| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,944 |
| تعداد مقالات | 33,229 |
| تعداد مشاهده مقاله | 43,866,139 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 20,372,402 |
تأثیر فرایند روغن- گرمایی بر عملکرد بیولوژیکی، فیزیکی و مکانیکی گرما‌چوب تولید شده | ||
| تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران | ||
| مقاله 7، دوره 39، شماره 3 - شماره پیاپی 88، مهر 1403، صفحه 236-252 اصل مقاله (1.12 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwpr.2024.366260.1776 | ||
| نویسندگان | ||
| حمید رضا زارعی1؛ رضا حاجی حسنی* 2؛ سیده معصومه زمانی3؛ کامیار صالحی4 | ||
| 1دانش‌آموخته کارشناسی ارشد رشته مکاترونیک، دانشگاه آزاد اسلامی تهران، واحد مرکزی، تهران، ایران | ||
| 2دانشیار، بخش تحقیقات علوم چوب و فراورده‌های آن، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران | ||
| 3استادیار، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران | ||
| 4استادیار، بخش تحقیقات علوم چوب و فراورده‌های آن، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: چوب با توجه به ماهیت طبیعی آن، دارای محدودیت‌هایی در خواص و کاربرد است که برای رفع آنها، نیاز به اصلاح دارد. اصلاح چوب معمولاً با اهداف مختلف و روش‌های متعددی انجام می‌شود. یکی از روش‌های اصلاح چوب، استفاده از تیمارهای حرارتی به‌منظور بهبود ثبات ابعادی و افزایش دوام بیولوژیکی چوب است؛ اما آنچه مسلم است آن است که اصلاح حرارتی چوب بر سایر خواص فیزیکی و مکانیکی چوب نیز تأثیرگذار است. اصلاح حرارتی چوب در حضور اکسیژن سبب اکسیداسیون ساختار شیمیایی چوب شده و منجر به کاهش خواص فیزیکی و مکانیکی چوب می‌گردد. ازاین‌رو حذف اکسیژن در طول فرایند تیمار حرارتی می‌تواند سبب کاهش اثرهای تخریبی این تیمار گردد. در این بررسی با به‌کارگیری فرایند روغن- گرمایی (Thermo-oil) و حذف اکسیژن در طول فرایند، به ارزیابی تأثیر این تیمار بر عملکرد قارچ عامل پوسیدگی سفید (Trametes versicolor) پرداخته شده است. همچنین تأثیر تیمار حرارتی (فرایند روغن- گرمایی) در محیط فاقد اکسیژن بر خواص مهندسی گونه‌های چوبی غان و کاج ارزیابی شد. مواد و روش‌ها: در این بررسی نمونه‌های مورد نظر از دو گونه چوبی غان (Betula SP.) و کاج (Pinus SP.) تهیه شدند. تیمار گرمایی نمونه‌های مورد نظر با استفاده از فرایند روغن- گرمایی، در یک سیلندر مجهز به سیستم فشار و خلأ انجام شد. همچنین از روغن بازیافت شده صنعتی برای تیمار گرمایی نمونه‌ها استفاده گردید. دما و زمان مورد استفاده در این تیمار به ترتیب 195 درجه سانتی‌گراد و 5 ساعت در نظر گرفته شد. در پایان فرایند تیمار، روغن مورد استفاده از سیلندر اصلی به داخل مخزن روغن تخلیه شده و پس از اعمال خلأ نمونه‌ها از داخل سیلندر خارج گردیدند. به‌منظور بررسی مقاومت بیولوژیکی و نیز خواص فیزیکی و مکانیکی (جذب آب و واکشیدگی، دانسیته، کاهش وزن، مقاومت خمشی، مقاومت به فشار موازی الیاف و مقاومت به ضربه) از چوب‌های تیمار شده و شاهد، نمونه‌های آزمونی در ابعاد استاندارد تهیه گردید. به‌منظور تجزیه‌وتحلیل آماری از نرم‌افزار SPSS استفاده شد. از آزمون تجزیه واریانس ANOVA نیز برای مقایسه بین گروهها استفاده شد. یافته‌ها: بررسی نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که تیمار روغن- گرمایی می‌تواند سبب کاهش عملکرد قارچ عامل پوسیدگی سفید و نیز اثرگذاری کمتر این قارچ بر خواص فیزیکی و مکانیکی هر دو گونه چوبی گردد. همچنین نتایج نشان داد که تیمار روغن- گرمایی سبب بهبود ویژگی‌های فیزیکی و کاهش ویژگی‌های مکانیکی به‌استثنای مقاومت فشاری موازی الیاف گردید. نتیجه‌گیری: تیمار روغن-گرمایی در درجه حرارت بالا سبب تغییرات ساختاری چوب شده و ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی چوب را تحت تأثیر قرار می‌دهد. همچنین تغییرات ساختاری به وجود آمده در اثر تیمار حرارتی می‌تواند عاملی مؤثر و بازدارنده بر اثرگذاری و عملکرد قارچ عامل پوسیدگی سفید بر خواص فیزیکی و مکانیکی چوب باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| واژه‌های کلیدی: گرما چوب؛ روغن- گرمایی؛ خواص فیزیکی و مکانیکی؛ قارچ | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Effect of thermo-oil process on biological, physical and mechanical performance of produced thermo wood | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Hamid reza Zarey1؛ Reza Hajihassani2؛ seyedeh masoomeh3؛ Kamyar Salehi4 | ||
| 1M.Sc. Graduate, Mechatronics, Azad Islamic University, Tehran, Iran | ||
| 2Associate Prof, Wood and Forest Products Science Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO) P.O. Box 13185-116, Tehran, Iran | ||
| 3Assistant Prof., Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran | ||
