Tóm tắt Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ xử lý thủy - Nhiệt đến chất lượng gỗ bạch đàn (eucalyptus urophylla s.t. blake)

 1 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP 
NGUYỄN VĂN DIỄN 
 NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ XỬ LÝ THỦY - 
NHIỆT ĐẾN CHẤT LƢỢNG GỖ BẠCH ĐÀN (Eucalyptus 
urophylla S.T. Blake) 
Chuyên ngành: Kỹ thuật Chế biến Lâm sản 
Mã số: 62 54 03 01 
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH KỸ THUẬT 
CHẾ BIẾN LÂM SẢN 
Hà Nội, 2015 
 2 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Lâm nghiệp, Xuân 
Mai, Chương Mỹ, Hà Nội. 
 Người hướng dẫn: 1. GS.TS. Phạm Văn Chƣơng 
 2. PGS.TS. Lê Xuân Phƣơng 
 Phản biện 1: ................................................................... 
 ....................................................................................... 
 Phản biện 2: ................................................................... 
 ....................................................................................... 
 Phản biện 3: ................................................................... 
 ....................................................................................... 
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp nhà nước 
họp tại: .............................................................................................. 
 ........................................................................................................... 
Vào hồi giờ ngày tháng năm 
Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Trường Đại học Lâm nghiệp, 
thư viện Quốc gia. 
 1 
MỞ ĐẦU 
Theo Quyết định số: 62/2006/QĐ-BNN, ngày 16 tháng 8 năm 2006 của Bộ 
trưởng Bộ NN&PTNT về việc phê duyệt chiến lược phát triển giống cây lâm 
nghiệp giai đoạn 2006-2020 đã nêu rõ cây gỗ Bạch đàn là một loại cây ưu tiên rừng 
trồng. Cây Bạch đàn sử dụng rộng rãi trên thị trường gỗ Việt Nam, bởi cây có ưu 
điểm khả năng tăng trưởng nhanh, gỗ có màu sắc đẹp, tính chất cơ học, vật lý khá 
cao .... Tuy nhiên, nhược điểm của gỗ Bạch đàn có nội ứng suất ngầm nên khi sử 
dụng gỗ dễ bị cong vênh, nứt, tách,  Do vậy, gỗ Bạch đàn chủ yếu cung cấp làm 
nhiên liệu đốt, bột giấy, sản xuất ván mỏng và ván dán, ván dăm, ván sợi cứng, ván 
sợi - bông. Vì thế, cần phải có biện pháp kỹ thuật đặc biệt là công nghệ chế biến gỗ 
để sử dụng phù hợp và hiệu quả loại gỗ này. 
Xử lý nhiệt cho gỗ nói chung và xử lý thủy nhiệt nói riêng là một hướng 
mới để khắc phục một hay nhiều nhược điểm của gỗ bằng cách thay đổi tính chất 
của gỗ. Mục đích của xử lý nhiệt cho gỗ là giảm khả năng hút ẩm của gỗ, cải thiện 
tính ổn định kích thước, tăng khả năng chống sự phá hoại của sinh vật và vi sinh 
vật hại gỗ, tăng khả năng chống chịu môi trường .... mà không gây độc hại. Theo 
kết quả của nhiều công trình nghiên cứu ngoài nước gỗ được xử lý thuỷ nhiệt có 
tính ổn định kích thước cao, khả năng chống mối mọt và độ bền màu tự nhiên tăng 
so với gỗ không xử lý. Đặc điểm hết sức quan trọng của phương pháp này là không 
dùng hoá chất do đó rất thân thiện với môi trường và con người. Trên thế giới 
phương pháp biến tính nói chung và phương pháp xử lý thuỷ - nhiệt nói riêng đã 
phát triển mạnh nhưng ở Việt Nam vấn đề thuỷ - nhiệt gỗ vẫn chưa được nghiên 
cứu. Vì thế để nâng cao chất lượng và sử dụng hợp lý gỗ nhưng không gây ô nhiễm 
môi trường, nguyên liệu mục tiêu của hướng nghiên cứu lựa chọn một loại gỗ rừng 
trồng đang được sử dụng rộng rãi ở nước ta với nhiều ưu điểm về tốc độ sinh 
trưởng, màu sắc, trữ lượng... để xử lý bằng phương pháp thuỷ - nhiệt. 
Cho đến nay, các công trình nghiên cứu về phương pháp xử lý nhiệt và thủy 
- nhiệt cho gỗ vẫn thường sử dụng trên cơ sở kế thừa các kết quả nghiên cứu trong 
và ngoài nước, kết hợp với phương pháp thực nghiệm để cho kết quả. Tuy nhiên, 
các kết quả nghiên cứu đó chỉ phù hợp với điều kiện cụ thể, để ứng dụng phương 
pháp này tại Việt Nam thi cần có nghiên cứu phù hợp với điều kiện hiện tại trong 
nước, cần có tính hệ thống và cơ sở khoa học nhằm ứng dụng các kết quả nghiên 
cứu của phương pháp xử lý thủy - nhiệt này. 
Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi tiến hành luận án: “Nghiên cứu 
ảnh hưởng của chế độ xử lý thủy - nhiệt đến chất lượng gỗ Bạch đàn 
(Eucalyptus urophylla S.T. Blake)”, nhằm có được những căn cứ khoa học xác 
đáng, thúc đẩy phát triển công nghệ biến tính gỗ nói chung và xử lý thủy - nhiệt nói 
riêng cho ngành Công nghệ gỗ, mở rộng phạm vi và nâng cao hiệu quả sử dụng 
nguồn nguyên liệu và đa dạng hóa loại hình sản phẩm. 
