فهرست مطالب

پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل - سال سی‌ام شماره 2 (تابستان 1402)

فصلنامه پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل
سال سی‌ام شماره 2 (تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/06/21
  • تعداد عناوین: 8
|
  • یاسمن فاطمه عزیزی، ضیاالدین باده یان*، حامد نقوی، حبیب رمضانی صفحات 1-14
    سابقه و هدف

    مطالعه ساختار سیمای سرزمین بر اساس اصول اکولوژی و شاخص های مکانی سیمای سرزمین به عنوان اجزای تشکیل دهنده ی آن ابزاری مناسب برای نقشه سازی و کمی کردن خصوصیات مکانی هر کاربری محسوب می شوند. به دلیل گسترش روز افزون فعالیت های بشری، ساختار و کارکردهای اکولوژیک سیمای سرزمین تغییر می یابد و الگوهای سیمای سرزمین دستخوش تغییرات نامطلوبی می گردد. لذا به منظور پایش و کنترل این تغییرات، کمی سازی و مطالعه سیمای سرزمین اهمیت و ضرورت بیشتری می یابد. این مطالعه با هدف کمی سازی الگو سیمای سرزمین مناطقی با درجات مختلف توسعه با استفاده از روش نمونه برداری خطی (LIS) جهت برآورد شاخص مکانی طول کل لبه جنگل و روش نمونه برداری جفت نقطه ای برای برآورد شاخص مکانی سرایت انجام گرفت.

    مواد و روش ها

    برای انجام این تحقیق یک عرصه 200 هکتاری از دو منطقه حفاظت شده سفیدکوه و تخریب شده قلعه گل در استان لرستان بر روی تصاویرGoogle Earth انتخاب و در محیط GIS مورد پردازش قرار گرفتند. بمنظور انجام نمونه برداری خطی 16 پاره خط (ترانسکت) 100 و 200 متری به صورت سیتماتیک و با جهت تصادفی بر روی عرصه مورد مطالعه منطبق گردید. برای روش نمونه برداری جفت نقطه ای شبکه نقاطی با فواصل 100 و 200 متری به صورت سیستماتیک و با شروع تصادفی بر روی تصاویر منتخب پیاده شد و سپس شاخص های مکانی محاسبه شدند. از آزمون تی استیودنت جفتی نیز برای مقایسه فواصل مختلف در دو منطقه استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج به دست آمده نشان می دهند که در هر دو طول اندازه گیری شده ترانسکت ها، طول کل لبه جنگل در منطقه قلعه گل بیشتر از سفیدکوه بوده و ارزش عددی شاخص مکانی سرایت در منطقه قلعه گل کمتر از سفیدکوه است. یافته ها نشان دهنده از هم گسیختگی و تکه تکه شدن بیشتر منطقه قلعه گل است. نتایج طول کل لبه جنگل هم با نتایج برآورد سرایت مطابقت دارد و منطقه قلعه گل که سرایت کمتری دارد، طول کلی لبه جنگل بیشتری دارد که این امر هم نشا ن دهنده تخریب و از هم گسستگی بیشتر این منطقه نسبت به منطقه کمتر تخریب یافته سفیدکوه است. از دلایل تعدد لکه ها در منطقه قلعه گل می توان به حضور لکه های مصنوعی و انسان ساخت از قبیل: روستاهای متعدد، فعالیت های کشاورزی، باغداری و چرای دام و مصرف چوب برای مصارف روستایی و... اشاره نمود که علاوه بر لکه لکه شدن این منطقه سبب تنک شدن پوشش جنگلی منطقه شده است.

    نتیجه‎ گیری:

    کمی سازی الگو سیمای سرزمین مناطقی با درجات مختلف توسعه با استفاده از روش نمونه برداری خطی (LIS) جهت برآورد شاخص مکانی طول کل لبه جنگل و روش نمونه برداری جفت نقطه ای برای برآورد شاخص مکانی سرایت می توانند به عنوان روش های موثری جایگزین نقشه های پوشش گیاهی با جزییات شوند و می توان با صرف هزینه و زمان کمتر و با صحت بالاتر الگوهای سیمای سرزمین را کمی سازی و مقایسه نمود.

