Influência dos extrativos e da relação cerne/alburno nas análises da madeira por espectroscopia de infravermelho próximo para produção de celulose

Abstract

O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da quantidade e da natureza dos extrativos na madeira de Eucalyptus spp. e da relação cerne/alburno nas predições das suas características tecnológicas por espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS). Foram utilizadas 64 árvores de diferentes espécies e idades, plantadas em diferentes regiões e cultivadas em diferentes regimes hídricos, nutricionais e de insolação, a fim de se obter madeiras com diferentes teores de extrativos e relações cerne/alburno. Em cada amostra separou-se o cerne e o alburno na altura do peito (DAP = 1,3 m) para análises de extrativos em água quente, etanol:tolueno (1:2) e diclorometano. Estas amostras foram submetidas às análises de NIRS. Na madeira total analisou-se lignina total, densidade básica e rendimento de polpação para serem usados na calibração multivariada dos espectros adquiridos no infravermelho próximo (NIRS). Concluiu-se que a eficiência de extração dos componentes da madeira diminuíram na ordem etanol:tolueno (1:2) > água quente > diclorometano. Nos espectros do NIR foram verificadas pequenas diferenças para amostras sem extração e extraídas em diversos solventes, mas os valores de correlação (R) obtidos na calibração multivariada foram influenciados pelo tratamento das extrações com solventes. Por exemplo, na correlação do rendimento de polpação (R = 0,80), os melhores valores foram obtidos para a madeira natural, sem prévia remoção dos extrativos. No entanto, os melhores valores de R na calibração para densidade básica foram obtidos para as madeiras extraídas com etanol:tolueno e diclorometano (R = 0,93). A remoção dos extrativos do cerne com diclorometano melhorou o modelo de calibração para a densidade básica (R = 0,95). Para todas as amostras estudadas, as correlações apresentaram valores diferentes com as mesmas componentes principais. A composição de extrativos no cerne e alburno interferiu nas calibrações multivariadas, usando dados dos espectros de infravermelho próximo.The objective of this work was evaluating the influence of Eucalyptus spp extractives quantity and nature and heartwood/sapwood ratio on wood technological characteristics prediction by near infrared spectroscopy (NIRS). Sixty four trees of different species and ages, planted in different areas and cultivated in different water, nutrition and sunlight availability conditions, were harvested in order to obtain wood with different contents of extractives and heartwood/sapwood ratios. For each sample, discs were collected at the chest height diameter (DAP =1.3 m), the heartwood and sapwood were separated, ground to sawdust of proper coarseness and analyzed for their contents of extractives in hot water, ethanol:toluene (1:2) and dichloromethane. These same samples were analyzed by NIR. The whole trees were chipped and analyzed for basic density, total lignin and pulping yield and these characteristics were calibrated against the NIR spectra obtained from the DAP sawdust either unextracted or extracted with hot water, ethanol:toluene (1:2), and dichloromethane. It is concluded that wood components extraction efficiencies decrease in the order ethanol:toluene (1:2) > hot water> dichloromethane. The NIR spectra of the unextracted and solvent extracted wood samples were only slightly different among themselves, but the correlation values (R) obtained in the multivariate calibration were influenced by the solvent extraction treatments. For example, the highest NIR calibration R value (0.80) for pulping yield was obtained for the unextracted wood sample. On the other hand, the highest R value (0.93) for wood density was achieved for ethanol:toluene (1:2) and dichloromethane extracted wood samples. The removal of extractives from heartwood with dichloromethane improved the calibration model, raising the R value to 0.95 for wood basic density. For all samples studied, the NIR correlations show different values but the principal components were the same. The difference in wood extractive composition within the heartwood and sapwood interfered with the NIR multivariate calibration.