 2 
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 
1.1. Khái niệm về biến tính gỗ và xử lý thủy - nhiệt 
1.1.1. Khái niệm biến tính gỗ [41],[42] 
Callum Hill (2006) trong cuốn “Wood modification: chemical, thermal and 
other processes” đã định nghĩa: “biến tính gỗ liên quan đến quá trình tác động của 
tác nhân hoá học, sinh học hoặc vật lý đến vật liệu gỗ, tạo ra sự cải thiện các tính 
chất của gỗ trong quá trình sử dụng. Bản thân gỗ xử lý nhiệt ít gây độc và không 
tạo ra các chất độc trong qua trình sử dụng; hơn thế nữa, các sản phẩm tái chế từ gỗ 
xử lý nhiệt và phế thải của gỗ xử lý nhiệt cũng không gây độc hại với con người và 
môi trường”. 
1.1.2. Khái niệm xử lý thuỷ - nhiệt [21],[28],[36],[41],[42],[43] 
Xử lý thủy - nhiệt là quá trình làm thay đổi một số tính chất vật lý, cơ học, 
sinh học và tính chất công nghệ của gỗ dưới tác dụng của nhiệt độ cao khi xử lý gỗ 
ở trong môi trường nước hoặc hơi nước, sau đó được gia nhiệt bằng phương pháp 
sấy. 
Xử lý thuỷ - nhiệt là quá trình xử lý 2 giai đoạn: 
1. Xử lý thủy - nhiệt : 120 °C - 200 °C 
 Làm khô sơ bộ Hong phơi tự nhiên 
2. Đa tụ : 120 °C - 200 °C 
1.2. Tổng quan nghiên cứu về xử lý nhiệt và thủy – nhiệt 
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước 
a) Các công trình nghiên cứu về ổn định kích thức 
Stamm A. and L. Hansen (1937) đã thành công khi cho thực hiện phản ứng 
giữa nhóm hydroxyl với anydric axetic và pyridin ở dạng khí [65].Theo Hiroshi 
Jinno (1993), kết quả sự tăng nhiệt độ sấy gỗ làm giảm tính hút nước của các 
polychaccarit [11]. Militz H (2002), xử lý nhiệt cho gỗ nhằm nâng cao ổn định kích 
thước [54]. Behbood Mohebby và Ibrahim Sanaei (2005), nghiên cứu ảnh hưởng 
của xử lý thuỷ - nhiệt đến tính chất vật lý của gỗ Sồi (Fagus orientalis) [22]. 
P.Rezayati Charani và cộng sự (2007) “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ xử lý 
thuỷ nhiệt đến sự ổn định kích thước của gỗ sồi” [57]. 
b) Các công trình nghiên cứu về tính chất cơ học của gỗ 
Inga JUODEIKIENĖ (2009), đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của xử lý thủy 
- nhiệt đến cường độ nén và uốn tĩnh của gỗ Thông [51]. 
c) Các công trình nghiên cứu về thay đổi màu sắc gỗ 
Andreja KUTNAR , Milan ŠERNEK (2008), nghiên cứu ảnh hưởng của 
chế độ xử lý thuỷ - nhiệt làm thay đổi màu sắc gỗ [20]. Bruno Esteves, António 
Velez Marques, Idalina Domingos and Helena Pereira (2008), “Ảnh hưởng của 
nhiệt độ đến sự thay đổi màu sắc của gỗ Thông (Pinus pinaster) và gỗ Bạch đàn 
(Eucalyptus globulus)” [27]. 
d) Các công trình nghiên cứu về tỉ lệ tổn hao khối lượng gỗ 
Esteves và các cộng tác [34] đã nghiên cứu xử lý nhiệt cho gỗ Thông trong 
môi trường không khí thu được kết quả tốc độ giảm khối lượng của gỗ. Alén và 
 3 
đồng nghiệp [19] đã chỉ ra, khi tỉ lệ giảm khối lượng trong phạm vi 1,5% (điều 
kiện xử lý 180oC, 4h) đến 12,5%. 
e) Các công trình nghiên cứu về tính chất công nghệ của gỗ l nhiệt 
Derya Sevim Korkut , Bilgin Guller (2007), đã nghiên cứu “Ảnh hưởng 
của xử lý nhiệt trên tính chất vật lý và độ nhám bề mặt gỗ Phong đỏ (Acer 
trautvetteri Medw)” [31],[32],[67]. Follrich [38] đã tiến hành nghiên cứu xử lý 
nhiệt gỗ Picea abies Karst và phát hiện, góc tiếp xúc của giọt dung dịch và bề mặt 
gỗ tăng từ 50o lên 90o, Gu Lianbai và cộng sự [77] đã tiến hành nghiên cứu tính 
năng dán dính của gỗ Birch, Thông rụng lá và Pinus sylvestris var. mongolica Litv. 
f) Các công trình nghiên cứu về thay đổi cấu trúc, thành phần hóa học gỗ 
V.Biziks, L. Belkova, E. Kapaca, B. Andersons (2010), “Ảnh hưởng của 
l thủy nhiệt đến cấu trúc gỗ Bạch Dương” [70]. Vladimirs Biziks, Bruno 
Andersons, Lubova Bel¸kova, Elına Kapacˇa và Holger Militz (2013), “Sự thay đổi 
của cấu trúc hiển vi của gỗ Bạch Dương sau khi lý thủy - nhiệt” [71]. 
