Química da Madeira

Química da Madeira

PLANO DE ENSINO 2010.2

Disciplina: QUÍMICA DA MADEIRA Código: AT078 Validade: 2010 Turma: A Horário: Sexta-Feira 09:30 – 11:30 horas - Teoria Pratica – sexta-feira 13:30-15:30 hs

Local: Lab. Química da MadeiraCentro de Ciências Florestais e da Madeira

Professor responsável: Dr. Umberto Klock

CEIM – Química da Madeira

Assuntos: - PARTE TEÓRICA

1. Introdução à Disciplina.

2. O Negócio Florestal no Brasil. (apresentação)

3. Características das madeiras de coníferas e folhosas. Aspectos gerais da utilização da madeira. Estrutura anatômica da madeira.

4. Carboidratos . Revisão

5. Estrutura e Ultraestrutura da Parede Celular.

Química da Madeira

6. Composição Química da Madeira: Componentes químicos, substâncias macromoleculares, substâncias de baixo peso molecular

7. Análise química da madeira, problemas da análise, amostragem e preparação de amostras.

8. Reações químicas da madeira.

9. Celulose, estrutura química, reações, derivados, ocorrência.

10. Polioses(Hemiceluloses): estrutura química, reações, derivados, ocorrências.

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11. Lignina, estrutura química, reações, derivados, ocorrência.

12. Materiais acidentais, formação, tipos ocorrência, utilização. Material inorgânico.

13. Tecnologia química da madeira: produtos obtidos a partir da madeira, dos componentes químicos. Aplicações.

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Assuntos Parte Prática

•Preparo da madeira para análises químicas, determinação do conteúdo de água. •Determinação de extrativos, solubilidade em água fria, em água quente, em hidróxido de sódio em álcool-toluol, madeira livre de extrativos e determinação do teor de cinzas. •Determinação do teor de lignina, celulose e polioses.•Determinação de óleos essenciais de uma espécie florestal (folhas, madeira, casca e/ou raízes). •Análises de resina e obtenção de tanino.

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OBJETIVOS

Objetivo geral: •Capacitar ao estudante a reconhecer e quantificar a composição química da madeira e da utilização da madeira como matéria-prima na indústria química.

Objetivos específicos: •Capacitar o aluno a diferenciar as madeiras de coníferas e folhosas sob o ponto de vista da composição química. •Capacitar o aluno a reconhecer a ultraestrutura da parede celular e sua influências sobre as propriedades da madeira. •Capacitar o aluno a diferenciar os componentes químicos da madeira, o isolamento quantitativo dos compostos e utilizações destes. •Dar conhecimento ao aluno dos diferentes processos químicos industriais que utilizam a madeira como matéria-prima.

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OBS. MANUAL DIDÁTICO para download, impresso a venda na FUPEF, NOTAS DE AULA, TESTES E OUTROS MATERIAIS DIDÁTICOS ESTARÃO DISPONÍVEIS PARA OS ESTUDANTES MATRICULADOS NA DISCIPLINA NA PÁGINA DA DISCIPLINA

Bibliografia – disponível no manual didático. Avaliação: Trabalhos individuais de pesquisa por competência; 1 TESTE TEÓRICO SEMESTRAL Relatório e participação das práticas de laboratório (laudo Técnico), 1 seminário por grupo de trabalho – apresentação e trabalho (100

pontos para o grupo.– Arguição oral

PRESENÇA Grupo de trabalho – 5 alunos

Avaliação:

Trabalhos individuais de pesquisa por competência;

Explanação oral por competência - Arguição oral Relatório e participação das práticas de

laboratório (laudo Técnico), 1 seminário por grupo de trabalho – apresentação

e trabalho (100 pontos para o grupo). PRESENÇA Teoria e Pratica 2 TESTES TEÓRICOS

Grupo de trabalho – 4 ou 5 alunos

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ASSUNTOS PARA SEMINÁRIO:

