تاثیر تیمار روغن سویا بر تخته فیبر

تاثیر تیمار روغن سویا بر تخته فیبر

پایان نامه تاثیر تیمار روغن سویا بر جذب رطوبت و خواص مکانیکی تخته فیبر

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                صفحه

فصل اول / مقدمه و کليات

1-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………… 2

1-1-1- فرضیات……………………………………………………………………………………………………. 4

1-1-2- اهداف………………………………………………………………………………………………………. 4

1-2- کلیات……………………………………………………………………………………………………………………5

1-2-1- تیمار روغن………………………………………………………………………………………………………..5

1-2-2- تخته فیبر سخت………………………………………………………………………………………. 7

1-2-3 روغن سویا………………………………………………………………………………………………….. 8

فصل دوم / سابقه تحقيق

2- سابقه تحقيق…………………………………………………………………………………………………… 11

فصل سوم / مواد و روش­ها

3-1- مواد…………………………………………………………………………………………………………….. 15

3-1-1- روغن سویا………………………………………………………………………………………………. 15

3-1-1- تغته فیبر سخت………………………………………………………………………………………. 16

3-2- روش­ها ……………………………………………………………………………………………………….. 16

3-2- 1- تیمار روغن سویا نمونه­ها ………………………………………………………………………………. 16

3-2-1-1- غوطه­وری در ظرف حاوی روغن سویا ……………………………………………………………………..17

3-2-1-1- سیلندر اشباع………………………………………………………………………………………………….17

3-3- آزمون خواص فیزیکی …………………………………………………………………………………. 19

3-3-1- آزمایش ثبات ابعادی…………………………………………………………………………………………..20

3-4- آزمون­های مکانیکی…………………………………………………………………………………………………20

3-4-1- آزمون مقاومت به خمش ……………………………………………………………………….. 20

3-4-2- آزمون مقاومت به ضربه…………………………………………………………………………… 22

3-2-4- روش تجزیه و تحلیل آماری……………………………………………………………………. 23

فصل چهارم/ نتایج و بحث

4-1- بررسی میزان جذب روغن سویا ………………………………………………………………….26

4-2- اثر روش تیمار بر ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی نمونه­های آزمونی …………….. 28

4-2-1- خواص فیزیکی………………………………………………………………………………………… 29

4-2-1-1- جذب آب …………………………………………………………………………………………… 29

4-2-1-2- واکشیدگی ضخامت …………………………………………………………………………… 30

4-2-2- ویژگی­های مکانیکی ………………………………………………………………………………. 31

4-2-2-1- مدول الاستیسیته……………………………………………………………………………….. 31

4-2-2-2- مقاومت خمشی …………………………………………………………………………………. 32

4-2-2-3- مقاومت به ضربه ………………………………………………………………………………… 33

4-3- اثر دمای تیمار بر ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی نمونه­های آزمونی……………… 34

4-3-1- خواص فیزیکی………………………………………………………………………………………… 35

4-3-1-1- جذب آب …………………………………………………………………………………………… 35

4-3-1-2- واکشیدگی ضخامت …………………………………………………………………………… 36

4-3-2- ویژگی­های مکانیکی ………………………………………………………………………………. 37

4-3-2-1- مدول الاستیسیته……………………………………………………………………………….. 37

4-3-2-2- مقاومت خمشی …………………………………………………………………………………. 38

4-3-2-3- مقاومت به ضربه ………………………………………………………………………………… 39

4-4- اثر دمای تیمار بر ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی نمونه­های آزمونی……………… 40

4-4-1- خواص فیزیکی………………………………………………………………………………………… 41

4-4-1-1- جذب آب …………………………………………………………………………………………… 41

4-4-1-2- واکشیدگی ضخامت …………………………………………………………………………… 42

4-4-2- ویژگی­های مکانیکی ………………………………………………………………………………. 43

4-4-2-1- مدول الاستیسیته……………………………………………………………………………….. 43

4-4-2-2- مقاومت خمشی …………………………………………………………………………………. 44

4-4-2-3- مقاومت به ضربه ………………………………………………………………………………… 45

فصل پنجم/ نتیجه‌گیری

5-1- نتیجه‌گیری………………………………………………………………………………………………. ……47

5-1-1-درصد افزایش وزن نمونه­های آزمونی……………………………………………………………………….47

5-1-2- اثر روش تیمار روغن سویا بر ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی نمونه­های آزمونی…………………………….47

5-1-3- اثر دما تیمار روغن سویا بر ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی نمونه­های آزمونی………………………………..48

5-1-4- اثر زمان تیمار روغن سویا بر ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی نمونه­های آزمونی……………………………..48

