estrutura anatômica da madeira - celso-foelkel.com.br2001.%20estrutura... · fibra de madeira...
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1
Estrutura Anatômica
da Madeira
Laboratório Celulose e Papel
UFV
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2
Tronco de Madeira: Casca - Alburno - Cerne
3
Estrutura do Tronco da Árvore
Cortex
Floema
Câmbio
Alburno
Cerne
4
Microfotografia de Modelo de Estrutura Anatômica
de Madeira de Folhosa
5
Lúmen (l)
Parede (e)
Largura (L)
Com
prim
ento
(C
)Fibra de Madeira
Índice de Enfeltramento = Comprimento / Largura
Coef. de Flexibilidade = (Diâmetro Lúmen / Largura) x 100
Fração Parede = (2 x Espessura Parede / Largura) x 100
Índice de Runkel = 2 x Espessura parede / Diâmetro Lúmen
6
Estrutura mais complexa. Células com funções
especializadasFibras: 60-75% volume
0,8-1,6 mm comprimento
14-40 m largura3-5 m espessura de parede
Parênquimas: 5-30% volumeElementos de vasos: 0,3-0,6 mm comprimento
30-150 m largura
Estrutura Anatômica das Madeiras de Folhosas
7
(a) - traquóide de conífera
(b, d, e) - elementos de vasos
(c) - fibra libriforme de folhosas
Células da Madeira de Folhosas e Conífera
8
Vasos com Perfuração Escalariforme
9
Elemento de Vaso - Eucalyptus
Aumento: 500X
10
Elemento de Vaso e Fibras - Eucalyptus
Aumento: 500X
11
Vaso e Fibras na Superfície do Papel
12
Presença de Tilose no Cerne de Eucalyptus � 500X
13
Algumas Características da
Constituição Anatômica da
Madeira de Importância na
Produção de Celulose
14
Variação Comprimento Fibras com Idade
E. urograndis
FRANCIDES - 1997
15
Largura da Fibra com Idade � E. urograndis
FRANCIDES, 1997
16
FRANCIDES, 1997
Espessura da Parede das Fibras
E. urograndis
17
(10% altura total) (10% altura total)
% %
CARNEIRO � Bahia Sul
Extrativos e Lignina ao Longo do Tronco
E. grandis
18
%%
(10% altura total)(10% altura total)
CARNEIRO � Bahia Sul
Carga de Álcali e Rendimento ao Longo do
Tronco
Eucalyptus grandis
19
20
0,5200,5100,5000,4900,4800,470
40 60 80 100
Den
sida
de B
ási
ca M
édi
a g/
cm3
Variação Radial (%)
Figura 2: Variação Radial da Densidade Eucalyptus globulos
RESULTADOS E DISCUSSÃO
LAZARETTI � ABTCP 2003
20
RESULTADOS E DISCUSSÃO
0
0,5300,5200,5100,5000,4900,4800,4700,4600,4500,440
10 20 30 40
Den
sida
de B
ási
ca M
édi
a g
/cm
3
Altura (%)
Figura 3: Variação da Densidade em Função da Altura: Eucalyptus globulus
50 60 70 80 90 100
LAZARETTI � ABTCP 2003
21
38713221,0Máximo
2558180,8Mínimo
256,58180,9urophylla
266,111211,0urophylla
324,911210,9grandis
295,612220,9grandis
285,712220,9grandis
344,613221,0grandis
266,29191,0urograndis
315,211201,0urograndis
385,012200,8nitens
256,712210,8globulus
Fibras/g
106
Coarseness
mg/100m
Lúmem
m
Largura
m
Comprimento
mm
Eucalyptus
MOKFIENSKI, 2003
Clones de Eucalyptus � Fibras
22
Ultraestrutura da Fibra
23
S1, S2 e S3 - Camadas da parede secundária
pr - Parede primária
ml - Lamela média
Seção Transversal de Traqueídeo de Conífera
24
S1
S3
S2Parede
Secundária
Parede PrimáriaLamela Média
Modelo de uma Fibra de Conífera Mostrando a Organização Estrutural das Microfibras nas Paredes
25
MICROFIBRILAS
