lại sự phá hoại
của côn trùng và nấm hại gỗ (nếu để gỗ ở ngoài trời với điều kiện tự nhiên).
Gỗ có khối lượng thể tích thấp, sử dụng tiếp xúc với đất, có thể bị phá hoại bởi
sinh vật phá gỗ trong vòng 6
tích cao có thể bị phá huỷ 2

18 tháng, trong khi đó gỗ có khối lượng thể

3 năm. Ngoài ra nấm mục mềm có thể phá huỷ

rất nhanh các loài gỗ có khối lượng 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 trường nước biển, giữ
nguyên vỏ có thể sử dụng trên 3 năm.
Gỗ xẻ tươi và hai mặt cắt ở đầu khúc gỗ tròn sau khi chặt hạ rất dễ bị
tấn công bởi nấm mốc và biến mầu. Việc bảo quản phòng chống nấm mốc và
biến mầu trong điều kiện môi trường khí hậu nhiệt đới là rất khó khăn. Nếu
không có lò sấy để sấy gỗ sau khi chặt hạ gỗ tươi, sau khi xẻ cần phải được
nhúng ngay vào dung dịch thuốc bảo quản chống mốc.
Ngoài ra, gỗ tươi cũng rất dễ bị tấn công phá hoại của các loại côn
trùng hại gỗ tươi thuộc bộ cánh cứng như 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 trên gỗ, điều này sẽ không thể chấp nhận trong một
số trường hợp sử dụng gỗ. Có thể sử dụng phương pháp sấy, hong phơi hoặc


12

ngâm nhúng gỗ trong dung dịch thuốc bảo quản thích hợp để bảo quản phòng
chống côn trùng hại gỗ tươi.
Đối với gỗ khô cũng dễ dàng bị tấn công phá hoại của các loại côn
trùng hại gỗ khô (như mối gỗ khô), tuy nhiên chúng chỉ phá hoại gỗ có khối
lượng thể tích thấp. Đối với gỗ trưởng thành có khối lượng thể tích cao có khả
năng phòng chống đối với cả mối đất và thực tế cho thấy con người đà sử dụng
gỗ này làm vật liệu xây dựng rất tốt trong nhiều thập kỷ. Với những trường
hợp sử dụng gỗ ngoài trời hoặc tiếp xúc với đất cho mục đích sử dụng dài hạn,
cần phải tiến hành bảo quản gỗ bằng thuốc bảo quản thích hợp.

Đoạn thân cây Dừa có giá trị kinh tế được dùng trong chế biến các mặt
hàng mộc gia dụng và xây dựng các loại... Ngoài ra thân cây Dừa có một số
đặc điểm khác.
Gỗ Dừa xẻ ngâm trong nước không bị côn trùng phá hoại. Khi sử dụng
ngoài trời gỗ Dừa bị phân huỷ nhanh khoảng (6

18) tháng.

1.1.5. Hiện trạng chế biến gỗ Dừa và triển vọng
1.1.5.1. Trên Thế giới
Các nước như ấn Độ, Thái Lan, Maylaysia, Philippines là những nước
có diện tÝch Dõa lín.
B¶ng 1.3. DiƯn tÝch Dõa trång cđa mét số nước Châu á
Tên Nước

