DETERMINACIÓN DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE MADERA Y CORTEZA POR NIVELES LONGITUDINALES DE FUSTE DE ACHUNI CASPI (ZIZIPHUS CINNAMOMUM TR. & PL.) PROCEDENTE DEL CICFOR MACUYA; HUÁNUCO2015 DETERMINATION OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF WOOD AND CRUST BY (ZIZIP HUS C INNA IN NA MOMUM MOM UM TR. LONGITUDINAL FUEL LEVELS OF ACHUNI CASPI ZIZIP & PL.) FROM CICFOR MACUYA; HUÁNUCO- 2015 AUTOR: CARLOS PANDURO CARBAJAL LUGAR DONDE SE REALIZÓ LA INVESTIGACIÓN: Universidad Nacional de Ucayali, departamento de Ucayali RESUMEN El presente trabajo de investigación tuvo como principal objetivo “Determinar la composición composició n química de madera y corteza por niveles longitudinales de fuste de achuni caspi ( Zizi Zizi phus ci nnamomum Tr. & Pl.) procedente del CICFOR Macuya; Huánuco. Las normas y métodos seleccionados y aplicados para el análisis químico de las muestras de aserrín de madera y corteza colectadas fueron las que se indican a continuación: Extractivos en alcohol (Método Soxhlet) Para extractivos en agua fría (Norma TAPPI T-207 cm-08), Para extractivos en agua caliente (Norma ASTM D1110-56).Holocelulosa (Método de Jayme – – Wise),Celulosa (Método Kurschner y Hoffner),Lignina Hoffner),Lignina (Norma TAPPI T 222 os-74),Cenizas (Norma TAPPI T 15 os-58),Sílice (Método del ácido clorhídrico), Contenido de humedad (Norma ASTM D 4442). El contenido de humedad de la madera fue: en N1 16,675%, en N2 18,271% y en N3 17,916%; en corteza: corteza: N1 12,081%; 12,081%; N2 0,065% y N3 11,062%. Los extractivos extractivos en agua fría de la madera fueron: N1 30.854%, N2 30,901% y 30,700%, en corteza: N1 33,546; N2 32,403 y N3 32,355. Los extractivos en madera en agua caliente: N1 31,677%, N2 31,736 y N3 31,630%% en corteza: N1 33,6885; N2 31,9665 y N3 32,9615. Extractivos Extract ivos en alcohol al 96% en madera: N1 9,285%, N2 8,983% 8,983% y N3 8,647%; en corteza: N1 19,430%, N2 18,479 %y N3 16,1823%. El porcentaje de holocelulosa en madera es: N1 68,800%, N2 67,165% y N3 66,753%; en corteza: N1 58,575%, N2 58,421 y N3 57,665 %. El porcentaje de celulosa en madera es: N1 48,375%, N2 45,594 y N3 43,57%; en corteza: N1 43,262%, N2 42,712% y N3 42,605 %. El porcentaje en lignina en madera es: N1 23,652%, N2 23,148% y N3 23,057%; en corteza: N1 26,473%, N2 25,3417% y N3 26,171 %. El porcentaje en Ceniza en madera es: N1 1,579%, N2 1,501% y N3 1,301%; en corteza N1 8,14%, N2 8,771% y N3 8,354%. 8,354%. El porcentaje de sílice sílice en madera es: N1 0,743%, 0,743%, N2 N2 0,7042% 0,7042% y N3 0,561; en corteza: N1 0,7431%, N2 0,6782% y N3 0,651%. PALABRAS CLAVE: Zizi phus ci nnamomum Tr. & Pl, extractivos solubles en agua fría, en agua caliente y en alcohol, holocelulosa, celulosa, lignina, cenizas cenizas y sílice
ABSTRACT The main objective of this research was to determine the chemical composition of wood and bark by longitudinal levels of Achun caspi ( Ziziphus cinnamomum Tr. cinnamomum Tr. & Pl.) Stem from CICFOR Macuya; Huánuco. The standards and methods selected and applied for the chemical analysis of samples of Wood sawdust and bark collected collected were as follows: follows: Extractives in alcohol alcohol (Soxhlet (Soxhlet method) For extractives in cold water (TAPPI Standard T-207 cm-08 ), For extractives in hot water (ASTM Standard D-1110-56) .Holocellulose (Jayme-Wise Method), Cellulose (Kurschner Method and Hoffner), Lignin (TAPPI Standard T 222 os-74), Ashes (Standard TAPPI T 15 os-58), Silica (Hydrochloric (Hydrochloric acid method), Moisture content (ASTM D 4442). .