1.2.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam 
Trong những năm gần đây, công nghệ biến tính gỗ theo các xu hướng khác 
nhau như nâng cao khối lượng thể tích, tính chất cơ vật lý, ổn định kích thước gỗ 
đã được nhiều nhà khoa học, nhà sản xuất quan tâm nghiên cứu. Đặc biệt các công 
trình nghiên cứu của trường Đại học Lâm nghiệp và Viện Khoa học Lâm nghiệp 
Việt Nam: Lê Xuân Phương (2007), “Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đến độ bền của gỗ 
Bồ đề” [17]. Vũ Huy Đại (2008): đã nghiên cứu và xây dựng quy trình công nghệ 
xử lý gỗ nhằm làm tăng độ bền tự nhiên của gỗ bằng Dimethylol dihydroxy 
ethylene urea/DMDHEU với chất xúc là MgCl2 ở nhiệt độ 130
0
C cho gỗ Keo lai, 
Keo lá tràm, Keo tai tượng [5]. Vũ Mạnh Tường (2011), “Nghiên cứu và đánh giá 
công nghệ xử lý nhiệt cho gỗ Keo lai rừng trồng Việt Nam” [23]. Phạm Văn 
Chương (2011), “Ảnh hưởng của công nghệ xử lý thủy nhiệt đến tính chất vật lý 
của gỗ Keo lá tràm” [36]. Trần Văn Chứ (2013) “ Nâng cao sự ổn định kích thước 
của gỗ Keo tai tượng bằng phương pháp xử lý nhiệt” [37]. Nguyễn Quang Trung 
(2005-2008), “Nghiên cứu sử dụng gỗ Bạch đàn đỏ (E.urophylla) để sản xuất gỗ xẻ 
làm đồ mộc” [16]. 
Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG 
PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu 
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu tổng quát: Công nghệ xử lý thủy - nhiệt gỗ Bạch đàn 
(Eucalyptus urophylla S.T. Blake) bằng thiết bị (Sumpot ) của Trung tâm Thí 
nghiệm và Phát triển công nghệ - Viện Công nghiệp gỗ - Trường Đại học Lâm 
nghiệp. 
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu cụ thể: 
Thông qua hai biến số công nghệ là nhiệt độ và thời gian xử lý được bố trí 
theo quy hoạch thực nghiệm, trong luận án cụ thể các đối tượng nghiên cứu sau: 
 4 
- Nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý thủy - nhiệt đến tính chất cơ học, vật lý 
và tính chất công nghệ. 
- Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp xử lý thủy – nhiệt đến sự thay đổi 
màu sắc và biến màu tự nhiên của gỗ Bạch đàn trước và sau khi xử lý. 
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử lý thủy - nhiệt đến cấu 
tạo (SEM), thành phần hóa học cơ bản của gỗ Bạch đàn. 
- Nghiên cứu ảnh hường của xử lý thủy – nhiệt đến cấu trúc hóa học (XRD, 
FTIR) của gỗ Bạch đàn sau khi xử lý thuỷ - nhiệt. 
- Nghiên cứu, đề xuất thông số công nghệ (nhiệt độ và thời gian) phù hợp 
của xử lý thủy - nhiệt cho gỗ Bạch đàn trong điều kiện, biến số của luận án. 
2.2. Phạm vi nghiên cứu 
2.2.1. Các yếu tố cố định 
- Nguyên vật liệu nghiên cứu: 
+ Gỗ Bạch đàn (Eucalyptus urophylla S.T. Blake), tuổi từ 10 - 15 năm. 
+ Gỗ xẻ có kích thước mẫu xử lý thủy - nhiệt: 25 x (40 đến 100) x 600, mm. 
+ Độ ẩm của gỗ trước khi xử lý: MC 25 đến 30 %. 
+ Độ ẩm của gỗ sau khi xử lý (sấy hoặc hong phơi tự nhiên): MC 12% 
- Phương pháp xử lý: Xử lý thủy - nhiệt 
2.2.2. Các yếu tố thay đổi 
 - Nhiệt độ (T): 120; 140; 160; 180 và 200 (oC). 
- Thời gian ( ): 1; 2; 3; 4 và 5 (giờ). 
2.3. Mục tiêu của Luận án 
2.3.1. Mục tiêu lý thuyết 
- Bước đầu đóng góp cơ sở khoa học và thực tiễn về công nghệ xử lý thủy - 
nhiệt cho gỗ Bạch đàn (Eucalyptus urophylla S.T. Blake) nhằm cải thiện một số 
tính chất và nâng cao hiệu quả sử dụng gỗ. 
- Xác định được mối quan hệ giữa chế độ xử lý thủy - nhiệt (nhiệt độ và 
thời gian) đến chất lượng của gỗ nói chung và gỗ Bạch đàn (Eucalyptus urophylla 
S.T. Blake) nói riêng, thông qua việc xác định tính chất cơ học, vật lý và tính chất 
công nghệ, sự thay đổi về cấu tạo, cấu trúc hóa học và thành phần hóa học cơ bản 
của gỗ. 
2.3.2. Mục tiêu thực tiễn 
- Xác định được sự ảnh hưởng của thông số chế độ xử lý thủy - nhiệt (nhiệt độ 
và thời gian) đến chất lượng gỗ Bạch đàn. 
