Nghiên cứu sự thay đổi hàm lượng các thành phần hóa học theo cấp tuổi của gỗ Keo Lai (Acasia auriculiformis x A. mangium) và định hướng sử dụng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.38 MB, 92 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
------------------------
NGUYỄN THỊ HOA
NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI HÀM LƯỢNG CÁC THÀNH
PHẦN HÓA HỌC THEO CẤP TUỔI CỦA GỖ KEO LAI
(Acacia auriculiformis x A.mangium)
VÀ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Hà Nội - 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
------------------------
NGUYỄN THỊ HOA
NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI HÀM LƯỢNG CÁC THÀNH
PHẦN HÓA HỌC THEO CẤP TUỔI CỦA GỖ KEO LAI
(Acacia auriculiformis x A.mangium)
VÀ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG
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:
TS. CAO QUỐC AN
Hà Nội - 2011
i
LỜI CẢM ƠN
Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tơi được bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc
nhất đến TS. Cao Quốc An người đã trực tiếp hướng dẫn tơi trong q trình nghiên
cứu và hồn thành luận văn này.
Tơi cũng xin bày tỏ lịng biết ơn tới các thầy giáo, cô giáo khoa Chế biến lâm
sản, các bạn bè đồng nghiệp đã có nhiều ý kiến hướng dẫn q báu, quan tâm, giúp
đỡ tơi trong q trình nghiên cứu và thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo, các cán bộ trực thuộc Trung tâm thí
nghiệm khoa Chế biến lâm sản, khoa Sau đại học và Thư viện Trường Đại học Lâm
nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi cho tơi trong q trình hồn thành luận văn.
Tôi xin cam đoan số liệu thu thập, xử lý và tính tốn là trung thực và được
trích dẫn rõ ràng.
Hà Nội, ngày 28 tháng 09 năm 2011
Tác giả
Nguyễn Thị Hoa
ii
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn .................................................................................................................. i
Mục lục ....................................................................................................................... ii
Danh mục các từ ký hiệu và viết tắt ............................................................................v
Danh mục các bảng ................................................................................................... vi
Danh mục các hình ................................................................................................... vii
ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................1
Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..............................................3
1.1. Tính cấp thiết của vấn đề cần nghiên cứu ........................................................3
1.2. Tổng quan về cây Keo lai .................................................................................4
1.2.1. Nguồn gốc, phân bố cây Keo lai ................................................................4
1.2.2. Tình hình sử dụng gỗ Keo lai ....................................................................6
1.3. Lược sử quá trình nghiên cứu Keo lai ..............................................................8
1.3.1. Trên thế giới ...............................................................................................8
1.3.2. Tại Việt Nam ..............................................................................................9
1.4. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................12
1.4.1. Mục tiêu lý luận .......................................................................................12
1.4.2. Mục tiêu thực tiễn ....................................................................................12
1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................12
1.5.1. Đối tượng nghiên cứu ..............................................................................12
1.5.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................12
1.6. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................13
1.7. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................13
1.8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .....................................................13
Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...........................................................................14
2.1. Lý thuyết cấu tạo vi mô của gỗ ......................................................................14
2.1.1. Nền tảng cơ bản tạo nên vách tế bào ......................................................14
iii
2.1.2. Cấu tạo gỗ ................................................................................................15
2.2. Thành phần hóa học của gỗ ............................................................................19
2.2.1. Tro gỗ và thành phần của tro gỗ .............................................................21
2.2.2. Thành phần các chất hữu cơ ....................................................................22
2.3. Ảnh hưởng của thành phần hố học đến các ngành cơng nghệ chế biến gỗ ..26
2.3.1. Ảnh hưởng của thành phần hoá học đến công nghệ sản xuất bột giấy ...26
2.3.2. Ảnh hưởng của thành phần hố học đến cơng nghệ sản xuất ván nhân
tạo ......................................................................................................................28
2.3.3. Ảnh hưởng của thành phần hoá học đến cơng nghệ biến tính gỗ ...........31
2.3.4. Ảnh hưởng của thành phần hố học đến cơng nghệ trang sức ...............32
2.3.5. Ảnh hưởng của thành phần hóa học đến cơng nghệ sấy và bảo quản ....33
Chương 3 THỰC NGHIỆM ...................................................................................34
3.1. Phương pháp chọn cây lấy mẫu ......................................................................34
3.1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm khu vực lấy mẫu ...................................................34
3.1.2. Phương pháp chọn ô lấy mẫu ..................................................................35
3.1.2. Chọn cây lấy mẫu và tạo mẫu thí nghiệm ...............................................35
3.2. Phương pháp xác định kích thước sợi và độ pH ............................................38
3.2.1. Phương pháp xác định kích thước sợi .....................................................38
3.2.2. Độ pH của gỗ (Xác định theo tiêu chuẩn ASTM 70 – 68) .......................38
3.3. Phương pháp xác định các thành phần hoá học của gỗ Keo lai .....................39
3.3.1. Xác định độ ẩm nguyên liệu thực vật.......................................................39
3.3.2. Xác định hàm lượng tro (Theo tiêu chuẩn T - 15 - os - 58).....................41
