Determination of Wood and Bark Chemical Composition of Turkish Hazelnut (Corylus colurna L.) and Evaluation of Tannin Extracted from Bark with Various Methods

Abstract

The chemical characterization of Turkish hazelnut (Corylus colurna L.) wood and its barks and its use in the leather industry were investigated. This master's thesis has been prepared Düzce University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Forest Industry Engineer. Turkish hazelnut (Corylus colurna L.) which has a natural distribution within the boundaries of the Sazakici Forestry Management Department of Bolu Forest Regional Directorate has been selected as the material. For this purpose the basic chemical analyzes have been applied. In bark samples, tannin production experiments were carried out at various concentrations and ratios of the solvents. These experiments included hot water, 1%, 2% and 5% sodium hydroxide (NaOH), 1%, 2% and 5% sodium sulphite (Na2SO3) and 1%, 2% and 5% sodium carbonate Na2CO3. In addition, these solutions were used to extract bark samples in 1/6, 1/8 and 1/10 ratios and the resulting yields were calculated. From these experiments 1/8 ratio of hot water and 1/8 ratio of 2% sodium hydroxide (NaOH) solution were determined as the optimum solvents for tannin production. In addition, analyzes of Stiasny number and methanol: water (4: 1) solubility determinations with hot water, NaOH and Na2SO3 were also performed. It has been found that the quantitative chemical composition values are within the limits of the values in the literature. As a result of application of the obtained tannin on the leather, the effect on the thickness and color was observed. The increase in leather thickness was shown to be adequate for shoemaking, accessory and bags where visual effects are requested.

Keywords

• Bark
• Corylus colurna
• Leather
• Tannin
• Wood

Türk Fındığı’ nın (Corylus colurna L.) Odun ve Kabuklarının Kimyasal Bileşimlerinin Belirlenmesi ve Çeşitli Ekstraksiyon Metodları ile Kabuklarından Elde Edilen Tanen’in Değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışma ile Türk Fındığı (Corylus colurna L.) ağacının odun ve kabuklarının kimyasal karakterizasyonu ile kabuklarından elde edilen tanenin deri sanayinde kullanılması araştırılmıştır. Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim dalında yüksek lisans tezi olarak hazırlanan bu çalışmada materyal olarak Bolu Orman Bölge Müdürlüğüne bağlı Sazakiçi Orman İşletme Şefliği sınırları içerisinde doğal yayılış gösteren Türk Fındığı (Corylus colurna L.) seçilmiştir. Amaç doğrultusunda örneklere temel kimyasal analizler uygulanmıştır. Kabuktan, sıcak su, NaOH, Na2SO3 ve Na2CO3 çözeltileri ile farklı konsantrasyonda (%1, %2, %5) ve oranlarda (1/6, 1/8, 1/10) (katı-sıvı) tanen verim denemeleri yapılmıştır. Bu denemelerde sıcak suyun 1/8 oranı ve %2’lik sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisinin 1/8 oranı optimum tanen üretimi için belirlenmiştir. Ayrıca sıcak su, NaOH ve Na2SO3 ile üretilen tanenlerin Stiasny Sayısı ve Metanol: Su (4: 1) Çözünürlüğü analizleri de yapılmıştır. Çalışma sonucunda, temel kimyasal bileşenler açısından bakıldığında elde edilen değerlerin literatürde yer alan değerler ile yakın olduğu görülmüştür. Elde edilen tanenin deride uygulanması sonucunda kalınlık ve renk bakımından deriye yaptığı etki incelenmiş ve kalınlık bakımından artışın ayakkabıcılık için uygun olduğu belirlenmiştir. Ayrıca görsel efektlerin istendiği aksesuar ve çanta vb. üretimi için de kullanıma uygun olduğu belirlenmiştir.