PS1S2
26
(a) - seção longitudinal de parte de uma microfibrila
(b) - seções transversais de 5 microfibrilas adjacentes,
sendo que 3 estão ligadas lateralmente por co-cristalização
Organização Microfibrilar da Parede Celular
27
Cadeias de Celulose, Microfibrilas e Macrofibrilas
28
Constituição da Parede da Fibra
--------W
50-90°0.1S3
10-30°1-5S2
50-70°0.2-0.3S1
Ao acaso0.1-0.2P
----0.2-1.0LM
Ângulo FibrilarEspessura, mCamada
29
Densidade Básica
30
Densidade Básica
Densidade Peso/Volume
Densidade Básica Peso Seco / Volume Saturado
Relação Direta entre Densidade e Volume de Vazios
Densidade da �Substância Madeira� = 1,53 g/cm3
% Vazios = 1 � (Db / 1,53) x 100
1 � (0,500 / 1,53) x 100 = 67%
Densidade Aparente da Madeira
Densidade a Granel dos Cavacos
31
y = -6,0714x2 + 57,729x + 345,5
R2 = 0,9958
0
100
200
300
400
500
600
2 3 4 5 6
Idades (anos)
De
nsid
ad
e B
ásic
a (
Kg
/m3
)
Evolução da Densidade Básica com a Idade
- Eucalyptus -
GOMIDE - 2000
32FONSECA � Cenibra 2.001
Densidade Básica e Álcali Efetivo
y = 0,0266x + 3,461
R2 = 0,984
15,015,516,016,517,017,518,018,5
440 460 480 500 520 540 560
Db (kg/m³)
AE
(%
)
33FONSECA � Cenibra 2.001
Densidade Básica e Rendimento Depurado
y = -0,0454x + 74,16
R2 = 0,9695
4748495051525354
440 460 480 500 520 540 560
Db (kg/m³)
RD
(%
)
Kappa 17
34FONSECA � Cenibra 2.001
Idade e Consumo Específico de Madeira
y = -0,0184x2 + 0,0621x + 4,0519
R2 = 0,9696
3,00
3,40
3,80
4,20
4,60
5,00
3 4 5 6 7
IDADE (anos)
CE
(m
³/tS
A)
129 2 167 2719 2796 MÉDIA ENCOSTA (aritim.)
35FONSECA � Cenibra 2.001
Densidade Básica e Índice de Tração
(Sem Refino)
y = -0,2384x + 171,96
R2 = 0,8809
20304050607080
420 440 460 480 500 520 540
Db (kg/m³)
Índ
ice
Tra
çã
o (
Nm
/g)-
PF
I/0
36FONSECA � Cenibra 2.001
Densidade Básica e Energia de Refino
(Índice Tração 70 Nm/g)
y = 0,034x2 - 26,112x + 5328,8
R2 = 0,6957
0250500750
10001250150017502000
400 420 440 460 480 500 520 540 560 580
Db(kg/m³)
Nº
Rev.P
FI(
carg
a t
ota
l) -
IT/ 7
0 (
Nm
/g)
37
Influência da Densidade da Madeira na
Carga de Álcali Efetivo
19,0 19,521,0
15,016,5 17,0
13,5 13,7 14,3
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
Álc
ali
Efe
tiv
o,
%
Kappa 14 Kappa 17 Kappa 21
BD
MIX
AD
LANNA, A - 2001
38
Influência do Número Kappa e da
Densidade da Madeira no Rendimento
52,251,6
49,1
54,1
52,7
50,6
55,354,4
51,9
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
Ren
dim
en
to D
ep
urad
o,
%
Kappa 14 Kappa 17 Kappa 21
BD
MIX
AD
LANNA, A - 2001
39
Influência do Número Kappa e da
Densidade da Madeira na Viscosidade
44,439,3
30,6
81,9
63,8
50,8
101
90,6
73,4
0
20
40
60
80
100
120
Vis
co
sid
ad
e,
mP
a/s
Kappa 14 Kappa 17 Kappa 21
BD
MIX
AD
LANNA, A - 2001
40
Variáveis Associadas com a Madeira
Densidade:Uniformidade é importante
Impregnação e remoção lignina favorecidas por baixa densidade
Densidade Alta maior carga/volume digestor
maior produção, mas maior carga reagentes
propriedades de ligação entre fibras inferiores
papéis �tissue�
Densidade baixa menor carga/volume digestor
melhor impregnação dos cavacos
melhores ligações entre fibras
papéis de impressão e escrita