Nghiên cứu bảo quản gỗ thông bằng dịch chiết lá long não (Cinnamomum camphora)

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu bước đầu nghiên cứu bảo quản gỗ thông bằng dịch chiết từ lá long não cinnamomum camphora tại trường, vận dụng lý thuyết vào thực tế, đề xuất giải

• Tác giả: Trần Thị Lan
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Tuyên
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Nông lâm kết hợp
• Đề tài: Bước Đầu Nghiên Cứu Bảo Quản Gỗ Thông Bằng Dịch Chiết Từ Lá Long Não (Cinnamomum Camphora) 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. Tầm Quan Trọng Của Bảo Quản Gỗ Thông Bằng Lá Long Não

Bảo quản gỗ thông là một công tác vô cùng quan trọng trong ngành lâm nghiệp và chế biến gỗ. Gỗ thông là loại gỗ phổ biến ở Việt Nam, nhưng dễ bị tổn thương bởi các tác nhân sinh học như mối và nấm. Việc sử dụng dịch chiết từ lá long não (Cinnamomum camphora) là một giải pháp bảo quản tự nhiên, thân thiện với môi trường. Phương pháp này không chỉ bảo vệ gỗ hiệu quả mà còn giảm thiểu việc sử dụng các hóa chất độc hại truyền thống. Nghiên cứu của Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã chứng minh rằng lá long não chứa các hợp chất có tính kháng nấm và kháng mối mạnh mẽ.

1.1. Nguyên Nhân Tổn Thương Gỗ Thông

Gỗ thông dễ bị tấn công bởi mối gỗ và nấm gỗ do độ ẩm cao và cấu trúc gỗ mềm. Các loại mối như mối đất và mối gỗ khô gây thiệt hại nặng nề. Nấm mốc phát triển trong điều kiện ẩm ướt, làm suy giảm chất lượng gỗ. Các tác nhân này không chỉ làm giảm giá trị kinh tế mà còn ảnh hưởng đến độ bền của sản phẩm.

1.2. Ưu Điểm Của Lá Long Não Trong Bảo Quản

Lá long não (Cinnamomum camphora) là loại cây có chứa nhiều tinh dầu tự nhiên với tính kháng nấm và tính kháng mối cao. Dịch chiết từ lá này an toàn với con người và môi trường, không gây ô nhiễm như các hóa chất tổng hợp. Việc sử dụng dịch chiết lá long não giúp bảo quản gỗ một cách hiệu quả, bền vững và thân thiện với tự nhiên.

II. Quy Trình Bảo Quản Gỗ Thông Bằng Dịch Chiết Lá Long Não

Quy trình bảo quản gỗ thông bằng dịch chiết từ lá long não bao gồm nhiều bước cơ bản nhưng rất quan trọng. Đầu tiên, gỗ thông cần được sơ chế và chuẩn bị phù hợp. Sau đó, gỗ được ngâm tẩm trong dịch chiết lá long não ở các nồng độ khác nhau trong thời gian xác định. Quá trình ngâm tẩm có thể sử dụng nước nóng hoặc cồn làm dung môi để chiết xuất các hoạt chất từ lá long não. Nghiên cứu từ Đại học Nông Lâm Thái Nguyên cho thấy nồng độ 15% đến 35% là khoảng nồng độ tối ưu nhất.

2.1. Các Bước Chuẩn Bị Nguyên Vật Liệu

Trước tiên, cần lựa chọn gỗ thông chất lượng tốt, không bị ẩm mốc. Gỗ được cắt thành các mẫu vật có kích thước chuẩn để đảm bảo tính nhất quán trong quá trình ngâm tẩm. Lá long não tươi được thu hái, rửa sạch và sấy khô theo tiêu chuẩn. Dụng cụ thí nghiệm phải được khử trùng để tránh nhiễm bẩn, ảnh hưởng đến kết quả hiệu lực bảo quản.

2.2. Phương Pháp Ngâm Tẩm Tối Ưu

Phương pháp ngâm tẩm được tiến hành ở các nồng độ khác nhau để xác định hiệu quả tốt nhất. Gỗ thông được浸ngâm trong dịch chiết lá long não với thời gian từ vài giờ đến vài ngày. Việc kiểm soát nồng độ và thời gian ngâm tẩm ảnh hưởng trực tiếp đến lượng chế phẩm thấm vào gỗ. Sau ngâm tẩm, gỗ được phơi khô tự nhiên trước khi kiểm tra khả năng kháng mối và khả năng kháng nấm.