5-2- پیشنهادات………………………………………………………………………………………………… …..49

منابع

فهرست منابع………………………………………………………………………………………………………… 50

تیمار روغن

در فرایند تولید تخته فیبر، تیمار روغن امری اختیاری است و از آن فقط در تولید تخته فیبر نازک با دانسیته کم و زیاد استفاده می­شود. این تیمار توسط شرکت مازونیت ابداع شد، بدین ترتیب که که روغن را  جهت بهبود خواص تخته فیبر، به داخل آن تزریق کردند. این روغن­ها به روغن خشک شونده(oil drying)  شهرت داشته و به علت داشتن خاصیت اکسیداتیو خودکار، بدون هیچ­گونه اصلاح و یا اضافه کردن ماده شیمیایی، با اکسیژن هوا واکنش داده و سخت می­شوند( تریو و همکاران[1]، 2001 ).

توانایی سخت شدن در این روغن­ها ناشی از وجود اسیدهای چرب اشباع نشده است.این اسیدها که شامل لینولئیک، لینولینیک، اولئیک، اروسیک، راکیورپیک، و ایگزاپنتان اسید بوده که مطایق شکل 1-1 به علت داشتن پیوندهای دوگانه کربن توانایی واکنش با اکسیژن هوا را داشته و طی یک واکنش پلیمرزاسیون و به دنبال آن اکسیداسیون، ملکول اکسیژن به زنجیره هیدروکربن وارد شده و با ایجاد پیوند عرضی، روغن به صورت یک لایه نازک تشکیل فیلم می­دهد(پوت[2]،2001).

تیمار روغن به چند روش بر روی تخته فیبر اعمال می­گردد: استفاده از رل­های تماس مستقیم، اسپری روغن بر روی تخته و یا اضافه کردن روغن به الیاف در مراحل اولیه تولید و…(ساچلند و وودسون[1]،1987). در این تحقیق روش غوطه­وری در روغن و همچنین روش اشباع تحت خلا(روشی که جهت تیمار چوب آلات بکار گرفته می­شود) مورد بررسی قرار می­گیرد.

روغن سویا

روغن­ها و چربی­ها از منابع مختلف گیاهی و حیوانی تهیه می­شوند که هر یک دارای ویژگی­های مختلف متابولیکی فیزیکی و شیمیایی هستند. ساختار اصلی روغن­ها و چربی­ها، تری آسیل گلیسرول بوده که خواص فیزیکی آن از جمله نقطه ذوب، پلاستیسیته، اشکال کریستالی و غیره بستگی به طول زنجیر اسیدهای چرب، درجه غیراشباعی،محل پیوندهای دوگانه، نوع و طرز قرار گرفتن اسیدهای چرب موجود در مولکول تری­گلیسرید هستند(زمردی و همکاران،1383).

سويا گياهي است علفي ، يكساله و  از خانواده Papilonaceae كه ساقه هاي آن پوشيده از تارهاي سفيد و ارتفاع آن معمولاً 40 الي 80 سانتيمتر است و گاهاً به بيش از يك متر نيز مي رسد، برگهاي آن نيز متناوب و مركب از سه برگچه و گل هاي آن به رنگ تقريباً سفيد يا سفيد مايل به بنفش مي باشد، قسمت مورد استفاده سويا عمدتاً دانه هاي روغن دار این گیاه است که مقام نخست را در تامین روغن گیاهی در جهان داراست. امروزه سویا به عنوان یک کالای استراژیک نه تنها پاسخگوی مصارف غذایی متنوع­اند، بلکه مصارف صنعتی فراوان نیز یافته است. صنایع مربوط به غذاهای حاوی پروتئین سویا در سال­های گذشته در دنیا رشد قابل توجه­ای داشته است(مختارپور،1383).

    لوبياي روغني سويا از دانه هاي مهم روغني به شمار مي رود و بر اساس بسياري از مدارك و شواهد 2800 سال قبل از ميلاد در چين كشت مي شده و به عنوان گياهي مقدس مطرح بوده است و حال حاضر نیز بالاترین میزان تولید در جهان را به خود اخصاص داده است. در سال­ 2008 میزان تولید سویا 240870000 تن و میزان تولید روغن حاصل از آن 38790000 تن بود. در سال 2008 تولید روغن سویا بعد از روغن پالم در مقام دوم جهان قرار داشت. در ایران بالاترین سطح زیر کشت مربوط به استان گلستان و حدود 5500 هکتار در سال 87 می­باشد.

دانه سويا حاوي پروتئين ، چربي ، هيدرات كربن و عناصر معدني است. پروتئين و چربي (ليپيد) قسمت اعظم ارزش سويا را شامل شده و در حدود 60 درصد تركيبات دانه را تشكيل مي دهند.ميزان تركيبات دانه سويا به شدت تحت تأثير شرايط آب و هوايي و رقم آن قرار دارد. سویا حاوی 21-18 درصد روغن، 42-38 درصد پروتئین، 15 درصد قند نامحلول، 15 درصد قند محلول و 14 درصد رطوبت خاکستر و غیره می­باشد(میرزایی،1383).