Diện tích Dừa (ha) năm 1995

Indonisia

3.712.000

Maylaysia

290.000

Philippines

3.164.000

Thái Lan

4.120.000

Ên ®é

1.669.000

ViƯt Nam

186.000


13

Người ta đà sử dụng gỗ Dừa trong hàng mộc như: các chi tiết chịu tải
(xà, dầm), ván lát sàn, cửa sổ và cửa ra vào, tường - vách ngăn... phỉ biÕn
trong cc sèng.
ë c¸c n­íc nh­: Philippines, Indonesia, Ên Độ đà có nhiều công trình
nghiên cứu về sinh trưởng và phát triển của loài gỗ Dừa này. Các kết quả
nghiên cứu cho thấy loài gỗ này có cấu tạo, tính chất không đồng nhất từ
ngoài vào trong theo đường kính, theo chiều cao từ gốc tới ngọn.
Các tế bào trong gỗ cây Dừa sẽ tiếp tục tăng lên về chiều dài trong suốt
đời sống của cây, chính vì vậy mô ở lớp cơ sở già và có vách dầy, Lumen
trong gỗ phần lớn biến mất khỏi các sợi gỗ. Chính vì vậy, khối lượng thể tích
của gỗ giảm từ gốc tới ngọn.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy:
* Về tính chất hoá học: Theo kết quả nghiên cứu cho thấy gỗ Dừa có thể so
sánh với gỗ lá rộng, gỗ lá kim và tre về Hemixenlulo, Linhin, và Pentozan.
Tuy nhiên hàm lượng tro lớn hơn các loài gỗ khác như ở Philippines. Thành
phần cấu tạo hoá học Holocellulose (66,7%), Linhin (25,1%), vµ Pentosan

(22,9%).
* VỊ tÝnh chÊt vËt lý: TÝnh chất vật lý của gỗ Dừa phần lớn phụ thuộc vào:
khối lượng thể tích, độ ẩm và khả năng trương nở của gỗ. Theo khảo sát của
các nhà nghiên cứu thì thể tích của gỗ khô cũng như gỗ tươi đều giảm theo
chiều cao của thân cây và ở tại vị trí bất kỳ nào của thân thì chúng đều tăng từ
lõi đến vỏ. Ngoài ra khối lượng thể tích cơ bản tại bất kỳ chiều cao nào cũng
tăng theo độ tuổi của cây. Đối với những cây còn non, ở phần ngọn khối lượng
thể tích của gỗ lớp ngoài khoảng 300kg/m3 và lớp trong khoảng 90kg/m3.
Trong khi đó khối lượng thể tích của gỗ trưởng thành cao hơn nhiều vào
khoảng 900kg/m3 đối với gỗ lớp ngoài và 250kg/m3 đối với gỗ lớp trong.


14

Những con số trên đây có thể rất khác nhau giữa các cây gỗ khác nhau
và các vùng sinh thái, lập địa khác nhau.
Độ ẩm tỷ lệ nghịch với khối lượng thể tích, khi độ ẩm giảm thì khối
lượng thể tích tăng. Nước trong gỗ tăng theo chiều cao thân cây và giảm từ lõi
ra ngoài vỏ độ ẩm khoảng 50% (ë phÇn vá) tíi 400% (ë phÇn lâi).
Sù ỉn định về kích thước của gỗ được đánh giá bởi khả năng co rút hay
dÃn nở khi độ ẩm liên kết thay đổi (độ ẩm dưới điểm bÃo hoà thớ gỗ).
Sự co rút hay dÃn nở của gỗ xảy ra quá trình hút ẩm hay nhả ẩm (quá
trình sấy) của gỗ, do đó sẽ sinh ra các khuyết tật. Không giống như các loại gỗ
truyền thống khác, sự co rút theo phương tiếp tuyến bằng 2 lần theo phương
xuyên tâm, ở gỗ Dừa có sự đặc biệt là sự co rút theo phương xuyên tâm và tiếp
tuyến không có sự khác nhau đáng kể.
Bảng 1.4. Tính chất vật lý gỗ Dừa
Tớnh cht

Cocowood (Cocos nucifera L)

Phần ngoài

Phần trong

Lõi

Độ ẩm

87

182

356

Khối lượng thể tích cơ bản (kg/m3)

697

473

286

Phương xuyên tâm

6.3

5.9

5.6

Phương tiếp tuyến

6.6

6.1

5.8

Trương nở

*Về tính chất cơ học: các tính chất cơ học của gỗ Dừa được xác định dựa vào
sự tượng quan với khối lượng thể tích cơ bản. Gỗ Dừa được phân loại theo ba
nhóm khối lượng thể tích cơ bản sau:
Gỗ cã khèi l­ỵng thĨ cao   600 kg / m 3 .


