Abstract: The use of wood as a bioenergetic source requires knowledge of its technical properties. The rubber tree Hevea brasiliensis has an economic life cycle of 25 to 30 years in Brazil. It is used for extracting rubber and generating residual wood for fuel. Our goal was to characterize the wood quality of 10 clonal progenies as a source of raw material for bioenergy. Ten clonal progenies of 12-year-old Hevea brasiliensis from an experimental planting in Selvíria municipality were evaluated. Three trees per clone were evaluated for individual properties of Higher Heating Value, immediate chemical analysis, chemical composition, fiber dimensions, thermogravimetric analysis of wood under nitrogen atmosphere and Fourier Transform Infrared Spectroscopy analysis. We highlight clone IAC 311 for fuel because it presents elevated Higher Heating Value and fixed carbon and less volatile material. However, the other genetic materials studied also meet the specifications for energy use and can be highly viable given their physical, chemical, energy, and thermal properties.

RESUMO O Brasil se destaca no cenário internacional em relação a produção de celulose de fibra curta. Apesar da grande biodiversidade brasileira, essa produção está baseada em clones de espécies exóticas de Eucalyptus. Nesse contexto, pode haver grande potencial na avaliação de novas fontes de fibras da flora brasileira, incluindo a região amazônica. O presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial tecnológico da madeira de Ochroma pyramidale (Malvaceae) para produção de celulose kraft. Indivíduos de quatro anos de idade foram colhidos em um plantio comercial para produção de serrados no Estado do Mato Grosso. Determinamos as propriedades químicas (teores de holocelulose, lignina Klason, lignina solúvel, extrativos e cinzas), físicas (massa específica e porosidade) e morfologia de fibras (comprimento e largura de fibras, diâmetro do lume, espessura e fração de parede, coeficiente de flexibilidade, índice de enfeltramento e de Runkel) da madeira. Na polpação kraft a carga alcalina aplicada variou entre 10 e 24%, com intervalo de 2%. A madeira de Ochroma pyramidale apresentou características favoráveis à produção de polpa celulósica, como dimensões apropriadas das fibras e baixos teores de lignina, extrativos e cinzas. Os teores de álcali ativo residual e pH do licor negro apresentaram relação crescente com a carga alcalina aplicada nos processos de polpação. O acréscimo da carga alcalina reduziu o rendimento em polpação, número kappa, teor de rejeitos e aumentou o teor de ácidos hexenurônicos.

ABSTRACT Brazil stands out in the international scenario in the production of short-fiber pulp. Despite the great Brazilian biodiversity, that production is based on exotic Eucalyptus clones. In this sense, there may be great potential in the assessment of new sources of fibers from the Brazilian flora, including the Amazon. The present study aimed to assess the technical potential of the wood of Ochroma pyramidale (Malvaceae) for the production of kraft pulp. Four-year-old trees were harvested from a commercial forest for lumber production in Mato Grosso state (Brazil). We determined the wood’s chemical compositions (holocellulose, Klason lignin, soluble lignin, extractives and ash contents), physical properties (density and porosity), and fiber morphology (fiber length, width and thickness, lumen diameter, wall fraction, coefficient of flexibility, and slenderness and Runkel ratios). The wood was subjected to pulping with an effective alkali charge ranging from 10 to 24%, with intervals of 2%. Ochroma pyramidale wood presented characteristics favorable to the production of cellulosic pulp, such as appropriate fiber dimensions and low lignin, extractives, and ash content. The amount of residual active alkali and pH of the black liquor were positively related to the increase of the alkali charge employed in the pulping process. The increase of alkali charge decreased the pulp yield, kappa number and waste content, and increased the hexenuronic acid concentration.

Abstract Brazil is the world's largest producer of sugarcane, from which sugar and ethanol are obtained. However, after the production process, waste remains, among which stands out the bagasse, which generates millions of tons annually. The bagasse can be used for many purposes; however, it is important to know its properties in order to make the best use of it. Thus, the present study aimed to evaluate the bagasse's physical, chemical, and anatomical properties, as well as its potential for energy generation and pulp production. The evaluations of the characteristics and potential of bagasse followed the recommendations and standards of the Brazilian Association of Technical Standards [ABNT], the Technical Association of the Pulp & Paper Industry Inc. [TAPPI], and the International Association of Wood Anatomists [IAWA]. Based on the results, a low density (0.048 g/cm3) was observed; high ash (5.8%) and extractives (5.7%) content, and low lignin content (24.5%); and fibers with moderately long length (1.60 mm), the other dimensions being compatible with eucalyptus wood; and regular anatomical quality indicators for paper production. The bagasse has a good energetic potential in nature, and the heat treatment provides a significant gain in this regard. In addition, the bagasse also has good potential for pulp production, with yields similar to those reported for eucalyptus wood, but with a higher reject content, and less viscosity and hexenuronic acids content. In general, sugarcane bagasse has interesting properties and can be better used, either for energy generation or pulp production.

