EFFECT OF AGE ON HEARTWOOD / SAPWOOD RELATIONSHIP, EXTRACTIVE CONTENTE, AND PERMEABILITY OF TEAK WOOD

Due to the physiological differences in the juvenile and adult phases of teak wood, differentiation occurs in the impregnation by extractive materials along the heartwood regions, assuming that there is also a significant variation in the permeability of this material. Thus, the study aimed to evaluate the influence of age on the heartwood / sapwood ratio (H/S), permeability, and extractives content of Tectona grandis L.f wood. Four ages (10, 12, 14, and 16 years) and four trees (repetitions) were evaluated, totaling 16 samples. The H/S ratio, extractive content, and wood permeability were determined, in addition to the average and maximum permeability among all ages selected for calculation of their porosity. The H/S ratio increased over the ages of 10 and 16, and the content of extractive materials increased until the age of 14. There was a high heterogeneity between the permeability values of the wood at all ages analyzed, and one of the possible explanations for this fact is the presence of tyloses in different places on the trunk and the arrangement of the pores around the growth rings

Influence of adding kraft lignin in eucalyptus pellets properties

The pellets are becoming an important renewable source of energy for industrial and domestic use. The consumer market is increasingly demanding in terms of product quality and this may be improved through the use of various additives, such as kraft lignin. The objective of this study was to evaluate the quality of eucalyptus pellets produced with the addition of different percentages of kraft lignin. The raw material used for production of pellets was wood with bark of an Eucalyptus grandis x E. urophylla clone, with approximately five years of age, obtained from commercial planting, and 10% of waste of eucalyptus harvest (tops, leaves and branches). Excluding the control (0% lignin) was added 1, 2, 3, and 5% kraft lignin, relative to the dry mass of raw material. The pellets were produced in a laboratory pelletizer with a horizontal circular array. The following properties of the pellets were evaluated: moisture content, gross and net calorific value, unit density, bulk density, energy density, ash content, length and diameter, hardness, mechanical durability and fines content. The addition of kraft lignin contributed to improving the pellets physical and mechanical properties, as regards the density, mechanical durability, fines and hardness. The addition of lignin caused the elevation of the levels of ash and moisture content of the pellets. It is concluded that addition of lignin to pellet production is feasible, since lignin is used with lower contents of ash and moisture.Os pellets vêm se tornando uma importante fonte renovável de energia para utilização industrial e doméstica. O mercado consumidor está cada vez mais exigente quanto à qualidade do produto e essa pode ser melhorada por meio da utilização de diferentes aditivos, como a lignina kraft. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar a qualidade dos pellets de eucalipto produzidos com adição de diferentes percentagens de lignina kraft. A matéria-prima utilizada para produção de pellets foi madeira com casca de um clone de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla com aproximadamente cinco anos de idade, proveniente de plantio comercial, além de 10% de resíduos da colheita do eucalipto (ponteira, folhas e galhos). Excluindo-se a testemunha (0% de lignina), adicionou-se 1, 2, 3, e 5% de lignina kraft, em relação à massa seca da matéria-prima. Os pellets foram produzidos em uma peletizadora laboratorial com matriz circular horizontal. Foram avaliadas as seguintes propriedades dos pellets: teor de umidade, poder calorífico superior e útil, densidade a granel e aparente, densidade energética, teor de cinzas, comprimento e diâmetro, dureza, durabilidade mecânica e teor de finos. A adição de lignina kraft em pellets de eucalipto contribuiu para a melhoria das propriedades físicas e mecânicas, no que se diz respeito à densidade, durabilidade mecânica, geração de finos e dureza. A adição de lignina ocasionou a elevação dos teores de cinzas e da umidade dos pellets. Conclui-se que a adição de lignina para produção de pellets é viável, desde que sejam utilizadas ligninas com menores teores de cinzas e umidade

Effect of age and radial position in the anatomical, physical and chemical properties of Tectona grandis wood

