کیفیت سنجی چوب نخل خرما در فاصله بین پوست تا مغز گرده بینه به روش آکوستیکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیا بهبهان، بهبهان، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیا بهبهان، بهبهان، ایران

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

4 استادیار، گروه جنگلداری، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

این تحقیق بدنبال آن بود تا با تهیه نمونه های مکعبی در فاصله بین مغز تا پوست گرده بینه نخل خرما (Phoenix dactylifera) تغییرات شعاعی خواص آکوستیکی و مکانیکی را مورد مطالعه قرار دهد. لذا فاصله بین مغز تا پوست با فواصل 3 سانتی متری به پنج حلقه فرضی تبدیل و از هر حلقه نمونه هایی با ابعادcm3 35×2×2 (طولی × مماسی × شعاعی ) تهیه شد. برای ارزیابی دینامیکی از ارتعاش خمشی تیر دو سر آزاد و برای بررسی ویژگی های مکانیکی از خمش استاتیک تحت بار متمرکز در وسط دهانه استفاده شد. از تغییرات دانسیته و ساختار آناتومی نمونه های آزمونی در فاصله مذکور برای تفسیر نتایج استفاده شد. نتایج نشان داد که برخلاف آنچه در سوزنی برگان و پهن برگان رخ می دهد، خواص آکوستیکی چوب نخل خرما (تانژانت دلتا، کارایی تبدیل آکوستیک و امپدانس آکوستیک) در جهت شعاعی تقریبا ثابت بود. ضریب آکوستیک در نمونه های تهیه شده در اطراف مغز بیشتر از مقادیر آن برای نمونه های مجاور پوست اندازه گیری شد که البته این اختلاف در سطح 5 درصد معنی دار بود. با حرکت از سمت مغز به سمت پوست، تغییر معنی داری در میزان دانسیته بعنوان یک ویژگی فیزیکی مشاهده نشد. بالاترین مدول استاتیک و گسیختگی مربوط به نمونه های گرفته شده از حلقه فرضی اول و فاصله 3 سانتی متری مرکز گرده بینه بود. با رسیدن به حلقه فرضی پنجم و فاصله 15 سانتی متری از مغز، میزان مدول الاستیسیته و گسیختگی به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافت. در انتها می توان گفت که کیفیت سنجی چوب نخل خرما بر اساس تغییر در پارامترهای آکوستیکی روش مطمئنی نیست و منجر به تصمیم گیری نادرست می شود. برای استفاده از چوب نخل در جاهایی که پارامتر سفتی اهمیت دارد، نمونه های نزدیک به مغز گرده بینه مناسب تر هستند.

کلیدواژه‌ها


[1] Saadatnia, M.A., Pourtahmasi, K., Moradian, M.H. and Pourasrtip, L., 2015. Compression wood quality assessment with different ultrasound wave parameters in radial direction of spruce disks, International symposium NDT-CE, 15-17 September, Berlin Germany, 1047-1056.

[2] Nyström, J. and Kline, D.E., 2000. Automatic classification of compression wood in green southern yellow pine. Wood and Fiber Science, 32:301-310.

[3] Saadatnia, M.A, Enayati, A.K, Pourtahmasi, K. and Moradian, M.H., 2016. Investigation on transversal variation of poplar tension wood quality using ultrasound wave parameters. Wood Material Science & Engineering, 11(4):201-208.

[4] Bucur, V., Herbe, C. and Nosei, C., 1994. Annual ring characteristics of Pinus taeda measured by ultrasonic and x-ay techniques. IAWA, 15(2):121-132.   

[5] Hasegawa, M., Takata, M., Matsumura, J. and Oda, K., 2011. Effect of wood properties on within-tree variation in ultrasonic wave velocity in softwood. Ultrasonics, 51:296-302.

[6] Roohnia, M., Hossein, M.A., Alavi-Tabar, S.E., Tajdini, A., Jahan-Latibari, A. and Manouchehri, N., 2011. Acoustic Properties in ARIZONA cypress logs: a tool to select wood for sounding board. Bio Resources, 6(1): 386-399.

[7] Hegazy, S., Ahmed, K. and Hiziroglu, S., 2015. Oriented strand board production from water-treated date palm fronds. Bio resources, 10(1): 448-456.

[8] Haslett, A.N., 1990. Suitability of oil palm trunk for timber uses. Journal of Tropical Forest Science, 2(3): 43-51.

[9] Gibson, L.J., 2012. The hierarchical structure and mechanics of plant materials. Journal of the Royal Society Interface, 9(76):2749–2766.

[10] Darwis, A., Nurrochmat, D.R., Massijaya, M.Y., Nugroho, N., Alamsyah, E.M., Bahtiar, E.T. and Safe’i, R., 2013. Vascular bundle distribution effect on density and mechanical properties of oil palm trunk. Asian Journal of Plant Science, 12(5): 208-213.

[11] Fathi, L. and Frühwald, A., 2014. The role of vascular bundles on the mechanical properties of coconut palm wood. Wood Material Science and Engineering, 9(4):214-223.

[12] Dungani, R., Jawaid, M., Abdul Khalil, H.P.S., Jasni, Aprilia, S., Hakim, K.R., Hartati, S. and Islam, M.N., 2013. A review on quality enhancement of oil palm trunk waste by resin impregnation: future material, Bio resources, 8(2): 3136-3156. 

[13] Fathi, L., Frühwald, K. and Frühwald, A., 2014. The potential use of timber from palm trees for building purposes, proceeding of the world conference on timber engineering, Quebec, Canada, 10-14 August, 1-7 p.

[14] Yafang, Y., Hirofumi, N., Xiaoli, L. and Takashi, N., 2010. Mechanical properties assessment of Cunninghamia lanceolata plantation wood with three acoustic-based nondestructive methods. Wood Science, 56:33–40.

[15] Standard test methods for Dynamic Young’s Modulus, Shear Modulus, and Poisson’s Ratio of Refractory Materials by Impulse Excitation of Vibration , Annual Book of ASTM Standard, C 1548-02, 2003.

[16] Roohnia, M., 2016, Wood: Acoustic properties, book chapter, Elsevier Inc,  Reference Module in Materials Science and Materials Engineering, doi:10.1016/B978-0-12-803581-8.01996-2 1.

[17] Standard test methods for determining wood behavior to static bending tests for small clear specimens of timber, Annual Book of ASTM Standard, D 143-09, 2004.

[18] Ruggeberg, M.R., Speck, T., Paris, O., Lapierre, C., Pollet, B., Koch, g. and Burgert, I., 2008.  Stiffness gradients in vascular bundles of the palm Washingtonia robusta, B- Biological. Science, 275, 2221–2229.

[19] Fathi, L., Bahmani, M., Saadatnia, M.L. and Poursartip, L., 2017. An investigation on anatomical and mechanical properties of vascular bundles in Date palm (Case Study: Ahvaz countryside). Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 8 (1):109-118. (In Persian).

[20] Butterfield, B.G. and Meylan, B.A., 1980. Three dimensional structure of wood: an ultra-structural approach, Chapman and Hall, Ed.2, 103pp.