Resumo O Brasil é o maior produtor mundial de cana, a partir da qual se obtém o açúcar e o etanol. Porém após o processo produtivo sobram resíduos, entre os quais se destaca o bagaço, que gera milhões de toneladas anualmente. O bagaço pode ser utilizado para várias finalidades, no entanto é importante conhecer suas propriedades e aptidões para realizar o melhor aproveitamento possível. Desta forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar as propriedades físicas, químicas e anatômicas do bagaço, bem como seu potencial para geração de energia e produção de polpa celulósica. As avaliações das características e potencialidades do bagaço seguiram as recomendações e normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas [ABNT], Technical Association of Pulp and Paper Industry [TAPPI] e International Association of Wood Anatomists [IAWA]. Com base nos resultados observou-se baixa densidade aparente (0,048 g/cm3); alto teor de cinzas (5,8%) e extrativos (5,7%), e baixo teor de lignina (24,5%); fibras com comprimento moderadamente longo (1,60 mm), sendo as demais dimensões compatíveis com a madeira de eucalipto; e indicadores anatômicos de qualidade regulares para produção de papel. O bagaço apresenta bom potencial energético in natura, e o tratamento térmico proporciona um ganho significativo neste quesito. Além disso, o bagaço também apresenta bom potencial para produção de polpa celulósica, com rendimentos similares aos relatados para a madeira de eucalipto, porém com maior teor de rejeitos, e menor viscosidade e teor de ácidos hexenurônicos. De forma geral, o bagaço de cana-de-açúcar tem propriedades interessantes e pode ser melhor aproveitado, seja para geração de energia ou produção de polpa celulósica.

The experiment consists in the realization of timber wastes torrefaction at a final temperature of 280ºC, with heating rates of 0,5ºC.min-1, with 1 hour permanence in the final temperature. Three different types of wastes were analyzed by composition. Moisture content, bulk density, torrefied mass yield, gross calorific value, particle size, and physical and mechanical resistance were determined. Except the moisture content, the remaining variables were evaluated before and after torrefaction. The results indicated that torrefaction increased the wastes energy density. The torrefied material yield was influenced by the particle size. Bulk density was reduced; however, the mass reduction was higher than the volume reduction. The calorific value was increased for all types of torrefied wastes. Torrefied wastes friability was higher compared to in natura wastes.

A termorretificação (ou retificação térmica) é um processo de alteração das propriedades tecnológicas da madeira, utilizando-se energia térmica, cujos resultados obtidos, normalmente, resultam na agregação de valor à madeira. A madeira termorretificada adquire colorações semelhantes àquelas de madeiras tropicais, considerável resistência aos microorganismos xilófagos e à ação climática, alta estabilidade dimensional e baixa higroscopicidade. Amostras de Eucalyptus grandis foram submetidas a diversos tratamentos de termorretificação, executados em presença (140ºC; 160ºC; 180ºC) ou escassez de oxigênio (160ºC; 180ºC; 200ºC) na atmosfera do interior da câmara de tratamento térmico, e estudadas quanto às suas características químicas. O aumento das temperaturas máximas de tratamento causou redução no teor de holocelulose das amostras, em razão da degradação e volatilização de hemiceluloses, além de proporcionar um incremento no teor relativo de lignina. Todos os monossacarídeos, com exceção da glicose, tiveram sua proporção reduzida na madeira após o tratamento térmico à temperatura máxima de 200ºC. A termorretificação acima de 160ºC levou a um incremento no teor de extrativos totais da madeira, provavelmente atribuído ao surgimento de substâncias de peso molecular reduzido, em razão da degradação térmica. De maneira geral, não foi possível determinar com clareza o efeito das condições de presença ou escassez de oxigênio do ar durante a termorretificação sobre as características químicas da madeira tratada.

Thermal treatment (thermal rectification) is a process in which technological properties of wood are modified using thermal energy, the result of which is often value-added wood. Thermally treated wood takes on similar color shades to tropical woods and offers considerable resistance to destructive microorganisms and climate action, in addition to having high dimensional stability and low hygroscopicity. Wood samples of Eucalyptus grandis were subjected to various thermal treatments, as performed in presence (140ºC; 160ºC; 180ºC) or in absence of oxygen (160ºC; 180ºC; 200ºC) inside a thermal treatment chamber, and then studied as to their chemical characteristics. Increasing the maximum treatment temperatures led to a reduction in the holocellulose content of samples as a result of the degradation and volatilization of hemicelluloses, also leading to an increase in the relative lignin content. Except for glucose, all monosaccharide levels were found to decrease in samples after the thermal treatment at a maximum temperature of 200ºC. The thermal treatment above 160ºC led to increased levels of total extractives in the wood samples, probably ascribed to the emergence of low molecular weight substances as a result of thermal degradation. Overall, it was not possible to clearly determine the effect of presence or absence of oxygen in the air during thermal treatment on the chemical characteristics of the relevant wood samples.

