Nghiên cứu bảo quản gỗ thông từ dịch chiết vỏ và lá cây bạch đàn trắng

Khám phá phương pháp bảo quản gỗ thông hiệu quả bằng dịch chiết tự nhiên từ vỏ và lá bạch đàn trắng, giúp chống nấm mốc và mối mọt.

• Tác giả: Bùi Hoàng Dũng
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Tuyên
• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Nông lâm kết hợp
• Đề tài: Bước Đầu Nghiên Cứu Bảo Quản Gỗ Thông Bằng Dịch Chiết Từ Vỏ Và Lá Cây Bạch Đàn Trắng (Eucalyptus Camadulensis Dehnh) Tại Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Giới thiệu về bảo quản gỗ thông bằng dịch chiết bạch đàn trắng

Bảo quản gỗ thông là một thách thức lớn trong ngành lâm nghiệp và công nghiệp gỗ. Gỗ thông dễ bị tổn hại bởi nấm mốc, mối, và các sinh vật gây hại khác. Sử dụng dịch chiết từ cây bạch đàn trắng (Eucalyptus camadulensis Dehnh) là một giải pháp bền vững, thân thiện với môi trường thay thế cho các hóa chất bảo vệ gỗ truyền thống. Nghiên cứu tại Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên đã chứng minh hiệu quả của phương pháp này. Dịch chiết từ vỏ và lá cây bạch đàn chứa các hợp chất có tính kháng khuẩn và kháng nấm mạnh mẽ, giúp bảo vệ gỗ thông hiệu quả và an toàn cho sức khỏe con người cũng như môi trường.

1.1. Tầm quan trọng của bảo quản gỗ trong lâm nghiệp

Gỗ thông là loại gỗ mềm có giá trị kinh tế cao, nhưng dễ bị tổn thương. Bảo quản gỗ thông bằng các phương pháp truyền thống sử dụng hóa chất độc hại gây ô nhiễm môi trường. Việc tìm kiếm các giải pháp thay thế tự nhiên là cần thiết. Sử dụng dịch chiết tự nhiên từ bạch đàn trắng giúp giảm thiểu tác động tiêu cực, vừa bảo vệ gỗ vừa bảo vệ môi trường.

1.2. Ưu điểm của phương pháp sử dụng dịch chiết bạch đàn

Dịch chiết từ vỏ và lá bạch đàn trắng có nhiều ưu điểm vượt trội. Phương pháp này an toàn, không độc hại, dễ áp dụng, và chi phí thấp. Các hợp chất tự nhiên trong bạch đàn có khả năng chống nấm, chống mối hiệu quả. Đây là giải pháp bảo quản gỗ thông bền vững, phù hợp với xu hướng sản xuất xanh hiện đại.

II. Quy trình chiết xuất và pha chế dịch bảo quản

Quy trình bảo quản gỗ thông bằng dịch chiết bạch đàn trắng bao gồm nhiều bước chuẩn bị khoa học. Trước hết, vỏ và lá cây bạch đàn trắng được thu hoạch, sơ chế và băm nhỏ để tăng diện tích tiếp xúc. Tiếp theo, ngâm vỏ và lá trong nước để chiết xuất các hợp chất hữu ích. Dịch chiết được lọc thông qua để loại bỏ các chất rắn. Sau đó, dịch chiết được pha chế theo các nồng độ khác nhau (15%, 25%, 35%) tùy theo mục đích sử dụng. Các nồng độ khác nhau có hiệu quả khác nhau đối với bảo quản gỗ thông. Quá trình này đảm bảo chất lượng dịch chiết từ vỏ và lá cây bạch đàn trắng được tối ưu hóa.

2.1. Các bước chuẩn bị nguyên liệu

Bước đầu tiên là thu hoạch lá và vỏ cây bạch đàn trắng trong điều kiện thích hợp. Nguyên liệu được rửa sạch, sấy khô ở nhiệt độ phòng để giảm độ ẩm. Sau đó, vỏ và lá được băm nhỏ thành các mảnh có kích thước đồng đều để tăng hiệu suất dịch chiết bạch đàn. Sự chuẩn bị kỹ càng đảm bảo chất lượng và hiệu quả của bảo quản gỗ thông sau này.