    کلیدواژگان: متریک های سیمای سرزمین، نمونه برداری نقطه ای، نمونه برداری خطی، کمی سازی
  • منصوره آقاسی زاده شعرباف، وحیده پیام نور*، محمدرضا کاوسی، جواد اصیلی صفحات 15-37
    سابقه و هدف
    گانودریک اسید (GA) نوعی از تری ترپنوییدها است که توسط گونه های مختلف گانودرما تولید می شود. این متابولیت ثانویه به دلیل عملکردهای دارویی فوق العاده در سال های اخیر توجه زیادی را به خود معطوف نموده و باوجوداینکه گانودرما لوسیدیوم معروفیت زیادی به خاطر داشتن این ترکیب دارد اما گونه های دیگر نیز به عنوان جایگزین موردتوجه هستند. یکی از مهم ترین گونه های گانودرما قارچ Ganoderma adspersum است که به صورت پارازیت یا ساپروفیت روی درختان زنده یا برخی اوقات روی کنده های درختان یافت می شود و بازیدیوکارپ آن بسیار شباهت به گونه applanatum G. دارد و اغلب اشتباه گرفته می شود. خواص دارویی مختلفی چون کاهش فشار و قند خون، تقویت سیستم ایمنی، خاصیت ضدویروسی و ضد باکتریایی و ضدالتهابی را برای این گونه ذکر کرده اند و از منابع اصلی تولید گنودریک اسید است. در پژوهش حاضر ضمن شناسایی مولکولی قارچ و حصول اطمینان از گونه، از امواج فراصوت به عنوان محرک و با هدف افزایش گانودریک اسید کل در شرایط این ویترو استفاده و در دو حالت درون سلولی و برون سلولی نتایج بررسی شد.
    مواد و روش ها
    نمونه برداری از قارچ در سه سایز کوچک، متوسط و بزرگ انجام و پس از خالص سازی، مورد شناسایی مورفولوژیکی و مولکولی قرار گرفت. نمونه ها در محیط PDA کشت شده و پس از 14 روز در محیط کشت سوسپانسیون (PDB)، در معرض محرک امواج فراصوت با متغیرهای تعداد (1 تا 3 بار صوت دهی)، زمان (60، 180 و 300 ثانیه) و دمای صوت دهی (30، 40 و 50 درجه سانتی گراد) قرار گرفتند. سپس از میسلیوم و محیط کشت قارچ موجود در کشت سوسپانسیون عصاره گیری و گانودریک اسید درون سلولی و برون سلولی اندازه گیری شد. جهت انجام کار از روش سطح پاسخ RSM و طرح باکس بنکن استفاده و 17 آزمایش توسط نرم افزار Design expert 7. طراحی گردید و مقدار بهینه متغیرها برای حداکثر تولید گانودریک اسید، به کمک نرم افزار تعیین شد.
    یافته ها
    طبق شناسایی مورفولوژیکی و مولکولی گونه انتخابی گانودرما، ادسپرسوم نام دارد. وجود گانودریک اسید در این قارچ به اثبات رسید مشخص شد در بین سه سایز انتخاب شده قارچ، سایز بزرگ تر (21 × 16 سانتی متر) گانودریک اسید بیشتری نسبت به دو سایز دیگر داشت و از همین سایز برای نمونه گیری و القا محرک استفاده شد. بیشترین میزان گانودریک اسید کل مربوط به دومرتبه صوت دهی به مدت 282 ثانیه و دمای 30 درجه سانتی گراد بود (21/79 میلی گرم بر گرم) که باعث افزایش 6/1 برابری گانودریک اسید کل نسبت به شاهد گردید و این در حالی است که این میزان در قارچ طبیعی 48/25 میلی گرم بر گرم بوده است.
    نتیجه گیری
    کشت در محیط این ویترو به جای برداشت از جنگل یک روش پایدار برای استخراج متابولیت های ثانویه گیاهی می تواند مورداستفاده قرار گیرد. گانودریک اسید یکی از مهم ترین متابولیت های ضدالتهاب و ضدویروس است که در گونه های قارچ گانودرما وجود دارد. با توجه به نیاز به برداشت وسیع از جنگل و عدم امکان دسترسی مداوم به جنگل، جایگزین نمودن روش های نوین کشت قارچ در شرایط آزمایشگاهی به جای جمع آوری از جنگل امری ضروری است. پژوهش حاضر در همین راستا و باهدف افزایش مقدار گانودریک اسید برای اولین بار بر روی گانودرما ادسپرسوم صورت گرفت. همچنین این قارچ برای اولین بار بر روی ممرز گزارش می شود. با توجه به افزایش بیش از 5/1 برابری گانودریک اسید کل بعد از اعمال تیمار صوت دهی نسبت به نمونه قارچ طبیعی، انجام تحقیقات تکمیلی برای شناسایی جزیی تر و نوع گانودریک ها پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: گانودریک اسید، بررسی DNA، Ganoderma adspersum، متابولیت ثانویه، امواج فراصوت
  • امیررضا نیک پور، هاشم حبشی* صفحات 39-54
    سابقه و هدف
    فرم هوموس خاک تحت تاثیر عوامل زیستی مانند نوع پوشش گیاهی و موجودات خاک بر روی عوامل غیر زیستی مانند اقلیم، توپوگرافی و سنگ بستر تکامل می یابد؛ بنابراین شاخص مهمی در جنگل است. پژوهش ها نشان داده که تغییرات ارتفاع از سطح دریا تاثیر معنی داری بر تغییرات فرم هوموس دارد لیکن رابطه آن با تغییرات متغیرهای مرتبط با ریخت شناسی توپوگرافی مبهم است. این پژوهش باهدف تعیین رابطه شاخص های مورفومتری توپوگرافی با تغییرات فرم های هوموس در مقیاس محلی انجام شد.
    مواد و روش ها
    در شیب یک گرادیان ارتفاعی 200 تا 1000 متری با استفاده از 510 پروفیل هوموس، فرم های اصلی و ثانویه هوموس با استفاده از طبقه بندی فرم های هوموس خشکی زی تروفرم (مناسب برای جنگل های کوهستانی معتدله) به روش طبقه بندی اروپایی در مساحت 1700 هکتار از سری اول جنگل شصت کلاته تعیین شد. مشخصه های اولیه و ثانویه توپوگرافی از مدل رقومی زمین باقدرت تفکیک مکانی 10 متر به دست آمد. از آنالیز تشخیص و رگرسیون برای تعیین روابط استفاده شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد طبقه بندی منطقه به دو حد ارتفاعی پایین بند کمتر از 599 متر و میان بند بالاتر از 600 متر باعث افزایش ضریب صحت کلی برای فرم هوموس اصلی به ترتیب 55 و 14 درصد و برای فرم هوموس ثانویه 83 و 58 درصد خواهد شد. ضریب کاپا نیز برای فرم هوموس اصلی دو منطقه پایین بند و میان بند به ترتیب 112 و 49 درصد افزایش یافت. در پایین بند فراوانی فرم هوموس اصلی مول بیشتر بود حال آنکه دو فرم هوموس اصلی مودر و آمفی در میان بند فراوانی بیشتری داشتند. تغییرات فرم های هوموس ثانویه نشان داد که در پایین بند فراوانی یومول بیشترین است، حال آنکه یومودر در میان بند بیشترین فراوانی را داشت. درمجموع فراوانی فرم های هوموس یوماکروآمفی، یومزوآمفی و لپتوآمفی در میان بند بیشتر از پایین بند بود. برخلاف یافته های پژوهشی قبلی مشخص شد ارتفاع از سطح دریا ارتباط منفی با تغییرات فرم هوموس اصلی و ثانویه در میان بند دارد حال آنکه ارتباط مثبتی در پایین بند داشت و البته ارتباط شیب برعکس آن بر تغییرات فرم های هوموس اثر می گذارد. رابطه انحنای نیمرخی و انحنای مسطح با فرم هوموس اصلی و ثانویه در پایین بند و میان بند مثبت بود؛ به دیگر سخن با افزایش تقعر دامنه در جهت شیب و تحدب دامنه عمود بر شیب تمامی افق های دیفرانسیل هوموس حضور خواهند داشت و باعث تشکیل ساختمان خاکدانه بزرگ زیستی در افق نیمه آلی Ah خواهد شد که حضور یومول و لپتوآمفی را توضیح می دهد. شاخص رطوبت توپوگرافی نیز در پایین بند و میان بند رابطه مثبتی با تغییرات فرم های هوموس اصلی و ثانویه داشت که نشان می دهد با افزایش رطوبت خاک که ناشی از محتوای ماده آلی بیشتری در افق های سطحی خاک است، فرم هوموس اصلی به طرف مودر تمایل خواهد یافت.
    نتیجه گیری
    ارتباط تغییرات فرم های هوموس اصلی و ثانویه با شاخص های مورفومتری نشان داد که روند تغییرات ارتفاع از سطح دریا و شیب با تغییرات فرم های هوموس در پایین بند و میان بند به صورت یکسان نیست و عکس همدیگر است که تاکید می نماید در بررسی هایی با مقیاس محلی توجه به جزییات نتایج را دقیق تر خواهد نمود. از بین مشخصه های ثانویه شاخص رطوبت توپوگرافی به عنوان متغیری اثرگذار بر تغییرات فرم های هوموس معرفی شد. وضعیت تحدب و تقعر دامنه می تواند با تغییر بر دخل وخرج آب، رطوبت و زهکشی افق نیمه آلی Ah تغییرات معنی داری بر فرم های هوموس اصلی و ثانویه داشته باشد.
    کلیدواژگان: شاخص مورفومتری، فرم هوموس، ارتفاع از سطح دریا، مشخصه توپوگرافی، شاخص رطوبت
  • زهرا الهی فرد، داود رسولی*، تقی طبرسا، محمدرضا ماستری فراهانی صفحات 55-70
    سابقه و هدف
    چوب به عنوان یک ماده تجدیدپذیر و دوستدار محیط زیست، دارای ویژگیهای منحصر به فردی از نظر مکانیکی، فیزیکی و ظاهری می باشد که همین امر باعث استفاده گسترده آن در صنعت ساختمان، مبلمان و دکوراتیو می شود. چوب بعنوان یک ماده زیست تخریب توسط عوامل مختلفی مانند عوامل بیولوژیک، هوازدگی، آتش و., مورد حمله قرار می گیرد. تلاش های زیادی برای افزایش دوام چوب صورت گرفته است بعنوان مثال برای حفاظت چوب در برابر هوازدگی و رطوبت، از رنگ ها استفاده می شود. اما از آنجایی که چوب و رنگ های پلیمری اشتعال پذیر هستند، با استفاده از مواد کندسوز کننده در ساختار رنگ ها می توان شدت اشتعال پذیری را کاهش داد. به همین منظور در این مطالعه تاثیر مواد کندسوزکننده بر مقاومت به آتش و تغییرات رنگی پوشش آکریلیکی اعمال شده بر روی چوب صنوبر مورد بررسی قرار گرفت.
    مواد و روش ها
    در این تحقیق تاثیر مواد کندسوز کننده (بورات روی، دی آمونیوم فسفات، نانوسیلیکا و نانورس) در غلظت های 10، 20 درصد و ترکیب دو تایی از این مواد (20 درصد) در ساختار رنگ آکریلیکی بر مقاومت به آتش چوب صنوبر رنگ شده مورد بررسی قرار گرفت. سپس مقاومت کششی فیلم رنگ ، تغییرات رنگی نمونه های چوبی رنگ شده و هم چنین مقاومت به آتش آنها مورد مطالعه قرار گرفت.
    یافته ها
    یافته های این تحقیق نشان داد که بورات روی و دی آمونیوم فسفات تاثیری بر مقاومت کششی فیلم رنگ نداشته اند، اما نانو رس به طور معنی داری مقاومت کششی فیلم را افزایش داد این در حالی است که نانو سیلیکا باعث کاهش معنی دار این مقاومت شد . کمترین تغییرات رنگی در نمونه های حاوی بورات روی و دی آمونیوم فسفات مشاهده شد. استفاد از مواد کندسوز کننده در ساختار رنگ باعث افزایش مقاومت به آتش گردید که در این بین، دی آمونیوم فسفات و نانو رس کارایی بهتری را از خود نشان دادند. در بسیاری از آزمون-ها اختلاف قابل توجهی بین غلظت های 10 و 20 درصد مواد کند سوز مشاهده نشد. در تیمارهای ترکیبی هم ترکیب دی آمونیوم - بورات روی و دی آمونیوم -نانو رس کارایی مناسبتری را در تغییرات رنگی و مقاومت به آتش از خود نشان دادند.
    نتیجه گیری
    در بین مواد کندسوز کننده، دی آمونیوم فسفات و بورات روی با کمترین تاثیر منفی در مقاومت کششی فیلم و تغییرات رنگی نمونه ها و فیلم رنگ، بهترین عملکرد را نیز در افزایش مقاومت به آتش از خود نشان دادند. به همین خاطر می توان از این دو ماده جهت کندسوز کردن رنگ آکریلیکی مورد استفاده بر روی چوب استفاده نمود.
    کلیدواژگان: کندسوز کننده، مقاومت به آتش، پوشش آکریلیکی، مقاومت کششی، چوب صنوبر رنگ شده
  • تقی طبرسا*، سید کاظم حسینی، علیرضا شاکری، حمیدرضا عدالت صفحات 71-85
    سابقه و هدف
    رزین اوره فرم آلدیید یک رزین مهم در صنایع تولید پانل های چوبی می باشد. این رزین ارزان می باشد و بعد از پلیمر شدن بیرنگ می شود حلالش آب است و استفاده از آن آسان است . اما مشکلاتی مثل مقاومت پایین در برابر رطوبت دارد و در محیط تولید و مصرف از آن گاز فرم الدیید منتشر می شود که برای سلامتی انسان مضر می باشد . محققین بررسی های زیادی برای جایگزینی فرم الدیید با مواد غیر مضر انجام می دهند . فورفورال یک ماده شیمیایی آلدییدی می باشد که می تواند همانند فرم آلدیید با اوره واکنش نماید که می تواند از پسماند های محصولات زراعی مثل کاه گندم ، ساقه ذرت و نیشکر استحصال گردد. در این تحقیق چایگزینی فورفورال بجای فرم آلدیید در ترکیب رزین اوره فرم آلدیید و تقویت چسب حاصل با استفاده از نانو رس مورد بررسی قرار گرفته است.
    مواد و روش ها
    فورفورال و اوره با سه نسبت مولی اوره به فورفورال: 1به 1 ، 1 به 2/2 و 1 به 5/3 با هم مخلوط گردیدند. برای بررسی مقاومت برشی اتصال از آزمون استحکام برشی چسب استفاده گردید. انتهای دو تراشه خشک راش با رزین اوره فورفورال اغشته گردید و روی هم قرار گرفت و در آون قرار گرفت تا رزین گیرا شود. . دو روکش متصل شده تحت کشش قرار گرفتند و مقاومت برشی اتصال اندازه گیری گردید. . بر اساس نتایج آزمون مقاومت برشی اتصال رزین اوره فورفورال با نسبت مولی1 به 2/2 بهترین رزین شناخته شد . به این رزین نانو رس بنتولیت در سه سطح 5/0 ، 1 و 2 درصد اضافه گردید و خواص رزین مانند دانسیته، میزان جامدات، ویسکوزیته و زمان انعقاد اندازه گیری گردید. آزمون استحکام برشی چسب هم انجام شد. همچنین طیف سنجی FTIR و تصویربرداریFESEM وXRD برای بررسی واکنش نانورس و توزیع آن در رزین انجام گرفت.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که در رزین تولید شده از اختلاط فوفورال و اوره با نسبت مولی اوره به فورفورال 1 به 2/2 با داشتن بالاترین ماستحکام برشی چسب (1/62 مگا پاسکال) بهترین رزین در میان سایر رزین ها می باشد. به این رزین نانو رس در سه سطح 5/0 % ، 1% و 2% اضافه شد که باعث بهبود خواص رزین گردید. بطوری که میزان جامدات از 54 درصد نمونه های شاهد به 56/8 درصد در رزین با 2 درصد نانو رس افزایش یافت . دانسیته رزین از 1/1 گرم بر سانتی متر مکعب شاهد به 1/1451 گرم بر سامنتی متر مکعب برای نمونه های حاوی 2% نانو رس افزایش یافت. ویسکوزیته از 95 ثانیه برای نمونه شاهد به 143 ثانیه برای نمونه های حاوی 2% نانو رس افزایش یافت و مقاومت برشی اتصال چسب از 1/7 مگا پاسکال برای نمونه شاهد به 2/7 مگاپاسکال برای نمونه های حاوی 5/0 % نانو رس افزایش یافت . زمان انعقاد رزین برای نمونه شاهد 180 ثانیه بود که به 140 ثانیه کاهش یافت.
    نتیجه گیری
    یافته های این تحقیق نشان داد که رزین عاری از فرم الدیید اوره فورفورال با نسبت مولی اوره به فورفورال 1 به2/2 بالاترین مقاومت اتصال برشی (62/1 مگاپاسکال) را دارا بود. .افزودن نانو رس به این رزین باعث بهبود مقاومت برشی، دانسیته، میزان جامدات ، ویسکوزیته و زمان گیرایی رزین گردید.. بر اساس نتایج فوق می توان نتیجه گیری نمود رزین اوره فرم فوره فورفورال تهیه شده با نسبت مولی اوره به فورفورال 1 به 2/2 و افزودن 5/0 % نانو رس جایگزین مناسبی برای رزین اوره فرم آلدیید است که می تواند برای صنعت تخته خرده چوب و تخته فیبر توصیه گردد.
    کلیدواژگان: اوره فورفورال، مقاومت اتصال، نانو رس، میزان جامدات، ویسکوزیته
  • ایمان اکبرپور* صفحات 87-107
    سابقه و هدف

