Determination of some chemical and morphological properties of avocado wood and researching its suitability for pulp production

Abstract

In this study some chemical and morphological properties of avocado (Persea americana Mill.) wood have been studied. The main chemical constituents of avocado wood holocellulose, α-cellulose and lignin were determined as 73.29%, 55.05 and 14.85%, respectively. High α-cellulose and low lignin ratios are important in pulp production, especially when chemical method is used. Hot water, cold water, alcohol and 1% NaOH solubility values were found to be 2.64%, 1.51, 4.5, 19.75, respectively. According to the resualts, avocado wood is found close to other fruit trees and some hardwood species in terms of chemical components of wood. In the production of paper from a lignocellulosic raw material, fiber morphology is important and determines the basic strength properties of the paper. The fibers of avocado wood are of medium length, and it is seen that the fibers of some fruit trees and woods used in pulp production are similar to the fibers presented in previous studies. Thus, avocado wood can be used in pulp production.

Keywords

• Avocado (Persea americana Mill.) wood
• Morphological properties
• Chemical properties
• Paper pulp

Avokado Odununun Bazı Kimyasal ve Morfolojik Özelliklerinin Belirlenmesi ve Kağıt Hamuru Üretimine Uygunluğunun Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada avokado (Persea americana Mill.) odunun bazı kimyasal ve morfolojik özellikleri belirlenmiştir. Avokado odunun temel kimyasal bileşenleri holoselüloz, α-selüloz ve lignin sırasıyla %73.29, 55.05 ve 14.85 olarak tespit edilmiştir. Sıcak su, soğuksu, alkol ve %1 NaOH çözünürlük değerleri ise sırasıyla %2.64, 1.51, 4.5, 19.75 bulunmuştur. Kağıt hamuru üretiminde, özellikle kimyasal yöntem kullanıldığında, yüksek α-selüloz ve düşük lignin oranı önemlidir. Sonuçlara göre avokado odunun kimyasal bileşenleri bakımından mevcut meyve ağaçları ve bazı yapraklı ağaç odunları ile benzer özelliklerdedir. Lignoselülozik bir hammaddeden kağıt üretiminde lif morfolojisi önemli olup, kağıdın temel sağlamlık özelliklerini belirlemektedir. Avokado odunun lifleri orta uzunlukta olup, literatürde bulunan bazı meyve ağaçları ve kağıt hamuru üretiminde kullanılan yapraklı ağaç odunlarının lifleri ile benzer özellikte olduğu görülmektedir. Buna göre avokado odunu kağıt hamuru üretiminde kullanılabilecek özelliktedir.

Keywords

• Avokado (Persea americana Mill.)
• odunu
• Anatomik özellikler
• Kimyasal özellikler
• Kağıt hamuru

References

1. 1. Akgül, M., Akça, M. (2014). İğde ağacı odunu (Elaeagnus angustifolia L.) ve kabuğunun kimyasal analizi. II. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu Bildiri Kitabı, 568-573, 22-24 Ekim 2014, Isparta.
2. 2. Akgül, M., Uner, B., Çamlıbel, O., Ayata, Ü. (2017). Manufacture of Medium Density of Fiberboard (MDF) Panels from Agribased Lignocellulosic Biomass, Wood Research, 62(4), 615-624.
3. 3. As, N., Koç, K. H., Doğu, A. D., Atik, C., Aksu, B., Erdinler, E. S. (2001). Türkiye’de Yetişen Endüstriyel Öneme Sahip Ağaçların Anatomik, Fiziksel, Mekanik ve Kimyasal Özellikleri, İstanbul Üniversitesi, Orman Fakültesi Dergisi, 51(1), 71-88.
4. 4. Bayram, S., Arslan, M. A., Turgutoğlu, E. (2006). Türkiye’de Avokado Yetiştiriciliğinin Gelişimi, Önemi ve Önerilen Bazı Çeşitler, DERİM, Batı Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü, TAGEM JOURNALS, 23 (2), 1-13.
5. 5. Casey, J. P. (1960). Pulp and Paper Chemistry and Chemical Technology, Vol. 1, Second Edition. Wiley Interscience Publisher Inc., New York, 580 pages.
6. 6. Çavuş, V. (2020). Determination of Some Physical and Mechanical Properties of Apricot Wood (Prunus armeniaca L.), Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 22 (2): 457-464, DOI: 10.24011/barofd.729707
7. 7. Demirkol, A. (2001). Bazı Avokado Çeşitlerinin Antalya Koşullarında Gösterdiği Ağaç Özellikleri ve İklim Koşullarından Etkilenme Durumları, BAHÇE, Atatürk Bahçe Kültürleri Merkez Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, 30 (1), 95 – 07, ISSN 1300-8943,
8. 8. Dyjakon, A., den Boe,r J., Gebresenbet, G., Bosona, T., Adamczyk, F., (2020). Economic analysis of the collection and transportation of pruned branches from orchards for energy production, DREWNO, Vol:63,125-140.