III. Hiệu Lực Chống Mối Của Chế Phẩm Lá Long Não

Hiệu lực chống mối của chế phẩm từ lá long não được đánh giá thông qua các thí nghiệm trực tiếp với mối gỗ. Kết quả từ nghiên cứu Đại học Nông Lâm Thái Nguyên chỉ ra rằng gỗ thông được xử lý bằng dịch chiết lá long não có khả năng kháng mối vượt trội. Các nồng độ cao hơn cho hiệu lực chống mối tốt hơn, với nồng độ 35% cho kết quả tối ưu. Các hợp chất trong lá long não gây độc với mối, làm giảm đáng kể tỷ lệ mối tấn công gỗ. Phương pháp này tỏ ra hiệu quả hơn các phương pháp bảo quản truyền thống.

3.1. Cơ Chế Kháng Mối Của Chế Phẩm

Lá long não chứa các hợp chất hoạt chất như camphor và tinh dầu có tính độc với mối. Những hợp chất này xâm nhập vào cơ thể mối, gây rối loạn hệ thần kinh và dẫn đến chết. Dịch chiết lá long não tạo thành một lớp bảo vệ bên ngoài gỗ, cản trở các mối gỗ tiếp cận. Sự hiệu quả này được duy trì trong thời gian dài, đảm bảo bảo quản gỗ bền vững.

3.2. Kết Quả Thí Nghiệm Chống Mối

Thí nghiệm trực tiếp với mối gỗ cho thấy gỗ được xử lý bằng lá long não chịu được tấn công lâu hơn so với gỗ không xử lý. Nồng độ 15% đã cho kết quả tốt, nhưng nồng độ 35% mang lại hiệu lực chống mối gần như hoàn toàn. Thời gian ngâm tẩm càng lâu, khả năng thấm chế phẩm vào gỗ càng tốt, từ đó nâng cao hiệu lực bảo quản.

IV. Hiệu Lực Chống Nấm Của Chế Phẩm Lá Long Não

Hiệu lực chống nấm của chế phẩm từ lá long não cũng được chứng minh qua các thí nghiệm khoa học. Nấm mốc thường xuất hiện trên bề mặt gỗ trong điều kiện ẩm ướt, gây mặt xấu và suy giảm chất lượng. Chế phẩm từ lá long não có khả năng kháng nấm mạnh mẽ ở cả nồng độ 15% và 35%. Các hợp chất trong dịch chiết lá long não ức chế sự phát triển của các loại nấm, từ đó bảo vệ gỗ trong thời gian dài. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả trong môi trường với độ ẩm cao, nơi nấm dễ phát triển nhất.

4.1. Cơ Chế Kháng Nấm Của Chế Phẩm

Tinh dầu từ lá long não có tính kháng nấm do chứa các thành phần như 1,8-cineol và limonene. Những hợp chất này ức chế enzyme của nấm, cách nấm phát triển và sinh sản. Dịch chiết lá long não tạo môi trường bất lợi cho nấm, từ đó giảm thiểu mốc trên gỗ. Hiệu lực chống nấm có thể kéo dài từ vài tháng đến vài năm tùy vào nồng độ chế phẩm.

4.2. Kết Quả Thí Nghiệm Chống Nấm

Trong thí nghiệm với các loại nấm thường gặp trên gỗ, chế phẩm từ lá long não ở nồng độ 15% đã cho kết quả kháng nấm khả quan. Tuy nhiên, nồng độ 35% mang lại hiệu lực chống nấm cao hơn đáng kể, ngăn cản hoàn toàn sự phát triển của nấm mốc. Gỗ được bảo quản bằng chế phẩm lá long não duy trì tính thẩm mỹ và chất lượng tốt hơn gỗ không xử lý.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Với điều kiện khí hậu nhiệt đới của Việt Nam, 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 kể trên cũng 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 tại khu vực xử lý. Để khắc phục những nhược điểm của các biện pháp bảo quản truyền thống, các loại thuốc bảo quản lâm sản có hiệu lực tốt phòng chống sinh vật gây hại lâm sản đã ngày càng phát triển về chủng loại và số lượng theo hướng an toàn với môi trường.

