Determination of some mechanical properties of bitter orange wood (Citrus aurantium L.) and comparison with some other woods

Abstract

Bitter orangewood (Citrus aurantium L.) belongs to the Rutaceae family. It is called by different names in various languages and country for example; naranja ácida, naranja agria, or naranja amarga (Spain), naranji; (Arabia), melangolo (Italy), khatta (India), moli (Samoa), soap orange (Guam). The hard, white or light-yellow wood is used in woodworking, turning, cabinet making, and baseball bats. The mechanical and physical properties of each tree species help to create important information about the use of wood. In this study, air-dry density value, bending resistance, modulus of elasticity in bending, impact bending strength, screw holding resistance (tangent, radial and transverse) were determined on wood samples of bitter orange tree grown in İzmir. According to the results obtained; air-dry density value (D12) 868 kg/m3, bending resistance 134.7 N/mm2, elasticity modulus 8988 N/mm2 in bending, impact bending strength 0.683 kgm/cm2, screw holding resistance 55.8 N/mm2 at tangent surface, 57.7 N/mm2 at radial surface and 52.6 N/mm2 at the transverse surface. It has been observed that these results are higher compared to many tree species.

Turunç (Citrus aurantium L.) odununun bazı mekanik özelliklerinin belirlenmesi ve bazı odun türleri karşılaştırılması.

Abstract

Turunç ağacı (Citrus aurantium L.) Rutaceae familyasına aittir. Çeşitli dillerde ve ülkelerde farklı isimlerle anılır, örneğin; naranja ácida, naranja agria veya naranja amarga (İspanya), naranji; (Arabistan), melangolo (İtalya), khatta (Hindistan), moli (Samoa), sabun portakalı (Guam). Sert, beyaz veya açık sarı renkteki odunu marangozluk, tornalama, dolap yapımı ve beyzbol sopası yapımında kullanılır. Her ağaç türüne ait belirlenmiş olan mekanik ve fiziksel özellikleri ahşabın kullanımı hakkında önemli bilgilerin ortaya çıkmasına yardımcı olmaktadır. Bu çalışmada, İzmir’de yetişen turunç (Citrus aurantium L.) ağacına ait odun örnekleri üzerinde hava kurusu yoğunluk değeri, eğilme direnci, eğilmede elastikiyet modülü, şok direnci, vida tutma dirençleri (teğet, radyal ve enine) belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; hava kurusu yoğunluk değeri (D12) 868 kg/m3, eğilme direnci 134.7 N/mm2, eğilmede elastikiyet modülü 8988 N/mm2, şok direnci 0.683 kgm/cm2, vida tutma dirençleri teğet yüzeyde 55.8 N/mm2, radyal yüzeyde 57.7 N/mm2 ve enine yüzeyde 52.6 N/mm2 olarak belirlenmiştir. Elde edilen bu sonuçların birçok ağaç türüne kıyasla yüksek sonuçlar olduğu görülmüştür.

Keywords

• turunç odunu
• eğilme direnci
• şok direnci
• vida tutma direnci

Supporting Institution

--

References

1. Ambrose, J., (1997), Simplified Design of Wood Structures, Fifth Edition, Paperback, 368 pages, Published February 21st 1997 by Wiley. ISBN: 0471179892.
2. Ayata, Ü., Bal, B.C., ve Şahin, S., (2019). Turunç odununda ısı iletkenlik değeri, statik sertlik ve çivi tutma direncinin belirlenmesi, Çukurova 3. Uluslararası Yenilikçi Bilimsel Araştırmalar Kongresi, 3-6 Ekim, Adana, Türkiye, 423-430.
3. Bagatela, B.S., Lopes, A.P., Cabral, E.C., Perazzo, F.F., and Ifa, D.R., (2015), High-performance thin-layer chromatography / desorption electrospray ionization mass spectrometry imaging of the crude extract from the peels of Citrus aurantium L. (Rutaceae), Rapid Communications in Mass Spectrometry, 29(16), 1530-1534. DOI: 10.1002/rcm.7246.
4. Bal, B.C., Ayata, Ü., Çavuş, V., Şahin, S., Efe, F.T., ve Dilik, T., (2018a), Huş (Betula pendula) odununun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin araştırılması, IV. Uluslararası Mesleki ve Teknik Bilimler Kongresi (UMTEB), 7-9 Aralık, Erzurum, Türkiye, 2104-2113.
5. Bal, B.C., Ayata, Ü., Çavuş, V., Şahin, S., Efe, F.T., ve Dilik, T., (2018b), İzmir’de yetişen kara servi (Cupressus sempervirens) odununun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi, IV. Uluslararası Mesleki ve Teknik Bilimler Kongresi (UMTEB), 7-9 Aralık, Erzurum, Türkiye, 2098-2103.
6. Bal, B.C., Ayata, Ü., Çavuş, V., ve Efe, F.T., (2018c), Ceviz, maun, kestane ve ıhlamur odunlarında vida tutma kapasitesinin belirlenmesi, 5. Uluslararası Multidisipliner Çalışmaları Kongresi, Bildiri Tam Metin Kitabı, 02-03 Kasım, Antalya, Türkiye, 1(1): 383-396.
7. Bal, B.C., Bektaş, İ., ve Kaymakçı, A., (2012), Toros sedirinde genç odun ve olgun odunun bazı fiziksel ve mekanik özellikleri, KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 15(2), 17-27.
8. Bal, B.C., ve Bektaş, İ., (2018), Odunun yoğunluğu ile bazı mekanik özellikleri arasındaki ilişkinin belirlenmesi üzerine bir araştırma, Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 1(2), 51-61. DOI: 10.33725/mamad.467353.

