تاثیر پیش تیمار تخمیر و حذف مواد استخراجی بر ویژگی‌های آکوستیک چوب گونه‌ ون (Fraxinus excelsior)

دائی پور, زهرا; لشگری, امیر; روح نیا, مهران; جهان لتیباری, احمد; صفدری, وحیدرضا

doi:10.22092/ijwpr.2023.361567.1750

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی دکترای تخصصی، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران

² دانشیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران

³ استاد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران.

https://doi.org/10.22092/ijwpr.2023.361567.1750

چکیده

سابقه و هدف: امروزه اهمیت تیمارهایی مانند آبشویی و اتانول-استنشویی برای بهبود ویژگیهای آکوستیک چوب مورد توجه سازندگان سازآلات موسیقی قرار گرفته است. مواد استخراجی چوب در فهرست آن دسته از موادی هستند که بیشتر نقش ساختمانی ندارد و تخلیه هدفمند و صحیح آنها می‌تواند بدون کاهش سفتی، چوب را سبک کند. انجام پیش‌تیمارهایی از قبیل تخمیر با مخمر نان (قبل از فرایند آبشویی و اتانول-استنشویی) میتواند موجب خروج بیشتر مواد استخراجی از چوب گردد. در این مطالعه به بررسی اثر تیمارهای آبشویی و اتانول-استنشویی و پیش‌تیمار تخمیر بر خواص آکوستیک گونه ون (Fraxinus excelsior) پرداخته شده است.
مواد و روش ها: چوب ون (Fraxinus excelsior) مورد نیاز از درون‌ چوب یک الوار تجاری تهیه شده و تعداد 38 عدد تیر کوچک شعاعی با ابعاد اسمی 150×12×2 میلیمتر (طولی، شعاعی، مماسی) از قسمت درون ‌چوب آن استخراج گردید. آزمونههای منتخب پس از رسیدن به رطوبت تعادل 12 درصد در شرایط کلیماتیزه، به‌منظور اندازهگیری ویژگیهای اولیه فیزیکی و آکوستیکی مورد آزمون ارتعاش اجباری در تیر دو سر آزاد قرار گرفتند. پس‌ازآن، آزمونههای اولیه به‌صورت تصادفی به دو گروه 19 آزمونهای تقسیم شدند. دسته اول بدون پیش‌تیمار و دسته دوم با پیشتیمار تخمیر در فرایند حذف مواد استخراجی توسط آب و بعد توسط ترکیب اتانول- استن قرار گرفتند. پس از هریک از مراحل آبشویی و حذف مواد استخراجی محلول در اتانول- استن، آزمون ارتعاش اجباری در تیر دو سر آزاد بر روی آزمونهها انجام گردید و خواص آکوستیکی آزمونهها اندازهگیری شد.
نتایج: آبشویی بدون پیش‌تیمار با مخمر نان باعث کاهش جزئی و با پیش‌تیمار، باعث کاهش معنیدار مقادیر دانسیته شد (به ترتیب: 1/75 و 7/39 درصد). در حالی که فرایند حذف مواد استخراجی (با پیشتیمار و بدون پیشتیمار) توسط الکل-استن باعث کاهش معنیدار مقادیر دانسیته گردید (به ترتیب: 2/27 و 8/71 درصد). مقادیر مدولالاستیسیته در اثر آبشویی بدون پیش‌تیمار و با پیش‌تیمار، کاهش معنیدار از خود نشان دادند (به ترتیب: 11/37 و 16/47 درصد). فرایند حذف مواد استخراجی توسط اتانول- استن نیز در آزمونههای پیش‌تیمار نشده و پیشتیمار شده کاهش معنیدار مقادیر مدولالاستیسیته را در پی داشتند (به ترتیب: 13/87 و 20/93 درصد). آبشویی بدون پیش‌تیمار با مخمر نان و با پیش‌تیمار، باعث کاهش معنیدار مقادیر میرایی ارتعاش شده است که در این بین آزمونههای پیش‌تیمار شده درصد افت بیشتری در مقادیر حاصل از میرایی ارتعاش داشتهاند (به ترتیب: 13/87 و 20/93 درصد). فرایند حذف مواد استخراجی توسط الکل-استن مانند آبشویی باعث کاهش معنیدار مقادیر میرایی ارتعاش شده است که در این بین آزمونههای پیش‌تیمار شده، درصد افت بیشتری در مقادیر حاصل از این ویژگی را از خود نشان دادند (به ترتیب: 3/03 و 18/01 درصد). در این فاکتور نیز فرایند حذف مواد استخراجی محلول در اتانول- استن (با پیش‌تیمار و بدون پیش‌تیمار) نسبت به آبشویی، افت بیشتری را در مقادیر میرایی ارتعاش در پی داشته است (به ترتیب: 6/67 و 20/85 درصد). کارایی تبدیل آکوستیک در اثر آبشویی بدون پیش‌تیمار با مخمر نان باعث افزایش جزئی شد، در حالی که پیش‌تیمار سبب افزایش معنیدار مقادیر کارایی تبدیل آکوستیک گردید (به ترتیب: 0/44 و 25/24 درصد). فرایند حذف مواد استخراجی توسط الکل-استن نیز باعث افزایش معنیدار مقادیر کارایی تبدیل آکوستیک شد که در این بین آزمونههای پیش‌تیمار شده، درصد رشد بیشتری را در مقادیر حاصل از این ویژگی از خود نشان دادند (به ترتیب: 3/41 و 28/90 درصد).
نتیجه گیری: هر دو شیوه آبشویی و اتانول-استنشویی در بهبود ویژگیهای فیزیکی (دانسیته) و آکوستیک (مدولالاستیسیته، میرایی ارتعاش و کارایی تبدیل آکوستیک) مفید بودند. در این بین اثر اتانول-استنشویی بیش از اثر آبشویی بود. پیش‌تیمار تخمیر با مخمر نان باعث بهبود عملکرد تیمارهای آبشویی و اتانول-استن شویی شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