ABSTRACT The purpose of this study was to investigate the variation of density, chemical compounds and anatomical characteristics, as a function of the diameter class (upper, middle and lower) and radial position, in the trees of Eucalytpus umbra in a 25-year-old population. Only the fiber length varied throughout diameter classes: longer fibers occurred in the upper class and shorter fibers in the lower class. Results showed homogeneity of the wood in the diameter classes. Ray width, frequency and lignin content were not affected by the radial position. Fiber and vessel length and vessel diameter increased significantly from pith to bark. Through regression analysis, it was concluded that the radial variation occurs due to vascular cambium maturation and the transition from juvenile to adult wood.

RESUMO Neste trabalho, investigou-se a variação da densidade básica, dos constituintes químicos e das características anatômicas em função da classe de diâmetro (superior, mediana e inferior) e posição radial nas árvores de uma população de Eucalyptus umbra, de 25 anos de idade. Apenas o comprimento das fibras variou entre as classes de diâmetro. Fibras mais longas ocorreram na classe superior e fibras mais curtas, na classe inferior. Os resultados mostram a homogeneidade da madeira entre as classes de diâmetro. A largura e a frequência de raio, bem como o teor de lignina, não foram influenciadas significativamente pela posição radial. O comprimento de fibras e os elementos de vaso, assim como o diâmetro dos vasos, aumentaram significativamente no sentido medula-casca. A partir das análises de regressão, concluiu-se que a variação radial é decorrente da maturação do câmbio vascular e da transição de lenho juvenil para lenho adulto.

A maioria das plantações de Eucalyptus brasileiras tem como objetivo a produção de papel e carvão, mas o uso das espécies para madeira, construção e extração de óleo essencial tem aumentado. Neste trabalho foram estudadas onze espécies de eucalipto quanto ao potencial para a obtenção de óleo essencial. Entre as espécies estudadas, nove não têm sido utilizadas na obtenção comercial de óleo. Para efeito comparativo, avaliou-se também duas outras espécies, o Eucalyptus citriodora e o Eucalyptus globulus, as quais são amplamente utilizadas, respectivamente, para a obtenção de óleo aromatizante e óleo para fins medicinais. Os objetivos do estudo foram ampliar o leque de materiais disponibilizados para os produtores de óleo essencial e correlacionar o rendimento de óleo com as variações climáticas existentes ao longo do ano. Foram realizadas coletas sazonais (cada 3 meses) de folhas para a destilação e determinação do rendimento e avaliação da composição química do óleo. Dentre as espécies ainda não utilizadas comercialmente, considerando-se o rendimento do óleo e os teores dos componentes principais, o Eucalyptus viminalis revelou-se aqueal de maior potencial para a exploração de óleo essencial rico em cineol, para uso medicinal. O menor e o maior rendimento de óleo foram obtidos, respectivamente, na primavera e no verão. A disponibilidade de água no solo e a temperatura do ar influenciaram o rendimento de óleo. Sob condições de deficiência hídrica, observada na primavera, ocorreu o menor rendimento de óleo. No verão, quando a temperatura foi mais elevada e não ocorreu deficiência hídrica, registrou-se o maior rendimento de óleo. Não foi observada influência das condições climáticas sobre o teor do componente químico principal do óleo, que se manteve constante nas quatro estações.

Most Eucalyptus plantations in Brazil aim the production of paper and charcoal, but the use of the species for lumbering, construction and extraction of essential oil has increased. Eleven species of Eucalyptus were assessed in regard to their essential oil production potential, nine never used before for commercial, essential oil extraction. Assessements were compared with Eucalyptus citriodora and Eucalyptus globulus, already explored in oil production for perfume and medical purposes, aiming to increase the availability of commercial species and the relationship between oil production and climatic conditions. Eucalyptus leaves were seasonally sampled (three months interval) for distillation and determination of productivity and chemical composition of oil - contents of oils main components. Eucalyptus viminalis showed the highest potential for cineol, and standed out among the species not yet used commercially. Influenced by soil moisture contents and air temperature, the lowest and the highest oil production happened respectively in Spring and Summer. Water deficiency in Spring caused the lowest oil production. In the Summer, on the other hand, the highest oil production was observed when temperatures were higher and no water deficiency registered. There was no climatic influence on the main oil chemical component.