Robinia pseudoacacia –

Skład chemiczny drewna i

kory

1.

1.Cel pracy

2.

2.Charakterystyka gatunku

3. Przygotowanie materiału do badań

4. Określenie liczby, szerokości przyrostów

rocznych oraz udziału drewna późnego

5. Oznaczenie składu chemicznego:

- substancje ekstrakcyjne

- substancje rozpuszczalne w gorącej wodzie

- holoceluloza

- celuloza

- lignina

6. Wyniki badań – omówienie wyników

Spis treści

Charakterystyka gatunku

•

Robinia akacjowa nazywana bywa

„akacją”, lub „akacją białą”,

grochodrzewem albo robinią białą.

•

Gatunek liściasty,

pierścieniowonaczyniowy, twardzielowy.

Biel wąski żółtawobiały, twardziel

żółtawozielona z odcieniem brunatnym.

•

Słoje roczne bardzo wyraźne.

Cel pracy

Celem pracy magisterskiej było ustalenie

procentowego składu chemicznego drewna

i kory Robinii akacjowej. Próbkę drewna

podzielono na trzy części o określonych

przyrostach rocznych i dla każdej

wykonywano osobne badania. Przy czym

jeden odcinek stanowi biel.

Przygotowanie materiału

Próbki do czasu rozpoczęcia badań

przechowywane były w miejscu suchym.

Następnie drewno zostało rozdrobnione

za pomocą dłuta do mniejszych

wymiarów. Kawałki drewna zostały

zmielone w młynie nożowym. W ostatnim

etapie przygotowania materiału do badań

zostały one przesiane na sitach w celu

uzyskania frakcji o wielkości 0,5 – 1,0

mm.

Określenie przyrostów

rocznych

W słoju rocznym uwydatnia się położona bliżej rdzenia strefa

drewna wczesnego i położona bliżej obwodu pnia strefa

drewna późnego. Przyrost drewna wczesnego przypada

na wiosenny okres rozwoju drzew.

Największy udział drewna wczesnego wykazują słoje roczne

w centralnej części pnia, w miarę posuwania się ku

obwodowi rośnie udział drewna późnego.

Słoje roczne wyraziście zaznaczone dzięki obecności w

drewnie wczesnym naczyń o dużym świetle.

Szerokosłoistość u drzew liściastych

pierścieniowonaczyniowych uważana jest za wskaźnik

dużej gęstości, wytrzymałości i twardości drewna.

Pomiar przyrostów rocznych wykonano na próbce

zeszlifowanej i wygładzonej. Pomiaru dokonano pod

mikroskopem zawierającym śrubę mikrometryczną.

Wzory na obliczenie średniej

szerokości przyrostów rocznych i

udziału drewna późnego:

n

b

b

b

w

p

ś r









%

1 0 0













w

p

p

p

b

b

b

U

g d z ie :

b

ś r

– ś re d n ia s z e ro k o ś ć p rz y ro s tó w ro c z n y c h

 b

p

– s u m a s z e ro k o ś c i d re w n a p ó ź n e g o [m m ]

 b

w

– s u m a s z e ro k o ś c i d re w n a w c z e s n e g o [m m ]

n – lic z b a s ło jó w [-]

U

p

– u d z ia ł d re w n a p ó ź n e g o [% ]

Oznaczenie właściwości

chemicznych drewna

Analiza chemiczna drewna

obejmowała oznaczenie zawartości

procentowej głównych składników

drewna. Oznaczenia wykonano

zgodnie z metodyką zawartą w

normach PN-92 P-50092

1. Oznaczenie

substancji

ekstrakcyjnych:

9

Próbkę trocin o masie ok 7g należy umieścić

na arkuszu bibuły i szczelnie zawinąć.

Następnie umieścić w aparacie Soxhleta,

wlać alkohol etylowy. Kolbki umieszczamy

na łaźni piaskowej i ogrzewamy do

uzyskania równomiernego wrzenia

rozpuszczalnika. Czas ekstrakcji trwa ok

8h. Po zakończeniu ekstrakcji usunąć z

aparatu badaną próbkę i oddestylować

rozpuszczalnik z kolby. Kolbę z

zawartością suszymy do stałej masy.