9. 9. Eroğlu, H. (1990). Kağıt Hamuru ve Kağıt Fiziği, Karadeniz Teknik Üniversitesi, 2.Baskı, Yayın No:90, Trabzon. 623 s
10. 10. Eroğlu, H. (2003). Kağıt Hamuru ve Kağıt Fiziği Ders Notları, ZKÜ BOF Üniversite Yayın No:27, Fakülte Yayın No:13, 144s.
11. 11. Fuentes-Talavera, F.J., Silva-Guzmán, J.A., Rodríguez-Anda, R., Lomelí-Ramírez, M.G., Sanjuán-Dueñas y H.G. (2011). Richter Strength properties and natural durability of Avocado (Persea americana Mill.) branch wood, Madera y Bosques 17(1), 37-47. (F.J. Fuentes-Talavera1, J.A. Silva-Guzmán, R. Rodríguez-Anda, M.G. Lomelí-Ramírez, R. Sanjuán-Dueñas y H.G. Richter)
12. 12. Gencer, A. (2015). The utilization of Kiwi (Actinidia deliciosa) pruning waste for kraft paper production and the effect of the bark on paper properties. DREWNO 58(194) DOI: 10.12841/wood.1644-3985.084.08
13. 13. Gençer, A., Aksoy, H. (2017). Yabani kızılcık (Cornus australis L.) odunundan kâğıt üretimi ve kabuğun kâğıt özelliklerine etkisi. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 18(2), 186-191.
14. 14. Gençer, A., Gül Türkmen, H. (2016). Yabani Kiraz Diri Odunu ve Öz Odunundan Kağıt Üretim Şartlarının Belirlenmesi, Bartın Orman Fakültesi Dergisi 18(1), 23-31.
15. 15. Gençer, A., Özgül, U. (2016). Utilization of common hazelnut (Corylus avellana L.) prunings for pulp production. Drvna industrija 67(2), 157-162.
16. 16. Gençer, A., Özgül, U. (2015). Yaygın fındık (Corylus avellana L.) odunundan soda yöntemi ile kâğıt hamuru üretim parametrelerinin belirlenmesi. Turkish Journal of Forestry, 16(2), 159-163.
17. 17. Gençer, A., Şirin, G., Gül, H., Özgül, U. (2013). Determination of the Product Conditions of Pulp and Paper From White Mulberry (Morus alba L.) by Kraft Method, Bartın Orman Fakültesi Dergisi, Cilt: 15, Sayı: 1-2, ISSN: 1302-0943, EISSN: 1308-5875.
18. 18. Gençer., A., Özgül, U., Onat, S. M., Gündüz, G., Yaman, B., Yazıcı, H. (2018). Chemical and morphological properties of apricot wood (Prunus armeniaca L.) and fruit endocarp. Bartın Orman Fakültesi Dergisi 20(2), 205-209.
19. 19. Gulsoy, S. K., Tufek, S. (2013). Effect of mixing ratio of Pinus pinaster and Populus tremula on kraft pulp and paper properties, Ind. Eng. Chem. Res. 52(6), 2304-2308.
20. 20. Güler, C., Şahin, H.İ., Çiçek, E. (2012). Farklı Dikim Aralıklarında Yetişen Dar Yapraklı Dişbudak (Fraxinus angustifolia) Odunlarının Bazı Anatomik ve Morfolojik Özellikleri, Süleyman Demirel Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 13 (1), 35-40.
21. 21. Gülsoy S K, Kılıç Pekgözlü A., Aktaş, A. C. (2015). Utilization of the pomegranate tree (Punica granatum L.) in the paper industry, Turk J Agric For 39: 295-299 © TÜBİTAK doi:10.3906/tar-1404-105.
22. 22. Gülsoy, S K., Eroğlu, H., Merev, N. (2005). Chemical and Wood Anatomical Properties of Tumorous Wood in a Turkish White Oak (Quercusrobur subsp. robur) IAWA Journal, Vol. 26 (4), 2005: 469–476
23. 23. Gündüz, G., Yıldırım, N., Şirin, G. Onat, S. M. (2009). Ak Dut Ağacının Anatomik, Kimyasal, Fiziksel ve Mekanik Özellikleri, Düzce Üniversitesi Ormancılık Dergisi, 5(1), 131-149.