این روغن به طور عمده حاوی اسیدهای چرب غیراشباع است. در جدول زیر ترکیب اسیدهای چرب این روغن ذکر شده است:

جدول ‏3‑1: مشخصات روغن سویا

به طورکلی روغن­های گیاهی که حاوی درصد بالایی لینولئیک و اسید لینولنیک که اسیدهای چرب غیر اشباع هستند، را می­توان به عنوان روعن خشک شونده نام برد. روغن سویا، روغن نیمه خشک شونده است و بسیار کندتر از روغن­های خشک شونده مانند برزک خشک می­شوند ولی فیلم با وام­تر و با ثبات بیشتری تشکیل می­دهد(پوت[1]،2001 )

نتیجه گیری و بحث تیمار روغن سویا

درصد افزایش وزن نمونه­های آزمونی

همانگونه که در بخش نتایج تحقیق مشاهده کردیم، درصد افزایش وزن، در 8 تیمار انجام شده نشان داد که تیمار تحت خلا به علت وجود فشار منفی، باعث جذب بیشتر روغن سویا و افزایش وزن نمونه­های تیمار شده، نسبت به روش غوطه­وری می­گردد. همچنین افزایش دما موجب کاهش ویسکوزیته و در نتیجه افزایش نفوذ روغن در نمونه­های  آزمونی می­شود. افزایش زمان تیمار نیز به علت افزایش مدت زمان در معرض روغن قرار گرفتن نمونه­ها و در نتیجه افزایش وزن بیشتر آن­ها، میزان جذب روغن را افزایش می­دهد.

 اثر روش تیمار روغن سویا بر ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی نمونه­های آزمونی

همانگونه که در بخش نتایج تحقیق مشاهده کردیم تیمار روغن سویا با هر دو روش غوطه وری و تیمار تحت خلا، موجب کاهش نامحسوس ویژگی­های مکانیکی شامل مدول الاستیسیته، مقاومت خمشی و مقاومت به ضربه شده، به طوری که در مقایسه با حد استاندارد خواص مکانیکی تخته فیبر، این خواص با وجود کاهش نسبت به خواص مکانیکی نمونه­های شاهد، در حد بالاتری بوده است. در مورد خواص فیزیکی نیز شاهد کاهش جذب آب و واکشیدگی ضخامت نمونه ها بودیم.

که این کاهش در مورد جذب آب، چه در نمونه­های شاهد و چه در نمونه­های تیمار شده بالا تر از حد استاندارد بوده است. ولی در مورد واکشیدگی ضخامت در تیمار تحت خلا، این کاهش پایین تر از حد استاندارد بوده و فابل فبول است. علت کاهش میزان جذب آب و واکشیدگی ضخامت را می­توان در خاصیت آبگریزی روغن دانست. زمانیکه نمونه ها با روغن تیمار می شوند، حفرات با استفاده از این روغن پر شده و در ابتدا مکانی برای جذب آب نیست و اینکه نمونه­ها خاصیت آبگریزی پیدا می کنند که در نهایت موجب کاهش جذب آب و واکشیدگی ضخامت نمونه ها می شود.

علت کاهش ویژگی های مکانیکی را می توان در فشار و دمای بکار برده شده در مرحله تیمار دانست که در برخی موارد موجب آسیب دیدگی بافت چوب می شود و روغن سویا نفوذ کرده نیز با چوب واکنش داده و موجب کاهش ویژگی های مکانیکی نمونه ها می شود. نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از تحقیق کاودر و همکاران(2010)،  ساچلند و وودسون، پن و همکاران(2010) و بونیگوت و همکاران(2011) همخوانی دارد.

 اثر دمای تیمار روغن سویا بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی نمونه­های آزمونی

با توجه به نتایج بدست آمده، می توان مشاهده کرد که با افزایش دمای تیمار مقاومت­های مکانیکی افت کرده و ویژگی های فیزیکی شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت کاهش می یابد. البته در مورد ویژگی های مکانیکی، در بیشتر موارد بین تیمار شاهد و تیمار در دمای 25 درجه سانتیگراد اختلاف معنی دار نبود. کاهش ویژگی­های مکانیکی شامل مدول الاستیسیته، مقاومت خمشی و مقاومت به ضربه به گونه­ای بوده است که در مقایسه با حد استاندارد، این خواص با وجود کاهش نسبت به خواص مکانیکی نمونه­های شاهد، در حد بالاتری بوده است. در مورد خواص فیزیکی نیز کاهش جذب آب، چه در نمونه­های شاهد و چه در نمونه­های تیمار شده بالا تر از حد استاندارد بوده است.

