Tình Hình Nghiên Cứu Và Sử Dụng Chế Phẩm Bảo Quản Trên Thế Giới

+ Thấm do khuếch tán:

Quá trình khuếch tán là quá trình di chuyển vật chất từ pha này sang pha khác khi hai pha tiếp xúc trực tiếp với nhau. Trong dung dịch quá trình khuếch tán làm cho dung dịch đồng nhất về khối lượng riêng và áp suất. Do vậy, các phần tử ion thuốc bảo quản hòa tan trong nước sẽ chuyển động với một động năng trung bình của chuyển động tịnh tiến vào, áp suất đó do các phần tử gây lên. Áp suất này gọi là áp suất thẩm thấu. Trong ngâm tẩm gỗ vách tế bào gỗ có thể coi là màng bán thấm. Vận tốc chuyển động của các phân tử hoặc ion phụ thuộc vào nhiệt độ, khi nhiệt độ càng cao thì vận tốc chuyển dịch tăng lên. Bằng các phép đo chính xác, người ta đo được tốc độ

chuyển động tỷ lệ với T (T là nhiệt độ). Áp suất thấm thấu phụ thuộc vào T, nếu T tăng thì áp suất tăng.

Đối với gỗ có độ ẩm cao, khi tẩm thuốc bảo quản, nước ở trong gỗ có xu hướng dịch chuyển ra dung dịch tẩm và các phân tử hoặc ion chất bảo quản sẽ dịch chuyển vào gỗ.

+ Thấm do áp lực từ bên ngoài:

Quá trình thấm này là do có áp lực được tạo ra từ bên ngoài tác động lên bề mặt dung dịch thuốc hoặc bề mặt gỗ. Áp lực này có thể được tạo ra bằng những hình thức sau:

Dùng thiết bị tạo áp suất nén áp lực lên bề mặt dung dịch chế phẩm. Trong thực tế người ta có thể kết hợp với rút chân không cho gỗ để tăng thêm độ chênh lệch áp suất.

Tạo ra chênh lệch cột áp giữa dung dịch thuốc và bề mặt gỗ bằng cách nâng độ cao của bình đựng chế phẩm lên so với bề mặt gỗ một độ cao nhất định.

Làm cho áp suất trong gỗ thấp hơn so vơi dung dịch thuốc ở bên ngoài bằng cách đun nóng gỗ lên cho nước và không khí trong gỗ thoát ra ngoài sau đó làm lạnh đột ngột trong dung dịch thuốc.

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 90 trang tài liệu này.

Vì vậy trong thực tế của công tác bảo quản lâm sản, cần chọn loại thuốc bảo quản và dung môi có khối lượng riêng nhỏ để cho quá trình thuốc thấm vào gỗ được thuận lợi.

2.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

2.2.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng chế phẩm bảo quản trên thế giới

Ngay từ thời kỳ sơ khai, người Ai Cập đã biết dùng nhựa để bảo vệ gỗ trong công trình xây dựng, tránh cho gỗ không bị mục nát do các sinh vật gây ra. Từ lâu đời, người dân ở một số nước châu Á đã có biện pháp bảo quản rất độc đáo và hiệu quả đó là ngâm gỗ, tre nứa trong bùn ao. Biện pháp này đã trở thành tập quán duy trì cho đến ngày nay. Tất cả những giải pháp bảo quản lâm sản mang tính tập quán đó không mang lại hiệu quả bảo quản triệt để, bởi nguyên nhân gây nên sự phá huỷ lâm sản chưa được khám phá. Đến khi những phát hiện của Pasteur và Kock đã chỉ ra rằng các vi sinh vật và côn trùng là những đối tượng sinh vật chủ yếu gây nên sự phá hủy cấu trúc lâm sinh thì định hướng tẩm vào gỗ và lâm sản bằng các hóa chất có độc tính với sinh vật gây hại mới được hình thành. Việc ngâm tẩm gỗ nhằm kéo dài tuổi thọ mới ra đời cách đây 300 năm. (Coventry E và Cs, 2002) [19].

Năm 1747, Emerson đã đề xuất dung chế phẩm dạng dầu để bảo quản gỗ, sớm hơn nữa là Zohann Glauder đã dung một loại nhựa để quét cho gỗ đã được đốt cháy một lớp mỏng. Đến thế kỷ 19, một loạt sản phẩm hóa chất đã được sử dụng để tẩm gỗ như clorua thủy ngân HgCl (1805), clorua kẽm ZnCl2 (1815), sun phát đồng CuSO4(1837)… Trong những thập niên trở lại đây, danh mục các sản phẩm hóa học dung cho bảo quản lâm sản ngày càng được bổ sung thêm. Song chính trong quá trình phát triển đó, các hóa chất có độc tính cao đối với sức khỏe con người và môi trường đã dần bị loại bỏ. Các hợp chất tổng hợp bằng con đường hóa học, chiết xuất từ thực vật, từ vi sinh vật có hiệu lực phòng trừ sinh vật có hiệu lực phòng trừ sinh vật gây hại lâm sản cao và an toàn với con người, môi trường sống đã được ưu tiên nghiên cứu và đưa vào sử dụng. (Coventry E và Cs, 2002) [19].