2.2. Phương pháp ngâm và lọc dịch chiết

Nguyên liệu được ngâm trong nước theo tỷ lệ nhất định. Thời gian ngâm ảnh hưởng đến nồng độ chất hoạt động trong dịch chiết từ bạch đàn trắng. Sau ngâm, dịch được lọc để tách lỏng khỏi chất rắn. Dịch chiết sạch được dùng để pha chế chế phẩm bảo quản gỗ với các nồng độ khác nhau, phục vụ bảo quản gỗ thông hiệu quả.

III. Cơ chế tác động và hiệu quả bảo quản

Dịch chiết từ vỏ và lá cây bạch đàn trắng chứa các hợp chất có tính kháng nấm và kháng mối mạnh mẽ. Khi gỗ thông được ngâm trong các nồng độ 15%, 25%, 35% của dịch chiết bạch đàn, các hợp chất tự nhiên thấm vào sâu bên trong cấu trúc gỗ. Các hợp chất này tác động lên nấm mốc bằng cách phá vỡ cấu trúc tế bào và ngăn chặn quá trình sinh lý của chúng. Đối với mối, dịch chiết bạch đàn trắng gây khó chịu và độc hại, ngăn chặn chúng gây tổn hại. Nồng độ cao hơn thường cho hiệu quả bảo quản gỗ thông tốt hơn, nhưng phải cân bằng giữa hiệu quả và chi phí.

3.1. Tác dụng chống nấm mốc của dịch chiết

Các hợp chất trong dịch chiết bạch đàn trắng như tinh dầu và phenolic compounds có khả năng ức chế sự phát triển của nấm. Khi bảo quản gỗ thông bằng dịch chiết từ bạch đàn, nấm không thể tăng trưởng được. Nước nóng giúp tăng khả năng thấm của dịch chiết, nâng cao hiệu quả bảo quản gỗ. Các thử nghiệm cho thấy nồng độ 35% có hiệu quả chống nấm tốt nhất.

3.2. Khả năng chống mối của chế phẩm bạch đàn

Dịch chiết từ vỏ và lá cây bạch đàn trắng gây độc tính với mối, làm giảm khả năng phát triển và sinh sản của chúng. Bảo quản gỗ thông bằng dịch chiết bạch đàn ở các nồng độ khác nhau đều cho kết quả tích cực chống mối. Hiệu quả chống mối tăng theo nồng độ dịch chiết, với nồng độ 35% đạt hiệu quả cao nhất trong các thử nghiệm.

IV. Ứng dụng thực tiễn và triển vọng phát triển

Kết quả nghiên cứu từ Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên cho thấy dịch chiết bạch đàn trắng có tiềm năng lớn trong bảo quản gỗ thông công nghiệp. Phương pháp này có thể áp dụng rộng rãi trong các xưởng chế biến gỗ, nhà máy sản xuất gỗ dán, và các sản phẩm gỗ khác. So với các hóa chất bảo quản truyền thống, dịch chiết từ vỏ và lá bạch đàn có chi phí thấp hơn, an toàn hơn, và thân thiện với môi trường hơn. Triển vọng phát triển bền vững của bảo quản gỗ thông bằng dịch chiết bạch đàn trắng rất lớn, đặc biệt là trong bối cảnh nền kinh tế xanh ngày nay.

4.1. Ứng dụng trong sản xuất gỗ hiện đại

Bảo quản gỗ thông bằng dịch chiết bạch đàn trắng có thể được tích hợp vào quy trình sản xuất gỗ công nghiệp. Các xưởng chế biến gỗ có thể thiết lập hệ thống ngâm gỗ sử dụng dịch chiết từ bạch đàn với các nồng độ phù hợp. Phương pháp này giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, kéo dài tuổi thọ gỗ, và giảm chi phí so với các chế phẩm hóa học truyền thống.