3
Gỗ có khối lượng thể tích trung bình 400 599kg / m .



Gỗ có khối l­ỵng thĨ tÝch thÊp   400 kg / m 3 .


15

Bảng 1.5. Tính chất cơ học gỗ Dừa
Gỗ Dừa (Cocos nucifera L )
Tớnh cht

KLTT cao

KLTT

KLTT

Trung bình

Thấp

Uốn tĩnh (static bending)
Modul đàn hồi, 1000MPa

10.9

6.9

3.1

Modul cắt ngang thớ, MPa

86

53

26

51.6

30.4

13.1

ứng suất giới hạn khi uốn, MPa

Giới hạn dọc thớ (Compression parallel to grain)
Modul đàn hồi,1000MPa

7.9

5.2

2.3

Cường độ cắt max, MPa

49

31

15

Sức chịu nén ngang thớ (Compression perpendicular to grain)
ứng suất giới hạn khi nén, MPa

8.3

2.8

1.3

Độ cứng (hardness)
Phần gỗ phía ngoi (KN)

5.3

2.4

0.7

Phần gỗ phía trong (KN)

3.8

2.1

1.3

* Kh nng s dng ca g Da:
Gỗ Dừa được coi là vËt liƯu x©y dùng trun thèng ë nhiỊu qc gia ,
chúng được sử dụng làm cọc, cột nhà, rui xà, đòn tay,... và sử dụng cho các
kết cấu cầu cống và cầu dạo chơi bên bờ biển. Ngoài ra hiện nay gỗ Dừa cũng
được sử dụng rất phổ biến để làm các sản phẩm thủ công mỹ nghệ, bát chén,
khung ảnh, sử dụng làm các sản phẩm mộc: bàn, ghế, tranh nghệ thuật. Với
những công nghệ hiện đại như hiện nay thì gỗ Dừa ngoài mục đích sử dụng
như ở trên chúng còn được sử dụng làm ván nhân tạo: ván dăm, ván ghép
thanh, ván sàn, vật liệu xây dựng dạng tấm, làm đệm. Đặc biệt gỗ Dừa và các
bộ phận khác của cây Dừa còn được sử dụng làm phân vi sinh, đất sạch trồng

16

hoa, than ho¹t tÝnh phơc vơ cho viƯc chèng tia đất và trong các ngành công
nghiệp ứng dụng khác.
ở Philippines: Dừa là một trong những cây trồng chủ yếu chiếm 23%
tổng diện tích đất nông nghiệp. Nó được trồng chủ yếu ở các vùng: phía nam
Mindanao, Luzon và phía tây của Mindanao. Theo thống kê của FAO thì năm
1995 nước này có khoảng 3.164 triệu hecta, trong đó có 30% là Dừa đà già cỗi
và cho năng suất thấp (trên 60 năm tuổi), trung bình mỗi hecta cần đốn và
trồng lại khoảng 100 cây. Dân bản địa đà dùng Dừa cho nhiều mục đích sử
dụng khác nhau, ngoài việc trồng lấy gỗ, lấy quả chúng còn được trồng như
một cây cảnh và cây che bóng mát và đây cũng là nguồn nguyên liệu phục vụ
cho chế biến gỗ.
Các sản phẩm từ Dừa đóng góp một phần không nhỏ vào nền kinh tế
quốc dân như sản phẩm từ dầu Dừa, các đồ thủ công mỹ nghệ, các loại ván
nhân tạo, ván sµn,...

