FACULDADE DE TELMACO BORBA

ANLISE DO TEOR DE CINZAS DE SERRAGEM DE EUCALIPTO

Agosto de 2013

FACULDADE DE TELMACO BORBADEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUMICADISCIPLINA DE QUMICA DA MADEIRAANLISE DO TEOR DE CINZAS DE SERRAGEM DE EUCALIPTOProfessor:Adriano Borges Martins da SilvaAlunos:Dizonet Alves de Lima JuniorGiorgio dos SantosMarcelo Zezyki TeixeiraMarcos Vidal de CamargoAgosto de 2013

RESUMO

Este relatrio descreve a prtica realizada em laboratrio com o objetivo de determinar o teor de cinzas em uma amostra de serragem de eucalipto. Aps uma breve introduo sobre o assunto, so apresentados em seguida os objetivos geral e especficos, onde o objetivo principal do experimento a determinao do teor de cinzas em uma amostra de serragem de eucalipto. Uma base terica sobre a determinao de cinzas tambm apresentada antes da apresentao dos mtodos e materiais utilizados.Para a determinao de cinzas totais foi tomado uma amostra de serragem de eucalipto e levado estufa para determinao do peso seco da amostra. Com o peso seco conhecido a amostra foi levada queima em aquecedor eltrico para pr-calcinao em cadinho. Depois foi utilizado o calor produzido em um forno mufla para incinerao total da matria orgnica presente na amostra, deixando somente os minerais presentes. Com a determinao do peso final foi possvel calcular o teor de cinzas na amostra de serragem de eucalipto.Com essa tcnica retirada da literatura e aplicada em laboratrio foi determinado o teor de cinzas de uma amostra de serragem de eucalipto nesta amostra: 0,6% de teor de cinzas sobre o peso seco. O teor de cinzas encontrado coerente com o tipo de serragem analisado.

SUMRIO

INTRODUO5OBJETIVOS DO EXPERIMENTO6OBJETIVO GERAL6OBJETIVOS ESPECFICOS6FUNDAMENTAO TERICA7IMPORTNCIA DA ANLISE DE CINZAS7MATERIAIS E MTODOS8RESULTADOS E DISCUSSES12CONCLUSO13REFERNCIAS14

INTRODUO

Cinzas o termo utilizado para descrever os materiais inorgnicos presentes em uma amostra. Estes materiais permanecem aps a queima da matria orgnica. O processo de determinao de cinzas na madeira tem grande valor no processo de fabricao de polpa celulsica. Uma das razes que, durante o processo de polpao, ou cozimento da madeira, em processos de produo de celulose, os qumicos presentes no licor de cozimento reagem com os inorgnicos presentes na madeira, diminuindo assim a eficincia do cozimento e outros processos qumicos. Outra razo importante que os efluentes gerados nesta indstria tm relao direta com os minerais presentes na matria-prima principal, a madeira. Em uma industria de celulose e papel, cerca de 60% dos materiais inorgnicos entram no sistema via madeira (Freddo, Foelkel, Frizzo, & M., 1999). O teor de cinzas pode variar de uma espcie para outra, por exemplo, de 0,38% em Eucaliptus grandis, a 0,71%, em Eucaliptus dunnii. Mesmo conhecendo a espcie, como o teor de cinzas varia de acordo com a regio e com a forma com que a rvore se desenvolve, se faz necessrio analisar o teor de cinzas presentes na madeira. Uma prtica analisar amostras de cada corte e regio onde a rvore se desenvolveu.Brevemente, uma das formas de analisar o teor de cinzas em uma amostra consiste em determinar o teor de umidade desta, deixando secar temperatura de at 105C em estufa at o peso constante. Depois, basta queimar a amostra em uma mufla a temperatura inferior 1200C, normalmente entre 500C e 900C, tambm at peso constante.Seguem os objetivos geral e especficos para a prtica realizada.

OBJETIVOS DO EXPERIMENTOOBJETIVO GERALDeterminar o teor de cinzas em uma amostra seca de serragem de eucalipto.OBJETIVOS ESPECFICOSDeterminar o peso da amostra de serragem de eucalipto.Determinar o teor de umidade da amostra.Determinar o teor de cinzas da amostra.