24. 24. Gürboy B., Özden, Ö. (1994). E. camaldulensis ve E. grandis Odununun Hacim-Ağırlık Değerleri Ve Lif Morfolojisi, İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, Seri A, Cilt volüm 44, sayı 1, 101-109
25. 25. IAWA Committee (1989). IAWA list of microscopic features for hardwood identification IAWA Bulletin n.s., 10, 219–332.
26. 26. Kesik, H. İ., Kaymakçı, A., Olgun, Ç., Çağatay, K., Tor, Ö. (2017). Portakal (Citrus x sinensis (L.) Osbeck) Odununun Fiziksel, Kimyasal ve Mekanik Özellikleri, Uluslararası Taşköprü Pompeiopolis Bilim Kültür Sanat Araştırmalar Sempozyumu, 1627-1633, 10-12 Nisan, 2017.
27. 27. Kırcı, H. (2000). Kâğıt Hamuru Endüstrisi Ders Notları. Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi, Ders Notları Yayın No:63, Trabzon, 274s.
28. 28. Merev, N. (1998). Odun Anatomisi Cilt 1A. Doğu Karadeniz Bölgesindeki Doğal Angiospermae Taksonlarının Odun Anatomisi. Genel Yayın NO: 189, Fakülte Yayın No:. 27, KTÜ, Trabzon. 396 sayfa.
29. 29. Merev, N. (2003). Odun Anatomisi. KTÜ Orman Fakültesi, Genel Yayın No:209, Fakülte Yayın No:31, Trabzon, 246 sayfa.
30. 30. Nemli, G., Kırcı, H., Serdar, B., Ay, N. (2003). Suitability of kiwi (Actinidia sinensis Planch.) prunings for particleboard manufacturing, Industrial Crops and Products, 17, 39-46.
31. 31. Odabaş Serin, Z., Ateş, N., Cavunt, A. (2017). Biberiye (Rosmarinus officinalis L.) saplarının kağıt hamuru ve kağıt üretimine uygunluğunun değerlendirilmesi, Türkiye Ormancılık Dergisi, 18(2), 155-159.
32. 32. Odabaş Serin, Z., Kılıç Penezoğlu, M. (2020b). Aydın ve Kahramanmaraş’ta Yetişen Zeytin (Olea europaea L.) Odunun Bazı Özellikleri, Turkish Journal of Forest Science, 4(2), 396-407.
33. 33. OdabaşSerin, Z., Kılıç Penezoğlu, M. (2020a). İncir (Ficus carica) Odunun Kimyasal, Fiziksel ve Morfolojik Özellikleri. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 19, 843-849.
34. 34. Özcan, K., Dönmez, İ.E. (2018). Isparta Güneykent bölgesinde yetişen gül odununun (Rosa damascena Mill.) kimyasal bileşimi ve lif özellikleri, Türkiye Ormancılık Dergisi, 19(4), 442-446.
35. 35. Rowell, R.M. (2013). Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites. Second Edition, Ed. Rowell, R.M., Petterson R., Tshabalala, M.A., CRC press, USA. 33-74
36. 36. Rydholm, S. A. (1965). Pulping processes. Vol. 1, 1st Ed., Interscience Publishers, California, 1269 pages.
37. 37. Şahin, H.T., Arslan, M.B. (2013). Properties of Orchard Pruning and Suitability for Composite Production, Science and Engineering of Composite Materials, 20(4), 337-342.
38. 38. TAPPI T 203 cm-99 (1999). Alpha-, beta- and gamma-cellulose in pulp. Atlanta, GA, USA.
39. 39. TAPPI T 204 cm–97 (1997). Solvent extractives of wood and pulp. Atlanta, GA, USA.
40. 40. TAPPI T 207 cm-99 (1999). Water solubility of wood and pulp. Tappi Press, Atlanta, GA, USA.
41. 41. TAPPI T 212om-12 (2012). One percent sodium hydroxide solubility of wood and pulp. Tappi Press, Atlanta, GA, USA.
42. 42. TAPPI T 222 om-02 (2002). Acid-insoluble lignin in wood and pulp. Tappi Press, Atlanta, GA, USA.
43. 43. TAPPI T 264 cm-07 (2007). Preparation of wood for chemical analysis, Tappi Press, Atlanta, GA, USA.
