MATHEMATICAL MODELING OF VOC GAS EMISSION VALUES

Abstract

In this study, the determination of VOC gases (Benzene and Toluene) emissions in the application of medium density fibreboard (MDF), particleboard, beech veneer, papel veneer, cellulosic, polyurethane and water-based varnishes, which are frequently used in furniture production processes in Turkey, was investigated. The obtained numerical results were obtained in the form of an equation (for each experimental sample) for the release of VOC gases as a function of time using the Fitting management in the Mathematica programme. Using this equation, the amount of VOC release can be determined for any desired time instant in the release process. In addition, when the VOC gases will be zero and remain below the exposure values can be calculated from the solution of the equations obtained. Producers can supply their products to the markets for sale when the VOC gases in the products are below the exposure value.

Keywords

• VOC (Benzene and Toluene) Emission
• Wood Coating
• Varnish
• Glue

VOC GAZ SALINIM DEĞERLERİNİN MATEMATİKSEL MODELLENMESİ

Öz

Bu çalışmada, Türkiye'de mobilya üretim süreçlerinde sıklıkla kullanılan orta yoğunluktaki lif levha (MDF), yonga levha, kayın kaplama, papel kaplama, selülozik, poliüretan ve su bazlı verniklerin uygulanmasında VOC gazlarının (Benzen ve Toluen) emisyonlarının belirlenmesi araştırılmıştır. Elde edilen sayısal sonuçlar Mathematica programındaki Fitting yönetimi kullanılarak, VOC gazlarının salınma miktarlarını zamana bağlı olarak bir denklem (her bir deney numunesi için) şeklinde elde edilmiştir. Bu denklem kullanılarak salınım sürecinde istenen herhangi bir zaman anı için VOC salınım miktarı belirlenebilir. Buna ek olarak VOC gazlarının ne zaman sıfır olacağı ve maruziyet değerlerinin altında kalacağı elde edilen denklemlerin çözümünden hesaplanabilir. Üretici firmalar, ürünlerdeki VOC gazları maruziyet değerinin altında olduğunda ürünlerini satış için piyasalara arz edebilirler.

Anahtar Kelimeler

• VOC (Benzen ve Toluen) Emisyonu
• Ağaç Kaplama
• Vernik

References

1. [1] Sosyal, A., ve Demiral, Y. Kapalı ortam hava kirliliği. TSK Koruyucu Hekimlik Bülteni. 2007; 221-226.
2. [2] Kurt, R. Mobilya sektöründe e-ticaret’in GZFT analizi ile değerlendirilmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2019;7: 616-627.
3. [3] Kostrweski, P. New Sources 0f occupational exposure in modified or new technological process. Med Pr. 2001;52: 445-500.
4. [4] Aksakal, N., Vazioğlu, S, A., Güler, Ç. Mobilyadaki kimyasallar ve sağlık etkileri, Chemicals in furniture and their effects on health. 2005; 14: 267-272.
5. [5] Kim, S., Kim, H. J. Evaluation of formaldehyde emission of pine & wattle tannin based adhesives by gas chromatography. Holz. Roh. Werkst. 2004; 62: 101-104.
6. [6] Kim, S., H.-J. Kim, Effect of addition of polyvinyl Acetate to melamine-formaldehyde resin on the adhesion and formaldehyde emission in engineered flooring, Int. J. Adhes. Adhes. 25 (2005) 456.
7. [7] Kelly, T. J., Smith, D. L., Satola, J. Emission rates of formaldehyde from materials and consumer products found in California homes, Environ. Sci. Technol. 1999; 33: 81-86.
8. [8] Kotzias, D., Koistinen K., Kephalopoulos, S., Schlitt, C., Carrer, C,, Maroni, M,, et al. The INDEX project: critical appraisal of the setting and implementation of indoor exposure limits in the EU. Final Report for EUR 21590 EN. Italy: Joint Research Center. 2005; 331-336.

9. [9] Wang, H., ve arkadaşları, Characterization and assessment of volatile organic compounds (VOCs) emissions from typical industries. Chinese Science Bulletin, Enviranmental Chemistry. 2013; 58: 724-730.
10. [10] Yuan, B., ve arkadaşları. Source profiles of volatile organic compounds associated with solvent use in Beijing”, Science Direct, Atmospheric Environment- 2010; 44: 1919-1926.
11. [11] Ho, D. X., ve arkadaşları. Emission Rates of Volatile Organic Compounds Released from Newly Produced Household Furniture Products Using a Large-Scale Chamber Testing Method. The Scientific World Journal. 2011;11: 1597-1622. https//doi,org/10.1100/2011/650624
12. [12] Tong, R. ve arkadaşları. Emission characteristics and probabilistic health risk of volatile organic compounds from solvents in wooden furniture manufacturing. Science Direct. Journal Of Cleaner Production. 2024; 208; 1096-1108. https//doi,org/10.1016/2011/j.jclepro.2018.10.195
13. [13] Cech, P., Standik, J. Mobilya Üretim Gibi Kaynak VOC Emisyonları İçin Kullanılan Malzemeler. İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi. Dergi Park Akademi. 2017; 6: 1264-1276.
14. [14] Çınar, H., ve arkadaşları. Formaldehyde Emission in Different Positions of Wood-Based Boards Used in Interior Architecture. Journal of Design Planning and Aesthetics Research. 2022; 91-104.
15. [15] Çınar ve arkadaşları. Effect of Wood-Based Panels and Varnish Types on VOC Emissions in Furniture Produdtion. Gazi University Journal of Science Part A. Engineering and Innovation. 2021; 8: 424-434.
16. [16] Kanserojen veya Mutajen Maddelerle Çalışmalarda Sağlık ve Güvenlik Önlemleri Hakkında Yönetmelik. 2013.
17. [17] Url–4
18. [18] Aydın, B. Ö. İç ortam havasında uçucu organik bileşiklerin derişimlerinin belirlenmesi ve maruziyet risklerinin değerlendirilmesi. Doktora Tezi. 2013; 48-50.
19. [19] Infrared Analysis Şirketi. Procedures in Infrared Analysis Of Gases. QASoft Package 4.0 ( QASoft Version4.0 with GRAMS AI Version 9.2 kullanımıkılavuzu). Part Q. 2014.
20. [20] Türeci, R. G. Fizik ve Mühendislikte Wolfram Mathematica. Gazi Kitabevi. 2020. ISBN: 978-975-7216-87-6.
21. [21] Burden, A. R., Burden, F., Faires, J. Numerical Analysis. Cenveo: Cengage Editor. 10th Ed. 2016.