Étude des altérations de la couleur du bois de Chêne lors du séchage sous vide discontinu
DOI:
https://doi.org/10.21829/myb.2016.2221329Palabras clave:
Bois de chêne Européen, changement de la couleur, dégradation thermique, éllagitanins, séchage sous videResumen
Une analyse des mécanismes de discoloration du bois de chêne au cours d’un séchage sous vide sur plaques nous a permis de dégager les mécanismes principaux de l´altération de la couleur. Ces mécanismes sont la dégradation des hémicelluloses, l’oxydation des tannins et le dégagement de composants volatiles organiques. Nous avons étudié les altérations du matériau par la mesure de la couleur, le dosage du potentiel antioxydant et l’analyse des surfaces par spectroscopie infrarouge. Différentes conditions de séchage : 46 °C, 61 °C et 70 °C et niveaux de pression 6 kPa - 10 kPa (60 mBar - 100 mBar) ont été appliquées. Malgré la difficulté d’étudier et d’affirmer le rôle des extractibles dans la discoloration du chêne au cours du séchage, nous avons montré des relations entre la température appliquée, les valeurs des potentiels antioxydants et les intensités C=O des spectres FTIR. Par des phénomènes d’oxydation et d’hydrolyse, certains constituants chimiques sont modifiés. En outre, la présence d’eau et d’air accélère la formation d’acides organiques (acide acétique). Ces acides catalysent l’hydrolyse des hémicelluloses. L’augmentation de la saturation et de la luminosité peuvent être liées à la dégradation thermique des extractibles (éllagitanins principalement).
Estudio de las alteraciones de color en madera de encino europeo durante el secado a vacío
Un análisis de los mecanismos de decoloración de la madera de encino europeo durante un proceso de secado al vacío por contacto ha permitido identificar los principales mecanismos de la alteración del color. Estos mecanismos son la degradación de las hemicelulosas, la oxidación de taninos y la pérdida de compuestos orgánicos volátiles. Se estudiaron las alteraciones del material midiendo los cambios de color, determinando el potencial antioxidante y analizando la superficie del material por espectroscopía infrarroja. Las condiciones de secado aplicadas fueron las siguientes: 46 °C, 61 °C y 70 °C a niveles de presión de 6 kPa - 10 kPa (60 mBar - 100 mBar). A pesar de la dificultad de estudiar y establecer el papel de los extractivos en los cambios de color durante el secado a vacío, en este trabajo se muestra la relación entre la temperatura de secado, los valores de potencial antioxidante y las intensidades de los picos C=O de los espectros. Por medio de mecanismos de oxidación e hidrólisis, ciertos compuestos químicos son modificados. Por otro lado, la presencia de agua y aire aceleran la formación de ácidos orgánicos (ácido acético). Estos ácidos catalizan la hidrólisis de las hemicelulosas. Un aumento de la saturación del color y la luminosidad pueden estar relacionados con la degradación térmica de los extractivos (principalmente de los elagitaninos).
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Alexiadis, P., Cohen, D. H., Kozak, R. A. et Avramidis, S. (2007). Kiln drying Canadian softwoods and hardwoods: Different Species – Different Problems. The Journal of Institute of Wood Science, 17 (5), 259-267. DOI: https://doi.org/10.1179/wsc.2007.17.5.259
Aydin, I. et Colakoglu, G. (2005). Effects of surface inactivation, high temperature drying and preservative treatment on surface roughness and colour of alder and beech wood. Applied Surface Science, 252 (2), 430-440. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2005.01.022
Bekhta, P. et Niemz, P. (2003). Effect of high temperature on the change in color, dimensional stability and mechanical properties of spruce wood. Holzforschung, 57, 539-546. DOI: https://doi.org/10.1515/HF.2003.080
Beyer, M., Koch, J. et Fisher, K. (2006). Role of Hemicelluloses in the Formation of Chromophores during Heat Treatment of Bleached Chemical Pulps. Macromolecular symposia, 232 (1), 98-106. doi: 10.1002/masy.200551412 DOI: https://doi.org/10.1002/masy.200551412
Charrier, B., Haluk, J. P. et Janin, G. (1992). Prevention of brown discolouration in European oak wood occurring during kiln drying by a vacuum process : Calorimetric comparative study with a traditional process. Holz Roh-Werkstoff, 50, 433-437. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02662781
Charrier, B., Haluk, J. P. et Metche, M. (1995). Characterization of European oakwood constituents acting in the brown discolouration during kiln drying. Holzforschung, 49, 168-172 DOI: https://doi.org/10.1515/hfsg.1995.49.2.168
Forintek Canada Corp. (2006). Application de la colorimétrie aux produits en bois d’apparence (TP-05-01E report). Vancouver, Canada: Profile Tecnologique. Valeur au bois.
