Arquivo 01. Estrutura Anatômica e Densidade da Madeira - Copia

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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)
Co
m
pr
im
en
to
 
(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 
especializadas
Fibras: 60-75% volume
0,8-1,6 mm comprimento
14-40 m largura
3-5 m espessura de parede
Parênquimas: 5-30% volume
Elementos 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
0,520
0,510
0,500
0,490
0,480
0,470
40 60 80 100
De
n
sid
a
de
 
Bá
si
ca
 
M
éd
ia
 
g/
cm
3
Variação Radial (%)
Figura 2: Variação Radial da Densidade Eucalyptus globulos
RESULTADOS E DISCUSSÃO
LAZARETTI – ABTCP 2003
20
RESULTADOS E DISCUSSÃO
0
0,530
0,520
0,510
0,500
0,490
0,480
0,470
0,460
0,450
0,440
10 20 30 40
D
en
si
da
de
 
Bá
si
ca
 
M
éd
ia
 
 
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
S2 ParedeSecundária
Parede Primária
Lamela 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)
D
en
si
da
de
 B
ás
ic
a 
(K
g/
m
3)
Evolução da Densidade Básica com a Idade
- Eucalyptus -
GOMIDE - 2000
32
FONSECA – Cenibra 2.001
Densidade Básica e Álcali Efetivo
y = 0,0266x + 3,461
R2 = 0,984
15,0
15,5
16,0
16,5
17,0
17,5
18,0
18,5
440 460 480 500 520 540 560
Db (kg/m³)
A
E 
(%
)
33
FONSECA – Cenibra 2.001
Densidade Básica e Rendimento Depurado
y = -0,0454x + 74,16
R2 = 0,9695
47
48
49
50
51
52
53
54
440 460 480 500 520 540 560
Db (kg/m³)
RD
 (%
)
Kappa 17
34
FONSECA – 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)
C
E 
(m
³/t
SA
)
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
20
30
40
50
60
70
80
420 440 460 480 500 520 540
Db (kg/m³)
Ín
di
ce
 T
ra
çã
o 
(N
m
/g
)-
PF
I/0
36
FONSECA – Cenibra 2.001
Densidade Básica e Energia de Refino 
(Índice Tração 70 Nm/g)
y = 0,034x2 - 26,112x + 5328,8
R2 = 0,6957
0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
400 420 440 460 480 500 520 540 560 580
Db(kg/m³)
 N
º R
ev
.P
FI
(c
ar
ga
 to
ta
l) 
- 
IT
/ 70
 (N
m
/g
)
37
Influência da Densidade da Madeira na 
Carga de Álcali Efetivo
19,0 19,5
21,0
15,0
16,5 17,0
13,5 13,7 14,3
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
Á
lc
al
i E
fe
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
52,2
51,6
49,1
54,1
52,7
50,6
55,3
54,4
51,9
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
R
en
di
m
en
to
 D
ep
ur
ad
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
44,4 39,3
30,6
81,9
63,8
50,8
101
90,6
73,4
0
20
40
60
80
100
120
V
is
co
si
da
de
, m
Pa
/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