a

b

c


17

e

d

Hình 1.2. Các sản phẩm làm từ gỗ Dừa
a.bát, ấm chén ; b.ván sàn; c. các loại phào; d. tranh khắc; e. khung ảnh.
Ngoài ra còn có các sản phẩm khác làm từ xơ Dừa, lá Dừa, gáo Dừa như
các ®å l­u niƯm, d©y thõng...
1.1.5.2. ë ViƯt Nam
C©y Dõa tËp trung ở khu vực Duyên hải miền Trung và Tây Nam Bộ với
tổng diện tích 130.000ha hầu hết các tỉnh ở hai vùng Dừa nói trên đều có diện
tích trồng trên 10.000ha. Các rừng Dừa đều trồng ven sông, các kênh rạch và
ven biển. ở Miền Bắc diện tích trồng Dừa gần như không có chủ yếu chỉ trồng
lác đác trong nhà dân làm cây bóng mát và lấy quả.
Bảng 1.6. DiƯn tÝch trång Dõa ë ViƯt Nam theo c¸c năm
Năm

1990

1995

1996

1997

1998

Diện tích

120.894

172.879

154.417

143.239

142.504

Chúng ta thấy diện tích Dừa ở Việt Nam từ năm 1990
kể sau đó giảm dần từ năm 1995

1995 là tăng đáng

1998. Nguyên nhân do diện tích Dừa ở

các tỉnh đồng bằng Sông Hồng, Tây Bắc diện tích Dừa giảm theo các năm do
người dân chặt bỏ để thay thế vào các cây lâm nghiệp khác cho giá trị kinh tế
hơn.


18

*Về nghiên cứu:
ở Việt Nam những nghiên cứu về cây Dừa nói chung và sử dụng Dừa
nói riêng còn rất ít so với thế giới.
Về nghiên cứu những đề tài đi sâu nghiên cứu về cấu tạo, tính chất chủ
yếu còn hạn chế. Một số đề tài nghiên cứu về gỗ Dừa:
- Năm 2000

2004 TS. Hoàng Xuân Niên trong luận văn tiến sĩ của

mình đà chọn vỏ quả Dừa để nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất
ván dăm từ nguyên liệu xơ Dừa.

- Nghiên cứu cọng c©y Dõa n­íc cđa PGS. TS Ngun Träng Nh©n.
- Lùc cắt xơ Dừa, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thông, số
4/2003 của PGS.TS Hoàng Hữu Nguyên và TS Hoàng Xuân Niên.
- 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 02/06/2000.
- Hải Bằng (1999) giá Dừa lên nhờ xuất khẩu, thời báo kinh tế Việt
Nam số 54 thứ 4 ngày 7/7/1999.
*Về tình hình sử dụng:
ở đồng bằng sông Hồng, khu vực Đông Bắc và Tây Bắc Dừa chủ yếu
vẫn là cây được dùng làm bóng mát và ăn quả. Những sử dụng về gỗ của cây
Dừa gần như không có.
ở các tỉnh đồng bằng Sông Cửu Long đều có xưởng chế biến gỗ Dõa,
song quy m« nhá, gåm 1  2 c­a CD 4 và 1 3 cưa đĩa. Gỗ Dừa ở đây chủ
yếu được chế biến thành ván bóc và phần lõi được xẻ làm ván ghép thanh lõi.
Nhìn chung công nghệ chế biến gỗ Dừa mang tính tập quán cũ, hiệu quả thấp
và gần như chưa 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.
ở Việt Nam, các sản phẩm từ Dừa và gỗ Dừa rất đa dạng và phong phú
nhưng chỉ tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông Cửu Long. Nói chung không có
thứ gì ở cây Dừa bỏ đi.