3.3.3. Xác định hàm lượng các chất chiết xuất trong dung môi nước ...............42
3.3.4. Hàm lượng chất tan trong dung dịch NaOH 1% (Theo tiêu chuẩn T– 4 os – 59)
...........................................................................................................................43
3.3.5. Hàm lượng chất tan trong dung môi cồn ( Theo tiêu chuẩn T – 6os – 59)
...........................................................................................................................45
3.3.6. Xác định hàm lượng lignin ( Theo tiêu chuẩn T- 13 os – 54)..................46
3.3.7. Xác định hàm lượng Cellulose (Theo tiêu chuẩn T – 210 os – 70) .........47
iv
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..............................................................48
4.1. Kích thước sợi và độ pH .................................................................................48
4.1.1. Kích thước sợi ..........................................................................................48
4.1.2. Kết quả xác định độ pH ...........................................................................51
4.2. Kết quả xác định thành phần hóa học của gỗ Keo lai qua các cấp tuổi .........53
4.2.1. Hàm lượng ẩm của nguyên liệu ...............................................................53
4.2.2. Thành phần hóa học cơ bản của gỗ Keo lai qua các cấp tuổi ................54
4.3. Đề xuất hướng trong quá trình sử dụng gỗ Keo lai theo các cấp tuổi ............70
4.3.1. Với nguyên liệu gỗ Keo lai 5 tuổi ............................................................70
4.3.2. Với nguyên liệu gỗ Keo lai 7 tuổi ............................................................72
4.3.3. Với nguyên liệu gỗ Keo lai 9 tuổi ............................................................74
4.3.4. Với nguyên liệu gỗ Keo lai 11 tuổi ..........................................................75
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................77
1. Kết luận .............................................................................................................77
2. Kiến nghị ...........................................................................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
v
DANH MỤC CÁC TỪ KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT
A
Hàm lượng tro
C
Hàm lượng Cellulose
E
Hàm lượng chất tan trong dung môi cồn
Kcs
L
Hệ số chiết xuất
Hàm lượng lignin
N1
Hàm lượng chất tan trong nước lạnh
N2
Hàm lượng chất tan trong nước nóng
N
Hàm lượng chất tan trong dung dịch NaOH 1%
TC
Tiêu chuần
W
Độ ẩm
vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên bảng
TT
Trang
1.1
Khối lượng thể tích gỗ khơ kiệt của các lồi Keo (4 tuổi)
9
2.1
Thành phần hóa học của một số lồi cây
20
3.1
Kích thước của cây thí nghiệm
36
4.1
Kích thước sợi của gỗ Keo lai
48
4.2
Phân cấp chiều dài sợi gỗ
50
4.3
So sánh kích thước sợi trung bình của gỗ Keo lai, gỗ Bạch đàn và
50
Sa mộc ở cùng cấp tuổi
4.4
Kết quả xác định độ pH của gỗ Keo lai ở các cấp tuổi và vị trí thân cây
52
4.5
Hàm lượng ẩm theo cấp tuổi của gỗ Keo lai
53
4.6
Bảng kết quả tổng hợp hàm lượng các thành phần hóa học của gỗ
54
Keo lai theo từng cấp tuổi
4.7
Sự thay đổi hàm lượng tro của gỗ Keo lai theo các cấp tuổi
55
4.8
Hàm lượng tro của gỗ Keo lai, Bạch đàn và Sa mộc ở cùng cấp tuổi
56
4.9
Hàm lượng chất tan trong cồn của gỗ Keo lai theo các cấp tuổi
57
4.10
Hàm lượng chất tan trong cồn của gỗ Keo lai, gỗ Bạch đàn và gỗ
57
Sa mộc ở cùng cấp tuổi
4.11
Hàm lượng chất tan trong nước lạnh của gỗ Keo lai theo các cấp tuổi
59
4.12
Hàm lượng chất tan trong nước nóng của gỗ Keo lai qua các cấp tuổi
60
4.13
Hàm lượng chất tan trong nước lạnh và nước nóng của gỗ Keo lai,
61
Bạch đàn và Sa mộc ở cùng cấp tuổi
4.14
Hàm lượng chất tan trong NaOH 1% của gỗ Keo lai qua các cấp tuổi
63
4.15
Hàm lượng chất tan trong NaOH 1% của gỗ Keo lai, Bạch đàn và
64
Sa mộc ở cùng cấp tuổi
4.16
Hàm lượng lignin của gỗ Keo lai qua các cấp tuổi
65
4.17
Hàm lượng lignin của gỗ Keo lai, Bạch đàn và Sa mộc ở cùng cấp tuổi
67
4.18
Hàm lượng cellulose của gỗ Keo lai qua các cấp tuổi
68
4.19
Hàm lượng cellulose của gỗ Keo lai, Bạch đàn và Sa mộc ở cùng
69
cấp tuổi
vii
DANH MỤC CÁC HÌNH
TT
Tên hình
Trang
2.1
Kết cấu của vách tế bào
14
2.2
Kết cấu hiển vi của vách tế bào gỗ
14
2.3
Cấu trúc hóa học của Cellulose
23
2.4
Đơn phân cấu tạo của lignin
24
2.5
Đơn vị cấu tạo của lignin
24
4.1
Tần xuất phân bố chiều dài sợi cây Keo lai
49
4.2
Hình thái sợi cây Keo lai
49
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi của hàm lượng tro theo các cấp
tuổi của gỗ Keo lai
55
Biểu đồ so sánh hàm lượng tro của nguyên liệu gỗ Keo lai
với gỗ Bạch đàn và Sa mộc ở cùng cấp tuổi
56
Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi của hàm lượng chất tan trong
cồn theo các cấp tuổi của gỗ Keo lai
57
Biểu đồ so sánh hàm lượng chất tan trong cồn của gỗ Keo lai
với gỗ Bạch đàn và Sa mộc ở cùng cấp tuổi
58
Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi của hàm lượng chất tan trong
nước lạnh của gỗ Keo lai theo từng cấp tuổi
59
Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi của hàm lượng chất tan trong
nước nóng của gỗ Keo lai theo từng cấp tuổi
61
Biểu đồ so sánh hàm lượng chất tan trong nước lạnh của gỗ
Keo lai với Bạch đàn và Sa mộc ở cùng cấp tuổi
62
Biểu đồ so sánh hàm lượng chất tan trong nước nóng của gỗ
Keo lai với Bạch đàn và Sa mộc ở cùng cấp tuổi
62
Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi của hàm lượng chất tan trong
NaOH 1% của gỗ Keo lai theo từng cấp tuổi
63
Biểu đồ so sánh hàm lượng chất tan trong NaOH 1% của gỗ
Keo lai với gỗ Bạch đàn và Sa mộc ở cùng cấp tuổi
64
viii
4.13
4.14
4.15
4.16
Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi hàm lượng lignin của gỗ Keo
lai theo từng cấp tuổi
65
Biểu đồ so sánh hàm lượng lignin của gỗ Keo lai với gỗ Bạch
đàn và Sa mộc ở cùng cấp tuổi
67
Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi hàm lượng cellulose của gỗ Keo lai
theo từng cấp tuổi
68
Biểu đồ so sánh hàm lượng cellulose của gỗ Keo lai với gỗ
Bạch đàn và Sa mộc ở cùng cấp tuổi
69
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Sự phát triển của xã hội về khoa học kỹ thuật, kinh tế, dân số… đã làm diện
tích rừng tự nhiên ngày càng cạn kiệt cả về số lượng và chất lượng. Rừng nguyên
sinh ngày một thu hẹp, rừng trồng phát triển nhưng vẫn không đáp ứng được nhu
cầu. Hậu quả của nó khơng chỉ làm cho sản lượng và trữ lượng lâm sản ngày càng
suy giảm mà cịn làm thay đổi cấu trúc của rừng, tính chất cơ, vật lý, hố học và
ngoại hình của nhiều loại cây là nguyên liệu trong công nghiệp chế biến lâm sản.