9. Barceloux, D.G., (2008), “Citrus Oil and Limonene,” in Medical Toxicology of Natural Substances, pp. 635-643, John Wiley & Sons, Inc, Hoboken, NJ, USA.
10. Bektaş, İ., Alma, M.H., Bal, B.C., ve Ayata, Ü., (2008). Okaliptüs (Eucalyptus grandis W. Hill.) odununun dinamik eğilme direncinin belirlenmesi ve bazı ağaç türleri ile karşılaştırılması, I. Ulusal Okaliptüs Sempozyumu, 15-17 Nisan, Tarsus, Türkiye, 274-280.
11. Berti, S., Burato, P., Dionisi-Vici, P., and Allegretti, O. (2018), Orange wood for parquet and engineered flooring use, BioResources, 13(1), 586-596.
12. Çavuş, V., (2019a), İzmir’de yetişen gülibrişim (Albizia julibrissin) odununun bazı mekanik ve fiziksel özellikleri ile yüzey özelliklerinin belirlenmesi, Türkiye Ormancılık Dergisi, 20(4), 440-447. DOI: 10.18182/tjf.611994.
13. Çavuş, V., (2019b), Manolya (Magnolia grandiflora L.) odununun bazı fiziksel ve mekanik özellikleri, MAS 10th International European Conference on Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences, December 14-15, 2019, İzmir, Türkiye, 44-52.
14. Çavuş, V., (2020a), Ardıç odununun bazı fiziksel ve mekanik özellikleri üzerine bir araştırma, Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 3(1), 1-9. DOI: 10.33725/mamad.717060.
15. Çavuş, V., (2020b), Kayısı ağacı (Prunus armeniaca L.) odununun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi, Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 22(2), 457-464. DOI: 10.24011/barofd.729707.
16. Çavuş, V., (2020c), Çitlembik (Celtis australis L.) odununun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi, 1st International Hazar Scientific Research Conference, 18-20 September 2020, Baku, Azerbaijan, 912-927.
17. Çavuş, V., ve Ayata, Ü., (2018), Manolya ağacı, akçaağaç ve tespih ağacı odunlarında vida tutma direnci üzerine bir araştırma, Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 1(2), 94-102. DOI: 10.33725/mamad.496615.
18. Doyle, J., Walker, J.C.F. (1985), Indentation hardness of wood, Wood Fiber Sci., 17, 369-376.
19. Eckelman, C., (1988), The withdrawal strength of screws from commercially available medium density fiberboard, Forest Products Journal, 38(5): 21-24.
20. Erdil, Y.Z.. and Zhang, J., (2002), Holding strength of screws in plywood and oriented strand board, Forest Products Journal, 52(6): 55-62.
21. Fairchild, I.J. (1926), Holding power of wood screws. US Government Printing Office.
22. Gates, J.C., (2009), Screw withdrawal strength in 9 Wood’s Assemblies, Oregon Wood Innovation Center, Test Evaluation Report.
23. Hamada, Y., Nakajima, M., Tsuzuki, K., Amakura, Y., Yoshimura, M., Okuyama, S., and Furukawa, Y., (2017), Heptamethoxyflavone reduces phosphodiesterase activity and T-cell growth in vitro, International Archives of Allergy and Immunology, 174(3-4), 113-120. DOI: 10.1159/000481094.
24. Kang, S.R., Park, K.I., Park, H.S., Lee, D.H., Kim, J.A., Nagappan, A., Kim, E.U., Lee, W.S., Shin, S.C., Park, M.K., Han, D.Y., and Kim, G.S., (2011), Anti-inflammatory effect of flavonoids isolated from Korea Citrus aurantium L. on lipopolysaccharide-induced mouse macrophage RAW 264.7 cells by blocking of nuclear factor-kappa B (NF-κB) and mitogen-activated protein kinase (MAPK) signalling pathways, Food Chemistry, 129(4), 1721-1728. DOI: 10.1016/j.foodchem.2011.06.039.
25. Karabıyıklı, Ş., Değirmenci, H., and Karapınar, M., (2014), Inhibitory effect of sour orange (Citrus aurantium) juice on Salmonella Typhimurium and Listeria monocytogenes, LWT - Food Science and Technology, 55(2), 421-425. DOI: 10.1016/j.lwt.2013.10.037.