Keywords

• Corylus colurna
• Deri
• Kabuk
• Odun
• Tanen

References

1. [1] E. Y. Demetçi, “Ağaç kabuklarından yararlanma olanakları,” Ormancılık Araştırma Enstitüsü Dergisi, s. 28, ss. 37-56, 1982.
2. [2] M. Balaban, Orman ürünleri kimyası, Ders Notları, İstanbul, 2003.
3. [3] O. Gönültaş ve M. Balaban Uçar, “Fıstıkçamı (Pinus pinea) kabuğunun tanen bileşimi,” I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, Kahramanmaraş, Türkiye, 2011, ss. 80-84.
4. [4] F. Yaltırık, Orman ve Park Ağaçlarımız (İğne Yapraklılar), 1. baskı, İstanbul, Türkiye: Atlas Yayınevi, 1997.
5. [5] F. Yaltırık ve A. Efe, Dendroloji Ders Kitabı, 2. baskı, İstanbul, Türkiye: İstanbul Üniversitesi Matbaası, 2000.
6. [6] F. Yaltırık, Dendroloji Ders Kitabı II, Angiospermae, 3. baskı, İstanbul, Türkiye: İstanbul Üniversitesi Matbaası, 1998.
7. [7] F. Yaltırık ve A. Efe, Dendroloji Ders Kitabı, İstanbul, Türkiye: İstanbul Üniversitesi Matbaası, 1994, ss. 203.
8. [8] V. Erdoğan ve S. A. Mehlenbacher, “Phylogenetic analysis of hazelnut species (corylus, corylaceae) based on morphology and phenology,” Ot Sistematik Botanik Dergisi, c. 9, s. 1, 2002.

9. [9] M. Arslan, “Batı Karadeniz bölgesindeki Türk fındığı (Corylus colurna l.) populasyonlarının ekolojik ve silvikültürel yönden incelenmesi,” Yüksek Lisans tezi, Orman Mühendisliği Bölümü, Abant İzzet Baysal Üniversitesi, Bolu, Türkiye, 2005.
10. [10] M. Arslan, P. Şenel, Z. Özpay Palazoğlu, E. Çiçek, “Önemli orman ağacı türlerimizden Türk fındığı (Corylus colurna L) tohumlarına Ga3 uygulamasının çimlenme engelinin giderilmesi ve fidan büyümesine etkisi,” Orman Genel Müdürlüğü, Bolu, Türkiye, Rap. 08.1105-2009-2012-2013, 2013.
11. [11] N. Todorovic, “Biochemical composition of seed in Turkish filbert (Corylus colurna L.),” Jugoslovenko Vocarstvo, vol. 26, pp. 23-30, 1992.
12. [12] E. Aytekin, “Anadolu kestanesi (Castanea sativa mill.) ve Türk fındığı (Corylus colurna L.) odunlarından modifiye kraft yöntemi ile kağıt hamuru üretimi olanaklarının araştırılması,” Yüksek Lisans tezi, Orman Endüstri Mühendisliği Anabilim Dalı, Düzce Üniversitesi, Düzce, Türkiye, 2011.
13. [13] M. Arslan, “Geçmişimizle paylaştığımız ve geleceğe miras bırakmamız gereken doğal türlerimizden Türk fındığı (Corylus colurna L.),” 1.Uluslararası Odun Dışı Orman Ürünleri Sempozyumu’nda sunuldu, Trabzon, Türkiye, 2006.
14. [14] R. Anşin ve Z. C. Özkan, Tohumlu Bitkiler. Odunsu Taksonlar, Trabzon, Türkiye: Karadeniz Teknik Üniversitesi Basımevi, 1993.
15. [15] P. H. Davis, Flora of Turkey and the East Aegean Islands I, Edinburgh, Scotland: Edinburgh University Press, 1982.
16. [16] F. Yaltırık, Dendroloji Ders Kitabı II, Angiospermae, İstanbul, Türkiye: İstanbul Üniversitesi Matbaası, 1993.
17. [17] Sampling and Preparing wood for Analysis, TAPPİ T-257 CM-85, 1992.
18. [18] Ash in Wood and Pulp, TAPPİ T-211 OM-85, 1992.
19. [19] Water Solubility of Wood and Pulp, TAPPİ T-207 OM-88, 1992.
20. [20] Solvent Extractives of Wood and Pulp, TAPPİ T-204 OM-88, 1992.
21. [21] One percent Sodium Hydroxide Solubility of Wood and Pulp, TAPPİ T-212 OM-88, 1992.
22. [22] A. Sluıter, B. Hames, R. Ruiz, C. Scarlata, J. Sluiter and D. Templeton, “NREL biomass program: Determination of structural carbohydrates and lignin in biomass, biomass analysis technology team, laboratory analytical procedure,” Department of Energy, United States of America, Rep. NREL / TP- 510 – 42618, 2008.
23. [23] Deri Fiziksel ve Mekanik Deneyler Kalınlık Tayini, Türk Standardları Enstitüsü, TS 4117 EN ISO 2589, 2006.
24. [24] CIE L a b Color Scale Application Note-Insight On color, HunterLab 8, 1996.