Estudos que relacionam variação das propriedades tecnológicas do lenho da madeira ao longo da idade são importantes para determinar a idade de colheita da floresta, a fim de verificar se a madeira apresenta propriedades satisfatórias para determinado uso. O presente trabalho avaliou alterações nas propriedades da madeira ao longo da idade. No Capítulo I estudou-se influência da idade em teor de extrativos, propriedades físicas e relação cerne/alburno da madeira de Tectona grandis. Foi utilizada madeira aos 10, 12, 14 e 16 anos, em quatro repetições. De cada repetição, foram seccionados quatro toretes a 0,5 m (base); 2,3 m; 4,6 m e 6,9 m de altura. Destes, foram determinadas a relação C/A e confeccionadas amostras para umidade de equilíbrio higroscópico, densidade básica, retratibilidade e permeabilidade. O restante do material foi moído para avaliação do teor de extrativos. Os resultados foram comparados com os descritos na literatura. Neste capítulo concluiu-se que existe influência dos teores de extrativos na determinação da UEH, densidade e retratibilidade. A coloração entre cerne e alburno não influenciou a permeabilidade da madeira durante o envelhecimento do lenho. No Capítulo II foi avaliada a variabilidade radial das propriedades anatômicas e físicas da madeira de teca em diferentes idades. Foi utilizada madeira aos 10, 14 e 17 anos, em quatro repetições. De cada repetição, foram seccionados toretes da base (0,5 m acima do solo), divididos em dois discos transversais (superior e inferior) e, de cada disco, foi retirada um bagueta central amostrando as posições radiais de 0, 33, 66 e 99 % do raio. Da bagueta do disco superior, foram avaliadas a inclinação microfibrilar, comprimento, espessura da parede e diâmetro de lume das fibras e, frequência dos poros. Da bagueta do disco inferior, foram determinadas as retratibilidades radial, longitudinal, tangencial, volumétrica, fator anisotrópico e densidade básica. Utilizou-se o coeficiente de Pearson para avaliar o grau de correlação entre as propriedades da madeira e observou-se que variações anatômicas determinaram alterações nas propriedades físicas da madeira. Conclui-se que as correlações encontradas puderam descrever a maturação do lenho e observou-se que na idade de 17 anos, assim como nas regiões próximas à casca, há madeira mais resistente e com menores variações dimensionais.Studies that relate the variation of the technological properties of the wood throughout the age are important to determine the time to remove the wood with satisfactory physical characteristics for certain use. The present work, was developed based on the alterations of the properties of the wood along the age. Chapter I evaluated the influence of age on extractive contents, physical properties and heartwood / sapwood (H / S) relation of Tectona grandis (teak) wood. Wood at 10, 12, 14 and 16 years old was used in four repetitions. From each replicate, were sectioned four torts at 0,5 m (base); 2.3 m; 4.6 m and 6.9 m height. From the torts, the H / S relation was determined and the samples were prepared to calculate the humidity of the hygroscopic equilibrium (HHE), basic density, retractability and permeability. The rest of the material was transformed into sawdust to evaluate the extractive content. The results were compared with the literature for the specie. So, in this chapter it is concluded that there is influence of the extractive contents in the determination of the HHE, density and retractability, and the coloration between heartwood and sapwood was not able to determine the permeability of the wood during its aging. Chapter II evaluated the radial variability of the anatomical and physical properties of teak wood at different ages. Wood at 10, 14 and 17 years old was used in four repetitions. From each repetition, torts were sectioned from the base (0,5 m above the ground), divided into two transverse discs and, from the central bag of each disc, the radial positions of 0, 33, 66 and 99% were sampled of only ray. From the upper bag, the microfibril inclination (MFA), length (CP) and wall thickness (FPE) of the fibers, lume diameter (DL) and pore frequency (PF) were evaluated. From the lower bag, were determined the radial (RR), longitudinal (RL), tangential (RT), volumetric (RV) retractibilities, and anisotropic factor (FA) and basic density (DB). Pearson's coefficient was used to evaluate the degree of correlation between anatomical and physical properties. It was observed that anatomical variations determined changes in the physical properties of the wood. It is concluded that the correlations found in this study could describe the maturation of the wood and it was observed that the age of 17 years as well as regions close to the bark have more resistant wood and with smaller dimensional variations.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

EFFECT OF HYDROTHERMAL AND FREEZING TREATMENT ON THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF EUCALYPTUS WOOD

Wood, in general, is a material with excellent properties; however, some features may limit its use. In this sense, various thermal treatments are emerging as alternatives to improve the technological properties of wood. In this context, this study aims at analyzing the effects of time and temperature (hydrothermal treatment and freezing) on the physical and mechanical properties of Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden. Three trees were selected, and only the heartwood was used to obtain the test body dimensions of 30 × 8 × 3 cm (length × width × thickness). The treatments were carried out at three temperatures of -20, 60, and 100°C, each at three exposure times (5, 10, and 15 h). Temperature treatment at -20°C was conducted in a domestic freezer, while the treatments at 60 and 100°C were administered in a Parr reactor, where the timber was submerged in water. Regardless of the exposure time, the timbers heat-treated at 100°C showed more efficiency, since this treatment unclogged the pores, reduced hygroscopicity, and promoted further darkening and uniformity of color, without changing the density and mechanical strength of the wood

Thermal behavior and emission of condensable and non-condensable gases in the process of wood carbonization