Những thay đổi này không chỉ tác động xấu đến mơi trường mà cịn đặt cho ngành
chế biến lâm sản nói chung và ngành chế biến gỗ nói riêng trước những thách thức
to lớn. Bên cạnh đó nhu cầu về sản phẩm chế biến gỗ ngày càng gia tăng về số
lượng và địi hỏi cao về chất lượng.
Trước tình hình thực tế đó, vấn đề đặt ra là phải sử dụng có hiệu quả cao nhất
nguồn tài nguyên gỗ và phải có định hướng trồng rừng nguyên liệu. Để đáp ứng
được yêu cầu đó phải có những nghiên cứu cơ bản hết sức đầy đủ và chặt chẽ về
từng loại gỗ làm cơ sở cho việc định hướng công nghệ nhằm tạo ra sản phẩm ngày
càng nhiều, chất lượng và hiệu quả kinh tế cao, tiết kiệm nguyên liệu.
Gỗ Keo lai là loài cây đang được trồng phổ biến làm ngun liệu phục vụ cho
cơng nghiệp chế biến gỗ nói chung, sản xuất ván nhân tạo và công nghiệp sản xuất bột
giấy nói riêng. Bởi đây là lồi cây phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam, tốc độ tăng
trưởng nhanh, tuổi thành thục công nghệ tương đối thấp, có khả năng cải tạo mơi
trường… Nó đang được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất ván dăm, ván sợi, bột giấy
và các sản phẩm đồ mộc khác. Việc đa dạng hóa sản phẩm từ nguyên liệu gỗ Keo lai là
một hướng đi cần thiết và việc nghiên cứu cơ bản về cây Keo lai sẽ tạo tiền đề cho
những định hướng sử dụng gỗ tối ưu trong ngành chế biến lâm sản.
Các nghiên cứu cơ bản về nguyên liệu gỗ Keo lai ở Việt Nam cũng đã có rất
nhiều. Tuy nhiên, phần nhiều các nghiên cứu mới chỉ tập trung ở những cấp tuổi
nhất định, đặc biệt rất ít các nghiên cứu tập trung vào các bộ phận khác nhau trên
thân cây như: gốc, thân, ngọn, cành nhánh và ở các cấp tuổi khác nhau. Ngày nay,
khi thế giới nhắc nhiều đến việc áp dụng công nghệ xanh, kỹ thuật xanh vào sản
2
xuất thì việc lợi dụng cây nguyên liệu gỗ chỉ tính đến phần thân khơng là chưa đủ,
mà cả các bộ phận khác của cây như gốc, ngọn, cành nhánh cũng sẽ được tận dụng
đến mức tối đa. Vì vậy, kết quả nghiên cứu cơ bản, tương đối hoàn chỉnh về một
cây nguyên liệu sẽ là những cơ sở để việc lựa chọn và định hướng sử dụng sao cho
có hiệu quả nhất đối với cây nguyên liệu đó.
Xuất phát từ những lý do trên, tôi đã tiến hành thực hiện luận văn tốt nghiệp:
“Nghiên cứu sự thay đổi hàm lượng các thành phần hóa học theo cấp tuổi của gỗ
Keo Lai (Acacia auriculiformis x A.mangium) và định hướng sử dụng”.
3
Chương 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tính cấp thiết của vấn đề cần nghiên cứu
Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, tài nguyên rừng phong phú, đa
dạng. Tuy nhiên, cũng như các nước đang phát triển khác, trong những năm qua, tài
nguyên rừng của Việt Nam suy giảm nghiêm trọng. Bên cạnh những nguyên nhân
chung của các nước nông nghiệp nghèo như chặt phá rừng làm nương rẫy, khai thác
quá mức tăng trưởng, chuyển đổi mục đích sử dụng rừng khơng theo quy hoạch cịn
có các yếu tố ban đầu của nền kinh tế hàng hóa.
Bước sang thế kỷ 21, Việt Nam tiếp tục có những tăng trưởng mạnh về kinh
tế, điều này tác động trực tiếp tới việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên theo đó ngành
lâm nghiệp cũng có những thay đổi cơ bản. Nhà nước cũng đã có những chính sách,
chương trình nhằm xây dựng lại tài nguyên rừng.
Với tổng diện tích tự nhiên là 33,12 triệu ha, trong đó có 12,61 triệu ha diện
tích có rừng đã làm nền kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ nhờ vào nghề rừng.
Theo các tài liệu đã có được, năm 1943, Việt Nam có 14,3 triệu ha rừng, độ che phủ
là 43%, đến năm 1990 chỉ còn 9,18 triệu ha, độ che phủ là 27,2%; thời kỳ 1980 –
1990, bình quân mỗi năm hơn 100 nghìn ha rừng đã bị mất. Nhưng từ năm 1990 trở
lại đây, diện tích rừng đã tăng lên liên tục nhờ trồng rừng và phục hồi rừng tự nhiên.
Theo công bố tại quyết định số 1970/QĐ/BNN-KL-Ln ngày 06 tháng 07 năm 2006,
tính đến 31 tháng 12 năm 2005 diện tích rừng toàn quốc là 12,61 triệu ha (độ che
phủ là 37%) trong đó 10,28 triệu ha rừng là rừng tự nhiên và 2,33 triệu ha rừng
trồng [33]. Tổng trữ lượng gỗ là 813,3 triệu m3. Diện tích rừng trồng tăng lên đã
cung cấp một phần nguyên liệu cho công nghiệp giấy, mỏ, dăm gỗ xuất khẩu và củi
đun, góp phần giảm sức ép vào rừng tự nhiên. Cũng theo chiến lược phát triển Lâm
nghiệp giai đoạn 2006 -2020, cần ưu tiên phát triển rừng trồng theo quy hoạch các
vùng nguyên liệu cho công nghiệp chế biến, kết hợp trồng cây gỗ nhỏ mọc nhanh và
cây gỗ lớn dài ngày.
