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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.

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1 Química da Madeira

2 PLANO DE ENSINO 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 Madeira Centro de Ciências Florestais e da Madeira Professor responsável: Dr. Umberto Klock

3 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.

4 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.

5 Química da Madeira 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.

6 Química da Madeira 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.

7 Química da Madeira 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.

8 Química da Madeira n 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 n Bibliografia – disponível no manual didático. n Avaliação: n Trabalhos individuais de pesquisa por competência; n 1 TESTE TEÓRICO SEMESTRAL n Relatório e participação das práticas de laboratório (laudo Técnico), n 1 seminário por grupo de trabalho – apresentação e trabalho (100 pontos para o grupo. – Arguição oral n PRESENÇA n Grupo de trabalho – 5 alunos

9 Avaliação: n Trabalhos individuais de pesquisa por competência; n Explanação oral por competência - Arguição oral n Relatório e participação das práticas de laboratório (laudo Técnico), n 1 seminário por grupo de trabalho – apresentação e trabalho (100 pontos para o grupo). n PRESENÇA Teoria e Pratica n 2 TESTES TEÓRICOS n Grupo de trabalho – 4 ou 5 alunos

10 Química da Madeira 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

11 Química da Madeira Prof. Dr. Umberto Klock Introdução a disciplina

12 MADEIRA : UM MATERIAL HETEROGÊNEO n Diferentes espécies de árvores apresentam diferente composição celular (anatomia); n Variação dentro das espécies (devido a fatores genéticos e ambientais); n Variação dentro da árvore (relacionado a posição na árvore)

13 MADEIRA : UM MATERIAL HETEROGÊNEO

14 NOMES E IDENTIFICAÇÃO n A utilização dos nomes científicos usualmente permitem se obter melhores informações que o uso dos nomes comuns. n Exemplo: canela (?) n Nome da espécie : Ocotea puberula n Espécie do gênero : a que descreve o gênero n Espécies relacionadas são agrupadas em gêneros. n Gêneros relacionados são agrupados em famílias. n Usualmente não é possível identificar a madeira ou fibras em espécie individual, mas somente em grupo de espécies ou gênero.

15 FUNÇÕES DAS CÉLULAS DE FOLHOSAS n CONDUÇÃO DE ÁGUA n ELEMENTOS DE VASOS ( Em geral 0,2 a 1,0 mm de comprimento) n SUSTENTAÇÃO n FIBRAS e FIBROTRAQUEÓIDES( 1 a 2mm de comprimento) n ARMAZENAMENTO n PARÊNQUIMA - RAIOS E AXIAL (0,1 a 0,3mm de comprimento) n SECREÇÃO n Células epiteliais (canais gomíferos) n Os raios variam de pequenos a grandes Populus spp.

16 COMPOSIÇÃO CELULAR DE FOLHOSAS n VASOS - 7 a 55% n FIBRAS (libriformes - fibrotraqueóides) - 26 a 56% n PARÊNQUIMA RADIAL - 5 a 25% n PARÊNQUIMA AXIAL - 0 a 23%

17 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

18 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. LILT

19 Traqueóides ou traqueídes

20 Coníferas n A madeira de coníferas não é necessariamente de baixa densidade, na maioria das espécies a densidade varia entre 280 a 700 kg/m 3.

21 Planos de corte direção de crescimento

22 Coníferas – Araucaria angustifolia adulta

23 Madeira Adulta Massa específica alta Traqueóides longos Paredes celulares espessas Alta porcentagem de lenho tardio Baixa porcentagem de grã espiralada Baixa porcentagem de nós Maior porcentagem de celulose Baixa porcentagem de lenho de compressão Maior contração transversal Menor ângulo microfibrilar Maior resistência mecânica Madeira Juvenil Baixa massa específica Traqueóides curtos Paredes celulares delgadas Baixa porcentagem de lenho tardio Alta porcentagem de grã espiralada Alta porcentagem de nós Menor porcentagem de celulose Alta porcentagem de lenho de compressão Menor contração transversal Menor resistência mecânica Maior ângulo microfibrilar Madeira Juvenil/Adulta

24 Porcentagem de lenho tardio/inicial Pinus maximinoi Pinus taeda

25 Folhosas n A madeira de folhosas não é necessariamente de alta densidade, esta varia de baixa a alta. (200 a 1300 kg/m 3).