Gierlinger, N., Jacques, D., Grabner, M., Wimmer, R., Schwanninger, M., Rozenberg, P., et Paques, L. E. (2004). Colour of larch heartwood and relationships to extractives and brown-rot decay resistance. Trees - Structure and Function, 18 (1), 102-108. doi:10.1007/s00468-003-0290-y DOI: https://doi.org/10.1007/s00468-003-0290-y
Grekin, M. (2007). Color and color uniformity variation of Scots pine wood in the air-dry condition. Wood and Fiber Science, 39 (2), 279-290.
Haluk, J. P., Schloegel, F. et Metche, M. (1991). Chimie de la couleur du bois. Etude comparative des constituants polyphénoliques dans le chêne sain et le chêne coloré. Holzforschung, 45, 437-444. DOI: https://doi.org/10.1515/hfsg.1991.45.6.437
Harju, A. M, Venäläinen, M., Anttonen, S., Viitanen, H., Kainulainen, P., Saranpää, P. et Vapaavuori, E. (2003). Chemical factors affecting the brown-rot decay resistance of Scots pine heartwood. Trees – Structure and Function, 17 (3), 263-268. DOI: https://doi.org/10.1007/s00468-002-0233-z
Hemingway, R .W. et Hillis, W. E. (1971). Behavior of ellagitannins, gallic acid, and ellagic acid under alkaline conditions. TAPPI Journal, 54 (6), 933-936.
Hon, D. N. S. et Minemura, N. (2000) Color and discoloration. In D. N. S. Hon et N. Shirashi (Eds.). Wood and Cellulosic Chemistry (pp. 385-442). New York: Marcel Dekker.
Hon, D. N. S. et Shiraishi, N. (2000). Wood and cellulosic chemistry. New York, NY: CRC Press. Marcel Dekker, Inc. 928 p. DOI: https://doi.org/10.1201/9781482269741
Janin, G., Gonzalez, J., Ananías, R. A., Charrier, B., Fernandes, G. et da Silva, A. (2001). Aesthetics appreciation of wood colour and patterns by colorimetry. Part 1. Colorimetry theory for the Cielab System. Maderas Ciencia y Tecnología, 3 (1-2), 03-13. DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-221X2001000100001
Koch, G. (October 2008). Discoloration of wood in the living tree and during processing. Document de conférence présenté à COST E53. Delft, The Netherlands.
Kollman, F., Keylwerth, R. et Kubler, H. (1951).Verfärbung des colholzes und der funiere bei der künstlichen Holztrocknung. Holz Roh Werkstoff, 10, 382-390. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02615556
Kubinsky, E. et Ifju, G. (1973). Influence of steaming on the properties of red oak. Part I. Structural and chemical changes. Forest Products Journal, 23, 54-56.
