Effects of various waste vegetable oils on whiteness index, color parameters and glossiness values in European spruce (Picea abies (L.) Karst.) wood

Year 2023, Volume: 2 Issue: 2, 50 - 58, 29.12.2023

Hüseyin Peker , Elif Hümeyra Bilginer , Ümit Ayata , Osman Çamlıbel

Abstract

Today, waste vegetable oils are used in heat treatment application. In this article, color parameters, glossiness values and whiteness index (WI) after the application of waste vegetable oils (corn, walnut and olive) to European spruce (Picea abies (L.) Karst.) properties were investigated and the results obtained were systematically compared. No heat treatment was applied in the study. According to the results obtained in the research, it was seen that the fat type was obtained significantly on all tests in the results of univariate analysis of variance. ∆E* values were determined as 5.24, 5.42 and 5.39 in waste walnut, corn and olive oils, respectively. The b*, a*, L*, ho and C* values increased with the application of all waste oils. Increases and decreases in glossiness values were determined. While all waste oils caused an increase in WI* values in the perpendicular (⊥) direction to the fibers, it caused a decrease in WI* values in the parallel (║) direction to the fibers. Color parameters, glossiness values and whiteness index values were changed with waste oils.

Keywords

Whiteness index, glossiness, color parameters, waste oil, Picea abies (L.) Karst.

Avrupa ladini (Picea abies (L.) Karst.) ahşabında beyazlık indeksi, renk parametreleri ve parlaklık değerleri üzerine çeşitli bitkisel atık yağlarının etkileri

Abstract

Günümüzde bitkisel atık yağlar ısıl işlem uygulamasında kullanılmaktadır. Bu makalede, atık bitkisel yağlarının (mısır, ceviz ve zeytin) sürme tekniği ile Avrupa ladini (Picea abies (L.) Karst.) ahşabına uygulanması sonrasında renk parametreleri, parlaklık değerleri ve beyazlık indeksi (WI*) özelliklerini araştırılmış olunup, elde edilen sonuçlar sistematik olarak karşılaştırılmıştır. Çalışmada ısıl işlem yapılmamıştır. Araştırma da elde edilen sonuçlara göre, varyans analizi sonuçlarında bütün testler üzerinde yağ türünün anlamlı olarak elde edildiği görülmüştür. ∆E* değerleri ceviz yağında, mısır yağında ve zeytinyağında sırası ile 5.24, 5.42 ve 5.39 olarak belirlenmiştir. b*, a*, L*, ho ve C* değerleri bütün atık yağların uygulanması ile artmıştır. Parlaklık değerlerinde artışlar ve azalışlar belirlenmiştir. Atık yağların hepsi liflere dik (⊥) yönde WI* değerlerinde artışa sebep olurken, liflere paralel (║) yönde WI* değerlerinde azalışa neden olmuştur. Atık yağlar ile renk parametreleri, parlaklık değerleri ve beyazlık indeksi değerleri değişmiştir.

Keywords

Beyazlık indeksi, parlaklık, renk parametreleri, atık yağ, Picea abies (L.) Karst.