- Đề xuất được thông số công nghệ xử lý thủy - nhiệt (nhiệt độ và thời gian) 
hợp lý cho gỗ Bạch đàn trong điều kiện công nghệ tại Việt Nam. 
2.4. Nội dung nghiên cứu 
-. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử lý thủy - nhiệt đến tính 
ổn định kích thước, tính chất cơ học, vật lý gỗ Bạch đàn. 
- Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian xử lý thủy - nhiệt của gỗ Bạch 
đàn đến tính chất công nghệ (kéo trượt màng keo, khả năng bong tách màng keo và 
độ nhám bề mặt). 
- Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian xử lý thủy - nhiệt đến sự thay 
đổi màu sắc và độ bền màu tự nhiên của gỗ Bạch đàn. 
 5 
- Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian xử lý thủy - nhiệt đến sự biến 
đổi về cấu tạo (SEM), thành phần hóa học cơ bản và cấu trúc hóa học (XRD, 
FTIR) của gỗ Bạch đàn sau khi xử lý thuỷ - nhiệt. 
- Phân tích, đánh giá kết quả và đề xuất thông số công nghệ phù hợp của xử lý 
thủy - nhiệt cho gỗ Bạch đàn. 
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu 
- Phương pháp kế thừa 
- Phương pháp thực nghiệm 
- Phương pháp đánh giá chất lượng và sử dụng tiêu chuẩn kiểm tra 
2.6. Ý nghĩa của Luận án 
2.6.1. Ý nghĩa khoa học 
Kết quả nghiên cứu của Luận án là cơ sở khoa học, là tiền đề cho các nghiên 
cứu tiếp theo trong việc xác định thông số công nghệ xử lý thủy - nhiệt cho gỗ 
Bạch đàn nhằm nâng cao tính ổn định kích thước, độ bền màu tự nhiên, cải thiện 
độ nhẵn bề mặt và giảm độ khả năng hút nhả ẩm và độ ẩm thăng bằng của loại gỗ 
này. 
Xác định được sự thay đổi cấu tạo, cấu trúc và thành phần hóa học của gỗ 
Bạch đàn thông qua chụp SEM, xác định thành phần hóa học cơ bản và phân tích 
cấu trúc hóa học của gỗ sau khi xử lý nhiệt Luận án đã giải thích được sự biến đổi 
về tính chất của gỗ khi xử lý ở các chế độ khác nhau trên cơ sở kết quả phân tích 
quang phổ đối với mẫu gỗ trước và sau khi xử lý. 
Kết quả nghiên cứu của Luận án đã góp phần bổ sung về cơ chế biến đổi cấu 
trúc hóa học cũng như tính chất gỗ trong quá trình xử lý thủy - nhiệt. 
2.6.2. Ý nghĩa thực tiễn 
Kết quả luận án là cơ sở kỹ thuật cho việc xác lập, lựa chọn và xây dựng quy 
trình công nghệ xử lý thủy - nhiệt để nâng cao tính ổn định kích thước của gỗ Bạch 
đàn. 
Sản phẩm gỗ xử lý thủy - nhiệt, tăng khả năng tính ổn định kích thước đáp 
ứng được yêu cầu của nguyên liệu trong sản xuất đồ nội ngoại thất với chất lượng 
cao hơn so với gỗ chưa xử lý mà không sử dụng bất cứ loại hóa chất nào trong quá 
trình xử lý. 
Áp dụng công nghệ xử lý thủy - nhiệt độ để xử lý gỗ rừng trồng nói chung và 
gỗ Bạch đàn nói riêng có thể giải quyết được phần nào về vấn đề chất lượng 
nguyên liệu gỗ rừng trồng sử dụng trong sản xuất đồ mộc nội địa cũng như xuất 
khẩu mà hoàn toàn có thể đáp ứng được mục tiêu bảo vệ môi trường, giảm chu kỳ 
khải thác và các quy định về sử dụng hợp lý, hiệu quả tài nguyên gỗ rừng trồng 
mọc nhanh. 
2.7. Những đóng góp mới của Luận án 
* Về công nghệ xử lý: Luận án là công trình đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu 
một cách hệ thống về ảnh hưởng của công nghệ xử lý thủy - nhiệt cho gỗ Bạch đàn 
thông qua mô hình quy hoạch thực nghiệm, luận án đã đề xuất được thông số công 
nghệ xử lý hợp lý cho gỗ Bạch đàn với quy mô phòng thí nghiệm. 
* Về  ... goại của mẫu 
Bạch đàn không xử lý 
Hình 4.29. Phổ hồng ngoại của mẫu 
Bạch đàn ở nhiệt độ 2000C và thời 
gian 3h 
Căn cứ dữ liệu thu được từ máy phân tích quang phổ hồng ngoại và các 
tài liệu tham khảo [46],[51] áp dụng phần mềm phân tích quang phổ OMNIC 8.0 
để phân tích xác định được thuộc tính các đỉnh (peak) trên phổ của các mẫu gỗ đối 
chứng và mẫu gỗ xử lý. 
Tần số và độ hấp thụ của các loại nhóm chức trong gỗ xác định qua phổ 
hồng ngoại của gỗ Bạch đàn được thể hiện trong Bảng 4.17. 