    بازیافت فرآورده های مختلف کاغذی و مقوا می تواند بخش عمده کمبود مواد اولیه سلولزی موردنیاز برای تولید خمیروکاغذ را تامین کند و از نظر اقتصادی و زیست محیطی می تواند حایز اهمیت باشد. استفاده از خمیرکاغذ بازیافتی در کاغذسازی موجب کاهش کیفیت کاغذ نهایی می شود. لذا استفاده از پیش تیمار آنزیمی به طور مجزا یا توالی های ترکیبی و همچنین رنگ بری خمیرکاغذ می تواند در بهبود ویژگی های کیفی کاغذ نهایی حاصل از خمیرکاغذ بازیافتی موثر واقع شود. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر پیش تیمار آنزیمی با توالی ترکیبی سلولاز و لاکاز بر قابلیت رنگ بری خمیرکاغذ حاصل با پراکسید هیدروژن انجام شده است و ویژگی های کیفی خمیرکاغذ نهایی بعد از فرآیند رنگ بری مورد بررسی قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    در ابتدا مخلوط کاغذهای روزنامه و مجله باطله با استفاده از پیش تیمار آنزیمی (توالی ترکیبی سلولاز و لاکاز) و همچنین روش متداول شیمیایی مرکب زدایی شدند. پیش تیمار آنزیمی در قالب تیمارهای آزمایشی C1L1 (مصرف آنزیم سلولاز: 1/0 درصد و مدت زمان: 10 دقیقه؛ مصرف آنزیم لاکاز: 20u و مدت زمان: 120 دقیقه)، C1L2 (مصرف آنزیم سلولاز: 1/0 درصد و مدت زمان: 10 دقیقه؛ مصرف آنزیم لاکاز: u40 و مدت زمان: 120 دقیقه)، C2L1 (مصرف آنزیم سلولاز: 1/0 درصد و مدت زمان: 20 دقیقه؛ مصرف آنزیم لاکاز: 20u و مدت زمان: 120 دقیقه) و C2L2 (مصرف آنزیم سلولاز: 1/0 درصد و مدت زمان: 20 دقیقه؛ مصرف آنزیم لاکاز: u40 و مدت زمان: 120 دقیقه) تحت شرایط مشخص فرآیندی انجام گرفت. همچنین نمونه خمیرکاغذ شاهد (بدون افزودن مواد شیمیایی یا آنزیم) و خمیرکاغذ مرکب زدایی شده به روش متداول شیمیایی تهیه شدند. در ادامه رنگ بری خمیرکاغذهای مرکب زدایی شده با استفاده از سیستم رنگ بری با پراکسید هیدروژن شامل 2% پروکسید هیدروژن، 2% هیدروکسید سدیم، 2% سیلیکات سدیم، 2/0% کی لیت کننده DTPA و 1/0% سولفات منیزیم در داخل کیسه های پلاستیکی مجزا تحت شرایط فرآیندی درصد خشکی 10%، دمای 70 درجه سانتی گراد و مدت زمان 2 ساعت در حمام بخار آب انجام گرفت. در پایان ویژگی های نوری و مقاومتی خمیرکاغذهای رنگ بری شده مورد ارزیابی قرار گرفتند.