References

• Angelis, M., Romagnoli, M., Vek, V., Poljanšek, I., Oven, P., Thaler, N., Lesar, B., Kržišnik, D., Humar, M., 2018. Chemical composition and resistance of Italian stone pine (Pinus pinea L.) wood against fungal decay and wetting. Industrial Crops & Products, 117, 187-196. DOI: 10.1016/j.indcrop. 2018.03.016.
• ASTM D 2244-3, 2007. Standard practice for calculation or color tolerances and color, differences from instrumentally measured color coordinates, ASTM International, West Conshohocken, PA.
• ASTM E313-15e1, 2015. Standard practice for calculating yellowness and whiteness indices from instrumentally measured color coordinates, ASTM International, West Conshohocken, PA.
• Ayata, Ü., ve Bal, B.C., (2023). Atık zeytin, ceviz ve mısır yağları uygulanmış Avrupa melezi (Larix decidua Mill.) odununda bazı yüzey özelliklerinin belirlenmesi, European Conferences 2. Uluslararası Sağlık, Mühendislik Ve Uygulamalı Bilimler Kongresi, 4-6 Ağustos 2023, Belgrad, Sırbistan, 115-125.
• Bansal, R., Nair, S., Pandey, K.K., 2022. UV resistant wood coating based on zinc oxide and cerium oxide dispersed linseed oil nano-emulsion. Materials Today Communications, 30, 103177. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2022.103177.
• Bean, W., 1981. Trees and Shrubs Hardy in Great Britain. Vol 1-4 and Supplement, Murray.
• Briede, S., Platnieks, O., Barkane, A., Sivacovs, I., Leitans, A., Lungevics, J., Gaidukovs, S., 2023. Tailored biobased resins from acrylated vegetable oils for application in wood coatings. Coatings, 13(3), 657. DOI: 10.3390 /coatings13030657.
• Bulian, F., Graystone, J.A. 2009. Wood Coatings-Theory and Practice, Elsevier, Amsterdam, Netherlands.
• Cao, S., Cheng, S., Cai, J., 2022. Research progress and prospects of wood high-temperature heat treatment technology. BioResources, 17(2), 3702. DOI: 10.15376/biores.17.2.Cao.
• Chittendon, F., 1956. RHS Dictionary of Plants plus Supplement. 1956 Oxford University Press.
• Çamlıbel, O., ve Ayata, Ü., (2023a). Yabani armut (Pyrus communis L.) ahşabında yüzey özelliklerine atık bitkisel yağlarının etkileri, Uzakdoğu 2. Uluslararası Uygulamalı Bilimler Kongresi, 20-22 Ekim 2023, Manila, Filipinler, 97-106.
• Çamlıbel, O., ve Ayata, Ü., (2023b). Bazı atık bitkisel yağlar uygulanmış tiama (Entandrophragma angolense) ahşabında renk parametrelerinin, beyazlık indeksinin ve parlaklık değerlerinin incelenmesi, Avrasya 9. Uluslararası Uygulamalı Bilimler Kongresi, 24-26 Kasım 2023, Tiflis, Gürcistan.
• Çamlıbel, O., ve Ayata, Ü., (2023c). Bazı bitkisel atık yağlar uygulanmış yalancı akasya (Robinia pseudoacacia L.) ahşabında renk, beyazlık indeksi ve parlaklık değerlerinin belirlenmesi, Uluslararası Batı Karadeniz Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, yayın sürecinde.
• DIN 5033, 1979. Deutsche Normen, Farbmessung. Normenausschuß Farbe (FNF) im DIN Deutsches Institut für Normung eV, Beuth, Berlin März.
• DIN 6174, 1979. Colorimetric evaluation of colour differences of surface colours according to the CIELAB formula.
• Freethy, R. 1985. From Agar to Zenery. The Crowood Press. ISBN: 0-946284-51-2.
• Gaff, M., Kačík, F., Gašparík, M., 2019. Impact of thermal modification on the chemical changes and impact bending strength of European oak and Norway spruce wood. Composite Structures, 216, 80-88. DOI: 10.1016/j.compstruct.2019.02.091.
• Hill, S., 2007. Philadelphia’s trap of grease, national energy policy versus urban realities. Public Works Management & Policy, 11(3), 194-203. DOI: 10.1177/1087724x06297320.
• Horgan, T., Keane, M., McCarthy, R., Lally, M., Thompson, D., O'Carroll, J., 2003. A guide to forest tree species selection and silviculture in Ireland. National Council for Forest Research and Development (COFORD).
• Huxley, A., 1992. The New RHS Dictionary of Gardening. 1992. MacMillan Press. ISBN: 0-333-47494-5.
• ISO 2813, 1994. Paints and varnishes - determination of specular gloss of non-metallic paint films at 20 degrees, 60 degrees and 85 degrees, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.
• ISO 2813, 2014. Paints and varnishes - Determination of gloss value at 20°, 60° and 85°, Standard, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.