2. Oznaczenie substancji

rozpuszczalnych w gorącej

wodzie

Odważyć 2g trocin do kolby stożkowej, zalać

100ml wody destylowanej i ogrzewać pod

chłodnicą zwrotną na łaźni wodnej w

stanie wrzenia przez 3h. Po zakończeniu

reakcji zawartość kolby przenieść

ilościowo do wysuszonego i zważonego

tygla G2. Zebrany w tyglu osad przemyć

300ml gorącej wody destylowanej i suszyć

do stałej masy, a następnie zważyć.

3. Oznaczenie zawartości

holocelulozy za pomocą

chlorynu sodowego według PN-

92/50092

•

Holoceluloza – jest to pojęcie umowne

obejmujące ogół węglowodanów

występujących i drewnie czyli suma

celulozy i hemiceluloz.

•

Zasada oznaczania polega na

wyodrębnieniu holocelulozy zawartej w

drewnie przez delignifikację chlorynem

sodowym w obecności kwasu octowego

lodowatego.

11

Wykonanie oznaczania.

•

Odważkę ok. 1g umieścić w kolbie kulistej z płaskim dnem pojemności 250 ml

i dodać:

•

150 ml wody destylowanej o temp. 75-80°C,

•

1,5 g chlorynu sodowego

•

10 kropli kwasu octowego lodowatego.

•

Następnie ustawić kolbę na łaźni wodnej o temperaturze 75 -80°C i

pozostawić na1 h, ostrożnie wstrząsając co 15 min Czynność dodawania

chlorynu sodowego i kwasu octowego powtarzać co godzinę, w zależności od

rodzaju badanego drewna:

•

dla iglastego — 5 razy.

•

dla liściastego — 4 razy.

•

Po zakończeniu reakcji kolbę z zawartością schłodzić do temperatury 10°C.

Następnie zawartość kolby przesączyć przez uprzednio wysuszony i zważony

tygiel i przemyć wodą destylowaną czterokrotnie po 100 ml o temperaturze

8°C, stosując podciśnienie.

•

Osad na tyglu przemyć 50 - 60 ml acetonu, umieścić w suszarce w

temperaturze 50 ±2°C i wysuszyć do stałej masy.

12

Oznaczenie zawartości

celulozy

•

Oznaczenie celulozy polega na usunięciu

ligniny i węglowodanów

niskospolimeryzowanych czyli hemiceluloz

•

Zasada oznaczania polega na

wyodrębnieniu celulozy przez

rozpuszczenie ligniny oraz innych

substancji zawartych w drewnie

mieszaniną acetyloacetonu i dioksanu,

zakwaszoną kwasem solnym.

13

4. Oznaczenie zawartości

celulozy

METODĄ SEIFERTA WG PN-

92/50092

•

Odważkę 1g surowca przenieść ilościowo do kolby o

pojemności 300 ml i zalać wcześniej przygotowaną mieszaniną

składającą się z :

•

6 ml acetyloacetonu,

•

2 ml dioksanu

•

1,5 ml kwasu solnego.

•

Kolbę umieścić na 30 min we wrzącej łaźni wodnej

Po zakończeniu ogrzewania do kolby dodać 50ml metanolu i

całość przenieść na uprzednio wysuszony i zważony tygiel

piankowy G3. Popłukać kolbę 50ml metanolu w celu

ilościowego przeniesienia próbki do tygla. Następnie osad

przemywamy 40ml metanolu, 40ml dioksanu, 400ml gorącej

wody destylowanej, ponownie 40ml dioksanu i 40ml metanolu.

Tygiel z osadem przenieść do suszarki i wysuszyć do stałej

masy.

14

oznaczanie zawartości

ligniny

•

Ilościowego określenia ligniny dokonuje

się metodami bezpośrednimi lub

pośrednimi.

•

W metodach bezpośrednich rozpuszcza się

substancje węglowodanowe i uzyskuje

nierozpuszczalną ligninę. Stanowi ona

90%.