1. FOTOSSÍNTESE

2. POLÍMEROS – tipos, características e propriedades

3. ETANOL A PARTIR DA MADEIRA (processo)

4. METANOL A PARTIR DA MADEIRA (processo)

5. RESINAGEM DE PINUS

6. TANINOS

7. DERIVADOS DE LIGNINA

8. DERIVADOS DA CELULOSE

Química da Madeira Prof. Dr. Umberto Klock

Introdução a disciplina

MADEIRA : UM MATERIAL HETEROGÊNEO

Diferentes espécies de árvores apresentam diferente composição celular (anatomia);

Variação dentro das espécies (devido a fatores genéticos e ambientais);

Variação dentro da árvore (relacionado a posição na árvore)

MADEIRA : UM MATERIAL HETEROGÊNEO

NOMES E IDENTIFICAÇÃO

A utilização dos nomes científicos usualmente permitem se obter melhores informações que o uso dos nomes comuns.

Exemplo: canela (?)

Nome da espécie : Ocotea puberula Espécie do gênero : a que descreve o gênero

Espécies relacionadas são agrupadas em gêneros. Gêneros relacionados são agrupados em famílias.

Usualmente não é possível identificar a madeira ou fibras em espécie individual, mas somente em grupo de espécies ou gênero.

FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE FOLHOSAS

CONDUÇÃO DE ÁGUA ELEMENTOS DE VASOS( Em geral 0,2 a 1,0 mm de

comprimento)

SUSTENTAÇÃO FIBRAS e FIBROTRAQUEÓIDES( 1 a

2mm de comprimento)

ARMAZENAMENTO PARÊNQUIMA - RAIOS E AXIAL (0,1

a 0,3mm de comprimento) SECREÇÃO Células epiteliais (canais gomíferos) Os raios variam de pequenos a grandes

Populus spp.

COMPOSIÇÃO CELULAR DE FOLHOSAS

VASOS - 7 a 55%

FIBRAS (libriformes - fibrotraqueóides) - 26 a 56%

PARÊNQUIMA RADIAL - 5 a 25%

PARÊNQUIMA AXIAL - 0 a 23%

FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE CONÍFERAS

• CONDUÇÃO:• TRAQUEÓIDES DE LENHO INICIAL

• SUSTENTAÇÃO• TRAQUEÓIDES DE LENHO TARDIO

• ARMAZENAGEM• PARÊNQUIMA RADIAL

• SECREÇÃO• CÉLULAS EPITELIAIS• Os raios de coníferas são geralmente

estreitos, com uma ou duas células de largura

FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE CONÍFERAS

Traqueóides de lenho inicial e tardio.

A – pontuações areoladas entre traqueóides;

B – pontuações areoladas entre traqueóide axial e radial;

C – pontuações pinóides entre traqueóide e raio parenquimático.

LI LT

Traqueóides ou traqueídes

Coníferas

A madeira de coníferas não é necessariamente de baixa densidade, na maioria das espécies a densidade varia entre 280 a 700 kg/m3.

Planos de cortedireção de crescimento

Coníferas – Araucaria angustifolia adulta

Madeira Adulta

Massa específica altaTraqueóides longosParedes celulares espessasAlta porcentagem de lenho tardioBaixa porcentagem de grã espiraladaBaixa porcentagem de nósMaior porcentagem de celuloseBaixa porcentagem de lenho de compressãoMaior contração transversalMenor ângulo microfibrilarMaior resistência mecânica

Madeira Juvenil

Baixa massa específicaTraqueóides curtosParedes celulares delgadasBaixa porcentagem de lenho tardioAlta porcentagem de grã espiraladaAlta porcentagem de nósMenor porcentagem de celuloseAlta porcentagem de lenho de compressãoMenor contração transversalMenor resistência mecânicaMaior ângulo microfibrilar

Madeira Juvenil/Adulta

Porcentagem de lenho tardio/inicial

Pinus maximinoi Pinus taeda

Folhosas

A madeira de folhosas não é necessariamente de alta densidade, esta varia de baixa a alta.

(200 a 1300 kg/m3).