ولی در مورد واکشیدگی ضخامت در تیمار تحت خلا، این کاهش پایین تر از حد استاندارد بوده و فابل فبول است. علت کاهش جذب آب و واکشیدگی ضخامتی با افزایش دما را می توان در کاهش ویسکوزیته روغن سویا با افزایش دما دانست که موجب نفوذ بیشتر روغن شده و در نهایت موجب کاهش جذب آب و واکشیدگی نمونه های ساخته شده می شود. اما علت کاهش ویژگی های مکانیکی را می توان در اثر تخریب کننده دما در حین تیمار دانست. زیرا با افزایش دما تغییرات و واکنش هایی در چوب رخ می دهد که موجب کاهش مقاومت های مکانیکی چوب می­شود.

همانگونه که در نتایج مشاهده شد تفاوت بین نمونه شاهد و نمونه های حاصل از غوطه وری مشاهده نمی شود ولی این تفاوت بین روش اشباع تحت خلا و نمونه های دیگر کاملا معنی دار است. اثر دمای مشاهده شده در این مطالعه با مشاهدات پن و همکاران(2010) و بونیگوت و همکاران(2011) مطابقت دارد.

اثر زمان تیمار بر ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی نمونه­های آزمونی

زمان تیمار نیز همانند دمای تیمار با افزایش خود موجب کاهش جذب آب و واکشیدگی ضخامت و همچنین کاهش ویژگی های مکانیکی شد. کاهش ویژگی­های مکانیکی شامل مدول الاستیسیته، مقاومت خمشی و مقاومت به ضربه به گونه­ای بوده است که در مقایسه با حد استاندارد، این خواص با وجود کاهش نسبت به خواص مکانیکی نمونه­های شاهد، در حد بالاتری بوده است. در مورد خواص فیزیکی نیز کاهش جذب آب، چه در نمونه­های شاهد و چه در نمونه­های تیمار شده بالا تر از حد استاندارد بوده است.

ولی در مورد واکشیدگی ضخامت در تیمار تحت خلا، این کاهش پایین تر از حد استاندارد بوده و فابل فبول است.  علت کاهش جذب آب و واکشیدگی ضخامت با افزایش زمان تیمار را می­توان در زمان بیشتر برای نفوذ روغن و در نتیجه نفوذ روغن بیشتر به نمونه ها و در نهایت افزایش آبگریزی نمونه ها دانست که موجب کاهش جذب آب و واکشیدگی ضخامت می شود. در رابطه با کاهش مقاومت های مکانیکی با افزایش زمان تیمار می توان گفت که هر چه زمان تیمار افزایش می یابد یعنی در معرض دما و روغن بودن افزایش می یابد که در نتیجه موجب کاهش مقاومت های مکانیکی نمونه ها می شود. پن و همکاران(2010)، بونیگوت و همکاران(2011) و همچنین آیریلمیس و وینادی(2008) نیز در مطالعات خود نیز بر درستی این نتیجه گیری صحه گذاشته­اند.

جهت مشاهده نمونه های دیگر از پایان نامه رشته مهندسی کشاورزی کلیک کنید.

نمونه ای از فهرست منابع

•     اسدی خرم آبادی، ل. خزاعیان، ا. ماستری فراهانی، م. 1393. اثر تیمار حرارتی با روغن سویا اصلاح شده بر خواص فیزیکی و مکانیکی چوب راش. فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات علوم چوب وکاغذ ایران، دره ی بیست ونهم، شماره ی دوم. ص 219-208.
•    بازیار، ب. پارسا پژوه، د. خادمی اسلام، ح. حمصی، س. 1386. بررسی ویژگی های فیزیکی چوب تبریزی تیمار شده با روغن داغ برزک. مجله علوم کشاورزی ایران، جلد 13، شماره ی 1. ص 206-197.
•     تنعمی، ع. محبی، ب. قهری،س. 1391. اثر تیمار روغن گرمایی بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چوب راش. مجله پژوهش های علوم و فناوری چوب و جنگل، جلد نوزدهم، شماره ی سوم. ص 126-111.
•     چهره، ف. ماستری فراهانی، م. صادقی ماهونک، ع. 1391. اثر تیمار حرارتی با روغن کلزا بر ثبات ابعادی چوب صنوبر دلتوئیدس. مجله ی پژوهش های علوم و فناوری چوب و جنگل، جلد نوزدهم، شماره ی دوم. ص 107-105.
•     زمردی، ش. شکرایی، ر. شاهدی، م. و دخانی، ش. 1382. استفاده از مخلوط روغن سویا با روغن هیدروژنه کامل برای ساخت شورتنینگ. مجله ی علوم کشاورزی ایران، جلد سی و چهارم، شماره ی سوم. ص 595-587.
• …
• …