• Jansson, G., Danusevičius, D., Grotehusman, H., Kowalczyk, J., Krajmerova, D., Skrøppa, T., Wolf, H., 2013. Norway Spruce (Picea abies (L.) H. Karst.). Forest Tree Breeding in Europe: Current State-of-the-Art and Perspectives, 123-176.
• Kostler, J., 1956. Silviculture. Edinburgh: Oliver and Boyd. 416 p.
• Lange, D.R., 1999. Fundamentals of Colourimetry - Application Report No. 10e. DR Lange: New York, NY, USA.
• Little, E.L., 1979. Checklist of United States trees (native and naturalized) (No. 541). DC: Forest Service, US Department of Agriculture.
• Mahltig, B., Swaboda, C., Roessler, A., Böttcher, H., 2008. Functionalising wood by nanosol application. Journal of Materials Chemistry, 18(27), 3180-3192. DOI: 10.1039/b718903f.
• McMillan-Browse, P., 1985. Hardy Woody Plants from Seed. Grower Books. ISBN: 0-901361-21-6.
• Mitchell, A.F., 1972. Conifers in the British Isles: A descriptive handbook. Forestry Commission Booklet No. 33. London: Her Majesty's Stationery Office. 322 p.
• OECD, 2006. Safety Assessment of Transgenic Organisms (OECD Publishing, 2006), vol. 2 of OECD Consensus Documents
• Pandey, K.K., 2005. Study of the effect of photo-irradiation on the surface chemistry of wood. Polymer Degradation and Stability, 90(1), 9-20. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2005.02.009.
• Pánek, M., Reinprecht, L., 2016. Effect of vegetable oils on the colour stability of four tropical woods during natural and artificial weathering. Journal of Wood Science, 62(1): 74-84. DOI: 10.1007/s10086-015-1519-2.
• Peker, H., (2023a). Sarıçam (Pinus sylvestris L.) ahşabına uygulanmış bazı atık yağlar üzerinde parlaklık, beyazlık indeksi değerlerinin ve renk parametrelerinin incelenmesi, ICAFVP 3. Uluslararası Tarım, Gıda, Veteriner Ve Eczacılık Bilimleri Kongresi, 10-12 Kasım 2023, Beyrut, Lübnan.
• Peker, H., (2023b). Bambu malzemesinde renk değiştirici bir uygulama olarak hizmet ömrünü tamamlamış atık bitkisel yağlarının kullanımı, ICAFVP 3. Uluslararası Tarım, Gıda, Veteriner Ve Eczacılık Bilimleri Kongresi, 10-12 Kasım 2023, Beyrut, Lübnan.
• Peker, H., ve Ulusoy, H., (2023). Anadolu kestanesi (Castanea sativa Mill.) odununda bazı yüzey özellikleri üzerine atık bitkisel yağlarının etkileri, 8. Asya Pasifik Uluslararası Modern Bilimler Kongresi, 11-12 Eylül 2023, Delhi, India, 463.
• Praciak, A., Pasiecznik, N., Sheil, D., van Heist, M., Sassen, M., Correia, C. S., Dixon, C., Fyson, G., Rushforth, K., Teeling, C., 2013. The CABI encyclopedia of forest trees (CABI, Oxfordshire, UK).
• Rafiq, M., Lv, Y.Z., Zhou, Y., Ma, K.B., Wang, W., Li, C.R., Wang, Q., 2015. Use of vegetable oils as transformer oils-a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 52, 308-324. DOI: 10.1016/j.rser.2015.07.032.
• Refaat, A.A., 2010. Different techniques for the production of biodiesel from waste vegetable oil. International Journal of Environmental Science & Technology, 7(1), 183-213.
• Reinprecht, L., 2016. Wood Deterioration, Protection, and Maintenance; John Wileys & Sons: Chichester, UK. ISBN: 9781119106531.
• Schmidt-Vogt, H., 1977. Die Fichte-Ein Handbuch in zwei Ba¨nden. Band I: Taxonomie-Verbreitung-Morphologie-Waldgesellschaften. Paul Parey, Hamburg & Berlin.
• Shevell, S.K., 2003. Color appearance, The science of color, 149-190.
• Spiecker, H., 2003. Silvicultural management in maintaining biodiversity and resistance of forests in Europe-temperate zone. Journal of Environmental Management, 67(1), 55-65. DOI: 10.1016/S0301-4797(02)00188-3.
• Szmigielski, M., Maniak, B., Piekarski, W., 2008. Evaluation of chosen quality parameters of used frying rape oil as fuel biocomponent. International Agrophysics, 22(4), 361-364.
• Taylor, R.J., 1993. Sections on Picea and Tsuga. Flora of North America Editorial Committee (eds.): Flora of North America North of Mexico, Vol. 2. Oxford University Press.
• Triska, Dr., 1975. Hamlyn Encyclopaedia of Plants. Hamlyn. ISBN: 0-600-33545-3.
• TS ISO 13061-1, 2021. Odunun fiziksel ve mekanik özellikleri - Kusursuz küçük ahşap numunelerin deney yöntemleri - Bölüm 1: Fiziksel ve mekanik deneyler için nem muhtevasının belirlenmesi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
• Uphof, J. C. Th., 1959. Dictionary of Economic Plants. Weinheim.
• Vidholdová, Z., Slabejová, G., Šmidriaková, M., 2012. Quality of oil- and wax-based surface finishes on thermally modified oak wood. Coatings, 11(2), 143. DOI: 10.3390/coatings11020143.