Bảng 4.17. Thuộc tính phổ FTIR của gỗ Bạch đàn 
Số sóng (cm-1) 
Nhóm chức tƣơng ứng a 
ĐC A1 C3 
1050 1049 1050 C-O 
1117 1109 1110 Vòng không đối xứng 
1239 1242 1235 C= trong lignin và xylan 
1328 1332 1333 S và G ngưng tụ 
1370 1371 1371 C-H trong xenlulo và hemixenlulo 
1462 1461 1460 C-H; -CH2- của lignin 
1509 1512 1512 C=C (G) 
1610 1615 1613 C=C (S) 
1738 1737 1729 C=O 
2916 2901 2927 C-H của nhóm methyl và methylene 
3411 3390 3410 O-H 
 a
 S: syringyl; G: guaiacyl 
Từ kết quả trên hình 4.27 và 4.29.và bảng 4.17 cho thấy, về cơ bản gỗ Bạch 
đàn chưa xử lý và gỗ đã xử lý có số lượng các đỉnh (peak) là như nhau, tuy nhiên 
có sự khác biệt khá rõ rệt về tần số và độ hấp thụ của sóng hồng ngoại. 
 20 
Hình 4.31. Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu gỗ 
Bạch đàn trƣớc và sau khi xử lý nhiệt 
0
50
100
150
200
250
10 15 20 25 30 35 40
2 Theta (degree)
In
te
n
s
it
y
 (
a
.u
.)
Mẫu ĐC Mẫu-A1 Mẫu-C3 Mẫu-B2
Hình 4.32. Độ kết tinh của xenlulo gỗ 
Bạch đàn trƣớc và sau khi xử lý thủy-
nhiệt 
BIỂU ĐỒ QUAN HỆ CỦA CHẾ ĐỘ XỬ LÝ VỚI 
ĐỘ KẾT TINH (%)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
ĐC 120-3 160-3 200-3
Chế độ xử lý
Đ
ộ
 k
ế
t 
ti
n
h
, 
%
Từ số liệu phổ hồng ngoại của các mẫu gỗ sau khi xử lý ở các chế độ khác 
nhau có thể thấy, tại vị trí tần số sóng trong khoảng 3400 cm-1 thể hiện sự có mặt 
của nhóm –OH, và cường độ hấp thụ tại vị trí này thay đối gần như có quy luật 
nhất định theo các chế độ xử thủy-nhiệt khác nhau, và có xu hướng giảm xuống khi 
nhiệt độ xử lý tăng. Điều này có nghĩa là khi tăng nhiệt độ xử lý sẽ góp phần làm 
giảm hàm lượng nhóm thân nước (-OH), hay nói cách khác, xử thủy-nhiệt đã làm 
giảm tác nhân gây hút nước của gỗ. Điều này hoàn toàn phù hợp với kết quả xác 
định tính ổn định kích thước và tính hút nước của gỗ thủy-nhiệt. 
4.3.13. Ảnh hưởng của chế độ xử lý thủy - nhiệt đến cấu trúc hóa học 
của gỗ Bạch đàn bằng phân tích phổ nhiễu xạ tia X (XRD) 
Thông qua xác định độ kết tinh của xenlulo trong gỗ Bạch đàn cho thấy 
trong quá trình xử lý, do tác 
dụng của nhiệt độ cao làm 
thay đổi cấu trúc hóa học 
của xenlulo, đồng thời cũng 
sẽ ảnh hưởng đến độ kết tinh 
của xenlulo trong gỗ 
[75],[76]. Đặc trưng phổ 
XRD của mẫu gỗ Bạch đàn 
trước và sau khi xử lý được 
thể hiện trong hình 4.31. 
Từ giản đồ nhiễu xạ 
tia X (XRD) có thể thấy, gỗ 
Bạch đàn sau khi xử lý ở các 
chế độ A1 (120-3), B2 (160-
3), C3 (200-3) so với của gỗ 
đối chứng có vị trí đỉnh peak 
của bề mặt tinh thể 002 cơ bản 
tương đồng (2 từ 22,3 đến 22,5). 
Điều này thể hiện xử lý nhiệt độ 
cao không gây ảnh hưởng đến vị 
trí của đỉnh peak của bề mặt tinh 
thể 002, tức là không làm thay đổi 
khoảng cách giữa các lớp tinh thể. 
Thông qua phổ của mẫu gỗ 
xử lý ở các chế độ khác nhau trong 
thí nghiệm đã xác định được độ 
kết tinh của xenlulo trong gỗ đối 
chứng và gỗ sau khi xử lý nhiệt. 
Kết quả thể hiện trong hình 4.32. 
