The Utilization of Solutions Prepared from Waste Coffee Ground, Baking Soda, and White Vinegar Mixtures for Color Change in Black Poplar (Populus nigra L.) Wood

Year 2024, Volume: 3 Issue: 2, 114 - 122, 30.09.2024

Ümit Ayata , Osman Çamlıbel

Abstract

This study investigates the use of solutions prepared from waste coffee ground (service life ended), baking soda, and white vinegar mixtures (solution 1: mixture not boiled and solution 2: mixture boiled) as color changers in black poplar (Populus nigra L.) wood. For this purpose, color parameters L*, C*, b*, a*, and ho], glossiness values [(20°, 60°, and 85°) and (perpendicular: ⊥ and parallel: ║)], and whiteness index (WI*) (perpendicular: ⊥ and parallel: ║) values of experimental samples with two different solutions were compared with a control group. The variance analyses conducted on all tests were found to be significant. All glossiness (in degrees and directions) values, L* values, and WI* values (in both directions) decreased, with the highest values found in the control group samples. Additionally, it was determined that the C*, b*, a*, and ho values increased, with the lowest results observed again in the control samples. The ∆E* values for both applications were determined to be 20.86 for solution 1 and 26.00 for solution 2. It was determined that boiling the prepared mixture resulted in a higher total color difference. The application of these solutions on the wood material surfaces was observed to have a color-changing effect.

Keywords

Waste coffee ground, black poplar, color, vinegar, baking soda

Atık Kahve Tozu, Karbonat ve Beyaz Sirke Karışımlarından Hazırlanmış Olan Çözeltilerin Karakavak (Populus nigra L.) Ahşabında Renk Değiştirici Olarak Kullanılması

Abstract

Bu çalışma, atık kahve tozu (hizmet ömrünü tamamlamış), karbonat ve beyaz sirke karışımlarından hazırlanmış (çözelti 1: karışım kaynatılmamış ve çözelti 2: karışım kaynatılmış) olan çözeltilerin karakavak (Populus nigra L.) ahşabında renk değiştirici olarak kullanılması üzerine yapılmıştır. Bu amaçla bir kontrol grubu ile uygulanmış olan 2 farklı çözeltiye sahip deney örnekleri üzerinde renk parametreleri [L*, C*, b*, a* ve ho], parlaklık değerleri [(20°, 60° ve 85°) ve (dik: ⊥ ve paralel: ║)] ve beyazlık indeksi (WI*) (dik: ⊥ ve paralel: ║), değerleri kıyaslanmıştır. Sonuçlara göre, bütün testler üzerinde varyans analizleri anlamlı olarak tespit edilmiştir. Bütün parlaklık (derece ve yönlerde) değerleri, L* değerleri ve WI* değerleri (her iki yönde) azalmış olunup en yüksek değerler bu test sonuçları kontrol deney grubu örnekleri üzerinde bulunmuştur. Buna ek olarak, C*, b*, a* ve ho değerlerinin arttığı belirlenmiş, en düşük sonuçlar ise bu testler üzerinde yine kontrol örneklerinde tespit edilmiştir. Her iki uygulamalar ile ∆E* değerleri çözelti 1 için 20.86 ve çözelti 2 için 26.00 olarak belirlenmiştir. Hazırlanmış olan karışımın kaynatılması ile daha yüksek toplam renk farkının elde edildiği belirlenmiştir. Ahşap malzeme yüzeylerine uygulanan çözeltilerin renk değiştirici etkide bulunduğu görülmüştür.