4
Theo những số liệu trên, rừng trồng có một ý nghĩa rất lớn trong việc cung
cấp nguồn nguyên liệu dồi dào cho ngành chế biến lâm sản, đặc biệt là các ngành
công nghiệp ván nhân tạo, bột giấy…
Vấn đề nghiên cứu cơ bản về các tính chất cơ, vật lý hóa học của các loại gỗ
tự nhiên rừng trồng trên các nước trên thế giới đã có từ rất lâu đời nay đặc biệt là
các nước phát triển như Đức, Mỹ, Liên Bang Nga…[24]
Ở Việt Nam, công việc nghiên cứu tính chất gỗ được bắt đầu thực hiện từ
năm 1959 tại Học viện Nông Lâm, Viện Kỹ thuật Giao thông và Viện Lâm nghiệp
dưới sự chỉ đạo của Ủy ban khoa học và kỹ thuật nhà nước. Kết quả nghiên cứu tính
chất của 45 loại gỗ đã được Vũ Hân (1964) công bố trong “Kiến thức cơ bản về
gỗ”. Từ năm 1965, cơng việc nghiên cứu tính chất gỗ ở Việt Nam tiếp tục được
thực hiện tại Viện Lâm nghiệp, sau chuyển sang Viện Công nghiệp rừng và nay là
Viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam. Các kết quả nghiên cứu tính chất gỗ Việt
Nam trước năm 1974 đã được công bố trong tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1072 –
71. Đến nay, tổng số đã có trên 111 lồi cây gỗ chính thức đã được nghiên cứu và
cơng bố tính chất, trong đó có cả một số lồi gỗ rừng trồng như Bạch đàn trắng, Keo
tai tượng và Keo lá tràm. Tuy nhiên, các nghiên cứu trong giai đoạn này đều thiên
về tính chất cơ vật lý, gần như bỏ qua nghiên cứu về các thành phần hóa học của gỗ.
Viện công nghiệp giấy – xenlulo cũng đã nghiên cứu thành phần hóa học của một
số lồi cây mọc nhanh rừng trồng tuy nhiên việc nghiên cứu cịn mang tính chất cục
bộ chỉ đáp ứng thông tin cho ngành công nghiệp sản xuất giấy [24].
Như vậy có thể khẳng định hướng nghiên cứu cơ bản về gỗ của các loài cây
mọc nhanh rừng trồng là hết sức cần thiết. Nó góp phần rất lớn trong việc định
hướng sử dụng gỗ có hiệu quả, đặc biệt là đối với gỗ Keo lai, đây có thể được coi là
nguyên liệu đang được trồng phổ biến ở Việt Nam hiện nay.
1.2. Tổng quan về cây Keo lai
1.2.1. Nguồn gốc, phân bố cây Keo lai
Cây Keo lai (có tên khoa học thường dùng: Acacia mangium x
auriculiformis, và tên khoa học chính thức: Acacia auriculiformis x A.mangium,
5
theo Cơng báo của Chính phủ, số 13+14 ngày 21 tháng 4 năm 2004) là kết quả của
sự lai tạo chéo giữa hai loại Keo Acacia thuộc chi thực vật họ Đậu (Leguminosae),
họ phụ Trinh nữ (Mimosoideae) là: cây Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) và
cây Keo lá tràm (Acacia auriculiformis A.Cunn.ex Benth) [4], [24], [35], [41].
Keo Acacia gồm 1200 loài, phân bố rộng rãi ở Châu á, Châu Phi, Châu Mỹ
và Châu Đại Dương. Trong đó, riêng ở Australia có khoảng 850 lồi [41]. Các nước
thuộc khu vực Đơng Nam á đã du nhập các loài Keo của Australia vào những thập
kỷ gần đây, chúng được phát triển mạnh mẽ và trở thành các loài cây quan trọng
trong chương trình trồng rừng kinh tế của các nước này, đặc biệt là Keo tai tượng và
Keo lá tràm. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, giữa hai lồi Keo này xuất
hiện sự lai tạo tự nhiên, cây Keo lai là sản phẩm của sự lai tạo đó, nó có nhiều đặc
tính hơn hẳn cây bố và cây mẹ [16], [20]. Qua nghiên cứu cây Keo lai tự nhiên
người ta thấy rằng chúng tập trung chủ yếu ở khu vực Đông Nam á. Năm 1972, cây
Keo lai lần đầu tiên được Messrs Herburrn và Shim phát hiện tại Malaysia trong số
các cây Keo tai tượng được trồng ở Sook Tclupid (bang Sabah). Sau đó, vào năm
1986 cũng tại bang này, người ta tìm thấy cây Keo lai ở 12 khu vực khác. Cây Keo
lai còn được phát hiện tại một số quốc gia khác nhau trên thế giới như: Balamuk,
Ulukukurt (Malaysia), Oldtonda (Papua Newguinea), Thái Lan, Đài Loan, Quảng
Châu - Trung Quốc, Canada và nhiều vùng của Việt Nam [31].
Tại Việt Nam, bắt đầu từ những năm 1960 và 1980, một lượng lớn các loài
Keo Acacia của Australia được nhập nội và gây trồng thử nghiệm như: Keo tai
tượng (Acacia mangium), Keo lá tràm (Acacia auriculiformis), Keo lá liềm (Acacia
crassicarpa),... Tuy nhiên, chỉ có Keo tai tượng và Keo lá tràm chứng tỏ tốc độ sinh
trưởng nhanh và phù hợp với điều kiện khí hậu của Việt Nam. Do đó, chúng đã trở
thành cây rừng trồng quan trọng, và là hai trong số các lồi cây chủ đạo trong
chương trình 327 và chương trình trồng 5 triệu ha rừng của Chính phủ [14], [20].
Cây Keo lai mới chỉ được biết đến ở nước ta khoảng hơn 10 năm trở lại đây, theo
các tài liệu [15], [16], [18], [19], [25], [31], cho thấy cây Keo lai xuất hiện trong các
khu rừng trồng hỗn loài cả Keo tai tượng và Keo lá tràm hoặc rừng Keo tai tượng ở
ngay cạnh rừng Keo lá tràm. Cây Keo lai phân bố ở một số địa phương:
6
+ Đơng Nam Bộ: Đồng Nai, Bình Dương,... với số lượng cây lai xuất hiện
trong rừng Keo tai tượng là 3-4%;
+ Trung Bộ và Tây Nguyên: Thanh - Nghệ - Tĩnh, Bình - Trị - Thiên, Quảng
Nam, Đà Nẵng, Gia Lai,...;
+ Bắc Bộ: Hà Nội, Hồ Bình, Phú Thọ, Tun Quang, Thái Nguyên, Yên
Bái,...Riêng ở Ba Vì - Hà Nội, số lượng cây Keo lai trong rừng Keo tai tượng là 4-5%.