Folhosas

Textura

A diferença entre lenho inicial e tardio afeta a textura da

madeira. Folhosas com porosidade

difusa - 1 textura uniforme Folhosas com porosidade

em anel - 2 -textura desuniforme

1 2

Elementos de vaso

Elementos de vaso grandes podem afetar a qualidade superficial do papel, soltando-se durante a impressão litográfica.

Elemento de vaso do lenho inicail de carvalho

Polpas maceradas de folhosas

F - fibra V - vaso

EW - elemento de vaso lenho inicialLW - elemento de vaso lenho tardio

Coníferas - traqueóides Os traqueóides axiais de

coníferas são bastante uniformes em comprimento e largura.

Apresentam pontoações areoladas grandes e de forma arredondadas nas suas paredes.

(fibras de folhosas não possuem pontuações)

PONTOAÇÕES: São aberturas na parede celular

(S2), sendo que o número, forma e o tamanho, variam entre tipos de células e entre as espécies.

Cortes anatômicos

MaceradoCONÍFERAS

x r t

Coníferas - Pontoações

Visão geral das pontoações areoladas, corte radial

Aspectos para a Identificação de Elementos celulares de folhosas

Nos elementos de vaso, principalmente:

Tipo de placa de perfuração (aberturas relativamente grandes nas extremidades que conectam os elementos de vaso).

Pontuações entre elementos de vaso - disposição e tamanho.

Campos de cruzamento

Tipo Fenestriforme Tipo Pinóide(corte Lâmina) (Fotomicrografia)

Placas de perfuração

São as aberturas nas extremidades dos elementos de vaso.

Placa de Perfuração simples

- apresentam-se com abertura circular simples ou eliptica.

Placa de perfuração escalariforme

Apresentam uma série de aberturas alongadas e paralelas separadas por uma ou várias barras.

Aparentemente sugerem um impedimento à passagem de líquido entre os elementos de vasos.

Arranjo das pontoações intervasculares

ALTERNAS OPOSTAS ESCALARIFORME

Outros aspectos para a Identificação de Elementos celulares de folhosas

Pontoações elemento de vaso-parênquima: tamanho, similaridade com pontoações vaso-vaso.

Dimensões de elementos de vaso e fibras (comprimento e largura)

Ocorrência de espessamentos nas paredes celulares?

Fibras com pontoações ou não?

Arranjo das pontoações vaso-parênquima

Características que afetam as propriedades da madeira

Tiloses em madeira de folhosas;

Teor de extrativos (quantidade e tipo);

Lenho de reação, que apresenta alterações em relação ao lenho normal.

TILOSES

Expansão da parede celular de célula de parênquima adjacente a um elemento de vaso, através da abertura de uma pontoação, bloqueando parcial ou totalmente o lume do vaso.

Efeito dos tilos na madeira

Fechamento dos vasos causando baixa permeabilidade da madeira;

Se abundante, dificulta a secagem, a impregnação com produto de preservação ou de estabilização dimensional da madeira,

Diculta a impregnação de licor de cozimento na obtenção de polpas celulósicas.

EXTRATIVOS NO CERNE

Os efeitos podem ser: Coloração da

madeira; Revestem as paredes

celulares e passagens de água;

Diminuem a permeabilidade;

Reação com colas e tintas de acabamento.

Ocorrência de lenho de Reação

É um fenômeno natural: as árvores formam madeira com células de paredes alteradas quando é flexionada, ou cresce em terreno em declive, ou ainda sem razão aparente;

A função é corrigir a curvatura, manter o tronco na vertical, também ocorre em galhos, mantendo os seus ângulos.

Em folhosas é formado na parte superior dos galhos ou na parte que é tracionada - Lenho de Tração ou Tensão.

Em coníferas é formado na partes inferior dos galhos ou na porção que é comprimida - Lenho de Compressão.

Lenho de Reação

LENHO DE REAÇÃO

folhosas coníferas

LENHO DE REAÇÃO

Material Inorgânico

Cristais

EX.01 – PARA ARGUIÇÃO ORAL

Cite 5 diferenças entre a madeira juvenil e adulta?

O que é pontoação? Cite os tipos.

O que é cerne?

Tilose – faça o esquema.

Cite diferenças entre o lenho de reação de coníferas e folhosas.