26. Karthikeyan, V., and Karthikeyan, J., (2014), Citrus aurantium (Bitter Orange): A review of its traditional uses, phytochemistry and pharmacology, International Journal of Drug Discovery and Herbal Research (IJDDHR), 4(4): 766-772.
27. Kollmann, F.F.P., and Cote, W.A., (1984), Principles of Wood Science and Technology. Volume I.: Solid Wood, Springer-Verlag, Berlin.
28. Liu, L., Shan, S., Zhang, K., Ning, Z.Q., Lu, X.P., and Cheng, Y.Y., (2008), Naringenin and hesperetin, two flavonoids derived from Citrus aurantium up-regulate transcription of adiponectin, Phytotherapy Research, 22(10), 1400-1403. DOI: 10.1002/ptr.2504.
29. Manner, H.I., Buker, R.S., Smith, V.E., Ward, D., and Elevitch, C.R., (2006), Citrus (Citrus) and Fortunella (Kumquat), Species Profile for Pacific Island Agroforestry, 2: 1-35.
30. Moraes, T.M., Kushima, H., Moleiro, F.C., Santos, R.C., Rocha, L.R.M., Marques, M.O., Vilegas, W., and Hiruma-Lima, C.A., (2009), Effects of limonene and essential oil from Citrus aurantium on gastric mucosa: role of prostaglandins and gastric mucus secretion, Chemico-Biological Interactions, 180(3), 499-505. DOI: 10.1016/j.cbi.2009.04.006. Morton, J., (1987). Fruits of Warm Climates, Julia F. Morton, Miami, Florida.
31. Pellati, F., Benvenuti, S., and Melegari, M., (2004), High-performance liquid chromatography methods for the analysis of adrenergic amines and flavanones in Citrus aurantium L. var. amara, Phytochemical Analysis, 15(4), 220-225. DOI: 10.1002/pca.771.
32. Periyanayagam, K., Dhanalakshmi, S., Karthikeyan, V., and Jegadeesan, S., (2013), Phytochemical studies and GC/MS analysis on the isolated essential oil from the leaves of Citrus aurantium Linn, Journal of Natural products Plant Resources, 3(6), 19-23.
33. Quintero, A., de Gonzalez, C.N., Sanchez., F., Usubillaga, A., Rojas, L., and Szoke, E., (2003), Constituents and biological activity of Citrus aurantium amara L. essential oil, Acta Horticulturae, 597, 115-117.
34. Rajak, Z.I.B.H.A.. and Eckelman, C.A., (1993), Edge and face withdrawal strength of large screws in particleboard and medium density fiberboard, Forest Products Journal, 43(4), 25-30.
35. Şahin, S., Ayata, Ü., Bal, B.C., Esteves, B., Can, A., and Sivrikaya, H., (2020), Determination of some wood properties and response to weathering of Citrus limon (L.) Burm wood, Bioresources, 15(3), 6840-6850. DOI: 10.15376/biores.15.3.6840-6850.
36. Şahin, S., Karaman, S., ve Örüng, İ., (2006), Tokat-Niksar yöresinde yetiştirilen ve yöredeki tarımsal yapılarda yaygın olarak kullanılan kavak ağacının önemli fiziksel ve mekanik özellikleri, GOÜ, Ziraat Fakültesi Dergisi, 23(1), 61-66.
37. Şanıvar, N., ve Zorlu, İ., (1980), Ağaç işleri gereç bilgisi temel ders kitabı, Mesleki Ve Teknik Öğretim Kitapları, Milli Eğitim Basımevi, İstanbul, Etüd ve Programlama Dairesi Yayınları No: 43, 472 sayfa.
38. TS 2472 (1976), Odunda, fiziksel ve mekaniksel deneyler için birim hacim ağırlığı tayini, Türk Standartları Enstitüsü (TSE), Ankara.
39. TS 2474 (1976), Odunun statik eğilme dayanımının tayini, Türkiye Standartlar Enstitüsü (TSE), Ankara.
40. TS 2477 (1976), Odunun çarpmada eğilme dayanımının tayini, Türkiye Standartlar Enstitüsü (TSE), Ankara.
41. TS 2478 (1976), Odunun statik eğilmede elastiklik modülünün tayini, Türkiye Standartlar Enstitüsü (TSE), Ankara.
42. TS EN 13446, (2005), Ahşap Esaslı Levhalar - Bağlayıcıların Geri Çıkma Kapasitesinin Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
43. Zhang, X.L., Xu, W.F., Chen, G., Wang, H.F., and Pei, Y.H., (2017), Two new phenolic glycosides isolated from the fruits of Citrus aurantium, Chinese Journal of Natural Medicines, 15(1), 41-44. DOI: 10.1016/S1875-5364(17)30006-7.