The wood moisture content was N1 16,675%, N2 18,271% and N3 17,916%; In bark N1 12,081%; 10,065% and N3 11,062%. The extractives in cold water of the wood were N1 30,854%, N2 30,901% and 30,700%, in bark N1 33,546; No. 32,403 and N3 32,355. The extractives in wood in hot water N1 31,677%, N2 31,736 and N3 31,630 %% in bark N1 33,6885; N2 31,9665 and N3 32,9615. Extractives in alcohol at 96% in Wood:N1 9,285%, N2 8,983% and N3 8,647%; in bark: N1 19,430%, N2 18,479% and N3 16,1823%. The percentage of holocellulose in wood is: N1 68,800%, N2 67,165% and N3 66,753%; in bark: N1 58,575%, N2 58,421 and N3 57,665%. The percentage of cellulose in wood is:N1 48,375%, N2 45,594 and N3 43,57%; in bark: N1 43,262%, N2 42,712% and N3 42,605%. The percentage in lignin in wood is wood is: N1 23,652%, N2 23,148% and N3 23,057%; In bark: N1 26,473%, N2 25.3417% and N3 26,171%. The percentage in sh in wood is: N1 1,579%, N2 1,501% and N3 1,301%; In bark: N1 8,14%, N2 8,771% and N3 8,354%. The percentage of silica in wood is: N1 0,743%, N2 0,7042% and N3 0,561; in bark : N1 0,7431%, N2 0,68782% 0 ,68782% and N3 0,651%. K E Y W OR OR D S : Ziziphus Zizi phus cinnamomum Tr. & Pl, extractives soluble in cold water, hot water and alcohol, holocellulose, cellulose, lignin, ash and silica
INTRODUCCIÓN En los últimos años el interés por la utilización química y energética de los materiales lignocelulósicos (conjunto de materiales de origen forestal, agrícola o urbano) ha ido en constante aumento. El uso y aplicación de estos materiales ha mantenido la atención en dos áreas importantes (FAO, 2010): La obtención de productos químicos y energéticos a partir de fuentes renovables que sustituyan parcial o totalmente la utilización de reservas fósiles como el petróleo, gas o el carbón. El aprovechamiento de materiales residuales procedentes de los bosques y de los cultivos, así como de la industria maderera para la obtención de fracciones poliméricas y derivados químicos (FAO, 2010). La lignina, es una abundante fuente de materias primas renovables, siendo las futuras aplicaciones y sus perspectivas bastante promisorias. La industria papelera produce enormes cantidades de lignina cada año. Alrededor del 98% de este material se quema directamente en las mismas fábricas en una etapa de recuperación de energía. Sólo el 2%, aproximadamente 1.000000 ta-1 de lignina (provenientes del proceso sulfito) y menos de 100. 000 ta-1 de lignina (provenientes del proceso Kraft) se explotan comercialmente. Sin embargo, durante los próximos años este será un campo prometedor para la obtención de productos con alto valor añadido (Mohamad et al., 2012). La hidrólisis y la oxidación de la lignina a altas presiones y temperaturas producen compuestos de bajo peso molecular, estos compuestos representan una variedad de productos químicos de alto valor añadido; siendo los más importantes un grupo de compuestos fenólicos, entre los que destacan: vainillina, vainillina, cresoles, cr esoles, catecoles, guayacol, guayacol, etc. (Holladay et al., 2007). Por esta razón el objetivo de la tesis fue “Determinar “ Determinar la composición química a nivel básico de la madera y corteza por niveles longitudinales de fuste de achuni caspi (Ziziphus cinnamomum Tr. & Pl.) procedente del CICFOR Macuya; Huánuco- 2015.
MATERIALES Y METODOS: MATERIALES: Materiales de vidrio; Equipos: Extractor soxhet, cocina eléctrica, estufa eléctrica, balanza analítica. Reactivos: ácido nítrico de 40 % al 13.7 % , alcohol etílico de 96 %, agua desionizada , clorito de sodio al 1,5 %, ácido acético concentrado al 96% , ácido clorhídrico 4N, ácido clorhídrico 1N , ácido clorhídrico al 1% , agua destilada , ácido sulfúrico al 72%
Instrumentos de recolección de datos. .