O presente estudo foi realizado com o objetivo de avaliar a degradação térmica da madeira e a liberação de gases condensáveis e não condensáveis em sua carbonização. Utilizou-se madeira de Eucalyptus spp. com aproximadamente 7 anos de idade, proveniente de um teste clonal de uma empresa florestal, localizado em Divinésia, MG. Foram realizadas a análise termogravimétrica da madeira (TG/DTG) e carbonizações em mufla a fim de determinar o comportamento térmico da madeira e o fator de emissão dos gases não condensáveis e condensáveis (CO, CO2, CH4, H2, e licor pirolenhoso). Instalou-se o experimento a fim de se descrever as médias das emissões de gases não condensáveis e condensáveis. A degradação térmica da madeira seguiu comportamento inverso às emissões de dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano, hidrogênio e de líquido condensável. Pode-se concluir que a utilização de faixas teóricas de degradação da madeira na condução da carbonização, mesclando as curvas TG/DTG com a evolução de emissão dos gases da carbonização até temperaturas finais do processo pode contribuir para a redução da emissão de metano (principal gás de efeito estufa), por promover o controle da temperatura e aumentar o rendimento gravimétrico em carvão vegetal.The main objective of this study was to evaluate wood thermal degradation and the release of condensable and non-condensable gases during charcoal production from Eucalyptus spp. with approximately seven years old. The wood samples were from a clonal test of a forest company from Divinésia, Minas Gerais State, Brazil. Thermogravimetric analysis (TGA/DTA) and carbonizations in muffle were carried out to determine the wood thermal performance and emission factor of non-condensable and condensable gases. Wood thermal degradation presented opposite performance of carbon dioxide (CO2), carbon monoxide (CO), methane (CH4), hydrogen (H2) and condensable gases, presenting a minimum of degradation point and maximum emission at temperatures of 300 °C and 350 °C, respectively. During carbonization process it was observed three distinct behaviors: drying the wood in temperatures near 200 °C; maximum peak emission of CO2, CO and pyrolignous in temperature range corresponding to 300 °C and 450 °C; and CH4 and H2 gases increases according to temperature increases from 300 °C

INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO DE LIGNINA KRAFT NAS PROPRIEDADES DE PELLETS DE EUCALIPTO

The pellets are becoming an important renewable source of energy for industrial and domestic use. The consumer market is increasingly demanding in terms of product quality and this may be improved through the use of various additives, such as kraft lignin. The objective of this study was to evaluate the quality of eucalyptus pellets produced with the addition of different percentages of kraft lignin. The raw material used for production of pellets was wood with bark of an Eucalyptus grandis x E. urophylla clone, with approximately five years of age, obtained from commercial planting, and 10% of waste of eucalyptus harvest (tops, leaves and branches). Excluding the control (0% lignin) was added 1, 2, 3, and 5% kraft lignin, relative to the dry mass of raw material. The pellets were produced in a laboratory pelletizer with a horizontal circular array. The following properties of the pellets were evaluated: moisture content, gross and net calorific value, unit density, bulk density, energy density, ash content, length and diameter, hardness, mechanical durability and fines content. The addition of kraft lignin contributed to improving the pellets physical and mechanical properties, as regards the density, mechanical durability, fines and hardness. The addition of lignin caused the elevation of the levels of ash and moisture content of the pellets. It is concluded that addition of lignin to pellet production is feasible, since lignin is used with lower contents of ash and moisture.Os pellets vêm se tornando uma importante fonte renovável de energia para utilização industrial e doméstica. O mercado consumidor está cada vez mais exigente quanto à qualidade do produto e essa pode ser melhorada por meio da utilização de diferentes aditivos, como a lignina kraft. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar a qualidade dos pellets de eucalipto produzidos com adição de diferentes percentagens de lignina kraft. A matéria-prima utilizada para produção de pellets foi madeira com casca de um clone de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla com aproximadamente cinco anos de idade, proveniente de plantio comercial, além de 10% de resíduos da colheita do eucalipto (ponteira, folhas e galhos). Excluindo-se a testemunha (0% de lignina), adicionou-se 1, 2, 3, e 5% de lignina kraft, em relação à massa seca da matéria-prima. Os pellets foram produzidos em uma peletizadora laboratorial com matriz circular horizontal. Foram avaliadas as seguintes propriedades dos pellets: teor de umidade, poder calorífico superior e útil, densidade a granel e aparente, densidade energética, teor de cinzas, comprimento e diâmetro, dureza, durabilidade mecânica e teor de finos. A adição de lignina kraft em pellets de eucalipto contribuiu para a melhoria das propriedades físicas e mecânicas, no que se diz respeito à densidade, durabilidade mecânica, geração de finos e dureza. A adição de lignina ocasionou a elevação dos teores de cinzas e da umidade dos pellets. Conclui-se que a adição de lignina para produção de pellets é viável, desde que sejam utilizadas ligninas com menores teores de cinzas e umidade