Cây Keo lai được nhân giống bằng hom từ cây lai tự nhiên đã được đưa vào
trồng rộng rãi ở các tỉnh: Bình Dương, Đồng Nai, Gia Lai, Quảng Bình, Hà Nội,
Thái Nguyên, Tuyên Quang,... trong vài năm trở lại đây, phần lớn Keo lai loại này
còn ở độ tuổi thấp, cao nhất là 6-7 tuổi, nó được trồng thành rừng nguyên liệu nhằm
phục vụ cho các ngành công nghiệp: ván dăm, bột giấy, ván MDF [12].
1.2.2. Tình hình sử dụng gỗ Keo lai
Cây Keo lai cũng giống như cây bố mẹ là Keo tai tượng và Keo lá tràm được
đánh giá là những lồi cây có nhiều thế mạnh. Chúng đang được nghiên cứu phát
triển mạnh mẽ trên nhiều quốc gia trong khu vực. Tại Việt Nam, chúng là những
lồi cây rừng trồng chủ yếu trong chương trình phát triển kinh tế nghề rừng ở các
địa phương, là nguồn nguyên liệu to lớn đầy triển vọng cho các ngành công nghiệp
chế biến gỗ [7], [8], [9], [18], [21],[40].
+ Gỗ Keo lai được sử dụng trong công nghiệp chế biến gỗ:
Với tốc độ sinh trưởng nhanh, thân thẳng, ít cành nhánh, gỗ tương đối sáng
màu, cường độ và khối lượng thể tích trung bình [18], [31], cây Keo lai có thể đáp
ứng tốt các tiêu chuẩn về nguyên liệu đối với ván ghép thanh, ván dăm, ván sợi, và
các sản phẩm đồ mộc thơng dụng hoặc bao bì. Hiện nay, gỗ Keo lai đang được sử
dụng làm nguyên liệu cho Nhà máy ván dăm Thái Nguyên, Nhà máy ván sợi MDF
Gia Lai, và các cơ sở sản xuất ván ghép thanh. Tuy nhiên, lượng nguyên liệu này
hiện nay còn rất hạn chế do phần lớn các rừng Keo lai đang trong độ tuổi sinh
trưởng và phát triển 5-7 tuổi [19], [25].
+ Trong công nghiệp sản xuất bột giấy:
Nguyên liệu truyền thống của công nghiệp bột giấy chủ yếu là Bạch đàn.
Lồi cây này có tốc độ sinh trưởng nhanh vào những năm đầu, dễ tái sinh bằng chồi,
7
song tốc độ sinh trưởng từ năm thứ tư trở đi rất chậm, và làm cho đất bạc màu
nhanh. Trong vài năm trở lại đây, người ta đã đưa cây Keo lá tràm và Keo tai tượng
vào làm nguyên liệu sản xuất bột giấy, do tốc độ sinh trưởng nhanh, phù hợp với
các địa hình khí hậu khắc nghiệt, có khả năng cải tạo đất, và đặc biệt là hàm lượng
cellulose cao [31]. Tuy nhiên, so với cây bố mẹ, cây Keo lai có tốc độ sinh trưởng
mạnh và tổng sinh khối lớn hơn nhiều, có đặc điểm hình thái và khối lượng thể tích
trung gian giữa hai lồi cây bố mẹ. Vì vậy, nếu được đầu tư nghiên cứu, cây Keo lai
chắc chắn sẽ là nguồn nguyên liệu có nhiều tiềm năng hơn các loại nguyên liệu
truyền thống trong công nghiệp sản xuất bột giấy [11].
+ Trong xây dựng và khai khống:
Trên cơ sở các tính chất ưu việt của cây Keo lai, tuỳ theo độ tuổi đường kính
thân cây, nó có thể được sử dụng làm cột chống trong xây dựng và khai khoáng,
hoặc được sử dụng làm ván xẻ cốp pha, và các chi tiết khác.
+ Trong nông nghiệp và bảo vệ môi trường sinh thái:
Cây Keo lai là một cây họ đậu, có khả năng cố định đạm. Trong quá trình
sinh trưởng và phát triển, vi khuẩn Rhizobium sống cộng sinh thâm nhập vào rễ non
trên tầng đất mặt thống khí, tạo ra rễ có nhiều nốt sần phồng to. Trong các nốt sần,
vi khuẩn hấp thụ nitrogen của khơng khí trong đất và biến đổi thành đạm hữu cơ, bổ
sung đạm cho đất và làm đất khơng bị bạc màu, thối hố [5], [10], [11], [20].
Keo lai là cây lá rộng, do đó có khả năng che phủ lớn, có tác dụng chống sói
mịn và rửa trôi đất mặt dưới các tác động của điều kiện tự nhiên. Nó cịn là lồi cây
có tốc độ sinh trưởng nhanh nên có thể tăng nhanh được tốc độ che phủ [20], thu
hẹp các diện tích đất trống đồi núi trọc; điều hồ khí hậu, thuỷ văn, địa chất; ổn định
hệ sinh thái trong khu vực trồng rừng [14].
Việc đưa cây Keo lai có đặc tính sinh trưởng tốt, ổn định vào danh sách các
loại cây rừng trồng chủ yếu trong chiến lược phát triển chung của ngành Lâm
nghiệp, trước mắt sẽ tạo ra những thảm rừng rộng lớn, tăng nhanh độ che phủ, thu
hẹp diện tích đất trống đồi núi trọc. Điều này có ý nghĩa rất lớn cho việc bảo vệ môi
trường sinh thái trong nước và khu vực. Chúng có khả năng ổn định sự hoạt động
8
của tình hình khí hậu – địa chất- thủy văn, tạo ra một bầu khí quyển trong sạch, hạn
chế được sự thối hóa và xói mịn đất [22].
+Trong đời sống nhân dân:
Với điều kiện kinh tế và mức sống còn thấp, nhất là vùng nông thôn của các khu
vực đồng bằng, trung du và miền núi Việt Nam, gỗ Keo nói chung cịn được cung cấp
để làm nhà, chất đốt trong sinh hoạt và sản xuất thường ngày của các gia đình [31].