Cùng với sự ra đời phát triển của các lĩnh vực khoa học sinh vật, nhiều loài nấm mốc, côn trùng, phá hại gỗ và lâm sản cũng đã được điều tra, phân loại. Các công trình nghiên cứu về đặc tính sinh học, sinh thái... đã làm tiền đề cho các nhà hoá học, công nghệ, nghiên cứu mở rộng các chế phẩm bảo quản, các biện pháp kỹ thuật xử lý bảo quản gỗ và lâm sản. Một trong những thành tựu nổi bật về sự kết hợp hữu hiệu này của các nhà nghiên cứu cơ bản và các nhà nghiên cứu kỹ thuật giữa thế kỷ 20 này là nghiên cứu diệt mối gây hại lâm sản trong các công trình xây dựng bằng phương pháp lây truyền để diệt mối tận tổ. Từ việc phát hiện ra đặc tính của mối: chúng mớm thức ăn cho nhau, liếm lẫn nhau, một số nhà khoa học của ấn Độ, Inđônexia đã nghĩ đến biện pháp dùng các chất hoá học xử lý lên con mối, nhờ đặc tính sinh học nói trên, mối sẽ truyền chất độc về tận tổ, tận hoàng cung của mối chúa. Feytand(1949) cho biết cụ thể thêm rằng các hợp chất có gốc là asenic hoặc fluo ở dạng bột mịn có thể dùng làm thuốc để gây cho mối chết bằng cách lây truyền. (Coventry E và Cs, 2002) [19].

Một số công trình nghiên cứu trên thế giới đã giúp chúng ta hiểu rõ hơn các cơ sở lý luận để từ đó nghiên cứu các giải pháp phù hợp trong việc bảo quản lâm sản.

Christebsen(1951) nghiên cứu mối quan hệ giữa nhiệt độ với khả năng khuếch tán của thuốc bảo quản gỗ và nhận định rằng: nhiệt độ tăng thì khả năng khuếch tán tăng, do khi nhiệt độ tăng thì khả năng linh động của điện tử phân ly của thuốc bảo quản cũng sẽ tăng và do đó dễ khuếch tán vào gỗ.

Smith và Wiliam( 1969) đã nghiên cứu những nhân tố ảnh hưởng đến khả năng khuếch tán của dung dịch thuốc bảo quản và có kết luận: độ ẩm gỗ là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình khuếch tán của dung dịch thuốc bảo quản vào gỗ. Khi độ ẩm gỗ thấp hơn 50% thì quá trình khuếch tán xảy ra chậm [18].

Becker(1976) và Tamblyn(1985) đã tiến hành quan sát những nhân tố ảnh hưởng đến khuếch tán. Vinden(1984) và Dickinson(1989) đã tiến hành

nghiên cứu quá trình phòng mục gỗ bằng phương pháp khuếch tán và lưu ý cần phải đo đạc một cách tỷ mỷ độ ẩm của gỗ, nhiệt độ xử lý, nồng độ của dung dịch và thời gian xử lý mới có thể xác định được chính xác các yếu tố ảnh hưởng [18].

Viden(1984) thông qua các thí nghiệm của mình đã kết luận rằng: quá trình khuếch tán chủ yếu xảy ra ở các mao mạch trong những tế bào rỗng. Hàm lượng nước trong gỗ cao thì tốc độ khuếch tán tăng [18].

Năm 1990, Konabe trong một thí nghiên cứu của mình đã nhận định: trong xử lý ngâm tẩm, nếu gỗ quá khô phải làm cho gỗ ướt để cho độ khuếch tán có hiệu quả cao nhất .

Hiện nay, công tác nghiên cứu về các chế phẩm bảo quản lâm sản đang tiếp tục được triển khai theo hướng loại bỏ các thành phần hóa chất độc, sử dụng các hoạt chất có nguồn gốc từ thực vật và vi sinh vật.

2.2.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng chế phẩm bảo quản ở Việt Nam

Gỗ sau khi chặt hạ đã mất đi khả năng bảo vệ tự nhiên, chống lại sự phá hoại côn trùng và nấm. Đặc biệt ở các nước nhiệt đới, nơi mà điều kiện khí hậu hết sức thích hợp cho sự phát triển của sinh vật gây hại lâm sản thì tổn thất về lâm sản do sinh vật gây ra là rất lớn. Mục đích của quá trình bảo quản là tác động vào lâm sản (có hoặc không có hoá chất) nhằm nâng cao khả năng kháng chịu đối với sinh vật gây hại, kéo dài thời gian sử dụng của lâm sản. Đối với gỗ sử dụng làm nguyên liệu trong sản xuất đồ mộc đã có một số công trình nghiên cứu về đặc điểm phá hoại của sinh vật hại gỗ, các giải pháp kỹ thuật và loại chế phẩm bảo quản phù hợp với điều kiện sử dụng lâm sản.