Từ hình 4.32 ta thấy, về cơ 
bản độ kết tinh của xenlulo trong 
gỗ đã qua xử lý nhiệt cao hơn so với trong gỗ đối chứng theo một quy luật nhất 
 21 
Hình 4.33. Biểu đồ tính toán vùng 
thông số công nghệ hợp lý 
120130140150160
170
180
190
200
500
520
540
560
580
600
620
640
660
680
700
720
740
760
780
800
820
840
860
1
1,52
2,5
3
3,5
4
4,5
5 Nhiệt độ
Trị số 
Thời gian
VÙNG PHÙ HỢP CỦA THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 
THỦY NHIỆT GỖ BẠCH ĐÀN URO 840-860
820-840
800-820
780-800
760-780
740-760
720-740
700-720
680-700
660-680
640-660
620-640
600-620
580-600
560-580
định. Khi nhiệt độ xử lý tăng lên, độ kết tinh của xenlulo trong gỗ tăng lên. Tuy 
nhiên, với mẫu gỗ khi xử lý ở chế độ độ A1 (120-3) và B2 (160-3) thì độ kết tinh 
của gỗ gần như không thay đổi nhiều so với mẫu đối chứng. Nguyên nhân dẫn đến 
sự thay đổi của độ kết tinh có thể là do trong quá trình xử lý nhiệt các nhóm 
hydroxyl (-OH) giữa các chuỗi xenlulo trên bề mặt vi sợi (microfibril) xảy ra mối 
liên kết ngang và tách ra một phân tử nước, làm cho các vi sợi sắp xếp một cách có 
trật tự hơn; đồng thời phân tử xenlulo trong vùng vô định hình tự sắp xếp lại có trật 
tự hơn, từ đó đã làm cho độ kết tinh của xenlulo trong gỗ sau khi xử lý nhiệt cao 
hơn so với gỗ đối chứng khi xác định bằng phổ nhiễu xạ tia X. Khi nhiệt độ tăng 
lên trên 200
0C, hemixenlulo bị thủy phân tạo ra a xít axetic đã có tác dụng phân 
giải một phần trong xenlulo trong vùng vô định hình, thậm chí ngay cả trong vùng 
kết tinh của các vi sợi, từ đó đã làm cho kết cấu hóa học của gỗ thay đổi. Điều này 
đã làm cho một số tính chất của gỗ thay đổi theo hướng nâng cao tính ổn định kích 
thước của gỗ nhưng một số tính chất cơ học của gỗ giảm đi [22],[30],[45],[57]. 
 4.4. Vùng phù hợp của thông số công nghệ xử lý thủy - nhiệt cho gỗ 
Bạch đàn 
4.4.1. Xác định vùng phù hợp các tính chất cơ học, vật lý và công nghệ 
của gỗ Bạch đàn xử lý thủy - nhiệt 
Nghiên cứu ứng dụng của các kỹ thuật nói chung và Công nghệ Chế biến 
lâm sản nói riêng, việc xác định thông số công nghệ của quá trình nghiên cứu có ý 
quan trọng quyết định sự thành công của sản phẩm. Trong phạm vi nghiên cứu của 
luận án này, tác giả dùng kỹ thuật máy tính để thiết lập các phương trình tương ứng 
với từng tính chất thông qua kết quả thông qua thực nghiệm, kiểm tra và xác định; 
Dùng phương pháp chuyên gia phân tích, xây dựng và chia các trọng số của kết 
quả nghiên cứu hai biến số là nhiệt độ, thời gian 
Tổng hợp các phương trình trên ta được phương trình tổng hợp từ hệ 
phương trình trên, ta có: 
YTH = - 3060,78 + 48,64T - 0,15T
2
 + 10,92τ + 0,12Tτ - 5,52τ2 (4.24). 
Giải phương trình tổng hợp (4.24) các tính chất (vật lý, cơ học và công nghệ) 
với các điều kiện của hàm mục tiêu, 
kết quả thu được: Nhiệt độ: T 
160,28 
o
C; Thời gian: τ = 2,74 h. 
Ở hình 4.33, căn cứ vào kết 
quả xác định các tính chất cơ học, 
vật lý và công nghệ của gỗ Bạch đàn 
xử lý thủy - nhiệt, tác giả đặt các 
trọng số ưu tiên để phù hợp với mục 
đích định hướng sử dụng sản phẩm, 
cụ thể định hướng sử dụng sản phẩm 
của luận án là gỗ xử lý làm đồ mộc 
như khung, khuôn cửa, bậc cầu thang 
và các sản phẩm ngoài trời, Vì thế, 
ưu tiên tính ổn định kích thước (hệ số 
chống trương nở (ASE), hiệu suất chống hút nước (WRE) và còn lại là các trọng số 
 22 
phụ. Tiến hành giải bài toán tối ưu để xây dựng các vùng trị số tương ứng với kết 
quả của từng tính chất tương ứng đã cho đồ thị hình 4.33. Từ đó, xây dựng được 
biểu đồ biểu diễn vùng phù hợp của thông số công nghệ phù hợp với các biến số 
trong luận án. 
4.4.2. Phân tích đánh giá chỉ tiêu như màu sắc, thành ph n hóa học cơ bản, cấu 
tạo và cấu trúc gỗ Bạch đàn được xử lý thủy - nhiệt 
Sử dụng phương pháp chuyên gia phân tích đánh giá kết quả nghiên cứu 
đối với các chỉ tiêu như màu sắc, thành phần hóa học cơ bản, cấu tạo và cấu trúc gỗ 
Bạch đàn xử lý thủy – nhiệt, cụ thể như sau: 
- Đối với sự biến đổi màu sắc và độ bền màu tự nhiên gỗ Bạch đàn xử lý 
thủy - nhiệt: căn cứ vào kết quả nghiên về sự biến đổi màu sắc (bảng 4.13) và biến 
màu tự nhiên (bảng 4.14) cho thấy ở các chế độ nhiệt độ và thời gian (160-3; 160-
5; 180-2; 180-4; 200-3) thì không biến màu tự nhiên (ΔE*≤ 3) 
- Đối với cấu tạo siêu hiển vi (SEM) thì ở chế độ 200-3 đã có sự thay đổi 
về hình dạng của tế bào, lỗ thông ngang đã bị phá hủy (hình 4.19). 