1.3. Lược sử quá trình nghiên cứu Keo lai
1.3.1. Trên thế giới
Kể từ khi cây Keo lai được phát hiện đến nay, đã có rất nhiều cơng trình
nghiên cứu về nó như lai tạo, sinh trưởng, nhân giống, gây trồng và một số đặc
điểm cấu tạo, tính chất cơ lý. Tuy nhiên, các nghiên cứu này mới chỉ được thực hiện
trên cây non hoặc cây có độ tuổi nhỏ.
Về mặt tự nhiên, cây Keo lai có thể đã xuất hiện từ rất lâu, song cây Keo lai chỉ
thực sự được biết đến khi các nhà khoa học phát hiện và nghiên cứu loại cây này.
Như trên đã nêu, năm 1972, cây Keo lai được Messrs Herburn và Shim phát
hiện tại Telupid bang Sabah - Malaysia. Sau nhiều năm, với nhiều cơng trình nghiên
cứu, đến năm 1978 người ta đã xác nhận đó là giống cây lai giữa Keo tai tượng và
Keo lá tràm [15].
Ở Nhật Bản các nhà nghiên cứu cơng bố một số cơng trình nghiên cứu như:
Motoki Okuma và Hiroshi Tanaka (1999) đã xác định tỷ trọng gỗ, lực cắt và modun
uốn cho các mẫu gỗ dán 13 lớp của Keo lai và thấy rằng gỗ dán Keo lai là một loại
vật liệu tốt dùng trong xây dựng.
Zhao Shaowen (2001) đã tiến hành nghiên cứu cơ bản về đặc điểm cấu tạo,
tính chất vật lý, cơ học và hóa học của nguyên liệu gỗ Keo lai 9 tuổi và đề xuất các
hướng sử dụng đối với loại nguyên liệu này.
Chen Congjin (2002) cũng đã tiến hành nghiên cứu tổng thể các đặc điểm
cấu tạo và tính chất của gỗ Keo lai 7 tuổi, đồng thời tiến hành so sánh với các loại
nguyên liệu khác. Hầu hết các nghiên cứu chỉ ra rằng, ở cùng cấp tuổi như nhau thì
đặc tính của gỗ Keo lai đều ưu việt hơn đối với Keo tai tượng và Keo lá tràm.
9
Kazauya ITO (2009) đã tiến hành thực hiện: “Dự án trồng nguyên liệu cung
cấp cho ngành công nghiệp giấy ở Lào”. Dự án đã khảo nghiệm và xác định được 2
lồi cây trồng làm ngun liệu cho cơng nghiệp giấy là Bạch đàn và Keo lai. Trong
đó Keo lai được ưu tiên trồng nhiều hơn do sinh trưởng phát triển nhanh hơn, ít gây
hại cho đất và là nguồn nguyên liệu tốt cho ngành công nghiệp giấy [39].
1.3.2. Tại Việt Nam
Cây Keo lai được phát hiện ở Việt Nam vào đầu những năm 1990. Qua điều
tra sinh trưởng tại rừng Keo lai và Keo tai tượng ở Ba Vì - Hà Tây cho thấy: Keo lai
có tốc độ sinh trưởng nhanh hơn Keo tai tượng 1,2 - 1,6 lần về chiều cao và 1,3 -1,8
lần về đường kính. Keo lai 4-5 tuổi có thể tích gấp 2 lần Keo tai tượng. Tại Sông
Mây - Đồng Nai, khi so sánh với Keo lá tràm cùng tuổi cho thấy Keo lai sinh trưởng
nhanh hơn Keo lá tràm 1,3 lần về chiều cao và 1,5 lần về đường kính [15], [16].
Từ năm 1992 trở lại đây, đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về chọn lọc và
khảo nghiệm dịng vơ tính của cây Keo lai ở Ba Vì - Hà Tây và miền Đông Nam Bộ
nhằm tạo ra giống cây lai tốt nhất. Năm 1995 - 1996, khi nghiên cứu về khả năng
cải tạo đất của cây Keo lai, các nhà khoa học thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt
Nam đã xác định: Cây Keo lai không chỉ sinh trưởng và phát triển nhanh mà cịn có
số lượng nốt sần chứa vi khuẩn cố định đạm cao hơn cả cây bố mẹ. Bên cạnh đó,
khi nghiên cứu về sinh khối của cây 3 tuổi cho thấy: Khối lượng thể tích viên trụ
của Keo lai là 0,074m3/cây, của Keo lá tràm là 0,024m3/cây, của Keo tai tượng là
0,018m3/cây. Các cơng trình nghiên cứu cũng xác định được khối lượng thể tích của
gỗ Keo lai nằm trung gian giữa Keo tai tượng và Keo lá tràm (Bảng 1.1) [16]:
Bảng 1.1. Khối lượng thể tích gỗ khơ kiệt của các lồi Keo (4 tuổi) (g/cm3)
Phần lấy mẫu
Keo lá tràm
Keo tai tượng
Keo lai
Phần gốc
0.481
0.425
0.464
Phần giữa
0.469
0.409
0.459
Phần ngọn
0.458
0.407
0.440
Trung bình
0.469
0.414
0.455
10
Năm 1995, khi nghiên cứu khả năng sử dụng gỗ Keo lai (3 tuổi) để sản xuất
bột giấy cho thấy: hàm lượng cellulose 49%, lignin 25,65%, Pentozan 20,52%. Khi
so sánh với các loại nguyên liệu sản xuất bột giấy khác thì Keo lai có hàm lượng
cellulose, độ chịu kéo, chịu gấp cao hơn hẳn, độ trắng của giấy sản xuất từ gỗ Keo
lai đạt 85% [11].
Kết quả nghiên cứu của Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng (Viện Khoa học
lâm nghiệp Việt Nam) về tiềm năng bột giấy gỗ Keo lai 4 tuổi tại Ba Vì cho thấy:
- Tỷ trọng gỗ khô kiệt phần gốc là 0,464 g/cm3, phần giữa là 0,459 g/cm3,
phần ngọn là 0,440 g/cm3, trung bình là 0,455 g/cm3
- Thành phần hóa học của gỗ Keo lai:
Xenlulo chiếm: 49,00 %
Lignin chiếm: 25,65 %
Pentozan chiếm: 20,52 %
Chất tan trong Benzen chiếm: 3,35 %
Chất tan trong NaOH 1% chiếm: 13,50 %
Chất tan trong nước nóng chiếm: 3,65 %
Chất tan trong nước lạnh chiếm: 2,40 %
- Chất lượng bột giấy tốt, độ nhớt của bột cao
Đến năm 1999, GS. Lê Đình Khả đã cơng bố cơng trình "Nghiên cứu sử
dụng giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng và Keo lá tràm ở Việt Nam" [16].