Một số tài liệu nghiên cứu trong lĩnh vực bảo quản ở nước ta như sau:

Nguyễn Xuân Khu (1972), trong luận án PTSKH đã nghiên cứu chế độ tẩm gỗ dương ở độ ẩm khác nhau. Tác giả đã nghiên cứu về mối tương quan giữa sức thấm thuốc với độ ẩm gỗ, nồng độ thuốc theo các chiều thớ gỗ khác nhau ở gỗ giác, gỗ lõi. Tác giả cũng đã rút ra nhiều kết luận có ý nghĩa khoa học về bảo quản gỗ như: khi gỗ có độ ẩm dưới điểm bão hòa sức thấm thuốc

gỗ dương sẽ tăng dần khi độ ẩm giảm, ngược lại khi độ ẩm cao hơn 50% sức thấm thuốc sẽ tăng khi tăng độ ẩm. Tác giả cũng kết luận sức thấm thuốc theo chiều xuyên tâm lớn hơn chiều tiếp tuyến, gỗ giác lớn hơn gỗ lõi [5].

Nguyễn Chí Thanh (1985), đã tiến hành thử hiệu lực của thuốc bảo quản và độ bền của gỗ trong điều kiện trên bãi thử tự nhiên. Tác giả đã dùng 5 loại thuốc là XM-5B, LN3 , XM-5A, FBB và FBC để thử hiệu lực đối với 16 loài gỗ tự nhiên bằng 2 phương pháp: ngâm thường và áp lực chân không. Tác giả kết luận: Hiệu lực của thuốc phụ thuộc vào lượng thuốc thấm và điều kiện sử dụng [12].

Lê Vãn Lâm (1985) đã bước đầu nghiên cứu bảo quản cho ván dán ba lớp gỗ trám trắng. Tác giả tiến hành ngâm tẩm gỗ bóc bằng phương pháp nhúng với 5 công thức thuốc bảo quản có thành phần chủ yếu gồm PCP, Boax, NaF và CuSO4 nồng độ 5%. Tác giả đã kết luận thuốc có hiệu lực phòng chống sự phá hoại của sinh vật hại gỗ và ít ảnh hưởng đến màu sắc tự nhiên của gỗ [7].

Lê Duy Phương, Phan Thị Lương Ngọc (2003) đã tiến hành nghiên cứu tạo thuốc chống mốc cho lâm sản. Tác giả đã tiến hành nghiên cứu tạo các công thức thuốc mới để để khảo nghiệm hiệu lực phòng chống mối boron và mối fluo tỏ ra có hiệu lực phòng mốc tốt hơn cả. Công thức thuốc đảm bảo yêu cầu về hiệu lực phòng chống mốc cho lâm sản và an toàn với môi trường [10].

Lê Văn Lâm, Bùi Văn Ái và các cộng tác viên (2005) đã tiến hành nghiên cứu bảo quản một số tre gỗ rừng trồng sử dụng ngoài trời làm cọc tiêu, xây dựng cơ bản, nguyên liệu sản xuất đồ mộc và ván nhân tạo. Đề tài đã bước đầu đánh giá được độ bền tự nhiên của 17 loại gỗ rừng trồng chủ yếu làm cơ sở định hướng kỹ thuật bảo quản [8].

Bùi Văn Ái (2008) đã tiến hành đề tài "Nghiên cứu sử dụng dầu vỏ hạt điều làm thuốc bảo quản lâm sản", kết quả chỉ ra rằng khi sử dụng dầu vỏ hạt điều đã được xục khí clo ở nồng độ 10% có hiệu lực bảo quản tốt đối với côn trùng nhưng ít có hiệu quả với nấm gây hại [1].

Pờ Gia Thanh (2018) đã tiến hành đề tài "Bước đầu nghiên cứu bảo quản gỗ Thông bằng chế phẩm (tinh dầu Sả java) chiết suất từ lá Sả java (Cymbopogon winterianus) tại trường Đại học Nông Lâm" kết quả chỉ ra rằng khi sử dụng dịch chiết sả Java có hiệu quả với nấm gây hại và mối gây hại gỗ Thông [13].