    یافته ها

    نتایج ارزیابی خمیرکاغذهای رنگ بری شده با پراکسید هیدروژن پس از مرکب زدایی با روش متداول شیمیایی و توالی های پیش تیمار آنزیمی سلولاز و لاکاز نشان داد که استفاده از پیش تیمار آنزیمی با توالی سلولاز و لاکاز در مرکب زدایی، عملکرد کلی فرآیند رنگ بری با پراکسید هیدروژن را بهبود می بخشد و در مقایسه با خمیرکاغذ از پیش مرکب زدایی شده به روش متداول شیمیایی، کاغذهای با ویژگی های نوری و مقاومتی به مراتب بهتری را بعد از رنگ بری نتیجه داده است. پیش تیمارهای C2L2 و C2L1 در بین تیمارهای ترکیبی آنزیمی بعد از رنگ بری با پراکسید هیدروژن، به ترتیب منجر به بهبود درجه روشنی به میزان 12/11 درصد (افزایش حدود 5 واحد) و 5/9 درصد (افزایش حدود 4 واحد) شدند. سفیدی کاغذ نیز در این پیش تیمارها به ترتیب به میزان 92/31 درصد و 54/24 درصد (افزایش حدود 9 و 6 واحد) افزایش یافته و زردی کاغذها نیز به ترتیب به میزان 19/40 و 25/44 درصد و ماتی کاغذ به ترتیب 74/37 و 97/23 درصد کاهش یافتند. همچنین، در تیمارهای آزمایشی C2L1 و C2L2، شاخص کششی کاغذ به ترتیب 17/29 درصد و 64/35 درصد (به ترتیب Nm/g 64/40 و Nm/g 7/38، طول پارگی به ترتیب 42/64 درصد و 99 درصد (km 92/5 و km 89/4) و شاخص ترکیدگی کاغذ نیز به ترتیب به میزان 85/70 درصد و 37/92 درصد (به ترتیب mN.m2/g 81/3 و kPa.m2/g 29/4) افزایش یافتند. شاخص های پارگی کاغذ در این تیمارها به طور متوسط در حدود mN.m2/g 82/6 و mN.m2/g 62/6 تعیین شدند که در مقایسه با خمیرکاغذ مرکب زدایی شده شیمیایی پس از رنگ بری کمی کمتر است اما در پیش تیمار با توالی ترکیبی C2L1 ، شاخص پارگی تقریبا معادل خمیرکاغذ مرکب زدایی شده شیمیایی به دست آمد.