44. 44. Tırak Hızal, K., Erdin, N. (2016). Radial Variation of Annual Ring Width and Fiber Dimensions from Natural and Plantation Trees of Alder (Alnus glutinosa L. Gaertner) Wood, Düzce Üniversitesi Orman Fakültesi Ormancılık Dergisi, 12(2),1-12.
45. 45. Topaloğlu, E., Öztürk, M., Ustaömer, D., Serdar, B. (2019). Doğu Karadeniz Bölgesi’ndeki Bazı Meyve Ağaçlarının Odun Anatomisi Özellikleri ve Kağıt Üretimi açısından Değerlendirilmesi, Ormancılık Araştırma Dergisi, 6 (2), 142-151.
46. 46. Topaloğlu, E., Ustaömer, D. (2020). Bazı Meyve Ağaçları Gövde Odunlarının Fiziksel, Mekanik ve Yüzey Özelliklerinin Araştırılması, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8(1), 123-136.
47. 47. Tutuş, A., Çiçekler, M., Özdemir, F., Yılmaz, U. (2014). Kahramanmaraş koşullarında yetişen Trabzon hurma ağacı (Diospyros kaki)’nin kağıt hamuru ve kağıt üretiminde değerlendirilmesi, II. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 22-24 Ekim 2014, Isparta, s.775-784.
48. 48. Tutuş, A., Çiçekler, M., Ayaz, A. (2016a). Kayısı (Prunus armeniaca L.) odunu yongalarının kağıt hamuru ve kağıt üretiminde değerlendirilmesi, Türkiye Ormancılık Dergisi, 17(1), 61-67.
49. 49. Tutuş, A., Çiçekler, M., Küçükbey, N. (2016b). Pulp and paper production from bitter orange (Citrus aurantium L.) woods with sodaaq method. Kastamonu University Journal of Forestry Faculty,16(1):14-18.
50. 50. Tutuş, A., Çiçekler, M., Bektaş, İ., Odabaş-Serin, Z., Özdemir, F. (2018). Investigation of the chemical morphological properties of lamas lemon tree wood growing in the Erdemli, Proceedings Book of International Erdemli Symposium, 19-21 April 2018, 894- 899, Erdemli-Mersin, Turkey.
51. 51. Tümen, İ. (1999). Armut Ağacının Fiziksel, Anatomik ve Kimyasal Özellikleri.Yüksek Lisans Tezi (yayımlanmamış) ZKÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Endüstri Mühendisliği Anabilim Dalı, Zonguldak, 84 s.
52. 52. Vargas, R., J.R. Sanjuán, D., J.A. Silva G., J. Rivera P., F.J. Fuentes T., Richter, H.G. (2006). Properties of bleached pulp sheets of avocado wood (Persea americana Mill.) pulped by Kraft and Soda processes, Madera y Bosques 12(1), 29-36.
53. 53. Walia, Y.K. (2013). Chemical and Physical analysis of Morus nigra (Black Mulberry) for its pulpability, Asian J. of Adv. Basic Sci.: 1(1), 40-44.
54. 54. Wise, L.E., Jahn, E.C. (1952). Wood Chemistry. 2nd Edition, Vol 1-2, Reinhold Publication Co. New York, U.S.A, 1330 pages.
55. 55. Yaman, B. (2002). Türkiye’nin Euro-Siberian (Euxine) Bolgesi’nde Doğal Olarak Yetişen Yabani Kiraz (Cerasus aveum (L.) Moench)’ın Morfolojik, Anatomik ve Palinolojik Özellikleri, Doktora Tezi (yayımlanmamış), ZKÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Mühendisliği Anabilim Dalı, Zonguldak, 133 s.
56. 56. Yaman, B. (2014). Anatomical differences between stem and branch wood of Ficus carica L. subsp. carica. Modern Phytomorphology.
57. 57. Yaman, B., Gençer, A. (2005). Trabzon Koşullarında Yetiştirilen Kivi (Actinidia deliciosa (A. Chev.) C. F. Liang & A. R. Ferguson)’nin Lif Morfolojisi, Süleyman Demirel Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi Seri: A, Sayı: 2, 149-155.
58. 58. Zentymer, G.A. (1987). Avocados around the World. Avocado Society Yearbook, 71: 63-77.