Effects of the termal and pressurised thermal modification treatments on chemical properties of the poplar woods
Abstract
In this study, it was
planned to extend physical life of poplar wood (Populus usbekistanica),
less natural durability and fast-growing tree species, with eco-friendly thermal
treatment method. For this reason, poplar wood test samples were subjected to thermal
and thermal-pressure modifications. The effects of the thermally modificated and
thermally compressed on chemical properties of the poplar woods are
investigated. The results indicated that, due to the applied 160oC
above temperatures caused degradation in hemicellulose content, holocellulose
(cellulose + hemicelluloses) content of the samples was decreased. At the same
time, there were no remarkable changes in holocellulose content of the
heat-compressed poplar wood compared with the control samples. Since the
extractive substances are not taken into account, it was seen obviously that as
temperature increases, the lignin content of the poplar samples also increased.
As a result of heat-treated and heat-compressed modifications, it was observed
that the heat treatment process below 160oC has no degradation on
the chemical properties of poplar woods; however, degradation of the chemical
properties was occurred, when the poplar woods were exposed above 160oC.
Finally, it was seen that holocellulose content decreases as the duration of
the treatment increases.
References
- Akyıldız, M.H., Ateş, S., and Özdemir, H., (2009), “Technological and chemical properties of heat-treated Anatolian black pine wood”, African Journal of Biotechnology, 8(11): 2565-2572.
- Atik, C., (1995), “Titrek Kavak (Populus tremula L.) ve Kağıt Sanayii”, İ.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, sayfa: 1-71.
- Bal, B.C., Bektaş, İ, 2012, The effects of heat treatment on the physical properties of juvenile wood and mature wood of Eucalyptus grandis. Bioresources 7(4): 5117-5127.
- Bal, B.C., 2013a, Effects of Heat Treatment on the Physical Properties of Heartwood and Sapwood of Cedrus Libani. Bioresources 8(1):211-219.
- Bal. B.C., 2013b, A Comparative Study of the Physical Properties of Thermally Treated Poplar Wood and Plane Wood, Bioresources 8(4):6493-6500.
- Balatinecz, J., Kretschmann, D.E., (2001), “Properties and Utilization of Poplar Wood, Poplar Culture in North America”, The 21st session of the International Poplar Commission, National Research Council of Canada.
- Batista, D.C., Muniz, G.I.B., Oliveira, J.T.S., Paes, J.B., Nisgoski, S., 2016. “Effect of the Brazilian thermal modification process on the chemical composition of Eucalyptus grandis juvenile wood – Part 1: Cell wall polymers and extractives contents”, Maderas, Cienc. tecnol. vol.18 no.2, http://dx.doi.org/10.4067/S0718-221X2016005000025
- Birler, A.S., (2010), “Türkiye’de kavak yetiştirme fidanlık – ağaçlandırma – koruma hâsılat – ekonomi – odun özellikleri”, Çevre ve Orman Bakanlığı Yayın No: 393 ISSN: 1300-395X, Araştırma Müdürlüğü Yayın No: 262, çeşitli yayınlar serisi No: 22, İzmit, sayfa:224.
- Cabalova, I., Kacík, F., Tribulova, T., (2016), “The Effects of Heat Treatment on the Chemical Alterations of Oak Wood”, Trans Tech Publications, Key Engineering Materials.
- Esteves, B.M., Pereira, H.M., (2009), “Heat treatment of wood”, Bioresources”, 4(1).370-404.
- Gündüz, G., Aşık, A., Aydemir, D., Kılıç, A., (2015), “Bakteriyel selüloz üretimi ve karakterizasyonu”, Düzce Üniversitesi Ormancılık Dergisi, 10(2), 1-10.
- Hill, C., (2006), “Wood modification –chemical, thermal and other processes”, Wiley Series in Renewable Resources, Jhon Wiley & Sons. Ltd.
- Huş, Savni, (1959), “Kavak odununun kimyevi yönden değerlendirme imkanlari”, İ.Ü Orman Fakültesi Dergisi, Seri B, Cilt IX, Sayı II, sayfa: 46.