MÉTODOS. Lugar de ejecución. Fase de campo. Para el presente estudio de investigación se usó la madera y corteza de achuni caspi (Ziziphus cinnamomum Tr. & Pl.) extraídas del CICFOR- Macuya- Huánuco. Los 3 árboles de Ziziphus cinnamomum Tr. & Pl. fueron llevados a la carpintería de la Universidad Nacional de Ucayali.
Fase de laboratorio.
Las muestras de aserrín tanto en madera como corteza fueron llevadas al laboratorio de Transformación Química de Productos Forestales de la Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales de la Universidad Nacional de Ucayali.
Método de investigación.
El presente estudio de investigación fue experimental, los resultados de los métodos aplicados a las muestras experimentales. En segundo lugar, se llevó a cabo el procesamiento de datos, el análisis estadístico, para determinar si hay diferencias significativas entre los niveles longitudinales del árbol. La población fue constituida por árboles de Ziziphus cinnamomum Tr. & Pl provenientes del bosque Macuya- Huánuco. La muestra fue recolectado el aserrín de los 3 árboles de Ziziphus cinnamomum Tr. & Pl por niveles longitudinales del fuste.
Procedimiento de recolección de datos. Se siguió el siguiente procedimiento: Selección de árboles. Colección de muestras botánicas e identificación. identificación. Selección de muestras. Trabajo de aserrío. Trabajo de laboratorio
RESULTADOS. El contenido de humedad de la madera fue en N1 16,675% , en N2 18,271% y en N3 17,916%; en corteza N1 12,081 % ;10,065 % y N3 11,062%. Los extractivos en agua fría de la madera fueron N1 30.854%, N2 30,901% y 30,700%, en corteza N1 33,546; N2 32,403 y N3 32,355. Los extractivos en madera en agua caliente N1 31,677%, N2 31,736 y N3 31,630%% en corteza N1 33,6885; N2 31,9665 y N3 32,9615. 32,9615. Extractivos en alcohol al 96% en madera N1 9,285%, N2 8,983% y N3 8,647%; en corteza N1 19,430%, N2 18,479 ¿%y N3 16,1823%. El porcentaje de holocelulosa en madera es N1 68,800%, N2 67,165% y N3 66,753 %; en corteza N1 58,575%, N2 58,421 y N3 57,665 %. El porcentaje de celulosa en madera es N1 48,375%, N2 45,594 y N3 43,57%; en corteza N1 43,262%, N2 42,712% y N3 42,605 %. El porcentaje en lignina en madera es madera es N1 23,652%, N2 23,148% y N3 23,057%; en corteza N1 26,473%, N2 25,3417% y N3 26,171 %. El porcentaje en Ceniza en madera es N1 1,579%, N2 1,501% y N3 1,301%; en corteza N1 8,14%, N2 8,771% y N3 8,354%. El porcentaje porcentaj e de sílice en madera es N1 0,743%, N2 0,7042% y N3 0,561%; en corteza N1 0,7431%, N2 0,6782% y N3 0,651%.
DISCUSION Comparando con los resultados obtenidos por Fachín (2009) en el estudio de la composición química de sangre de grado se nota que los extractivos en agua fría del achuni caspi ( Ziziphus cinnamomum Tr. & Pl.) tanto en madera y corteza es superior al encontrado por este autor quien r eporta 3.82% y 6.24% (Fachín, 2009). En el análisis sobre los extractos de Coumarauna odorata (shihuahuaco), tanto en aserrín y corteza; Trujillo (2008) determinó que existe una gran diferencia en cuanto a extractivos solubles en agua fría en la corteza con un promedio de 12,29%, mientras que en la madera solo llegó a 2,74%. Esto se debe a que la corteza protege a la madera de los agentes patógenos e insectos ya que Abarca y Blanco (2003), asevera .