- Đối với thành phần hóa học cơ bản: ở các nhiệt độ 1200C đến 1800C 
hàm lượng xenlulo không giảm và giảm không đáng kể. Nhưng ở chế độ nhiệt độ 
200
0C và thời gian 3 giờ thì hàm lượng xenlulo giảm rõ rệt ảnh hưởng mạnh đến 
tính chất cơ học, vật lý và công nghệ. 
- Cấu trúc hóa học của gỗ Bạch đàn sau khi xử lý thủy - nhiệt đã có sự 
thay đổi thông qua kiểm tra phổ hồng ngoại FTIR (hình 4.27, hình 4.28 và hình 
4.29) đặc trưng cho đỉnh peak của nhóm –OH làm tăng tính ổn định kích thước. 
Bên cạnh đó, phân tích phổ nhiễu xạ tia X (XRD) ở các chế độ khác nhau đã làm 
thay đổi cấu trúc hóa học của xenlulo sẽ ảnh hưởng đến độ kết tinh của xenlulo 
trong gỗ (hình 4.32), theo kết quả cho thấy độ kết tinh ảnh hưởng không nhiều. 
Đặc biệt là ở chế độ 1600C và thời gian 3 giờ thì độ kết tinh ảnh hưởng thấp nhất. 
Từ kết quả giải tối ưu của các tính chất vật lý, cơ học và công nghệ ở mục 
4.4.1, chương 4 và những luận cứ phân tích kết quả ở mục 4.4.2, chương 4, tác giả 
đề xuất vùng phù hợp của thông số công nghệ xử lý thủy - nhiệt cho gỗ Bạch đàn 
trong phạm vi nghiên cứu của luận án là nhiệt độ (T 1600C) và thời gian (τ 3 
giờ). 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
5.1. Kết luận 
Qua các kết quả nghiên cứu của Luận án về ảnh hưởng chế độ xử lý thuỷ - 
nhiệt đến chaart lượng của gỗ Bạch đàn (Eucalyptus urophylla S.T. Blake) thông 
qua thông số chế độ xử lý nhiệt độ và thời gian, chúng tôi đi đến một số kết luận 
như sau: 
1. Xác định được sự ảnh hưởng của thông số công nghệ (nhiệt độ và thời 
gian) trong công nghệ xử lý thủy - nhiệt đến một số tính chất vật lý của gỗ Bạch 
đàn 
 23 
- Khối lượng thể tích của gỗ Bạch đàn sau khi xử lý thuỷ- nhiệt giảm 
23,30% so với mẫu chưa xử lý. 
- Hệ số chống trương nở ASE tăng dần từ 23,92% đến 41,11% khi nhiệt 
độ và thời gian xử lý tăng. 
 - Hiệu suất chống hút nước WRE tăng dần từ 14,42% đến 42,92% khi nhiệt 
độ và thời gian xử lý tăng. 
 2. Xác định được sự ảnh hưởng của thông số công nghệ (nhiệt độ và thời 
gian) trong công nghệ xử lý thủy – nhiệt đến một số tính chất cơ học của gỗ 
Bạch đàn 
 - Độ bền uốn tĩnh của gỗ Bạch đàn đã xử lý thuỷ - nhiệt so với gỗ Bạch đàn 
chưa xử lý giảm từ 105,83 MPa còn 35,34 MPa (giảm 66,6% so với mẫu chưa xử 
lý) và giảm dần ở các chế độ xử lý khi nhiệt độ và thời gia tăng. 
 - Độ bền nén dọc thớ (COM//) gỗ Bạch đàn đã xử lý thuỷ - nhiệt so với gỗ 
Bạch đàn chưa xử lý giảm từ 68,15 MPa còn 35,22 MPa (giảm 48,32% so với mẫu 
chưa xử lý) và giảm dần khi tăng nhiệt độ và thời gian. 
 - Độ bền nén ngang thớ theo chiều xuyên tâm (COM R): từ 8,95 MPa còn 
3,21 MPa (giảm 65,29% so với mẫu chưa xử lý); Độ bền nén ngang tiếp tuyến 
(COM T): từ 7,70 MPa còn 4,25 MPa (giảm 47,22% so với mẫu chưa xử lý). 
Giảm dần ở các chế độ khi nhiệt độ và thời gian tăng. 
3. Xác định được sự ảnh hưởng của thông số công nghệ (nhiệt độ và 
thời gian) trong công nghệ xử lý thủy - nhiệt đến tính chất công nghệ của gỗ 
Bạch đàn 
 - Độ nhám bề mặt (Rmax) giảm từ 115,16 µm còn 71,12 µm (giảm 38,24 % 
so với mẫu chưa xử lý). Điều này, minh chứng rằng khi nhiệt độ và thời gian tăng 
thì độ nhám giảm tức là nhẵn bề mặt gỗ xử lý tăng trong phạm vi nghiên cứu của 
luận án. 
 - Độ bền kéo trượt giảm từ 6,69 MPa còn 1,68 MPa (giảm 74,81% so với 
mẫu chưa xử lý) và Độ bong tách màng keo tăng từ 16,81% đến 39,39% (tăng 
57,31% so với mẫu chưa xử lý), ở các chế độ độ bền kéo trượt giảm dần và bong 
tách màng keo tăng theo sự tăng nhiệt độ và thời gian, có thể kết luận trong vùng 
nghiên cứu luận án gỗ Bạch đàn xử lý thủy - nhiệt làm chất lượng dán dính giảm. 