    کلیدواژگان: خمیرکاغذ بازیافتی، آنزیم سلولاز، آنزیم لاکاز، توالی آنزیمی، قابلیت رنگ بری خمیرکاغذ
  • میثم علی آبادی، محمدرضا دهقانی فیروزآبادی*، الیاس افرا، واشینگتون لوئیز استیوز ماگالس، گابریل گوتن د لیما صفحات 109-123
    سابقه و هدف
    امروزه، بسته بندی ایمن مواد غذایی برای مصرف کنندگان اهمیت زیادی دارد؛ زیرا به طور مستقیم با سلامت افراد در ارتباط است. مسایل زیست محیطی نیز بیش از پیش در تولید بسته بندی مواد غذایی اهمیت یافته است. مواد پلاستیکی تهیه شده از بسپارهای فسیلی باعث آلودگی محیط زیست می شوند. به همین دلیل، استفاده از بسپارهای سبز (دوست دار محیط زیست) به عنوان جایگزین مناسب بسپارهای فسیلی در صنعت بسته بندی به سرعت در حال افزایش است. میکروفیبریل سلولز به عنوان یک ماده دوست دار محیط زیست، برخی از ویژگی های مورد نیاز بسته بندی فعال مواد غذایی از قبیل نفوذپذیری کم در برابر اکسیژن و مقاومت کششی زیاد را دارد. کیتوزان نیز ماده ای زیست تخریب پذیر است که اثر آنتی اکسیدانی و آنتی باکتریال آن اخیرا در بسته بندی مواد غذایی مورد توجه قرار گرفته است. این تحقیق با هدف بررسی اثر افزودن کیتوزان بر ویژگی های فیلم MFC مورد استفاده در بسته بندی مواد غذایی انجام شده است.
    مواد و روش ها
    در ابتدا خمیر کاغذ رنگ بری شده اکالیپتوس با استفاده از دستگاه سوپرآسیاب دیسکی به MFC با درصد خشکی 3 درصد تبدیل شد. برای تهیه ژل نشاسته، مقدار 40 گرم نشاسته به 1000 میلی لیتر آب اضافه و حرارت دهی گردید. سپس، ژل نشاسته با نسبت 40 به 60 درصد به خمیر کاغذ اکالیپتوس رنگ بری شده اضافه و پس از عبور از دستگاه سوپرآسیاب دیسکی، ژل به دست آمده در یخچال نگهداری شد. یک گرم کیتوزان در 100 میلی لیتر استیک اسید 5/1 مولار به مدت 24 ساعت هم زده شد و سپس به خمیر کاغذ رنگ بری شده اکالیپتوس اضافه و از دستگاه سوپرآسیاب دیسکی عبور داده شد. گلیسرول نیز به عنوان عامل نرم کننده به ژل ها اضافه گردید. پس از تهیه فیلم ها با ترکیبات مختلف به روش قالب گیری، آزمون های آنتی اکسیدان، آنتی باکتریال، مقاومت کششی، میزان عبور اکسیژن، بخار آب و بررسی ریخت شناسی با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FE-SEM) و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) انجام شد.
    یافته ها
    نتایج آزمون آنتی اکسیدان به دو روش احیاء رادیکال آزاد (DPPH) و فعالیت مهارکنندگی رادیکال (ABTS) نشان داد که فیلم های حاوی کیتوزان قدرت مهارکنندگی رادیکال های آزاد را دارند. همچنین، فیلم های حاوی این ماده در برابر دو باکتری گرم منفی و گرم مثبت اشرشیا کولای و استافیلوکوکوس اوریوس اثر بازدارندگی معنی داری داشتند. مقاومت کششی فیلم های MFC خالص نسبت به فیلم های دیگر بیش تر بود و فیلم های حاوی کیتوزان و نشاسته مقاومت کششی کم تری نسبت به فیلم MFC خالص داشتند.افزودن گلیسرول نیز به فیلم ها باعث کاهش قابل توجه و معنی دار مقاومت کششی شد. میزان عبور اکسیژن و بخار آب نیز در فیلم MFC خالص از دیگر فیلم ها کم تر بود. فیلم های حاوی کیتوزان، نشاسته و به ویژه گلیسرول میزان عبور اکسیژن و بخار آب بیش تری داشتند.
    نتیجه گیری
    نتایج این مطالعه نشان داد که فیلم MFC/کیتوزان یک فیلم با ویژگی فعال است و می توان فیلم های بسته بندی مواد غذایی فعال دوست دار محیط زیست را با استفاده از این مواد تهیه نمود.
    کلیدواژگان: فیلم میکروفیبریل سلولز، بسته بندی فعال، دوست دار محیط زیست، زیست تخریب پذیر، کیتوزان
  • مریم قاسمی، فروغ دستوریان*، رئوفه عابدینی، سید مجتبی امینی نسب صفحات 125-137
    سابقه و هدف
    فشرده سازی یک روش اصلاح مکانیکی برای بهبود خواص مکانیکی چوب های زراعی تندرشد محسوب می شود. یک راهکار متداول برای غلبه بر مشکل بازگشت فشردگی چوب های فشرده، اصلاح گرمایی است که افت خواص مکانیکی را به همراه دارد. اصلاح گرمایی با روغن های گیاهی عامل دار به دلیل واکنش گروه های عاملی روغن با گروه های هیدروکسیل چوب موجب بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی چوب می شود. هدف از تحقیق حاضر، جبران افت خواص مکانیکی ناشی از اصلاح گرمایی، با تلفیق فشرده سازی و اصلاح گرمایی در روغن سویای اپوکسی دار شده بود.
    مواد و روش ها
    در پژوهش حاضر چوب تندرشد و زراعی صنوبر با روغن سویای خام و اپوکسی دار شده اشباع شد و سپس چوب اشباع شده به میزان 30 درصد فشرده شد. چوب فشرده شده حاوی روغن، در آون در دمای 180 درجه سانتی گراد به مدت 4 ساعت اصلاح گرمایی شد و خواص مکانیکی چوب های فشرده و فشرده نشده اشباع شده با هر دو روغن خام و اپوکسی دار شده مورد بررسی مقایسه ای قرار گرفت.
    یافته ها
    محاسبه مقادیر جذب روغن سویای خام و اپوکسی در نمونه های غیرفشرده و فشرده نشان داد در نمونه فشرده نشده روغن اپوکسی به دلیل قطبیت بیشتر و قابلیت نفوذ به دیواره سلولی از جذب تقریبا دو برابری نسبت به روغن خام برخوردار بود. فشرده سازی منجر به خروج قابل ملاحظه روغن در هر دو سطح گردید که باز هم روغن اپوکسی دار شده در نمونه فشرده از جذب بیشتری برخوردار بود. نتایج خواص مکانیکی نشان داد اصلاح گرمایی در نمونه فشرده اشباع شده با روغن خام و اپوکسی دار شده به ترتیب به افت 97 و 7 درصدی مقاومت خمشی منجر شد. اصلاح گرمایی در نمونه فشرده اشباع شده با روغن خام و اپوکسی دار شده به ترتیب موجب کاهش 96 درصدی و 20 درصدی سختی نسبت به نمونه های اصلاح گرمایی نشده گردید. اصلاح گرمایی در نمونه فشرده اشباع شده با روغن اپوکسی دار شده، موجب کاهش انعطاف پذیری و کاهش مقاومت به ضربه گردید.
    نتیجه گیری
    اشباع چوب با روغن اپوکسی دار شده به دلیل قابلیت نفوذ به دیواره موجب افت قابل ملاحظه مقاومت خمشی و سختی گردید ولی فشرده سازی موجب افزایش این مقاومت ها گردید. اصلاح گرمایی پس از فشرده سازی در نمونه هایی که با روغن اپوکسی دار شده اشباع شده بودند موجب افت کمتر مقاومت خمشی و سختی، در مقایسه با نمونه های اشباع شده با روغن خام شد؛ که البته این اثر در مورد مقاومت به ضربه مشهود نبود. به طور کلی می توان روش اصلاح گرمایی در روغن اپوکسی دار شده را به عنوان روشی موثر برای کاهش بازگشت فشردگی وجذب آب چوب های فشرده، که به افت کمتر مقاومت های مکانیکی می انجامد، توصیه کرد.
    کلیدواژگان: چوب زراعی، مقاومت خمشی، مقاومت به ضربه، فشرده سازی
|
  • Yasaman Fatemeh Azizi, Ziaedin Badehian *, Hamed Naghavi, Habib Ramezani Pages 1-14
    Background and Objectives

    Studying the structure of the landscape based on the principles of ecology and the spatial indicators of the landscape as its components is considered a suitable tool for mapping and quantifying the spatial characteristics of each land use. Ecological functions, the structure of the landscape, and landscape patterns have undergone unwelcome changes due to the increasing expansion of human activities. Therefore, to monitor and control these changes, quantifying and studying the landscape is important. This study aims to quantify the landscape pattern of regions with different development levels using the line intersect sampling (LIS) method to estimate the metrics of the total length of the forest edge, and the point sampling method was conducted to estimate the metric of contagion. In this regard, the preserved region of Sefidkuh and the manipulated region of Qaleh Gol in Lorestan province were considered.