| 4Assistant Prof., Wood and Forest Products Science Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and Objectives: Wood has some limitations in properties and applications due to its natural nature, which need to be modified. Wood modification is usually done with different aims and methods. One of the wood modification methods is thermal treatments in order to improvement of dimensional stability and biological resistance. But, it is surely affected on physical and mechanical properties of wood. Wood thermal modification in presence of oxygen causes the oxidation of its chemical structure which leads to decrement of physical and mechanical properties. Therefore, elimination of oxygen in thermal modification can reduce its destructive effects. In current study, the effect of thermo-oil process on the function of white rot fungus has been investigated. Moreover, the effect of this process on engineering properties of birch and pine wood species was evaluated. Methodology: In this study, two wood species of birch (Betula sp.) and pine (Pinus sp.) cut into the desired timbers. Heat treatment of the prepared timbers was carried out in a cylinder which equipped to the pressure and vacuum system. Also, industrial recycled oil was used for heat treatment of the timbers. The temperature and time treatment were considered 195 °C and 5 hours, respectively. At the end of the process, the used oil was drained into the oil storage tank and the timbers were removed from the cylinder after applying vacuum. In order to investigation of biological resistance as well as physical and mechanical properties (water absorption and swelling, density, mass loss, bending strength, compression strength parallel to the grain and impact strength) test specimens were prepared from the treated and control timbers based on the standard. The SPSS software was used for statistical analysis. The results were statistically analyzed based on a One-Way ANOVA method. Results: Results revealed that thermo-oil treatment can reduce the functionality of white rot fungus and also its efficiency on physical and mechanical properties of both wood species. Moreover, the results showed that this process improved the physical properties and reduced the mechanical properties, except compression strength parallel to the grain. Conclusion: Thermo-oil treatment at high temperature causes structural changes of wood and affects its physical and mechanical properties. Also, the structural changes caused by heat treatment can be an effective and inhibiting factor to functionality of white rot fungus on physical and mechanical properties of wood. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Key words: Thermo-wood, thermo-oil, physical and mechanical properties, fungus | ||
| مراجع | ||
|
-American Society for Testing of Materials. ASTM D 143-09 (2014). Standard methods of testing small clear specimens of timber.
-American Society for Testing of Materials. ASTM D256 (2018). Standard test methods for determining the Izod pendulum impact strength of plastics.
-Čabalová, I., Zachar, M., Kačík, F. and Tribulová, T., 2019. Impact of Thermal Loading on Selected Chemical and Morphological Properties of Spruce Thermo Wood. BioResources, 14(1), 387-400.
-Corleto, R., Gaff, M., Niemz, P., Sethy, A.K., Todaro, L., Ditommaso, G. and Kamboj, G., 2020. Effect of thermal modification on properties and milling behaviour of African padauk (Pterocarpus soyauxii Taub.) wood. Journal of Materials Research and Technology, 9(4), 9315-9327.
-Delucis, R., Machado, S.F., Missio, A.L. and Gatto, D. A. 2019. Decay resistance of two-step freezing–heat-treated fast-growing eucalyptus wood. Journal of the Indian Academy of Wood Science, 16(2), 139-143.
-Gaff, M., Babiak, M., Kačík, F., Sandberg, D., Turčani, M., Hanzlík, P. and Vondrová, V., 2019. Plasticity properties of thermally modified timber in bending–the effect of chemical changes during modification of European oak and Norway spruce. Composites Part B: Engineering, 165(5), 613-625.
-Gao, H., Sun, M.Y., Cheng, H.Y., Gao, W.L. and Ding, X.L., 2016. Effects of Heat treatment under vacuum on properties of poplar. BioResources, 11(1), 1031-1043.
