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Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/9689

Title: Composição química monomérica da lignina da madeira de Eucalyptus spp. para produção de carvão vegetal
???metadata.dc.creator???: Araújo, Ana Clara Caxito de
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Trugilho, Paulo Fernando
???metadata.dc.contributor.advisor-co???: Napoli, Alfredo
Lima, José Tarcísio
???metadata.dc.contributor.referee1???: Carneiro, Angélica de Cássia Oliveira
???metadata.dc.description.concentration???: Utilização da Madeira Como Matéria-Prima
Keywords: Siringil
Guaiacil
Qualidade da madeira
Carbonização
Syringyl
Guaiacyl
Wood quality
Carbonization
???metadata.dc.date.submitted???: 25-Feb-2015
Issue Date: 27-May-2015
???metadata.dc.description.sponsorship???: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Citation: ARAÚJO, A. C. C. de. Composição química monomérica da lignina da madeira de Eucalyptus spp. para produção de carvão vegetal. 2015. 85 p. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia da Madeira)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2015.
???metadata.dc.description.resumo???: Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito de clone e local de plantio na concentração das unidades estruturais (monômeros) do tipo guaiacil (G), siringil (S) e a relação S/G da lignina, além de determinar a correlação destas características com as da madeira, do carvão vegetal e perfil de degradação térmica da madeira. Para isso, utilizou-se a madeira de sete clones do gênero Eucalyptus aos seis anos de idade, amostrados em quatro locais de plantio (fazendas) no sul de Minas Gerais. Foi realizada a análise termogravimétrica da madeira e a determinação da composição monomérica da lignina por oxidação alcalina com nitrobenzeno seguida da CLAE. A composição química estrutural (Lt, Cz, Ext), elementar (C, N, H, O) e o PCS da madeira já eram conhecidos, assim como os rendimentos da carbonização e as características do carvão vegetal (TMV, Cz, TCF e DRA). O experimento foi disposto em DIC com 12 tratamentos e quatro repetições (árvore-amostra). P ara avaliação do efeito clonal e/ou local na concentração das estruturas S, G e a relação S/G da lignina, realizaram-se três análises de variância: a) análise por fazendas (local de plantio) separadamente, b) análise em esquema fatorial 3x2 (três níveis do fator clone e dois níveis do fator local) e c) análise em esquema fatorial 2x3 (dois níveis do fator clone e três níveis do fator local). A análise de correlação de Pearson foi utilizada para verificar a associação das características da lignina com as características da madeira, do carvão vegetal e com a perda de massa durante a pirólise. As unidades do tipo S, G e a relação S/G variaram, respectivamente, de 1,57 a 2,06 (mmol.L -1 ), 0,46 a 0,64 (mmol.L -1 ) e de 2,85 a 3,78. Observou-se que a relação S/G da lignina da madeira foi influenciada tanto pelos locais de plantio quanto pelos materiais genéticos. Os clones apresentaram menor relação S/G nos locais mais produtivos. Entre as características da madeira, a unidade G da lignina apresentou correlação significativa com os teores de N (-0,41) e com a relação C/H (0,58), enquanto a unidade S se correlacionou significativamente com a DBdap (0,48), Cz (-0,53) e relação C/H (0,66) e a relação S/G se correlacionou significativamente com o teor de N (0,42). Para as características do carvão vegetal, a unidade G da lignina apresentou correlação significativa com o RGC (0,43) e RCF (0,42), a unidade S da lignina se correlacionou significativamente com o RGC (0,70) e TMV (0,42), e a relação S/G da lignina se correlacionou significativamente com o teor de Cz (-0,49) e DRA (-0,42). Verificou-se que a madeira com menor concentração de unidades G apresentou maior perda de massa entre os intervalos de 450-600ºC (6,68%) e 600-800ºC (5,16%), ocasionando menor massa residual aos 1000ºC (4,45%), enquanto amostras com maior concentração de unidades G apresentaram menor perda de massa entre 315-390ºC (48,10%) ocasionando maior massa residual aos 450ºC (22,40). Verificou-se correlação significativa e negativa entre unidades G e a perda massa entre os 315ºC e 390ºC evidenciando o potencial destas estruturas para elevar o rendimento gravimétrico em carvão vegetal.
Abstract: The purpose of this work was to assess the effect of clones, and planting sites in the concentration of guaiacyl (G) and syringyl (S) type structural units (monomers), as well as the S/G ratio in the lignin. Besides, we estimated the correlation of these characteristics with those found in the wood, charcoal, and thermal degradation profile of wood. We used wood obtained from seven clones of the Eucalyptus genus about six growing years, sampled at four planting sites (farms) in southern Minas Gerais, Brazil. The wood thermogravimetric analysis and the estimate of lignin monomeric composition were carried out by the alkaline oxidation, using nitrobenzene, followed by the highperformance liquid chromatography. The chemical, structural and elemental composition, and the high calorific value of wood were already known, as well as the carbonization yields, and the charcoal characteristics. The experiment was performed in completely randomized design with 12 treatments and four replications. The analysis of variance was carried out for three situations: (i) analysis for planting sites, separately; (ii) 3×2 factorial design analysis, which was three clones × two planting sites; and (iii) 2×3 factorial design analysis, which was two cones × three planting sites. The Pearson correlation was used to assess the association of lignin characteristics with characteristics of wood and charcoal, and weight losses during pyrolysis. The S and G type units, and the S/G ratio in the lignin ranged, respectively, from 1.57 to 2.06 mmol.L -1 , from 0.46 to 0.64 mmol.L -1 , and from 2.85 to 3.78. The S/G ratio was affected by both planting sites and genetic material. The clones showed lesser S/G ratio in the most productive sites. The G type unit was found to show significant correlation with content of N (-0.41) and the C/H ratio (0.58), among wood characteristics; while the S type unit was significantly correlated with the basic density measured at breast height (0.48), wood ash content (-0.53), and the C/H ratio (0.66). Beyond these, the S/G ratio was significantly correlated with the content of N (0.42). Regarding the charcoal characteristics, the G type unit showed significant correlation with the gravimetric yields of the carbonization (0.43) and fixed carbon yield (0.42); the S type unit was significantly correlated with the carbonization yields (0.70) and content of volatile materials (0.42); and the S/G ratio was significantly correlated with the wood ash content (-0.49) and apparent relative density (-0.42). The wood with lower concentration of the G type unit showed greater weight losses from 450 to 600ºC (6.68%) and from 600 to 800ºC (5.16%), resulting in lower residual weight at 1000 o C (4.45%). Samples with greater concentration of the G type unit showed lower weight losses from 315 to 390ºC (48.10%), resulting in the greatest residual weight at 450 o C (22.40). There was a significant and negative correlation between G type units and weight losses from 315ºC to 390ºC, showing the potential of these structures to increase the gravimetric yield in charcoal.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/9689
Publisher: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
???metadata.dc.language???: pt_BR
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