    Materials and Methods

    For this purpose, we selected two 200-hectare areas from the two mentioned regions on Google Earth images and in a GIS environment. To perform the line intersect method, 16 transects with lengths of 100 and 200 m were fitted on the study area using systematically randomized directions. For the paired point sampling method, paired points with 100 and 200 m were systematically and randomly implemented on the selected images, and then metrics were calculated. The outcomes show that in both measured transects, the total length of the forest edge in the Qaleh Gol region is greater than in the Sefidkuh region, and the numerical value of the contagion metric in the Qaleh Gol region is less than in Sefidkuh. Also, the t-student method was applied to compare the regions with different line intersect lengths and paired point lengths. Then, spatial indices were calculated. The paired t-test was also used to compare the different distances in the two regions.

    Results

    The findings show that there is more disturbance and fragmentation in Qaleh Gol. Moreover, the results indicate that the sampling methods used in this study are a suitable alternative for more detailed vegetation cover maps. The landscape patterns can be quantified by spending less cost and time and with higher accuracy. The obtained results can be used in planning and management at different levels (local, regional, and national), especially in areas with a high rate of change. Also, in this study, it was found that sampling methods are a suitable alternative for vegetation maps with many details. The results of the total length of the forest edge are also consistent with the results of the contagion estimation, and the Qaleh Gol area, which has less contagion, has a longer total length of the forest edge, indicating more destruction and fragmentation of this area compared to the less disturbed Sefidkuh area. Among the reasons for the disturbances in the Qaleh Gol area, we canmention the presence of artificial and man-made disturbances such as numerous villages, agricultural activities, horticulture, livestock grazing, and other rural activities. These have caused the thinning of the forest cover in the area.

    Conclusion

    Linear intercept sampling (LIS) can be used to estimate the total edge length of forests, while paired-point sampling can be used to estimate the spatial coverage index. These methods can be effective alternatives to detailed vegetation cover maps for downsizing the pattern of land cover in different regions with varying degrees of development. They can also provide a more accurate comparison of land cover patterns with lower costs and in less time.