FUNDAMENTAO TERICA

IMPORTNCIA DA ANLISE DE CINZAS

Cinzas totais, ou simplesmente cinzas, o termo utilizado para descrever os materiais inorgnicos presentes em uma amostra. Estes materiais permanecem aps a queima da matria orgnica. Os principais inorgnicos presentes na madeira so Calcio, Magnsio, Potssio, Fsforo, Mangans, Alumnio, Slica, Ferro e, em menores quantidades, Zinco, Cromo, Chumbo, Mercrio, Nquel e Cdmio (Freddo, Foelkel, Frizzo, & M., 1999).Durante o processo de polpao, ou cozimento da madeira, em processos de produo de celulose, os qumicos presentes no licor de cozimento reagem com os inorgnicos presentes na madeira, diminuindo assim a eficincia do cozimento. A presena de inorgnicos deve ser combatida em processos de branqueamento, o que acontece geralmente atravs de uma etapa chamada de quelao, com EDTA (cido etilenodiaminotetractico) ou DTPA (cido dietilenotriaminopentactico), em meio levemente cido. A presena de alguns inorgnicos pode resultar em reverso de alvura no papel. Em processos de recuperao qumica os inorgnicos so recuperados em vrias etapas e processos diferentes. Alguns qumicos so lavados quimicamente, j em forma gasosa, outra parte recuperada atravs da queima em forno de cal. Outra razo importante que os efluentes gerados nesta indstria tm relao direta com os minerais presentes na matria-prima principal, a madeira. Em uma indstria de celulose e papel, cerca de 60% dos materiais inorgnicos entram no sistema via madeira (Freddo, Foelkel, Frizzo, & M., 1999).O teor de cinzas pode variar de uma espcie para outra, por exemplo, de 0,38% em Eucaliptus grandis, a 0,71%, em Eucaliptus dunnii. Mesmo conhecendo a espcie, como o teor de cinzas varia de acordo com a regio e com a forma com que a rvore se desenvolve, se faz necessrio analisar o teor de cinzas presentes na madeira.

MATERIAIS E MTODOS

Os materiais utilizados para a determinao do teor de cinzas da serragem de eucalipto:Balana analtica, conforme figura 1, com preciso de 1 mg, utilizada para pesagens do cadinho e amostra de serragem de eucalipto.

Figura 1. Balana analticaFonte: www.solostocks.com.br

Cadinho de porcelana de forma alta, conforme figura 2, utilizado para armazenar amostra de papel carto revestido, para lev-lo a mufla.

Figura 2. CadinhoFonte: www.hquimica.webnode.com.br

Mufla com temperatura controlada de 800C, conforme figura 3, utilizada para calcinar a amostra de serragem de eucalipto.

Figura 3. MuflaFonte: www. leticiabasso.blogspot.com.br

Dessecador, conforme figura 5, utilizado para esfriar a amostra aps retir-la da estufa ou da mufla.

Figura 5. DessecadorFonte: pt.wikipedia.org/wiki/Dessecador

Estufa com temperatura controlada de 105 +- 3C,conforme figura 7, utilizada para secar cadinho e a amostra de serragem de eucalipto.

Figura 7. EstufaFonte: www.prolab.com.br

Aquecedor eltrico, conforme figura 8, utilizado para pr-calcinar a amostra de serragem de eucalipto antes de lev-la mufla.

Figura 8. Aquecedor eltricoFonte: www.deutschecuckoos.com.br

Pina curta ou longa, conforme figura 9, utilizada para retirar e colocar o cadinho na estufa ou mufla com alta temperatura.

Figura 9. PinaFonte: www.maxlabor.com.brOs cadinhos foram deixados em estufa para determinao do peso seco. Retirado e pesado o cadinho em uma balana analtica. Colocado uma amostra de serragem no cadinho e pesado. Levado cadinho estufa por aproximadamente 105C, por 45 minutos, para retirar umidade da serragem de eucalipto e do cadinho. Aps 45 minutos foram retirados a amostra e o cadinho, colocando-os no dessecador por 10 minutos para resfriar. Ento foi pesado o cadinho e amostra em balana analtica. O cadinho com a amostra foi pr-calcinado em um aquecedor eltrico antes de ser levado mufla. Aps pr-calcinados foram colocados na mufla para calcinao por 30 minutos.Aps os 30 minutos, o cadinho foi retirado da mufla e levado para um dessecador, para resfriar a amostra novamente por 15 minutos. Ento o cadinho com os resduos de cinza foram pesados. Os clculos para determinar a porcentagem de cinzas totais que restaram no cadinho so mostrados no prximo item.

RESULTADOS E DISCUSSES

Neste captulo so representados os clculos referentes determinao de cinzas de uma amostra de serragem de eucalipto, como descrito nas sees anteriores. Com base nos resultados encontrados foram realizados os clculos a seguir para determinao do teor de cinzas.Massas obtidas:Massa do cadinho (n6): 45,5124 gMassa da amostra de serragem de eucalipto: 3,2756 gMassa do cadinho com amostra seca: 48,4975 gMassa do cadinho com resduos de cinza: 45,5323 gDeterminao da umidade da serragem:

Determinao da porcentagem de cinzas da serragem de eucalipto:

Aplicando-se alguns clculos simples, observa-se que a umidade da amostra era de 8,9%, e no final do experimento obteve-se uma quantidade de 0,6% de resduos da massa inicial da amostra. Este resultado coerente com a amostra analisada.

CONCLUSO

A determinao do teor de cinzas uma anlise simples e de muita importncia no mbito fabril em geral, especialmente em fbricas de celulose e papel. Para o tipo de amostra analisada o resultado de 0,6% de teor de cinzas foi satisfatrio.

REFERNCIAS

Freddo, A., Foelkel, C. E., Frizzo, S. M., & M., S. M. (1999). www.ufsm.br/cienciaflorestal/artigos.Fonte: www.ufsm.br/cienciaflorestal/artigos/v9n1/art17v9n1.pdfAcessado em 29/08/2013.