Đèo Thị Hiền (2018) đã tiến hành đề tài "nghiên cứu bảo quản gỗ thông từ chế phẩm chiết suất từ lá tô mộc (caesalpinia sappan) tại trường đại học nông lâm thái nguyên"kết quả chỉ ra rằng khi sử dụng dịch chiết lá Tô mộc có hiệu quả với nấm gây hại và mối gây hại gỗ thông [3].

Nguyễn Duy Việt (2017) “nghiên cứu bảo quản gỗ thông bằng dịch chiết lá xoan”.( Melia azedarach) tại trường đại học nông lâm thái nguyên" kết quả chỉ ra rằng khi sử dụng dịch chiết lá xoan có hiệu quả với nấm gây hại và mối gây hại gỗ thông [16].

Trên cơ sở tham khảo các công thức chế phẩm bảo quản lâm sản của các nước trên thế giới, đã có nhiều công trình nghiên cứu khảo nghiệm hiệu lực các chế phẩm bảo quản của nước ngoài và cải tiến thay đổi tỷ lệ thành phần của chế phẩm cho đảm bảo hiệu lực phòng chống sinh vật gây hại lâm sản trong điều kiện đặc thù của Việt Nam.

Với các kết quả nghiên cứu trên cho thấy ở Việt Nam chưa có công trình nghiên cứu sử dụng vỏ và lá cây bạch đàn trong bảo quản gỗ. Do vậy việc thực hiện đề tài sử dụng vỏ và lá cây bạch đàn có ý nghĩa quan trọng.

Phần 3

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1.1 Đối tượng

Nấm và mối hại gỗ: Hiệu lực của dịch chiết từ vỏ và lá cây Bạch đàn trắng đến khả năng kháng nấm và mối hại gỗ.

3.1.2. Phạm vi nghiên cứu

Đề tài giới hạn phạm vi nghiên cứu như sau:

- Nguyên liệu:

+ Gỗ Thông: được khai thác ở rừng tự nhiên.

+ Số tuổi cây là 10 tuổi.

+ Dịch chiết từ vỏ và lá cây Bạch đàn trắng bằng cồn nồng độ: 15%, 25%, 35%.

+ Chiết xuất bằng phương pháp ngâm cồn và nước nóng.

Dụng cụ, zx thí nghiệm: Sử dụng các trang thiết bị có trong phòng thí nghiệm tại trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên.

- Phương pháp: Phương pháp ngâm thường.

+ Đổ cồn vào ngâm ở các cấp nồng độ

+ Đổ nước nóng vào ngâm ở các cấp nồng độ

- Ở hai cách ngâm ta được dịch chiết ở các cấp nồng độ

3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu

- Địa điểm: Tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.

- Thời gian: Từ tháng 1/2019 đến tháng 5/2019.

3.3. Nội dung nghiên cứu

- Ảnh hưởng của nồng độ ngâm tẩm đến lượng chế phẩm chiết từ vỏ và lá cây Bạch đàn trắng

- Đánh giá hiệu lực của dịch chiết từ vỏ và lá cây Bạch đàn trắng đến khả năng phòng trừ mối.

- Đánh giá hiệu lực của dịch chiết từ vỏ và lá cây Bạch đàn trắng đến khả năng phòng trừ nấm.

3.4. Nguyên vật liệu

- Gỗ Thông: 10 tuổi từ gỗ tròn gia công thành các thanh có kích thước 10×20×250 (mm).

- Vỏ và lá cây Bạch đàn tươi để tạo chế phẩm.

- Phương pháp bảo quản: phương pháp ngâm thường.

3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp

- Thu thập các thông tin về nhu cầu, yêu cầu nguyên liệu gỗ sản xuất đồ mộc, tình trạng xâm hại của nấm mốc đối với thông mã vĩ, tình hình sản xuất, công nghệ phòng, tẩy nấm mốc hại gỗ tại Việt Nam và trên thế giới qua các kênh: bài báo, tài liệu lưu trữ, truy cập các trang điện tử, tổng hợp, phân tích, đánh giá các thông tin thu được làm cơ sở đề xuất kế thừa, tiêu chí đánh giá chất lượng sản phẩm.

3.4.2. Các bước tạo dịch chiết từ vỏ và lá cây Bạch đàn trắng

- Dịch chiết từ vỏ và lá cây Bạch đàn (tách với cồn ở nhiết độ thường)

+ Bước 1: Lấy vỏ và lá cây Bạch đàn trắng tươi

+ Bước 2: Băm nhỏ vỏ và lá cây Bạch đàn trắng

+ Bước 3: Ngâm thân và lá đã băm nhỏ với cồn và nước nóng tỉ lệ 1:2 (1kg nguyên liệu ngâm với 2lít cồn hoặc nước nóng)

+ Bước 4: Lọc dịch chiết

+ Bước 5: Pha chế phẩm theo nồng độ

Hình 3.1. Băm nhỏ vỏ và lá cây Bạch đàn trắng