تبدیل شیمیایی

مراجع

-Alves, ES., Eduardo, L.L. and Erika, A., 2008. Pernambuco Wood (Caesalpinia Echinata) used in the Manufacture of Bows for String Instruments. IAWA Journal, 29 (3): 323–335.

-Bodig, J. and Jayne, B.A., 1993. Mechanics of Wood and Wood Composites. Krieger Pub Co, USA, 736PP.

-Brémaud, I., 2012. What do we know on" resonance wood" properties? Selective review and ongoing research. Proc. Acoustics 2012, Nantes Conf, 23–27 April 2012, Nantes France: 2759–2764.

-Farvardin, F., Roohnia, M. and Lashgari, A., 2015. The effect of extractives on acoustical properties of persian silk wood (Albizia julibrissin). Maderas Ciencia y tecnología, 17(4): 749-758.

-Gan. W., Chen, C. and Kim, HT., 2019a. Single-digit-micrometer thickness wood speaker. Nat Commun,10 (1):1–8.

-Gan, W., Chen, C. and Wang, Z., 2019b. Dense, Self-Formed Char Layer Enables a Fire - Retardant Wood Structural Material. Adv Funct Mater, 29(14):1807444.

-Harris, C.M. and Piersol, A.G., 2002. Harris’ Shock and Vibration Handbook. McGraw-Hill, New York, NY, USA, 1456pp.

-Matsunaga, M., Obataya, E., Minamoto, K. and Nakatsubo, F., 2000.Working mechanism of adsorbed water on the vibrational properties of wood impregnated with extractives of pernambuco (Guilandina echinata Spreng). Journal of Wood Science, 46: 122–129.

-Minato, K., Konka, Y., Bremaud, I., Suzuki, S. and Obataya, E., 2010. Extractives of Muirapiranga (Brosimun sp.) and its effects on the vibrational properties of wood. J Wood Sci, 56:41–46.

-Mollaeikandelousi, M., Roohnia, M. and Naimian, N., 2016. A preliminary study of acoustic properties of acer velutinum wood. J For Wood Prod, 68(4):959–970.

-Obataya, E., Ono, T. and Norimoto, M., 2000. Vibrational properties of wood along the grain. Mater Sci, 35: 2993-3000.

-Roohnia, M., 2007. NDT-LAB; System to evaluate the mechanical properties of wood, Iranian Patent No. 44032/22-08-1386.

-Roohnia. M., Kohantorabi, M. and Tajdini, A., 2015. Maple wood extraction for a better acoustical performance. Eur J Wood Wood Prod, 73(1):139–142.

-Roohnia, M., Hashemi-dizaji, SF., Brancheriau, L., Tajdini, A., Hemmasi, AH. and Manouchehri, N., 2011. Effect of soaking process in water on the acoustical quality of wood for traditional musical instruments. BioResources, 6(2):2055–2065.

-Roohnia, M., 2019. Wood: Vibration and acoustic properties, in: Reference Module in Materials Science and Materials Engineering, 19th Ed, Elsevier Inc, Amsterdam, Netherlands, Available online,1-13.

-Segolpayegani, A., Brémaud, I., Gril, J., Thevenon, M.F. and Pourtahmasi, K., 2012. Effect of extractions on dynamic mechanical properties of white mulberry (Morus alba). Journal of Wood Science, 58(2):153-162.

-Wegst, U.K.G., 2006. Wood for sound. American Journal of Botany, 93(10): 1439-1448.

-Xu, W., Wu, Z. and Zhang, J., 2014. Effects of species and growth ring angles on acoustic performance of wood as resonance boards. Wood Fiber Sci, 46(3):412–420.

-Yuanyuan, Y., Rui, L., Xiaodong, Q., Yuxue, Y., Yang, Y., Xianglong, J., Bin, L., Yixing, L. and Zhenbo L., 2021. Effect of extraction on the acoustic vibrational properties of Picea jezoensis var. microsperma (Lindl.), W.C.Cheng & L.K.Fu, 78:24:1-13.

تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران

تاثیر پیش تیمار تخمیر و حذف مواد استخراجی بر ویژگی‌های آکوستیک چوب گونه‌ ون (Fraxinus excelsior)

مراجع

مراجع

دوره 39، شماره 1 - شماره پیاپی 86
فروردین 1403
صفحه 27-40

تاثیر پیش تیمار تخمیر و حذف مواد استخراجی بر ویژگی‌های آکوستیک چوب گونه‌ ون (Fraxinus excelsior)

مراجع

مراجع

دوره 39، شماره 1 - شماره پیاپی 86فروردین 1403صفحه 27-40

دوره 39، شماره 1 - شماره پیاپی 86
فروردین 1403
صفحه 27-40