-Ghorbani, M., Nikkhah Shahmirzadi, A. and Toopa, A., 2020. Effect of densification on the practical properties of chemical and thermal modified poplar wood. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 11(2), 185-197.
-González-Peña, M.M. and Hale, M.D.C., 2007. The Relationship between Mechanical Performance and Chemical Changes in Thermally Modified Wood. In: Proceedings 3rd European Conference on Wood Modification, pp. 169–72.
-González-Peña, M.M., Breese, M.C. and Hill, C.A.S., 2004. Hygroscopicity in Heat Treated Wood: Effect of Extractives. In: Proceedings 1st International Conference on Environmentally- Compatible Forest Products, pp. 105–19.
-Hajihassani, H., Zamani, S.M., Salehi, K. and Ghahri, S., 2022. Evaluation of engineering characteristics of decayed thermo-wood by brown rot fungus. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 37(4), 306-317.
-Hill, C.A.S., 2006. Wood Modification: Chemical, Thermal and Other Processes. John Wiley & Sons Ltd, Chichester, UK.
-Kamdem, D.P., Pizzi, A. and Jermannaud, A., 2002. Durability of Heat-Treated Wood. Holz als Roh-und Werkstoff, 60:1–6.
-Kamperidou, V., 2019. The biological durability of thermally-and chemically modified black pine and poplar wood against basidiomycetes and mold action. Forests, 10(12), 1111-1128.
-Kaygin, B., Gunduz, G. and Aydemir, D., 2009. The effect of mass loss on mechanical properties of heat treated Paulownia wood. Wood Research, 54(2), 101-108.
-Kozakiewicz, P., Drożdżek, M., Laskowska, A., Grześkiewicz, M., Bytner, O., Radomski, A. and Zawadzki, J., 2020. Chemical Composition as Factor Affecting the Mechanical Properties of Thermally Modified Black Poplar (Populus nigra L.). BioResources, 15(2), 3915-3929.
-Krause, A., Hof, C. and Militz, H., 2004. Novel Wood Modification Processes for Window and Cladding Products. In: 35th Annual Meeting, International Research Group on Wood Protection, IRG/WP 04–40285.
-Lengowski, E.C., Bonfatti Júnior, E.A., Nisgoski, S., Bolzon de Muñiz, G.I. and Klock, U., 2021. Properties of thermally modified teakwood. Maderas. Ciencia y tecnología, 23(10), 1-16.
-Mburu, F., Dumarc, S., Huber, F., Petrissans, M. and Gérardin, P., 2007. Evaluation of Thermally Modified Grevillea Robusta Heartwood as an Alternative to Shortage of Wood Resource in Kenya. Characterisation of Physicochemical Properties and Improvement of Bio-Resistance, Bioresource Technology, 98(18): 3478–3486.
-Militz, H. and Altgen, M., 2014. "Processes and Properties of Thermally Modified Wood Manufactured in Europe". American Chemical Society in Deterioration and Protection of Sustainable Biomaterials; Schultz, T.et al.; ACS Symposium Series; American Chemical Society: Washington, DC, 269-285.
-Mitchell, P.H., 1988. Irreversible Property Changes of Small Loblolly Pine Specimens Heated in Air, Nitrogen, or Oxygen. Wood and Fiber Science, 20(3): 320–55.
-Navi, P. and Sandberg, D., 2011. Thermo-Hydro-Mechanical Processing of Wood. Engineering Sciences, 360 p.
-The European Standard EN 113. 1997 .Wood preservatives. Test method for determining the protective effectiveness against wood destroying basidiomycetes.
-Tomak, E.D., Ustaomer, D., Yildiz, S. and Pesman, E., 2014. Changes in surface and mechanical properties of heat-treated wood during natural weathering. Measurement, 53(5), 30-39.
-Welzbacher, C.R. and Rapp, A.O., 2004. Determination of the Water Sorption Properties and Preliminary Results from Field Tests above Ground of Thermally Modified Material from Industrial Scale Processes. In: 35th Annual Meeting, International Research Group on Wood Protection, IRG/WP 04–40279.
-Wentzel, M., Fleckenstein, M., Hofmann, T. and Militz, H., 2019. Relation of chemical and mechanical properties of Eucalyptus nitens wood thermally modified in open and closed systems. Wood Material Science & Engineering, 14(3), 165-173.
-Yildiz, S., Tomak, E.D., Yildiz, U.C. and Ustaomer, D., 2013. Effect of artificial weathering on the properties of heat-treated wood. Polymer degradation and stability, 98(8), 1419-1427.
-Zamani, S.M., Hajihassani, R. and Ghahri, S., 2023. Bio-durability and engineering characteristics of heat-treated poplar wood. Drvna Industrija, 74(4), 469-477.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 235 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 155 |
||