19

Hiện nay có nhiều mặt hàng thủ công làm từ các sản phẩm của cây Dừa
(bao gồm toàn bộ cây Dừa từ thân, cành lá, trái, xơ Dừa).
Sản phẩm làm từ gỗ thân cây Dừa: muỗng, chén, đĩa, tô, bình bông,
bình trà, ấm trà, ly tách, hộp đựng nữ trang, hộp đựng danh thiếp, gạt tàn...
Sản phẩm làm từ gáo Dừa: sản phẩm gỗ gáo Dừa là mặt hàng được làm
từ nguồn nguyên liệu gáo Dừa, thực hiện ép chân không trên mặt mạt cưa của

gỗ, tạo ra sản phẩm gỗ ép có nền màu nâu sẫm, có kèm theo hoa văn lá, hoa,
hình khối lập thể, hình các con vật. Sản phẩm này được dùng để lót sàn nhà,
hoặc ốp tường rất phù hợp với đặc trưng nhà ở của người Hàn Quốc.
Gỗ gáo Dừa còn được tạo dáng thành nhiều mặt hàng gia dụng như:
khay đựng ly, tách, hộp có nắp, bình lọ hứa hẹn sẽ được ưa chuộng tại Hàn
Quốc. Gồm các vật dụng để trang trí bàn lưu niệm như con tôm, cá, cua, gà,
dê, bò, phượng hoàng, gáo nước, giá canh, các loại lồng đèn, kẹp tóc, bóp,
vòng đeo tay, vòng đeo cổ,...
Sản phẩm làm từ trái Dừa: các loại hình trang trí để bàn lưu niệm, con
khỉ, con heo, hình ông lÃo, búp bê, tổ chim, đựng ấm trà,...
Sản phẩm làm từ gân lá Dừa: các loại rổ, giỏ gói quà, đựng trái cây.
Sản phẩm làm từ xơ Dừa: các loại thảm trang trí, lót chân hình con thú,
hình các loại,...
Các sản phẩm làm từ gỗ Dừa như: ấm chén, đũa, muôi, thìa..

a

b


20

c

d

e
Hình 1.3. Các sản phẩm làm từ gỗ Dừa

a. bình phong; b. tranh treo t­êng; c. Êm chÐn; d. ®ịa, thìa, muôi; e. ghế

Tóm lại, những nghiên cứu về cây Dừa nói chung còn rất hạn chế.
Những nghiên cứu cơ bản đều lựa chọn hướng sử dụng có hiệu quả nhất cho
loại cây này chưa được quan tâm đúng mức. Trong thực tế chúng ta đà dùng
gỗ của cây này để sản xuất thành ván ghép thanh phủ mặt (đặc biệt ở các tỉnh
đồng bằng sông Cửu Long) nhưng chúng ta cũng chưa đánh giá được chất
lượng ván của gỗ Dừa trên cơ sở khoa học. Thực tế cũng cho thấy gỗ Dừa rất
dễ mốc, tuy vậy ở nước ta nghiên cứu bảo quản cho loại gỗ này (bảo quản
dạng tròn gỗ sản phẩm) còn rất hạn chế.
Việc đặt vấn đề nghiên cứu bảo quản gỗ Dừa một cách triệt để không
được đề cập đến. Do vậy để sử dụng gỗ Dừa có hiệu quả nhất chúng ta cần


21

nghiên cứu đầy đủ các đặc trưng cơ bản của nó để có giải pháp khắc phục
khuyết tật của gỗ, áp dụng công nghệ mới nhằm làm thay đổi lớn giá trị của
gỗ Dừa trên cơ sở phát huy ưu điểm hay khắc phục nhược điểm của nó.
Trước những nhu cầu xuất phát từ thực tế đó chúng tôi tiến hành nghiên
cứu đề tài: "Nghiên cứu một số tính chất cấu tạo, hoá học, vật lý, cơ học chủ
yếu của phần thân (vùng 4) cây Dừa (Cocos nucifera L.) và định hướng cho
sử dụng cho ván ghép thanh".
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Sử dụng gỗ Dừa (vùng 4) làm nguyên liệu sản xuất ván ghép thanh.
1.3. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu trên, tôi tập trung nghiên cứu:
Nghiên cứu các thông số về cây Dừa.
Nghiên cứu cấu tạo thô đại, hiển vi của gỗ Dừa (vùng 4).
Nghiên cứu các tính chất hoá học chủ yếu của gỗ Dừa (vùng 4).
Nghiên cứu các tính chất vật lý, cơ học chủ yếu của gỗ Dừa (vùng 4).
1.4. Phương pháp nghiên cứu