4.2. Triển vọng phát triển bền vững

Xu hướng toàn cầu hướng tới sản xuất xanh tạo cơ hội to lớn cho bảo quản gỗ thông bằng dịch chiết tự nhiên. Việc sử dụng dịch chiết từ vỏ và lá cây bạch đàn trắng phù hợp với mục tiêu phát triển bền vững, bảo vệ môi trường. Nghiên cứu thêm về các nồng độ tối ưu và điều kiện ứng dụng sẽ mở rộng khả năng bảo quản gỗ hiệu quả và kinh tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Hiện nay ngành công nghệ chế biến lâm sản đứng trước thực trạng bị thiếu nguyên liệu trầm trọng, vì vậy chuyển đổi sang sử dụng gỗ mọc nhanh rừng trồng làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất cộng với việc sử dụng gỗ hợp lý và có hiệu quả là một trong những vấn đề được quan tâm hiện nay trong chế biến gỗ. Nhà nước đã có những chủ trương về phát triền rừng trồng, đặc biệt chú trọng phát triển các loài cây gỗ rừng mọc nhanh như: Thông, Keo lai, Bạch đàn. Thông là một trong các loài cây mọc nhanh được trồng nhiều với diện tích lớn ở nước ta. Gỗ Thông có hình thức thân thẳng, vân thớ đẹp, gỗ màu nâu vàng, thớ thô, thẳng, nhẹ, ….

Nên được sử dụng vào nhiều các mục đính khác nhau trong lĩnh vực chế biến gỗ đặc biệt là để sản xuất đồ mộc. Tuy nhiên, gỗ Thông chứa hàm lượng nhựa cao nên gỗ rất dễ bị mối, nấm mốc và nấm biến màu xâm nhiễm ngay sau khi chặt hạ cho đến suốt quá trình chế biến và sử dụng gỗ. Mặc dù nấm mốc, nấm gây biến màu gỗ không làm giảm sút tính chất cơ học song gỗ bị nhiễm nấm sẽ bị giảm đáng kể về giá trị do màu sắc gỗ không đồng đều. Do vậy, việc nghiên cứu lựa chọn thuốc và chế độ xử lý bảo quản phù hợp cho gỗ Thông là rất cần thiết để góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng gỗ.

Nước ta nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới nên các sinh vật hại gỗ nói chung và nấm gây biến màu gỗ nói riêng phát triển rất mạnh. Do đó, để hạn chế được các tác nhân gây hại lâm sản một số biện pháp kỹ thuật đã được sử dụng rộng rãi như: chọn mùa chặt hạ, ngâm gỗ dưới ao hồ, hun khói, hong phơi gỗ, kê xếp gỗ ở những nơi thoáng gió… Tuy nhiên, khi áp dụng các biện pháp bảo quản kế trên cùng tồn tại một số nhược điểm đó là thời gian xử lý kéo dài gây khó khăn trong việc chủ động nguồn nguyên liệu, gỗ ngâm nước lâu ngày sẽ bị mất màu, gây ô nhiễm môi trường nước và không khí khu vực 2 xử lý, nhằm giải quyết vấn đề đó ngành chế biến lâm sản đã và đang không ngừng nghiên cứu quy trình công nghệ bảo quản gỗ. Hiện nay do việc sử dụng các chất có nguồn gốc hóa học đã làm ô nhiễm môi trường (đất, nước, không khí), làm mất cân bằng sinh học. Ngoài ra, khi sử dụng các loại thuốc bảo quản gỗ có nguồn gốc hóa học là nguy cơ đe dọa sức khỏe con người trước mắt cũng như lâu dài.

Hiện nay trên thế giới đã có công trình nghiên cứu về vỏ và lá cây bạch đàn có khả năng kháng nấm và côn trùng. Để có cơ sở khoa học về cách sử dụng dịch chiết từ cây Bạch đàn chúng tôi tiến hành nghiên cứu về khả năng bảo quản gỗ của dịch chiết từ vỏ và lá cây bạch đàn trắng thông qua đề tài: ‘‘Bước đầu nghiên cứu bảo quản gỗ thông từ vỏ và lá cây Bạch đàn trắng (Eucalyptus camadulensis Dehnh) tại trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên ”. Mục tiêu và ý nghĩa của đề tài 1.1 Mục tiêu Đánh giá được tác dụng, hiệu quả, hiệu lực của dịch chiết từ vỏ và lá cây Bạch đàn trắng đến khả năng phòng trừ mối hại gỗ thông. Đánh giá được tác dụng, hiệu quả và hiệu lực của dịch chiết từ vỏ và lá cây Bạch đàn trắng đến khả năng phòng trừ nấm của gỗ thông.

Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong công tác học tập Thu thập được những kinh nghiệm và kiến thức từ thực tế, giúp sinh viên biết được các phương pháp bảo quản gỗ. Ý nghĩa khoa học Đề tài mở ra hướng nghiên cứu bảo quản gỗ Thông bằng chế phẩm sinh học từ dịch chiết vỏ và lá của cây Bạch đàn trắng nhằm để bảo quản, phòng nấm mốc, biến màu gỗ. Tạo ra được loại thuốc có tính hiệu quả cao, không gây ô nhiễm môi trường nước và không khí, không làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người và động vật.

Ý nghĩa thực tiễn Về phương diện thực tiễn kết quả nghiên cứu cho ta biết được chế phẩm sinh học từ dịch chiết được từ cây Bạch đàn trắng sẽ giúp cho các xưởng mộc và các hộ gia đình biết được công dụng của chế phẩm có tác dụng bảo quản gỗ, phòng nấm mốc và biến màu gỗ, biết được công thức chế biến ra chế phẩm sinh học từ dịch chiết từ cây Bạch đàn trắng một cách hợp lý và hiệu quả nhất. Dựa vào kết quả này người dân có thể áp dụng biện pháp bảo quản gỗ đạt một hiệu quả tốt nhất, không gây ô nhiễm môi trường, không ảnh hưởng đến sức khỏe của chính họ và mọi người xung quanh. Có thể làm tư liệu tham khảo cho các công trình xây dựng trong việc bảo quản gỗ thông khỏi bị nấm mốc và biến màu gỗ, hiệu quả sử dụng gỗ được lâu dài và hiệu quả hơn. 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.

Cơ sở khoa học 2. Bảo quản gỗ và tầm quan trọng của công tác bảo quản gỗ 2. Bảo quản gỗ Bảo quản gỗ là biện pháp tổng hợp giữ gìn nhằm kéo dài thời gian sử dụng, chống sự xâm nhập phá hoại của mối mọt, nấm mốc, hạn chế tác động không tốt của môi trường. Bao gồm: 1) Bảo quản kỹ thuật là phương pháp bảo quản tác động vào gỗ làm cho gỗ kéo dài thời gian sử dụng, phương pháp này không dùng hóa chất như: cách ly gỗ với đất, nước, hơi ẩm; hong, phơi, sấy hoặc ngâm gỗ trong bùn ao.

2) Bảo quản bằng hoá chất: Là phương pháp dùng hóa chất để phun tẩm vào gỗ, quét, ngâm gỗ tẩm gỗ hoặc xông hơi, dùng hoá chất xử lý trực tiếp sinh vật hại gỗ. 3)Bảo quản bằng hoá chất: Là phương pháp dùng hóa chất để phun tẩm vào gỗ, quét, ngâm gỗ tẩm gỗ hoặc xông hơi, dùng hoá chất xử lí trực tiếp sinh vật hại gỗ. 4) Bảo quản bằng biện pháp sinh học: dùng một số loài nấm, côn trùng để diệt sinh vật hại gỗ (Nguyễn Thị Bích Ngọc và cs, 2006) [9] 2. Tầm quan trọng của công tác bảo quản Công nghệ bảo quản nhằm mục đích kéo dài tuổi thọ sử dụng lâm sản ngoài gỗ và gỗ gấp hàng chục lần so với việc sử dụng theo độ bền tự nhiên.

Nhằm tăng giá trị sử dụng, hạn chế các tổn thất nặng nề do các sinh vật gây hại như mối mọt, nấm mục v.v…gây ra kể từ ngay sau khi chặt hạ đến suốt quá trình sử dụng. Bằng biện pháp kỹ thuật (có hoặc không sử dụng chế phẩm bảo quản) phải kéo dài tuổi thọ sử dụng gỗ và lâm sản ngoài gỗ lên nhiều lần so với gỗ 5 không được xử lý bảo quản, góp phần đảm bảo an toàn cho các sản phẩm và công trình sử dụng lâm sản. Công nghệ bảo quản ra đời được đánh giá là một bộ phận của cuộc cách mạng khoa học – kỹ thuật của thế kỷ XX. Nó mạng lại hiệu quả quả kinh tế lớn, tiết kiệm tài nguyên rừng, góp phần sử dụng tài nguyên hợp lý, chủ động, hiệu quả, do đó nó có vai trò trong chiến lược phát triển, bảo vệ tài nguyên rừng và trong nền kinh tế quốc dân.