    Keywords: Landscape metrics, Point sampling, Line intersect sampling, quantification
  • Mansooreh Aghasizadeh Shaarbaf, Vahide Payamnoor *, Mohammadreza Kavosi, Javad Asili Pages 15-37
    Background and objectives
    Ganoderic acid (GA) is a type of triterpenoids produced by various species of Ganoderma. This secondary metabolite has attracted much attention in recent years due to its extraordinary medicinal functions and although Ganoderma Lucidium is famous for having this compound, other species are also considered as alternatives. One of the most important species of Ganoderma is Ganoderma adspersum, which is found as a parasite or saprophyte on living trees or sometimes on tree stumps, and its basidiocarp is very similar to G. applanatum and is often confused. Various medicinal properties such as reducing blood pressure and blood sugar, strengthening the immune system, antiviral, antibacterial and anti-inflammatory properties have been mentioned for this species, and it is one of the main sources of gonodriic acid production. In the present research, while molecular identification of the fungus and ensuring the species, ultrasound waves were used as an elicitor with the aim of increasing total ganoderic acid in in vitro conditions, and the results were examined in both intracellular and extracellular conditions.
    Materials and methods
    Mushrooms were sampled in three sizes, small, medium and large, and after purification, they were morphologically and molecularly identified. The samples were cultured in PDA medium and after 14 days in suspension culture medium (PDB), exposed to ultrasound stimulation with variable number (1 to 3 times of sound), time (60, 180 and 300 seconds) and sound temperature ( 30, 40 and 50 °C). Then, extracts were extracted from mycelium and mushroom culture medium in the suspension culture, and intracellular and extracellular gonadoric acid was measured. In order to do the work, RSM response surface method and Benken's box design were used and 17 experiments were designed by Design expert 7 software, and the optimal value of the variables for the maximum production of ganoderic acid was determined with the help of the software.
    Results
    According to morphological and molecular identification, the selected species of Ganoderma is called adspersum. The presence of ganoderic acid in this mushroom was proved. It was found that among the three sizes of mushrooms selected, the larger size (21 x 16 cm) had more ganoderic acid than the other two sizes, and this size was used for sampling and elicitor induction. The highest amount of total ganoderic acid was related to sonication twice for 282 seconds and temperature of 30 degrees Celsius (79.21 mg/g), which increased the amount of total ganoderic acid by 1.6 times compared to the control, while this amount It was 25.48 mg/g in natural mushroom.
    Conclusion
    Cultivation in an invitro environment instead of harvesting from the forest can be used as a sustainable method for extracting plant secondary metabolites. Ganoderic acid is one of the most important anti-inflammatory and antiviral metabolites found in Ganoderma mushroom species. Considering the need for extensive harvesting from the forest and the impossibility of continuous access to the forest, it is necessary to replace the new methods of growing mushrooms in laboratory conditions instead of collecting them from the forest. In the same direction and with the aim of increasing the amount of ganodriic acid, the present research was conducted for the first time on Ganoderma adspersum. This fungus is reported for the first time on Carpinus betulus. Considering the increase of more than 1.5 times of total ganoderic acid after ultrasound treatment compared to the natural mushroom sample, it is suggested to carry out additional research for more detailed identification and type of ganoderic acid.
    Keywords: Ganoderic acid, DNA investigation, Ganoderma adspersum, secondary metabolite, ultrasonic waves
  • Amirreza Nikpour, Hashem Habashi * Pages 39-54
    Background and objectives
    The formation of soil humus is shaped by both biological and non-biological elements. Biological factors include vegetation type and soil organisms, while non-biological factors encompass climate, topography, and bedrock. Therefore, soil humus form serves as a crucial indicator in forest ecosystems. Previous studies have established a clear correlation between changes in humus form and variations in elevation, yet the connection between humus form and topographical morphology remains uncertain. Hence, this research seeks to elucidate the relation between local-scale changes in humus forms and topographic morphometric indices..
    Materials and methods
    Variables were derived from 510 humus profiles, categorizing the main and secondary humus forms based on the European classification method for terrestrial humus forms, which is specifically designed for temperate mountain forests. The data was collected along an altitude gradient spanning from 200 to 1000 meters within a 1700-hectare area in district one of ShastKalate forest. Primary and secondary topographic attributes were extracted from a Digital Terrain Model (DTM) with a spatial resolution of 10 meters. Discriminant and regression analysis were employed to establish the relationships between variables.
    Results
    The results indicated that dividing the region into two altitude ranges had a significant impact on the accuracy of humus form classification. In the low altitude range (below 599 meters), the overall accuracy coefficient for the main humus form increased by 55%, and for the secondary humus form by 83%. In the middle altitude range (above 600 meters), the overall accuracy coefficient increased by 14% for the main humus form and by 58% for the secondary humus form. Additionally, the Kappa coefficient increased by 112% and 49% for the main humus form in the low and middle-altitude regions, respectively. Regarding humus form abundance, the MULL form was more prevalent in the low altitude zone, while the MODER and AMPHI forms were more abundant in the middle zone. In terms of secondary humus forms, Eumoll was most abundant in the low altitude zone, while Eumoder dominated the middle zone. Furthermore, the frequencies of Eumacroamphi, Eumesoamphi, and Leptoamphi forms were higher in the middle zone compared to the low altitude zone. Contrary to previous research findings, it was observed that altitude had a negative relationship with changes in primary and secondary humus forms in the middle altitude range, while it had a positive relationship in the low range. Similarly, the slope had an opposite effect on humus form changes. Profile curvature and plane curvature exhibited a positive relationship with primary and secondary humus forms in both the low and middle altitude ranges. This implies that an increase in domain concavity along the slope direction and convexity perpendicular to the slope leads to the presence of all humus differential horizons and the formation of a large biological soil structure in the semi-organic Ah horizon. This, in turn, explains the presence of Eumull and Leptoamphi forms. Moreover, the topographic wetness index displayed a positive relationship with changes in both main and secondary humus forms in the low and middle altitude zones. This suggests that as soil moisture increases, facilitated by higher organic matter content in the soil surface horizons, the main humus form tends to shift towards MODER.
    Keywords: Morphometric index, Humus form, Altitude above sea level, Topography attribute, Wetness index
  • Zahra Elahi Fard, Davood Rasouli *, Taghi Tabarsa, Mohammad Reza Mastery Farahani Pages 55-70
    Background and objectives
    Wood, as a renewable and environmentally friendly material, possesses unique mechanical, physical, and aesthetic properties that make it widely used in the construction, furniture, and decorative industries. However, wood is susceptible to degradation by various factors such as biological agents, weathering, and fire. Extensive efforts have been made to enhance the durability of wood, including the use of paints for protection against weathering and moisture. However, both wood and polymer-based paints are flammable. To address this issue, flame retardant materials have been incorporated into paint formulations to reduce flammability. This study aims to investigate the effects of flame retardants on the fire resistance and color changes of acrylic coatings applied to pine wood.
    Materials and methods
    In this research, the impact of flame retardant materials (zinc borate, di ammonium phosphate, nanosilica, and nanoclay) at concentrations of 10% and 20%, as well as their binary combinations (20%), in the structure of acrylic paint was examined for their fire resistance on colored pine wood. Subsequently, the tensile strength of the paint film, color changes of the wood samples, and their fire resistance were analyzed.
    Results
    The results of this investigation indicate that zinc borate and di ammonium phosphate did not have a discernible effect on the tensile strength of the paint film. However, the incorporation of nanoclay significantly increased the film's tensile strength, while the addition of nanosilica led to a notable decrease in this property. Among the tested samples, those containing zinc borate and di ammonium phosphate exhibited the least significant color changes. The introduction of flame retardant materials into the paint formulation resulted in improved fire resistance, with ammonium phosphate and nanoclay exhibiting superior performance in this regard. Importantly, there were no substantial differences observed between the 10% and 20% concentrations of the flame retardant materials across many of the conducted tests. Notably, the combination treatments of di ammonium phosphate-zinc borate and di ammonium phosphate-nanoclay demonstrated more effective outcomes concerning color changes and fire resistance.
    Conclusion
    The findings of this study reveal that di ammonium phosphate and zinc borate had the least detrimental effects on the tensile strength of the paint film and the color changes observed in both the wood samples and the paint film. Furthermore, these two flame retardant materials exhibited superior performance in enhancing fire resistance. Therefore, it is strongly recommended to incorporate di ammonium phosphate and zinc borate as flame retardants in acrylic paint formulations specifically intended for use on wood surfaces
    Keywords: Flame retardant, Fire resistance, Acrylic coating, Tensile strength, Painted Poplar wood
  • Taghy Tabarsa *, Seyed Kazem Hosseini, Alireza Shakeri, Hamidreza Edalat Pages 71-85
    Background and Objectives
    Urea Formaldehyde resin is an important rein in wooden panel industries. Compared with other amino resins, this resin is cheap and colorless when it is polymerized. It is used easily since its solvent is water. But it has some disadvantageous such as its low resistance to moisture and its emission during production and service which is harmful for human health. Researchers are conducting massive investigations to substitute formaldehyde in urea formaldehyde resin with other non harmful materials. Furfural is an aldehyde chemical material which react with urea as formaldehyde do. Furfural can be obtained from crop products such as wheat straw, corn stalk and sugar cane. In this study substitution of furfural instead of formaldehyde for making urea furfural resin and improvement of resulted resin using nano clay were investigated.
    Material and Methods
    Furfural and urea were mixed with molar ratio of 1 to 1, 1 to 2.2 and 1 to 3.5. Lap -sheer strength test was conducted to evaluate bond strength. Beech strands were dried before gluing. Ammonium chloride was used as hardener. Strand ends were glued using urea furfural resin and assembled. After resin curing in oven, assembled were tensile loaded and tensile strength was measured. 10 samples from each urea furfural resin were prepared for tensile test and tensile sheer strength were measured. results showed that urea furfural with molar ratio of 1 to 2.2 is the best among others. This resin was selected for next step of resin preparation. Nano-clay with amount of 0.5 %, 1 % and 2 % [oven dry wight of resin] was added to urea furfural resin with molar ratio of 1 to 2.2 and resin properties such as density, solid content, viscosity, gel time and bond shear strength were measured. Spectroscopy FTIR, Imaging FESEM and XRD for study reaction of nano-clay and its distribution in the resin were conducted.
    Findings
    Results showed that urea furfural resin with molar ratio of 1 to 2.2 with the highest bond sheer strength is the best resin among others. Nano clay at three levels of 0.5%, 1% and 2 % was added to the best resin of urea furfural and caused improvement in resin properties. So that solid content of resin increased from solid content of control (resin without nano clay ) from 56 % to 56.5 %, 56.65%,and 56.8% respectively for adding 0.5%, 1% and 2% nano clay. Density of resin increased from 1.1 gr/cm3 for control to 1.135, 1.14, and 1.145 gr/cm3 for adding 0.5%, 1% and 2% nano clay. Viscosity from 95 second for control to 135,140,143 seconds respectively for adding 0.5%,1 % and 2%nanoclay. Bond shear strength from 1.7 MPa for control to 2.7,0.6 and 0.8 MPa respectively fot 5%,1% and 2% nano clay. Gel time reduced from 180 seconds for control to 160, 145,140 seconds respectively for 0.5% ,1% and 2% nano clay.
    Conclusion
    Findings of this study showed that free formaldehyde urea furfural resin with urea to furfural molar ratio of 1 to 2.2 has the highest bond sheer strength (1.62 MPa) and adding 0.5 percent Nano clay to this resin caused an improvement in its bond sheer strength, density, solid content, viscosity, and gel time. Improvement by adding nano clay up to 5.0% was noticeable but improvement by adding higher levels of nano clay was low. Regarding above results it can be concluded that produced urea furfural with urea to furfural molar ratio of 1 to 2.2 and adding o.5 % nano clay is a suitable substitution for urea formaldehyde resin which can be recommended for particleboard and medium density fiberboard industries.
    Keywords: Urea Furfural, Shear strength, Nano clay, Solid content
  • Iman Akbarpour * Pages 87-107
    Background and Objectives

    The recycling of different paper and paperboard products can supply the major shortage of cellulosic raw materials needed for the production of pulp and paper, and it can be important from the economic and environmental point of view. Using recycled pulp in papermaking reduces the quality of the final paper. Therefore, the use of enzyme pre-treatment separately or combined sequences as well as pulp bleaching can be effective in improving the quality properties of the final paper obtained from recycled pulp. This research was conducted with the aim of investigating the effect of enzyme pre-treatment with cellulase and laccase sequence on the bleachability of the resulting pulp with hydrogen peroxide, and the quality of the final pulp after bleaching system were investigated.