- Militz, H., (2002), “Thermal treatment of wood. European process and their background”, In: Cardiff-Wales, IRG/WP02 40241 33rd. Annual Meeting.
- Öner, N., Aslan, S., (2002), “Titrek kavak (Populus tremula l.) odununun teknolojik özellikleri ve kullanım yerleri”, Süleyman Demirel Üniversitesi, Orman Fakültesi Dergisi, Seri: A, Sayı: 1, ISSN: 1302-7085, Sayfa:135-146.
- Patzelt, M., Emsenhuber, G. and Stingl, R., (2003), “Color measurement as means of quality control of thermally treated wood”, Abstracts of the First European Conference on Wood Modification, Chent, Belguim.
- Shafizadeh, F., Chin, P.P.S., (1977), “Wood techonology; Chemical Aspects”, American Chemical Society. Washington.
- Toplu, F., (1999), “Fırat Kavağı”, Güneydoğu Anadolu Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Çeşitli Yayınlar Serisi No:1, Cilt No: 688, Sayfa: 44-49.
- Wenzl. H., (1970), “The Chemical Technology of Wood”, Academic press, New York, p: 684.
- Yıldız, S., (2002), “Isıl İşlem Uygulanan Doğu Kayını Ve Doğu Ladini Odunlarının Fiziksel Teknolojik ve Kimyasal Özellikleri”, Doktora Tezi, K.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
Kavak odununun kimyasal özellikleri üzerine termal ve basınçlı termal modifikasyon işlemlerinin etkisi
Abstract
Bu çalışmada, hızlı büyüyen ve doğal dayanıklılığı az
fakat önemli türlerimizden biri olan kavak odunun (Populus usbekistanica) çevreye dost termal işlemlerle ömrünün uzatılması
planlandı. Bu amaçla, yapılan testlerle hazırlanan kavak odunu numuneleri termal
ve basınçlı termal modifikasyona maruz bırakıldı. Termal ve basınçlı termal
modifikasyonun kavak odununun kimyasal özellikleri üzerine etkisi araştırıldı. Araştırma
sonuçları, 160oC’nin üzerindeki sıcaklıklarda odunda hemiselüloz
içeriğinin bozunmasından dolayı, holoselüloz (Selüloz+hemiselüloz) miktarının
azaldığını (% 10.8) gösterdi. Aynı zamanda, basınçlı termal modifikasyon
işlemine maruz kalmış kavak örneklerinin holoselüloz içeriğinin de % 2.2
oranında azaldığı belirlendi. Ekstraktif maddelerin dikkate alınmamasından
dolayı, sıcaklık artışlarının lignin miktarını da arttırdığı görüldü. Termal ve
basınçlı termal modifikasyonu işlemlerinin bir sonucu olarak, 160oC’nin
üzerinde uygulanan sıcaklık derecelerinde kimyasal içeriklerde bir degredasyon
oluşmasına karşın, 160oC ve altındaki sıcaklıklarda kavak odunu
numunelerinin kimyasal özellikleri üzerinde önemli derecede bir bozunmanın
meydana gelmediği gözlendi. Sonuç olarak, termal işlem uygulama sürelerinin
artması ile, test numunelerinin holoselüloz içeriklerinde önemli bir azalma
olduğu görüldü.
References
- Akyıldız, M.H., Ateş, S., and Özdemir, H., (2009), “Technological and chemical properties of heat-treated Anatolian black pine wood”, African Journal of Biotechnology, 8(11): 2565-2572.
- Atik, C., (1995), “Titrek Kavak (Populus tremula L.) ve Kağıt Sanayii”, İ.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, sayfa: 1-71.
- Bal, B.C., Bektaş, İ, 2012, The effects of heat treatment on the physical properties of juvenile wood and mature wood of Eucalyptus grandis. Bioresources 7(4): 5117-5127.