Keywords

Atık kahve tozu, karakavak, renk, sirke, karbonat

References

• 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. (2024a). Change in wood color due to the use of waste vegetable oils. Drewno, 67(213), 00020. https://doi.org/10.53502/wood-189868.
• Ayata, Ü. (2024b). The effects of carbonate and vinegar mixture on selected surface properties of iatandza (Albizia ferruginea) wood, Furniture and Wooden Material Research Journal, 7(1), 17-25. https://doi.org/10.33725/mamad.1457494.
• Ayata, Ü., Bilginer, E.H., & Çamlıbel, O. (2024). Gıda sektöründe kullanılan bazı kimyasalların Honduras rosewood (Dalbergia stevensonii Standl.) ahşabında renk açma kimyasalı olarak kullanılması üzerine bir çalışma, Artvin Çoruh Üniversitesi Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 2(1), 32-40.
• Bellemare, M. F., Çakir, M., Peterson, H. H., Novak, L., & Rudi, J. (2017). On the measurement of food waste. 99(5), 1148-1158. https://doi.org/10.1093/ajae/aax034.
• Blinová, L., Sirotiak, M., Bartošová, A., & Soldán, M. (2017). Utilization of waste from coffee production. Research Papers Faculty of Materials Science and Technology Slovak University of Technology, 25(40), 91-101. https://doi.org/10.1515/rput-2017-0011.
• Bresanni, R. (1979). Factoresantifisiolo´gicos de la pulpa de cafe. In: Braham J.E., Bresanni, R. (Eds.), Pulpa de Cafe´: Composicio´n,Tecnologı ´a y Utilizacio´ n. International Development Research Centre, Ottawa, Canada, pp. 143-152.
• Çamlıbel, O., & Ayata, Ü. (2024a). Atık bitkisel yağlarla muamele edilmiş iroko (Milicia excelsa Welw. C.C. Berg) odununda beyazlık indeksi, renk ve parlaklık değerlerinin belirlenmesi. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 25(1), 15-21. https://doi.org/10.17474/artvinofd.1326836.
• Çamlıbel, O., & Ayata, Ü. (2024b). Su bazlı sıvı gıda boyaları uygulanmış sahil çamı (Pinus pinaster Aiton.) odununda bazı yüzey özelliklerinin belirlenmesi, European Conferences 5. Uluslararası Sağlık, Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Kongresi, 13-16 Haziran 2024, Roma, İtalya, 535-544.
• Çamlıbel, O., & Ayata, Ü. (2024c). Movingui (Distemonanthus benthamianus Baillon) ahşabında renk değiştirme işlemi olarak farklı sirke türlerinin ve karbonat kimyasallarının kullanılması üzerine bir araştırma, European Conferences 5. Uluslararası Sağlık, Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Kongresi, 13-16 Haziran 2024, Roma, İtalya, 563-571.
• DIN 5033, (1979). Deutsche Normen, Farbmessung. Normenausschuß Farbe (FNF) im DIN Deutsches Institut für Normung eV, Beuth, Berlin März.
• EU FUSIONS. (2016). About FUSIONS. Available at. https://www.eu-fusions.org/index.php/about-fusions.
• Garcia-Garcia, G., Woolley, E., Rahimifard, S., Colwill, J., White, R., & Needham, L. (2017). A methodology for sustainable management of food waste. Waste and biomass valorization, 8(6), 2209-2227. https://doi.org/10.1007/s12649-016-9720-0.
• 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 554, (1976). Standard atmospheres for conditioning and/or testing, International Standardization Organization, Geneva, Switzerland.
• Kondamudi, N., Mohapatra, S. K., & Misra, M. (2008). Spent coffee grounds as a versatile source of green energy. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56(24), 11757-11760. https://doi.org/10.1021/jf802487s. Lange, D. R., (1999). Fundamentals of Colourimetry - Application Report No. 10e. DR Lange: New York, NY, USA.
• Murthy, P. S., & Naidu, M. M. (2012). Sustainable management of coffee industry by-products and value addition - a review. Resources, Conservation and Recycling, 66, 45-58. DOI: 10.1016/j.resconrec.2012.06.005.
• Nigam, P., & Singh, A., (2014). Cocoa and Coffee Fermentations, Encyclopedia of Food Microbiology (Second Edition): 485-492.
• Ocampo-Lopez, O. L., & Álvarez-Herrera, L. M. (2017). Tendencia de la producción y el consumo del café en Colombia. Apuntes del Cenes, 36(64), 139-165. https://doi.org/10.19053/01203053.v36.n64.2017.5419.
• Padmapriya, R., Tharian, J. A., & Thirunalasundari, T. (2013). Coffee waste management-An overview. International Journal of Current Science, 9, 83-91.
• Priyadarshini, A., Rajauria, G., Wen, L., & Tiwari, B. K. (2019). Bio-waste to bio-based. Food, Tresearch, Autumn 2019, 14(3), 26-27.
• Socas-Rodríguez, B., Álvarez-Rivera, G., Valdés, A., Ibáñez, E., & Cifuentes, A. (2021). Food by-products and food wastes: Are they safe enough for their valorization?. Trends in Food Science & Technology, 114, 133-147. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.05.002.
• Veberic, R., Jurhar, J., Mikulic-Petkovsek, M., Stampar, F., & Schmitzer, V. (2010). Comparative study of primariy and secondary methabolites in 11 cultivars of persimmon fruit (Diospyros kaki L.). Food Chemistry, 119(2), 477–483. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.06.044.
• Wunder, S., McFarland, K., Hirschnitz-Garbers, M., Parfitt, J., Luyckx, K., Jarosz, D., Youhanan, L., Stenmarck, A., Colin, F., Burgos, S., Gheoldus, M., Cummins, A. C., Mahon, P., & van Herpen, E. (2018). Food waste prevention and valorisation: Relevant EU policy areas. Review of EU Policy Areas With Relevant Impact on Food Waste Prevention and Valorisation. ReFresh Deliverable, 3.
• Zor, M., & Sengul, M. (2022). Possibilities of using extracts obtained from Rosa pimpinellifolia L. flesh and seeds in ice cream production. Journal of Food Processing and Preservation, 46(2), e16225. https://doi.org/10.1111/jfpp.16225.