    Materials and Methods

    At first, the mixture of waste newspaper and magazine papers were deinked using enzyme pre-treatment (combined sequence of cellulase and laccase) as well as conventional chemical method. Enzymatic pre-treatment was done as experimental treatments C1L1 (cellulase usage: 0.1% and duration time: 10 minutes; laccase usage: 20u and duration time: 120 minutes), C1L2 (cellulase usage: 0.1% and duration time: 10 minutes; laccase usage: 40u and duration time: 120 minutes), C2L1 (cellulase usage: 0.1% and duration time: 20 minutes; laccase usage: 20u and duration time: 120 minutes) and C2L2 (cellulase usage: 0.1% and duration time: 20 minutes; laccase usage: 40u and duration time: 120 minutes) under specific process conditions. Also, control pulp (without adding chemicals or enzymes) and chemically deinked pulp samples were also prepared and then bleaching of deinked pulp was accomplished using hydrogen peroxide bleaching system including 2% hydrogen peroxide, 2% sodium hydroxide, 2% sodium silicate, 0.2% DTPA chelating agent and 0.1% magnesium sulfate in separate plastic bags under process conditions of 10% consistency, 70°C temperature and 2 hours in a water bath. At the end, the optical and strength characteristics of the bleached pulp were evaluated.

    Results

    The results of the evaluation of bleached pulp with hydrogen peroxide after deinking with conventional method and also cellulase and laccase enzyme pre-treatment sequences showed that the use of enzyme pre-treatment in deinking improves the overall performance of the hydrogen peroxide bleaching process and resulted in the papers with better optical and strength characteristics after bleaching compared to pulp pre-deinked by conventional chemical method. C2L2 and C2L1 pre-treatments in combined enzymatic treatments after bleaching with hydrogen peroxide led to an improvement in brightness by 11.12% (increase of about 5 units) and 9.5% (increase of about 4 units), respectively. In these pretreatments, the whiteness of the paper increased by 31.92% and 24.54% (an increase of about 9 and 6 units), respectively. Also, the yellowness of the paper decreased by 40.19% and 44.25%, respectively, and the opacity of the paper reduced by 37.74% and 23.97%, respectively. Also, in experimental runs of C2L1 and C2L2, the paper tensile index increased 29.17% and 35.64%, respectively (40.64 Nm/g and 38.7 Nm/g, respectively), breaking length enhanced by 64.42% and 99%, respectively (5.92 km and 4.89 km), and the paper burst index also increased by 70.85% and 92.37% (3.81 mN.m2/g and 4.29 kPa.m2/g), respectively. The tear indices of paper in these runs were determined on average about 6.82 mN.m2/g and 6.62 mN.m2/g, which are a little lower compared to the chemically deinked pulp after bleaching, but in the pretreatment with the combined sequence C2L1, the tear index of paper was almost equivalent to that of chemically deinked pulp.

    Keywords: Recycled pulp, cellulase, Laccase, Enzymatic sequence, Pulp bleachability
  • Meysam Aliabadi, Mohammadreza Dehghani Firouzabadi *, Elyas Afra, Washington Luiz Estives Magalhaes, Gabriel Goetten De Lima Pages 109-123
    Background and Objectives
    Nowadays, safe food packaging is very important for consumers; because it is directly related to people health. Environmental issues have become more important in the production of food packaging. Plastic materials made from fossil polymers cause environmental pollution. For this reason, the use of green polymers, a suitable substitute for fossil polymers in the packaging industry is increasing rapidly. As an eco-friendly material, MFC has some properties required for active food packaging, such as low permeability to oxygen and high tensile strength. Chitosan is also a biodegradable material that antioxidant and antibacterial effects have been recently noticed in food packaging. This study was conducted with the aim of investigating the effect of adding chitosan on the properties of MFC film used in food packaging.
    Materials and Methods
    At first, the bleached pulp from eucalyptus was converted into MFC with a consistency of 3% using a super disc grinder. To prepare starch, 40 g of starch was added to 1000 mL of water and turned into starch gel using heat. Then, starch gel was added to the bleached eucalyptus pulp with a ratio of 40 to 60% and after passing through the super disk grinding, the prepared gel was stored in the refrigerator. One gram of chitosan was stirred in 100 ml of 1.5 M acetic acid for 24 h, and after preparation, it was added to the bleached eucalyptus pulp and passed through the super disk grinding. Glycerol was also added to the gels as a plasticizer agent. After preparing the films with different compounds by casting method, antioxidant, antibacterial, tensile strength, oxygen and water vapor transmission rate (WVTR) tests and morphological examination with field emission scanning electron microscope (FE-SEM) ) and fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was performed.
    Results
    The results of the antioxidant test using DPPH and ABTS methods showed that films containing chitosan have the free radical scavenging activity. Also, films containing chitosan had an inhibition effect against gram-negative and gram-positive bacteria, Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The tensile strength of pure MFC films was more than other films, and films containing chitosan and starch had lower tensile strength than pure MFC film. The addition of glycerol to the films caused a significant decrease in tensile strength. The oxygen and WVTR in pure MFC film was less than other films. The films containing chitosan, starch and especially glycerol had higher oxygen and WVTR.
    Conclusion
    The results of this study showed that the MFC/chitosan film is a film with active properties and it is possible to prepare eco-friendly active food packaging films using these materials.
    Keywords: Microfibrillated cellulose film, Active packaging, Eco-friendly, Biodegradable, Chitosan
  • Maryam Ghasemi, Forough Dastorian *, Raoufeh Abedini, Seyed Mojtaba Amininasab Pages 125-137
    Background and objectives
    Densification is a mechanical modifying method to improve the mechanical properties of cultivated fast growing woods. A prevalent approach to overcome the set recovery obstacle of densified wood is heat treatment which causes decrease of mechanical properties. Heat treatment with plant functionalized oil, due to reaction of functional groups of oil with hydroxyl groups of wood, leads to an improvement of physical and mechanical properties of wood. The objective of the present research was to compensate the loss of mechanical properties through combination of densification and heat treatment in epoxidized soybean oil.
    Materials and methods
    In the present study, fast grown poplar wood was impregnated with raw and epoxidized soybean oil and then densified to a compression set of 30 percent. The epoxidized oil impregnated/ densified wood samples were heat treated in an oven at 180 oC for four hours and the mechanical properties of both densified and non-densified samples, impregnated with the raw and epoxidized oil were investigated comparatively.
    Results
    calculation of oil uptake values of raw and epoxidized soybean oil in densified and non-densified samples showed that in non-densified sample, epoxidized oil had nearly twofold uptake compared to the raw one, because of its higher polarity and higher penetrating ability. Densification led to a considerable removal of oil in both level; however epoxidized oil in densified sample had higher uptake compared to the raw one. Results of mechanical properties showed heat treatment in raw and epoxidized oil caused a 97 and 7 percent loss of flexural strength respectively. Heat treatment of densified wood with raw and epoxidized oil cause a 96 and 20 percent decrease in hardness values compared to the non-heat treated ones. Heat treating of densified wood in epoxidized oil medium led to a decrease of flexibility and impact strength as well.
    Conclusion
    Wood impregnation with epoxidized oil, because of its permeation into the cell wall, led to a considerable decrease of flexural strength and hardness; however densification further increased these strengths. Heat treatment of epoxidized impregnated samples after densification led to a lower decrease of flexural strength and hardness, as compared to raw oil impregnated samples, however this effect was not observed for impact strength. Generally, heat treatment in epoxidized soy bean oil could be recommended as an effective method for decreasing the spring back and water absorption of densified wood which led to a lower reduction of mechanical strength as well.
    Keywords: Cultivated wood, Flexural strength, Impact strength, Densification