Tại Việt Nam, từ năm 1998 đến nay, có 13 loại thuốc bảo quản lâm sản do Viện Khoa học Việt Nam nghiên cứu thành công đã chính thức đăng ký trong “Danh mục thuốc Bảo vệ thực vật được phép sử dụng ở Việt Nam”. Trong đó gồm các chủng loại: thuốc dùng để xử lý ngâm tẩm gỗ, thuốc phòng diệt mối gây hại lâm sản, thuốc chống cháy cho gỗ. Gỗ thông hiện nay là một trong những loại gỗ được sử dụng khá phổ biến trong ngành công nghiệp chế biến gỗ. Với những đặc tính thông dụng của một loại gỗ tốt thì gỗ thông đang dần có một thị trường khá phát triển.

Tuy nhiên do các đặc điểm cấu tạo của gỗ làm cho gỗ dễ bị mốc mục,biến màu,dễ cháy, dễ bị côn trùng sâu nấm phá hoại. Long não có tên khoa học: Cinnamomum camphora (L.) Nees et Eberm. đã đươc trồng từ rất lâu đời và được khai thác camphor từ thế kỉ XII, mọc nhiều nhất và lâu đời nhất tại Nhật Bản, Trung Quốc. Từ xa xưa người ta 2 đã cất gỗ, rễ, lá cây Long não để lấy tinh dầu và tinh thể long não.

Đôi khi dùng một ít gỗ hay lá, cành, cho vào nồi nước xông chữa cảm cúm. Ở Việt Nam, Long não được trồng từ thời Pháp thuộc ở Hà Giang và sau 1954 có được trồng ở các tỉnh miền núi. Ở các thành phố lớn, Long não được trồng làm cây cho bóng mát. Mùi hương của Long não được khử mùi ẩm mốc, xua đuổi ruồi muỗi.

Lá Long não có thể nấu nước xông chữa cảm. Gỗ Long não khá bền và lại chứa tinh dầu nên chống mối mọt rất tốt. Tủ đựng quần áo mà làm bằng gỗ Long não thì côn trùng luôn tránh xa. Đứng trước tình trạng thực tế đó của các cơ sở chế biến gỗ thông hiện nay cũng như góp phần làm tăng độ bền, giá trị của gỗ thông trong sản xuất đồ mộc, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Bước đầu Nghiên cứu bảo quản gỗ Thông từ dịch chiết cây Long não (Cinnamomum camphora) tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên” 1.

Mục tiêu và ý nghĩa của đề tài 1.1 Mục tiêu - Đánh giá ảnh hưởng của nồng độ ngâm tẩm đến lượng chế phẩm lá Long não thấm vào gỗ. - Đánh giá được tác dụng, hiệu quả, hiệu lực của dịch chiết từ cây Long não đến khả năng phòng trừ mối hại gỗ thông. - Đánh giá được tác dụng, hiệu quả và hiệu lực của dịch chiết từ cây Long não đến khả năng phòng trừ nấm hại gỗ thông. Ý nghĩa của đề tài 1.

Ý nghĩa khoa học Đề tài mở ra hướng nghiên cứu bảo quản gỗ Thông bằng chế phẩm sinh học từ dịch chiết lá Long não 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 3 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 Long não 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 cây Long não 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 biện pháp sinh học: dùng một số loài nấm, côn trùng để diệt sinh vật hại gỗ (Nguyễn Thị Bích Ngọc và Cs, 2006) [10] 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.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 không được xử lý bảo quản, góp phần đảm bảo an toàn cho các sản phẩm và công trình sử dụng lâm sản. 5 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 (Nguyễn Thị Bích Ngọc và Cs, 2006) [10] 2. 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. Ẩm độ gỗ ít nhất phải trên 50%, nồng độ dung dịch phải cao hơn gấp 2 6 - 3 lần so với nồng độ chế phẩm cùng loại khi tẩm bằng phương pháp khác. 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 - 12.105pa 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. Phương pháp bóc vỏ cây Phương pháp này để hạn chế sự xâm nhập của mọt hại gỗ tươi và mối hại vỏ cây, sau khi khai thác thường được bóc vỏ (trừ một số loại gỗ chuyên dùng cần giữ vỏ). Bóc vỏ làm gỗ ráo mặt nhanh, ẩm độ giảm xuống tạo điều kiện bất lợi cho các sinh vật hại gỗ tươi xâm nhập (Nguyễn Thị Bích Ngọc và Cs, 2006) [10] 2. Phương pháp phơi, sấy gỗ Gỗ phơi sấy là một biện pháp bảo quản lâm sản khỏi một số loại côn trùng hại gỗ tươi.