26 Folhosas

27 Textura n A diferença entre lenho inicial e tardio afeta a textura da madeira. n Folhosas com porosidade difusa - 1 n textura uniforme n Folhosas com porosidade em anel - 2 -textura desuniforme 12

28 Elementos de vaso n 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

29 Polpas maceradas de folhosas F - fibra V - vaso EW - elemento de vaso lenho inicial LW - elemento de vaso lenho tardio

30 Coníferas - traqueóides n Os traqueóides axiais de coníferas são bastante uniformes em comprimento e largura. n Apresentam pontoações areoladas grandes e de forma arredondadas nas suas paredes. (fibras de folhosas não possuem pontuações) n PONTOAÇÕES: n São aberturas na parede celular (S2), sendo que o número, forma e o tamanho, variam entre tipos de células e entre as espécies.

31 n Cortes anatômicos n Macerado CONÍFERAS xrt

32 Coníferas - Pontoações Visão geral das pontoações areoladas, corte radial

33 Aspectos para a Identificação de Elementos celulares de folhosas n Nos elementos de vaso, principalmente: n Tipo de placa de perfuração (aberturas relativamente grandes nas extremidades que conectam os elementos de vaso). n Pontuações entre elementos de vaso - disposição e tamanho.

34 Campos de cruzamento Tipo Fenestriforme Tipo Pinóide (corte Lâmina) (Fotomicrografia)

35 Placas de perfuração n São as aberturas nas extremidades dos elementos de vaso. n Placa de Perfuração simples - apresentam-se com abertura circular simples ou eliptica.

36 Placa de perfuração escalariforme n Apresentam uma série de aberturas alongadas e paralelas separadas por uma ou várias barras. n Aparentemente sugerem um impedimento à passagem de líquido entre os elementos de vasos.

37 Arranjo das pontoações intervasculares ALTERNASOPOSTAS ESCALARIFORME

38 Outros aspectos para a Identificação de Elementos celulares de folhosas n Pontoações elemento de vaso- parênquima: tamanho, similaridade com pontoações vaso-vaso. n Dimensões de elementos de vaso e fibras (comprimento e largura) n Ocorrência de espessamentos nas paredes celulares? n Fibras com pontoações ou não?

39 Arranjo das pontoações vaso-parênquima

40 Características que afetam as propriedades da madeira n Tiloses em madeira de folhosas; n Teor de extrativos (quantidade e tipo); n Lenho de reação, que apresenta alterações em relação ao lenho normal.

41 TILOSES n 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.

42 Efeito dos tilos na madeira n Fechamento dos vasos causando baixa permeabilidade da madeira; n Se abundante, dificulta a secagem, a impregnação com produto de preservação ou de estabilização dimensional da madeira, n Diculta a impregnação de licor de cozimento na obtenção de polpas celulósicas.

43 EXTRATIVOS NO CERNE n Os efeitos podem ser: n Coloração da madeira; n Revestem as paredes celulares e passagens de água; n Diminuem a permeabilidade; n Reação com colas e tintas de acabamento.

44 Ocorrência de lenho de Reação n 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; n A função é corrigir a curvatura, manter o tronco na vertical, também ocorre em galhos, mantendo os seus ângulos. n Em folhosas é formado na parte superior dos galhos ou na parte que é tracionada - Lenho de Tração ou Tensão. n Em coníferas é formado na partes inferior dos galhos ou na porção que é comprimida - Lenho de Compressão.

45 Lenho de Reação

46 LENHO DE REAÇÃO

47 folhosasconíferas LENHO DE REAÇÃO

48 Material Inorgânico Cristais

49 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.


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