Quá trình nghiên cứu được tiến hành theo phương pháp thực nghiệm,
dựa trên hệ thống tiêu chuẩn trong nước và Quốc tế như:
(1) Chọn rừng, chọn cây, cắt khúc và xác định tính chất cơ, vật lý của
gỗ theo tiêu chuẩn ViƯt Nam tõ TCVN 355- 70 ®Õn TCVN 370-70 më rộng
(1/1998) 41.
(2) Nghiên cứu cấu tạo giải phẫu theo tài liệu 38 , 39 . Phân loại đặc
điểm cấu tạo gỗ.
(3) Phân tích 1 số thành phần hoá học gỗ theo TAPPI: T1os - 59; T4os 59; T6os - 59; T13os - 59;T204os - 69; T15os - 58; T435os - 68; Các chỉ tiêu
đó được thực hiện tại trường Đại học Lâm nghiệp.
(4) Thuật ngữ mô tả cấu tạo và tính chất gỗ theo Nguyễn Đình Hưng.
(5) Sử dụng phương pháp phân tích thống kê để xử lý và đánh giá kết
quả theo TCVN 356-70 sửa đổi (1/1998) 41 bằng phần mềm Excel 5.0 trên
máy vi tính và đảm bảo hƯ sè chÝnh x¸c P < 5%.


22

Chương 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
tượng 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 21 .
Về mặt cấu tạo, gỗ do nhiều tế bào cấu tạo nên. Giữa hai tế bào cạnh
nhau là khoảng gian có màng Pectin (được 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 1 tổ chức rất
quan trọng của tế bào. Cấu tạo của vách tế bào ảnh hưởng đến các tính chất

của gỗ. Vách tế bào chủ yếu do Xenlulôza (C6H10O5)n và Linhin tạo nên.
Linhin tồn tại trong gỗ như 1 chất keo gắn bó các Xenluloza lại với nhau
thành 1 khối vững chắc. Nhiều phân tử Xenluloza liên kết thành 1 chuỗi
Xenluloza, nhiều chuỗi Xenluloza liên kết thành MixenXenluloza. Nhiều
MixenXenluloza

liên

kết

thành

bó

MixenXenluloza.

Vô

số

bó

MixenXenluloza cùng với Linhin 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 trước tiên khi tế bào mẹ
của tầng phát sinh phân sinh ra tế bào con thành phần gồm có Xenlulôza,
Hemi Xenlulôza và Linhin. Mức độ hoá gỗ cao như màng giữa. Trong vách sơ
sinh các MixenXenluloza 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

trưởng của tế bào. So với màng giữa và vách sơ sinh thì vách thứ sinh là phần


23

dầy nhất. Thành phần chủ yếu là Xenluloza và một ít Linhin, ở vách thứ sinh
các MixenXenluloza sắp xếp có trật tự được chia thành 3 lớp:
1) Lớp ngoài: Mỏng, nằm sát vách sơ sinh, các MixenXenluloza xếp vuông
góc với trục dọc tế bào hoặc nghiêng một góc (700

900) so víi trơc däc.

2) Líp gi÷a: n»m kÕ tiÕp líp ngoài, đây là lớp dầy chất, các MixenXenluloza
xếp song song với trục dọc tế bào ( trục dọc thân cây) hoặc nghiêng 1 góc nhỏ
hơn 300 so với trục dọc tế bào.
3) Lớp trong: mỏng, nằm sát ruột tế bào, các MixenXenluloza trong vách thứ
sinh (đặc biệt là lớp giữa ) có tác dụng quyết định tới tính chất của gỗ.
2.2. Cấu tạo gỗ ảnh hưởng 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 dầy có kích thước 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 38 , 39 .Tỷ lệ mạch gỗ nhiều hay ít