Marchal, R. et Mothe, F. (1994). Appréciation du bois de chêne (Quercus robur L., Quercus petraea Liebl.) par les consommateurs et les professionnels français du bois. Annals of Forest Science, 51, 213–231. DOI: https://doi.org/10.1051/forest:19940302
McGinnes, E. A. et Rosen, H. N. (1984). Macroscopic and microscopic analyses of color changes of wood pressure steam-dried above atmospheric pressure. Wood and Fiber Science, 16 (1), 48-56.
McMillen, J. M. (1975). Physical Characteristics of seasoning discoloration in sugar maple sapwood (Paper 248). Washington, DC: USDA. Forest Service.
Okino, E. Y. A., Pastore, T. C. M., Camargos, J. A. A., Coradin, V. T. R., Teixeira, D. E., Santana, M. A. E. et Fagg, C. W. (2015). Laboratory test of three amazonian wood species called tauari, exposed to white- and brown-rot fungi and color response according to cie L* A* B* system. Ciencia Florestal, 25 (3), 581-593. DOI: https://doi.org/10.5902/1980509819609
Pandey, K. K. et Pitman, A. J. (2003). FTIR studies of the changes in wood chemistry following decay by brown-rot and white-rot fungi. International Biodeterioration and Biodegradation, 52, 151-160. DOI: https://doi.org/10.1016/S0964-8305(03)00052-0
Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M. et Rice-Evans, C. (1999) Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radical Biology & Medicine, 26 (9-10), 1231–1237. DOI: https://doi.org/10.1016/S0891-5849(98)00315-3
Sandoval-Torres, S. (2008). Effet de paramètres de séchage sous vide sur la discoloration du bois de chêne. These de Doctorat, Université Bordeaux 1.
Sandoval-Torres, S., Marc, F., Jomaa, W. et Puiggali, J. R. (2010). Causes of color changes in wood during drying. Forestry Studies in China, 12 (4), 167–175. DOI: https://doi.org/10.1007/s11632-010-0404-8
Shen, D., Zhang, L., Xue, J., Guan, S., Liu, Q. et Xi, R. (2015). Thermal degradation of xylan-based hemicellulose underoxidative atmosphere. Carbohydrate Polymers, 127, 363-371. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.03.067
Thompson, D. W., Kozak, R. A. et Evans, P. D. (2005). Thermal modification of color in red alder veneer. I: Effects of temperature, heating time, and wood type. Wood and Fiber Science, 37 (4), 653-661.
Trouy-Triboulot, M. C. et. Triboulot, P. (2012). Matériau bois. Structure et caractéristiques. France: Téchniques de l’ingénieur.
Walinder, M. (2006). Editorial. Wood Material Science and Engineering, 1, 2-3. DOI: https://doi.org/10.1080/17480270600687026
Wassipaul, F. et Fellner, J. (1987) Verfärbung von Eichenschnittholz bei der künstlichen Trocknung. Holzforschung und Holzverwertung, 40, 1-5.
White, R. H. et Dietenberger, M. A. (2001). Wood products: Thermal degradation and fire. In S. Mahajan, Encyclopedia of materials: Science and technology (pp. 9712-9716). Elsevier. DOI: https://doi.org/10.1016/B0-08-043152-6/01763-0
Yeo, H. et Smith, W. B. (2004). Control of interior darkening in hard maple. Wood Fiber Science, 36 (3), 417-422.
Zahri, S., Belloncle, C., Charrier, F., Pardon, P., Quideau, S. et Charrier, B. (2007). UV light impact on ellagitannins and wood surface colour of European oak (Quercus petraea and Quercus robur). Applied Surface Science, 253 (11), 4985-4989. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2006.11.005
Zanetti, M. (2000). Etude des variations de la couleur du bois de chêne sessile (Quercus petraea (Matt.) Liebl.) dues à la photodégradation. Ses conséquences sur la perception des utilisateurs (Mémoire, Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts, Paris, FRA, Université Henri Poincaré (Nancy 1), Vandoeuvre-lès-Nancy, FRA). http://prodinra.inra.fr/record/11047.
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