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http://hdl.handle.net/1843/SFSA-85YUWY| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Caracterização de extrativos de madeira de eucalyptus e depósitos de pitch envolvidos na fabricação de celulose e papel |
| Authors: | Flaviano Oliveira Silverio |
| First Advisor: | Dorila Pilo Veloso |
| First Co-advisor: | Luiz Claudio de Almeida Barbosa |
| First Referee: | Fernando Carazza |
| Second Referee: | Gustavo Ventorin |
| Third Referee: | Mario Cesar Guerreiro |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Vanya Marcia Duarte Pasa |
| Abstract: | O presente trabalho tem como objetivo estudar a composição química dos extratos lipofílicos de madeira de eucalipto e relacioná-la com a das pintas em polpa celulósica. Para isso, a cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) e a pirólise analítica foram as principais técnicas utilizadas. Inicialmente procedeu-se à extração exaustiva de madeiras de eucaliptos, sendo três espécies (E. urophilla, E. urograndis e E. camaldulensis) e quatro clones do E. urograndis, visando avaliar a influência de diferentes solventes e do tempo de extração na determinação do teor de extrativos lipofílicos de cada uma. Verificou-se que nesses casos tanto a acetona quanto a mistura tolueno:etanol podem ser empregadas para a determinação do teor de extrativos totais. Já o teor de extrativos lipofílicos pode ser determinado pelo diclorometano ou clorofórmio em extrações diretas, ou ainda a partir de uma determinação do teor de extrativos totais (com acetona ou tolueno:etanol) e redissolução em diclorometano. Em seguida, foi realizada uma caracterização química detalhada dos extrativos lipofílicos dessas sete madeiras, antes e após a hidrólise. Primeiramente, foram comparadas a composição química das três espécies E. urophylla, E. urograndis e E. camaldulensis. Destes, E. urophylla foi a espécie que apresentou o menor teor de extrativos lipofílicos (0,48 % m/m), o que é um fator determinante do ponto de vista de formação do pitch. Foram identificados 57 compostos nos três extratos, sendo que as principais classes químicas identificadas foram: ácidos graxos, esteróides, álcoois de cadeia longa e aromáticos. Alguns dos compostos dessas famílias apresentaram-se esterificados e ou glicosídados. Muitos dos compostos identificados nesses extratos são de elevado interesse, uma vez que já foram encontrados em depósitos de pitch, destacando-se o -sitosterol, ácidos palmítico, oléico, linoléico e ácidos e -hidroxilados. Em segundo lugar, comparou-se a composição química entre os quatro clones de E. urograndis. Embora as porcentagens de extrativos tenham sido muito semelhantes (aproximadamente 0,47 %) a composição química entre eles mostrou-se muito diferente. Finalmente, estudou-se a composição química de extrativos lipofílicos de madeira de eucalipto com diferentes tempos de estocagem no campo. Em cada um dos períodos de 20, 40, 60, 100, 140 e 180 dias após o corte, o teor e a composição química dos extrativos lipofílicos foram determinados por CG-EM. O teor dos extrativos lipofílicos reduziu-se com o período de estocagem, sendo que a maior queda ocorreu aos 60 dias. Isto deve-se principalmente à queda do teor de ácidos graxos e esteróides, especialmente os ácido de 16 e 18 carbonos, o -sitosterol e o -sitostanol. Estas variações têm um impacto direto no processamento industrial da madeira, particularmente na deposição do pitch. A pirólise analítica (Pi-CG-EM) foi usada para analisar uma série de amostras de pintas de impurezas coletadas em polpa celulósica branqueada. Para a investigação das possíveis fontes dessas pintas, utilizaram-se diferentes materiais de referência como borrachas de várias partes da fábrica, fibra de celulose e aditivos. A análise das componentes principais foi utilizada para estabelecer uma relação entre os pirogramas dessas amostras com os das pintas. Os resultados mostraram que as borrachas contendo Teflon foram as responsáveis por várias pintas em polpa. Isso foi verificado através do eficiente agrupamento de amostras contendo o tetrafluoreteno, realizado pela análise das componentes principais. Essa metodologia pode ser utilizada como uma ferramenta complementar ao procedimento que já é adotado dentro da fábrica para a caracterização correta das pintas. Portanto, ela foi novamente aplicada para a caracterização de um grupo de pintas em polpa celulósica e de borrachas utilizadas no processo industrial. Os resultados foram comparados com os obtidos por espectroscopia no infravermelho (IV). A pirólise analítica mostrou-se uma técnica mais informativa que a do IV, pois permitiu distinguir pares de amostras (impurezas e borrachas) que apresentavam semelhanças nos respectivos espectros no infravermelho. Finalmente, os resultados mostram que a técnica de pirólise analítica aplicada na caracterização de pintas em polpa é mais eficiente, permitindo distinções complementares ao IV |