Năm 2002, khi nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất cơ học, vật lý, hoá học
chủ yếu của gỗ Keo lai 8-9 tuổi và định hướng sử dụng sản xuất ván ghép thanh,
Thạc sỹ Bùi Đình Tồn đã khẳng định: Keo lai có khối lượng thể tích nhỏ, các tính
chất cơ học được xếp vào hạng từ trung bình đến cao, độ pH nằm vào khoảng axit
yếu. Keo lai có các tính chất trung gian giữa Keo tai tượng và Keo lá tràm. Keo lai
là loại nguyên liệu có thể đáp ứng tốt các chỉ tiêu về yêu cầu đối với nguyên liệu
sản xuất ván ghép thanh, ván dăm, ván sợi, bột giấy và gỗ xây dựng [31].
Kết quả nghiên cứu sử dụng gỗ Keo lai làm nguyên liệu sản xuất ván dăm của
Thạc sỹ Nguyễn Hồng Nhiên (2002) [26] và PGS.TS Nguyễn Trọng Nhân đã kết luận:
11
Gỗ Keo lai hồn tồn có thể đáp ứng được yêu cầu đối với nguyên liệu sản xuất ván
dăm, đồng thời tạo ra sản phẩm ván dăm có chất lượng đáp ứng yêu cầu loại ván 1A
trong tiêu chuẩn cấp ngành 04TCN2-1999 [25].
Kết quả nghiên cứu sử dụng gỗ Keo lai làm nguyên liệu sản xuất ván LVL
của Thạc sỹ Phan Duy Hưng (2004) [12] đã kết luận: Thông qua các tiêu chuẩn hiện
có trong và ngồi nước, đặc biệt là tiêu chuẩn ngành 04TCN66-2004 về yêu cầu
nguyên liệu dùng trong sản xuất ván bóc, đề tài khẳng định gỗ Keo lai 9 – 10 tuổi
khai thác tại Lương Sơn – Hịa bình hồn tồn đáp ứng được ngun liệu sản xuất
ván mỏng. Gỗ Keo lai được xếp loại trung gian giữa A và B trong bản phân loại về
yêu cầu nguyên liệu sản xuất ván bóc [27]. Ván mỏng đảm bảo chất lượng dùng
trong sản xuất ván LVL. Và như vậy khẳng định qua nghiên cứu bước đầu cho thấy
gỗ Keo lai 9-10 tuổi có đủ khả năng làm nguyên liệu để sản xuất ván LVL đảm bảo
chất lượng và hiệu quả kinh tế.
Nguyễn Nam Phong (2008), đã nghiên cứu cấu tạo ván ghép thanh (dạng
Glue Laminated Timber) từ gỗ Keo lai. Kết quả cho thấy gỗ Keo lai bước đầu
nghiên cứu tạo Glulam đáp ứng được loại GL13 (theo tiêu chuẩn kiểm tra AS/NZS
1328:2:1998).
Kết quả nghiên cứu một số yếu tố công nghệ uốn gỗ Keo lai làm chi tiết cong
cho đồ mộc của Thạc sỹ Nguyễn Đức Thành (2010) [30] cho thấy: Keo lai được
làm mềm hóa tốt, khả năng uốn là 1/6, chất lượng sản phẩm gỗ uốn đều khơng hoặc
có rất ít khuyết tật trước và sau khi uốn, khả năng đàn hồi trở lại nhỏ, hoàn toàn đáp
ứng yêu cầu đặt ra. Và khẳng định gỗ Keo lai có thể đáp ứng yêu cầu nguyên liệu
trong công nghệ uốn gỗ.
Trên cơ sở tiềm năng sử dụng gỗ Keo lai trong công nghiệp chế biến gỗ cũng
như trong việc phát triển diện tích có hiệu quả kinh tế cao, các nhà khoa học đang
tiếp tục tiến hành nhiều cơng trình nghiên cứu về cây Keo lai như: Chọn giống,
nghiên cứu các giải pháp lâm sinh [18], [19] , đồng thời nghiên cứu sử dụng gỗ Keo
lai làm nguyên liệu trong các ngành chế biến khác.
12
Tóm lại:
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu về cây Keo lai trên thế giới và ở Việt
Nam, chúng ta có thể đi đến nhận định:
+ Cây Keo lai là lồi cây có nhiều triển vọng trong việc phát triển kinh tế nghề
rừng cũng như làm nguyên liệu trong các ngành công nghiệp chế biến gỗ hiện nay;
+ Việc nghiên cứu cơ bản về nguyên liệu gỗ Keo lai theo các cấp tuổi và
theo các bộ phận trên thân cây cịn rất ít;
+ Dựa trên nhu cầu của thị trường về sản phẩm từ các loài gỗ mọc nhanh
rừng trồng vào các lĩnh vực là rất lớn, dựa vào những nghiên cứu về gỗ Keo lai cho
thấy rằng việc thực hiện: “Nghiên cứu sự thay đổi hàm lượng các thành phần hóa
học theo cấp tuổi của gỗ Keo Lai (Acacia auriculiformis x A.mangium) và định
hướng sử dụng” là cần thiết và có ý nghĩa.
1.4. Mục tiêu nghiên cứu
1.4.1. Mục tiêu lý luận
Xác định mối quan hệ giữa thành phần hóa học và cấp tuổi của gỗ Keo lai.
1.4.2. Mục tiêu thực tiễn
- Tìm được quy luật biến đổi của hàm lượng các thành phần hóa học của gỗ
Keo lai theo độ tuổi.
- Góp phần đề xuất một số hướng sử dụng gỗ theo cấp tuổi hợp lý.
1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.5.1. Đối tượng nghiên cứu
“ Sự thay đổi hàm lượng các thành phần hóa học theo cấp tuổi của gỗ Keo lai”
1.5.2. Phạm vi nghiên cứu
+ Gỗ Keo Lai được nghiên cứu qua 4 cấp tuổi là: 5 tuổi, 7 tuổi, 9 tuổi và 11
tuổi và nghiên cứu theo chiều cao thân cây qua từng cấp tuổi đó.
+ Khu vực phân bố của cây Keo lai nghiên cứu: tại Lâm trường Lương Sơn –
Hịa Bình.