tuỳ thuộc vào loại cây, tuổi, gỗ sớm, gỗ muộn và điều kiện sinh trưởng. Vai
trò mạch gỗ trong thân cây là dẫn truyền nhựa nguyên từ rễ lên lá, lỗ thông
ngang trên vách tế báo mạch gỗ nằm cạnh nhau cã vai trß dÉn trun n­íc
chÊt dinh d­ìng theo chiỊu ngang thân cây. Sau khi chặt hạ, mạch gỗ và lỗ

thông ngang trên mạch gỗ làm nhiệm vụ lưu thông nước trong gỗ làm cho gỗ
chóng khô 38 . 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 1 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 26, 38 .
Một số loài cây trong mạch gỗ có thể bít. Thể bít làm cho khó thấm
thuốc bảo quản nhưng phần này có tác dụng chống lại sâu nấm phá hoại 38 .
Một số loại gỗ có chứa chất kết tinh trong mạch gỗ.


24

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 38 . Sợi gỗ giữ vai trò cơ học cho cây đứng vững, vì thế vách
tế bào càng dầy, ruột tế bào càng bé thì cường độ càng cao.
2.2.3. Tế bào mô mềm
Là tế bào vách mỏng làm nhiệm vụ dự trữ chất dinh dưỡng. Loại tế bào
này chiếm tỉ trọng 2

15% thể tích của gỗ. Nếu tế bào mô mềm phát triển

thì cường độ gỗ giảm xuống đồng thời gỗ dễ bị sâu nấm phá hoại 38 , 39 .
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 38 . 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 đà chứng minh tia
gỗ càng nhiều thì sự chênh lệch về sức co dÃn giữa 2 chiều xuyên tâm và tiếp
tuyến càng lớn 38 . 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 xước làm giảm chất lượng ván.
2.3. Tính chất hoá học và ảnh hưởng của tính chất 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 1 thể hỗn hợp rất phức tạp của các
chất cao phân tử Polyxacarit, 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... 12 , 21 . Các chất cấu tạo nên gỗ chủ yếu
là chất hữu cơ: chiếm đến (99



99,9%) thành phần cấu tạo gỗ gồm có

Xenluloza, Linhin và HemiXenluloza.


25

1% khi đốt cháy hoàn toàn các chất này sẽ
biến thành tro. Hàm lượng tro ước tính chừng khoảng từ 0,3 1% so với khối
Các chất vô cơ: chiếm 0,3

lượng gỗ khô kiệt. Hàm lượng tro phụ thuộc vào vị trí trong cây và giảm dần
theo tuổi cây 38 . 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 lượng chất vô cơ khác nhau 12 .

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
trưởng: Thành phần hoá học giữa phần thân và cành sự khác nhau rõ rệt, tỷ lệ
Xenluloza ở cành ít hơn rất nhiều so với thân cây. Ngược lại Linhin, Pentozan
( là những chất hoà tan trong thành phần nước nóng ở cành có nhiều hơn ở
thân) 12 , 38 .
Điều kiện sinh trưởng của cây rừng (cấp đất, độ cao so với mặt nước
biển, cấp sinh trưởng...) có ảnh hưởng đến thành phần hoá học của gỗ. Theo
chiều cao thân cây các thành phần hoá học ít thay đổi 38 .
Cấu tạo gỗ gåm cã 2 nhãm chÊt 6 , 12 , 21 , 38 :
Nhãm thø nhÊt gåm: Xenluloza, Linhin vµ HemiXenluloza 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.
Xenluloza: là thành phần cơ bản nhất trong vách tế bào. Trong gỗ
Xenluloza chiếm 40

50% trọng lượng. Xenluloza 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 trËt tù cđa m¹ch Xenluloza trong m¹ng tinh thĨ lËp phương (gọi là vi
tinh thể hay Mixen) sang trạng thái vô định hình, trong đó có mạch Xenluloza