| Abstract: | The objective of this work was to study the chemical composition of lipophilic extracts from eucalyptus wood and compare it with the composition of dirt specks found in cellulose pulp. Gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS) and analytical pyrolysis were the main techniques used in the study.The exhaustive extraction of wood was carried out to evaluate the influence of different solvents and the extraction time on the determination of lipophilic extract content in seven types of eucalyptus wood, consisting of three species (E. urophilla, E. urograndis and E. camaldulensis) and four E. urograndis clones. It was found that both acetone andtoluene:ethanol mixture can be used in the determination of total extract content in eucalyptus wood, whereas the lipophilic extract content can be determined by dichloromethane or chloroform in direct extractions, or still by determining the total extract content (with acetone ortoluene:ethanol) and re-dissolve them in dichloromethane. Following, a detailed chemical characterization of the lipophilic extracts of the seven types of wood was carried out before and after hydrolysis. First, the chemical composition was compared among the three species E. urophylla, E. urograndis and E. camaldulensis. E.urophylla showed the lowest lipophilic extract content (0.48% m/m), which is a decisive factor from the point of view of pitch formation. A total of 57 compounds were identified in the three extracts, whose main chemical classes were fatty acids and steroids, followed by long-chain alcohols and aromatic compounds. Some compounds of these families came esterified and as glycosides. Numerous compounds identified in the extracts are of high interest, since they have already been found in pitch deposits, standing out --sitosterol, palmitic, oleic, linoleic acids and and -hydroxylated acids. Then, the comparison of the chemical composition among the four E. urograndis clones was accomplished. Although the percentages of extracts were very similar (approximately 0.47%), their chemical compositions were shown very different. The chemical composition of lipophilic extracts from eucalyptus wood with different times of storage in the field was also evaluated. At each period of 20, 40, 60, 100, 140 and 180 days after cutting, the content and chemical composition of lipophilic extracts were determined by GC-MS. The lipophilic extract content reduced with period of storage, with the largest decrease occurring at 60 days. The main reason for this reduction is the decrease in the content of fatty acids and steroids mainly, particularly of 16- and 18-carbon acids and -sitosterol and -sitostanol. These variations have a direct impact on the industrial wood processing,particularly on pitch deposition. Analytical pyrolysis (Pi-GC-MS) was used to analyze a series of dirt speck samples collected from bleached cellulose pulp. Different reference materials such as rubber from several parts of the plant, cellulose fiber and additives were used to investigate the possible sources of these specks. Principal component analysis was used to establish a relationship between pyrograms of these samples with the pyrograms of the specks. The results showed that the samples of rubber containing Teflon were the origin of numerous pecks in the pulp. This was confirmed by the efficient clustering of samples containing tetrafluoroethane by the principal component analysis. This methodology can serve as a complementary tool for the procedure already used in the plant for correct speck characterization. This methodology has been used again for the characterization of a group of specks in cellulose pulp and of rubbers used in the industrial process. The data were compared with the ones obtained by infrared spectroscopy (IR). Analytical pyrolysis was shown a more informative technique than IR, because it allowed the differentiation between pairs of samples (specks and rubber) that showed similar spectra in the infrared. Finally, the results showed that the analytical pyrolysis technique used for characterization of specks in pulp is efficient and complementary to IR |
| Subject: | Pirolise Quimica vegetal Química orgânica Madeira Quimica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/SFSA-85YUWY |
| Issue Date: | 19-Feb-2008 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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