4. Ảnh hưởng của thông số công nghệ (nhiệt độ và thời gian) trong 
công nghệ xử lý thủy - nhiệt đến sự thay đổi màu sắc và độ bền màu tự nhiên 
của gỗ Bạch đàn 
- Màu sắc thay đổi và có xu hướng tối dần (độ sáng màu L*, các chỉ số 
a*,b* và độ lệch màu ΔE*) theo sự tăng của nhiệt độ và thời gian xử lý thủy - 
nhiệt, cụ thể: độ sáng màu (L*) giảm từ 75,8 xuống 39,0 (so với mẫu chưa xử lý); 
chỉ số a* thay đổi từ 24,27 xuống 7,67 (so với mẫu chưa xử lý); chỉ số b* thay đổi 
từ 43,87 xuống 14,07 (so với mẫu chưa xử lý) và độ lệch màu ΔE* thay đổi từ 
10,18 đến 50,18 (mẫu ở chế độ 120-3 so với mẫu ở chế độ 200-3). 
 24 
- Mức độ biến màu tự nhiên (sau 60 ngày) của gỗ xử lý thủy – nhiệt giảm 
khi nhiệt độ và thời gian tăng: ở các chế độ 1200C-3 giờ, 1400C-3 giờ, 1400C-4 giờ 
và 160
0
C-1 giờ màu sắc gỗ thay đổi (ΔE* từ 8,66 xuống 3,6). Còn ở các chế 
160
0
C-3 giờ, 1600C-5 giờ, 1800C-2 giờ, 1800C-4 giờ và 2000C-3 giờ màu sắc gỗ 
thay không thay đổi (ΔE* từ 2,86 xuống 1,65). 
5. Ảnh hưởng của thông số công nghệ (nhiệt độ và thời gian) trong 
công nghệ xử lý thủy - nhiệt đến sự biến đổi về cấu tạo (SEM), thành ph n hóa 
học cơ bản và cấu trúc hóa học (XRD, FTIR) của gỗ Bạch đàn sau khi xử lý 
thuỷ - nhiệt. 
* Sự thay đổi cấu tạo và thành ph n hóa học cơ bản của gỗ Bạch đàn 
- Cấu tạo hiển vi của gỗ Bạch đàn quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét 
(FE-SEM) cho thấy, sau khi xử lý thủy - nhiệt thành phần bị ảnh hưởng lớn nhất là 
hệ thống lỗ thông ngang trên vách tế bào và hệ thống mạch gỗ. 
- Trong quá trình xử lý xử lý thủy – nhiệt khi chế độ xử lý (nhiệt độ và 
thời gian) thay đổi thì thành phần hóa học của gỗ Bạch đàn thay đổi, cụ thể: 
hemixenlulo phân giải làm giảm hàm lượng tuyệt đối của xenlulo tổng dẫn đến 
hàm lượng tương đối của lignin (ổn định nhiệt lớn) tăng lên. Các chất chiết suất 
cũng bị hòa tan và đa tụ bởi sự tăng nhiệt độ và thời gian xử lý. 
* Sự thay đổi cấu trúc của gỗ Bạch đàn 
- Qua phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (FTIR) đã tìm ra được sự thay 
đổi trong cấu trúc hóa học của gỗ Bạch đàn, đó là: Hàm lượng nhóm thân nước (-
OH) giảm xuống khi tăng nhiệt độ và thời gian xử lý, đồng thời các chất chiết xuất 
bị dịch chuyển ra bề mặt gỗ làm cho màu sắc của gỗ đậm hơn. 
- Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) cho thấy độ kết tinh của xenlulo 
trong gỗ sau khi xử lý nhiệt tăng lên, điều này đã gây ảnh hưởng đến độ dẻo dai 
của gỗ. 
6. Vùng phù hợp của thông số công nghệ (nhiệt độ và thời gian) trong xử 
lý thủy - nhiệt cho gỗ Bạch đàn 
Căn cứ vào kết quả nghiên cứu, thông qua các phương trình và phân tích 
đánh giá sự biến đổi cấu tạo, thành phần hóa học cơ bản và cấu trúc hóa học. Tác 
giả đưa ra được vùng phù hợp của thông số công nghệ xử lý thủy - nhiệt cho gỗ 
Bạch đàn trong phạm vi nghiên cứu của luận án là nhiệt độ (T 1600C) và thời 
gian (τ 3 giờ). 
5.2. Kiến nghị 
- Cần có nhiều nghiên cứu sự ảnh hưởng của chế độ xử lý thuỷ – nhiệt đến sự 
thay đổi (xác định) thành phần hoá học các chất trong gỗ gây ra phản ứng làm ảnh 
hưởng đến chất lượng dán dính và độ nhẵn bề mặt của nhiều loại gỗ khác nhau. 
- Nghiên cứu đánh giá độ bền sinh học của gỗ xử lý thuỷ - nhiệt về khả năng 
kháng nấm (nấm mục, mọt, nấm biến màu,) và các vi sinh vật co hại cho độ bền 
của gỗ mọc nhanh rừng trồng. 
- Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ xử lý thuỷ - nhiệt của các chất chiết xuất 
trong gỗ làm thay đổi màu sắc của gỗ. 
- Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ xử lý thuỷ - nhiệt đến đặc tính âm thanh 
của gỗ.