Phương pháp bảo quản 2. Phương pháp ngâm thường Đặc điểm chung: Ngâm gỗ vào thuốc bảo quản trong điều kiện bình thường là một trong những phương pháp tẩm cổ điển nhất. Khi ngâm gỗ hoặc lâm sản khác trong một chất lỏng có hiện tượng sau: Sự chuyển động của các phần tử thuốc từ dung dịch vào trong gỗ (lâm sản khác) nhờ hiện tượng thẩm thấu và sự chuyển động dung dịch thuốc vào gỗ nhờ áp lực mao quản. Hiện tượng thẩm thấu thường xảy ra ở gỗ hoặc tre có độ ẩm cao trên điểm bão hòa và ngâm trong dung dịch.

Các màng tế bào được coi là màng bán thấm, tạo ra sự thấm một chiều của các phần tử thuốc từ ngoài vào. Đồng thời với quá trình thấm thuốc vào gỗ thì có một số phần tử nước từ trong gỗ chuyển động ngược trở ra vào dung dịch thuốc. Tốc độ chuyển động của hai chiều ngược nhau này phụ thuộc vào ẩm độ gỗ, nồng độ dung dịch, loại gỗ. Phương pháp khuyếch tán Đặc điểm chung: Nguyên lý cơ bản của phương pháp chính là quá trình khuyếch tán của ion hoặc phân tử từ chế phẩm bảo quản vào gỗ.

Khi gỗ có độ ẩm cao được ngâm vào dung dịch chế phẩm có nồng độ cao, hoặc quét cao xung quanh, do chênh lệch nồng độ các phân tử hoặc ion của chế phẩm từ dung dịch chuyển vào sâu trong gỗ. 6 Ẩm độ gỗ ít nhất phải trên 50%, nồng độ dung dịch phải cao hơn gấp 2 - 3 lần so với nồng độ chế phẩm cùng loại khi tẩm bằng phương pháp khác (Nguyễn Thị Bích Ngọc và cs, 2006) [9] 2. Phương pháp nóng - lạnh Khi gỗ được làm nóng lên, không khí và hơi nước trong gỗ cũng bị nóng dần và dãn nở thể tích. Song thể tích gỗ tăng không đáng kể, do vậy áp suất trong gỗ sẽ cao hơn áp suất bên ngoài, một phần không khí và hơi nước sẽ thoát ra khỏi gỗ.

Khi gỗ bị chuyển sang trạng thái lạnh, không khí và hơi nước còn lại trong gỗ sẽ bị lạnh và trở về trạng thái ban đầu, thể tích không gian mà chúng chiếm chỗ sẽ nhỏ hơn. Kết quả làm cho áp suất trong khoang rỗng tế bào gỗ bị giảm, thấp hơn áp suất môi trường xung quanh. Do sự chênh lệch áp suất này, dung dịch chế phẩm lạnh sẽ dễ dàng thấm vào gỗ. Phương pháp chân không áp lực Phương pháp này gồm hai quá trình: Tăng áp lực: Tạo ra sức ép để ép chế phẩm thấm vào gỗ, trị số áp lực thông thường 6 - 12.

Hút chân không: Độ sâu chân không thường là 600 – 650 mmHg. Cụ thể hút chân không ở các thời điểm: Chân không trước khi tăng áp lực, chân không giữa các quá trình áp lực, chân không sau quá trình áp lực. Trật tự của hai quá trình cơ bản này thay đổi tùy theo quy trình, tức phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Khả năng thấm chế phẩm của các loại gỗ, độ ẩm gỗ, loại chế phẩm, lượng thấm chế phẩm cần thiết… Sự thay đổi của hai quá trình đã tạo nên nhiều phương pháp tẩm gỗ như: Phương pháp tế bào đầy, phương pháp tế bào rỗng, phương pháp bán dẫn.