•

W metodzie pośredniej możemy oznaczyć

tzw. „ligninę rozpuszczalną”, która

pozostała w roztworze.

15

5. Oznaczenie zawartości ligniny

Metoda Komarowa

•

Odważyć ok 1 ±0,1 g próbki. Próbkę umieścić w zlewce

pojemności 100 mli zalać 15 ml 72% roztworu kwasu

siarkowego o temp. 10 - 15°C. Następnie nakryć

szkiełkiem zegarkowym i pozostawić na 2 h, często

mieszając zawartość.

•

Następnie Do kolby stożkowej o pojemności 1000 ml

przenieść ilościowo zawartość zlewki i Zawartość kolby

uzupełnić wodą destylowaną do objętość 575 ml (stężenie

kwasu siarkowego wynosi 3%).Zawartość kolby gotować

przez 4 h.

•

Po zakończeniu gotowania, próbkę pozostawić do

opadnięcia osadu(do następnego dnia), a następnie

zdekantować roztwór przez tygiel G4, do suchej kolby

ssawkowej podłączonej do próżni, przemyć wodą,

odsączyć i następnie wysuszyć w suszarce do stałęj masy.

16

Skład chemiczny kory badany był

w sposób analogiczny.

W każdym przypadku wykonywane

były trzy równoległe oznaczenia a

za wynik końcowy przyjęta była

średnia arytmetyczna wyników

obliczonych.

wg.Prosińskiego

(wg. Wandelta)

(wg. Surewicza)

Oznaczenia Grochodrze

w biały

Dąb

szypułkow

y

Kora dębu Kora dębu

wg.

Surmińskie

go

Celuloza %

39,1-50,1

46,6 (44,9)

(45)

24,4

23,8 (K-H)

Lignina

%

20,6-29,0

23,5

(23,5)

(27)

38,4

43,0

Odczyn w

gorącej

wodzie %

3,9-11,0

13,6 (6,80)

(hemicel.

28)

10,05

3,9

Według Galewskiego i

Korzeniowskiego drewno robinii

akacjowej składa się z:

Celulozy 46,3 %

Ligniny 28,78%

Pentozany 22,26 %

Wnioski

Wyniki doświadczalne są zbliżone do wyników literaturowych

W części twardzielowej znajduje się więcej substancji ekstrakcyjnych i

substancji rozpuszczalnych w gorącej wodzie

Ilość celulozy maleje a wzrasta ilość hemiceluloz, Przy czym część

bielasta zawiera najmniej celulozy a więcej holocelulozy

Wraz ze starzeniem drewna następuje wzrost zawartości celulozy i

ligniny a spadek substancji węglowodanowych niższej polmeryzacji

(hemiceluloz)

Substancje ekstrakcyjne w występują w nierównomiernych ilościach w

zależności od odległości od rdzenia. Przy czym zwykle jednak

najwiekszą ich ilość zawiera kora

Zawartość holocelulozy w korze w porównaniu z ich zawartościa w

drewnie jest mniejsza , ponadto powiązanie ligniny kory z bardzo

trudno rozpuszczalnymi flabofenami, powodują, że zawartość ligniny

w korze wydaje się być większa niż w drewnie.

Literatura

1.Pacyniak C. (1981): Robinia akacjowa w warunkach

środowiska leśnego w Polsce, Roczniki AR w Poznaniu

2. Nikitin W. (1955): Chemia Drewna i Celulozy, PWRiL,

Warszawa

3. Krzysik F. (1978): Nauka o drewnie, PWN, Warszawa
4. Prosiński S. (1984): Chemia Drewna, PWRiL, Warszawa
5. Kokociński W. (2001): Pomiary właściwości fizycznych i

mechanicznych

6. Surmiński J. (1996): Kora, budowa anatomiczna, skłąd

chemiczny, możliwości wykorzystania, Wyd. AR, Poznań

7. Surmiński J. (2000): Budowa i morfologia surowców

włóknistych, Wyd. AR, Poznań

8. Kin Z. (1980): Hemicelulozy. Chemia i wykorzystanie, PWRiL,

Warszawa