+ Các thành phần hóa học cần xác định là: hàm lượng cellulose, hàm lượng
lignin, các chất tan trong nước nóng, các chất tan trong nước lạnh, các chất tan
trong NaOH 1%, các chất tan trong cồn, hàm lượng tro, độ pH và hình thái sợi.
13
1.6. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu tổ thành hóa học của cây Keo Lai ở các cấp tuổi.
- Đánh giá sự thay đổi của hàm lượng các thành phần hóa học theo các cấp
tuổi khác nhau.
- Đề xuất một số định hướng trong sử dụng nguyên liệu gỗ Keo lai ở các cấp tuổi.
1.7. Phương pháp nghiên cứu
+ Phương pháp kế thừa
- Kế thừa một cách có chọn lọc các tài liệu và cơng trình nghiên cứu ở trong
nước và trên thế giới có liên quan đến gỗ Keo Lai.
- Thu thập các số liệu về đặc điểm ngoại quan của cây, điều kiện sinh trưởng,
đặc điểm địa lý, khí hậu, thổ nhưỡng vùng có cây keo lai khảo nghiệm.
+ Phương pháp thực nghiệm
- Chọn rừng, chọn cây, cắt khúc, lấy mẫu và xác định các hàm lượng các
thành phần hóa học theo các tiêu chuẩn của Việt Nam (TCVN, TCN); tiêu chuẩn
nước ngoài chuyển dịch.
1.8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Nghiên cứu cơ bản về gỗ Keo lai là một hướng đi đúng đắn tạo cơ sở dữ
liệu cho các nghiên cứu tiếp theo.
- Khẳng định hiệu quả sử dụng, hiệu quả kinh tế của gỗ Keo lai nhằm phát triển
loại cây này trong chiến lược xây dựng và phát triển lâu dài của ngành Lâm nghiệp.
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để đề xuất hướng sử dụng có hiệu
quả hơn về lồi gỗ này.
14
Chương 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Lý thuyết cấu tạo vi mơ của gỗ
Gỗ là loại vật liệu có ảnh hưởng rất lớn tới q trình gia cơng, chế biến cũng
như chất lượng của sản phẩm. Việc nghiên cứu đặc điểm cấu tạo cùng các tính chất
cơ - lý của nó là rất cần thiết để tạo tiền đề cho những nghiên cứu tiếp theo về cơng
nghệ. Vì vậy cần có những nghiên cứu cơ bản về gỗ để có cơ sở giải thích bản chất
các hiện tượng sản sinh trong q trình gia cơng chế biến và sử dụng gỗ.
2.1.1. Nền tảng cơ bản tạo nên vách tế bào
Hình 2.1. Kết cấu của vách tế bào
Hình 2.2. Kết cấu hiển vi của vách tế bào gỗ
1- lớp giữa, 2- vách sơ sinh, 3- lớp ngoài vách
thứ sinh, 4- lớp giữa vách thứ sinh, 5- lớp trong
vách thứ sinh, A- nhân tế bào, B- vách tế bào.
Gỗ cây do vô số tế bào cấu tạo nên, các tế bào liên kết với nhau bằng mạng
pectic giống như vữa gắn các viên gạch [29]. Qua nghiên cứu cấu tạo gỗ cho thấy:
Vách tế bào là một tổ chức quan trọng của tế bào gỗ, cấu tạo của cấu trúc vách tế
bào là nhân tố ảnh hưởng đến tính chất của gỗ. Vách tế bào chủ yếu do cenllulose
và lignin tạo nên: Cellulose làm thành sườn vững chắc như cốt sắt, Lignin tựa như
xi măng bám quanh sườn sắt ấy. Sườn Cellulose do nhiều phân tử cellulose
(C6H10O5)n liên kết thành mixencellulose, nhiều mixencellulose liên kết tạo thành
bó mixen, vơ số bó mixen cùng với lignin tạo thành vách tế bào.
15
+ Vách tế bào chia làm 3 phần: Màng giữa, vách sơ sinh, vách thứ sinh.
- Màng giữa: là thành phần nằm giữa 2 tế bào cạnh nhau được cấu tạo bằng
chất pectic mà thành phần cơ bản là acid tetragalacturonic; là lớp màng mỏng, có
mức độ hóa gỗ cao.
- Vách sơ sinh: Vách này hình thành cùng với sự hình thành của tế bào gỗ,
vách sơ sinh mỏng ở phía ngồi, thành phần cấu tạo của nó bao gồm cellulose,
hemicellulose và lignin; Vách có mức độ hóa gỗ cao như màng giữa. Trong vách sơ
sinh, các mixencellulose sắp xếp khơng có trật tự vì thế nó khơng 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 dày nhất.
Thành phần chủ yếu của lớp này là cellulose và lignin. Ở vách thứ sinh các
mixencellulose sắp xếp có trật tự và chia thành 3 lớp:
Lớp ngoài: là lớp mỏng, nằm sát vách sơ sinh. Trong lớp này, các
mixencelluloso xếp vuông góc với trục dọc tế bào hoặc nằm nghiêng một góc 70 –
90o so với trục dọc tế bào.
Lớp giữa: Nằm kế tiếp lớp ngoài, lớp giữa là lớp dày nhất, các
mixencellulose xếp song song với trục dọc tế bào (trục dọc thân cây) hoặc nghiêng
một góc <30o so với trục dọc vách tế bào.
Lớp trong: Mỏng, nằm sát ruột tế bào, các mixencellulose sắp xếp giống như
lớp ngoài.
Cấu trúc vách tế bào, đặc biệt là sự sắp xếp của các mixen trong vách thứ
sinh có ảnh hưởng quyết định và là cơ sở lý thuyết chủ yếu nhất để giải thích mối
quan hệ về cấu tạo và mọi tính chất của gỗ, các hiện tượng phát sinh trong quá trình
gia cơng, chế biến và sử dụng gỗ [29].
2.1.2. Cấu tạo gỗ
Cấu tạo gỗ là nhân tố chủ yếu nhất ảnh hưởng đến tính chất của gỗ, cấu tạo và
tính chất có liên quan mật thiết với nhau, cấu tạo có thể xem là biểu hiện bên ngồi
của tính chất. Những hiểu biết về cấu tạo là cơ sở để giải thích bản chất các hiện
tượng sản sinh trong quá trình gia cơng chế biến và sử dụng gỗ.