- Bal, B.C., 2013a, Effects of Heat Treatment on the Physical Properties of Heartwood and Sapwood of Cedrus Libani. Bioresources 8(1):211-219.
- Bal. B.C., 2013b, A Comparative Study of the Physical Properties of Thermally Treated Poplar Wood and Plane Wood, Bioresources 8(4):6493-6500.
- Balatinecz, J., Kretschmann, D.E., (2001), “Properties and Utilization of Poplar Wood, Poplar Culture in North America”, The 21st session of the International Poplar Commission, National Research Council of Canada.
- Batista, D.C., Muniz, G.I.B., Oliveira, J.T.S., Paes, J.B., Nisgoski, S., 2016. “Effect of the Brazilian thermal modification process on the chemical composition of Eucalyptus grandis juvenile wood – Part 1: Cell wall polymers and extractives contents”, Maderas, Cienc. tecnol. vol.18 no.2, http://dx.doi.org/10.4067/S0718-221X2016005000025
- Birler, A.S., (2010), “Türkiye’de kavak yetiştirme fidanlık – ağaçlandırma – koruma hâsılat – ekonomi – odun özellikleri”, Çevre ve Orman Bakanlığı Yayın No: 393 ISSN: 1300-395X, Araştırma Müdürlüğü Yayın No: 262, çeşitli yayınlar serisi No: 22, İzmit, sayfa:224.
- Cabalova, I., Kacík, F., Tribulova, T., (2016), “The Effects of Heat Treatment on the Chemical Alterations of Oak Wood”, Trans Tech Publications, Key Engineering Materials.
- Esteves, B.M., Pereira, H.M., (2009), “Heat treatment of wood”, Bioresources”, 4(1).370-404.
- Gündüz, G., Aşık, A., Aydemir, D., Kılıç, A., (2015), “Bakteriyel selüloz üretimi ve karakterizasyonu”, Düzce Üniversitesi Ormancılık Dergisi, 10(2), 1-10.
- Hill, C., (2006), “Wood modification –chemical, thermal and other processes”, Wiley Series in Renewable Resources, Jhon Wiley & Sons. Ltd.
- Huş, Savni, (1959), “Kavak odununun kimyevi yönden değerlendirme imkanlari”, İ.Ü Orman Fakültesi Dergisi, Seri B, Cilt IX, Sayı II, sayfa: 46.
- Militz, H., (2002), “Thermal treatment of wood. European process and their background”, In: Cardiff-Wales, IRG/WP02 40241 33rd. Annual Meeting.
- Öner, N., Aslan, S., (2002), “Titrek kavak (Populus tremula l.) odununun teknolojik özellikleri ve kullanım yerleri”, Süleyman Demirel Üniversitesi, Orman Fakültesi Dergisi, Seri: A, Sayı: 1, ISSN: 1302-7085, Sayfa:135-146.
- Patzelt, M., Emsenhuber, G. and Stingl, R., (2003), “Color measurement as means of quality control of thermally treated wood”, Abstracts of the First European Conference on Wood Modification, Chent, Belguim.
- Shafizadeh, F., Chin, P.P.S., (1977), “Wood techonology; Chemical Aspects”, American Chemical Society. Washington.
- Toplu, F., (1999), “Fırat Kavağı”, Güneydoğu Anadolu Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Çeşitli Yayınlar Serisi No:1, Cilt No: 688, Sayfa: 44-49.
- Wenzl. H., (1970), “The Chemical Technology of Wood”, Academic press, New York, p: 684.
- Yıldız, S., (2002), “Isıl İşlem Uygulanan Doğu Kayını Ve Doğu Ladini Odunlarının Fiziksel Teknolojik ve Kimyasal Özellikleri”, Doktora Tezi, K.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
Details
| Subjects | Engineering |
|---|---|
| Journal Section | Research Articles |
| Authors | |
| Publication Date | April 27, 2017 |
| Submission Date | January 24, 2017 |
| Published in Issue | Year 2017Volume: 20 Issue: 1 |