que los extractos que se solubilizan en agua fría son los taninos, gomas, azúcares, materiales colorantes que muchas veces tienen propiedades propiedades fungicidas e insecticidas. En agua caliente se solubiliza los almidones. Pueden clasificarse en ácidos volátiles, aceites esenciales, ácidos resinosos y polifenoles (Abarca y Blanco, 2003). Comparando los datos obtenidos por Fachín (2009), en el estudio de la composición química de sangre de grado, se observa que los extractivos en alcohol del achuni caspi (Ziziphus cinnamomum Tr. & Pl.) tanto en madera y corteza es superior al encontrado por este autor, quien reporta 6.67% en madera y 8.95% en corteza. En cuanto al porcentaje de celulosa Guevara (2009) obtuvo 60.43% en la madera y 49.22% en la corteza; siendo estos datos inferiores a lo que se obtuvo en esta presente investigación. investigación. Pero sin embargo Vela (2015) en su trabajo de investigación obtuvo el mayor contenido de holocelulosa en el nivel N1 (base) con 81,185 % en madera y 71,383% en corteza y hasta llegar a disminuir en el nivel N3 (ápice) con 74,770% en madera y 68.004% en corteza; siendo estos datos superiores al encontrado por esta investigación. Cabe resaltar que esta variación tanto de la composición química anatómica y/o tecnológica se da entre la madera de árboles de la misma especie y en diferentes partes del propio árbol, por lo heterogéneo que son las células encontradas en las laifoliadas. Haciendo una comparación con los resultados obtenidos por Fachín (2009), Guevara (2009), Torres (2012) y Guevara, B (2013) en el estudio de la composición química de Sangre de grado, caimitillo, marupá y pashaco blanco se nota que la lignina obtenida del achuni caspi ( Ziziphus cinnamomum Tr. & Pl.) tanto en madera y corteza es inferior al encontrado por estos autores quienes reportan 27,34% en madera y 29,93% en corteza (Fachín, 2009), 32,35% en madera y 31,90% en corteza (Guevara, 2009), 34,621% en madera y 38,046% en corteza (Torres, 2012) y 22,46% en madera y 28,12% en corteza (Guevara, B. 2013). Pero sin embargo los datos obtenidos por Vela (2015) en el estudio de la composición química del aucatadijo son inferior a los datos obtenidos por esta investigación. La mayor cantidad de lignina en la corteza es atribuida a la interferencia de la suberina que es una sustancia polimérica que se encuentra unida a la lignina en la corteza (Rodríguez, 1994). Comparando con los resultados obtenidos por Fachín (2009), Guevara (2009), Vela (2015) en el estudio de la composición química de Sangre de grado, caimitillo y aucatadijo se nota que las cenizas obtenidas del achuni caspi ( Ziziphus cinnamomum Tr. & Pl.) es superior en la corteza que, en la madera, aseverado por dichos autores quienes reportan 1,02% en madePra y 2,23% en corteza (Fachín, 2009), 2,37% en madera y 6,57% en corteza (Guevara, 2009) y 1,674% en madera y 7,199% en corteza (Vela, 2015).
AGRADECIMIENTO A las autoridades de la Universidad Nacional de Ucayali por las facilidades brindadas para la ejecución del presente trabajo de investigación en el CICFOR MACUYA y habernos permitido permitid o la toma de muestra de los árboles y el uso de los laboratorios. A todos los trabajadores del CICFOR MACUYA por su experiencia en el trabajo de campo. A los docentes del Programa de doctorado Por su orientación y conocimiento transmitido.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS 1) Fachín V. N. Determinación cualitativa y cuantitativa de los componentes químicos en corteza y madera de Croton lechleri (sangre de grado). Tesis para optar el Título de Ingeniero Forestal. Universidad Nacional de Ucayali. Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales. Pucallpa, Perú. 53 p. 2009 .
2) Guevara Z., E. Determinación de los componentes químicos en la madera y corteza de Chrisophyllum sp sp (caimitillo) en Pucallpa. Tesis para optar el Título de Ingeniera Forestal. Universidad Nacional de Ucayali. Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales. Pucallpa, Perú. 55 p. 2009. 3) Guevara. Z. Determinación de de los principales componentes componentes químicos en en corteza y madera por niveles longitudinales de fuste de Schizolobium parahyba parahyba Vell Blake (pashaco blanco) en Pucallpa. Tesis para optar el Título de Ingeniera Forestal. Universidad Nacional de Ucayali. Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales. Pucallpa, Perú. 98 p. 2013. 4) Torres V., M. Determinación de de la composición composición química química de la madera y corteza de Simarouba amara amara Aubl. (marupa) en Pucallpa. Tesis para optar el Título de ingeniero Forestal. Universidad Nacional de Ucayali. Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales. Pucallpa, Peru. 75p. 2012 5) Ullmann F. Enciclopedia de química industrial (T- 9). Segunda edición Gustavo Gili S.A. Barcelona. 866p. 1982 6) Vela M.P. Variación de los principales componentes químicos a diferentes niveles longitudinales de fuste en corteza y madera de Croton matourensis Aubl. (aucatadijo) en los distritos de Campo Verde y Curimaná. Tesis para optar el Título de ingeniero Forestal. Universidad Nacional de Ucayali. Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales. Pucallpa, Perú. 96p. 2015
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