CELULOSE

       Inicialmente temos que deixar bem claro uma coisa para todos os leitores:

  A celulose é o polímero natural de maior ocorrência no mundo

      A celulose (C6H10O5)n é um polímero de cadeia longa composto de um só monômero (glicose), classificado como polissacarídeo ou carboidrato. É um dos principais constituintes das paredes celulares das plantas (cerca de 33% da massa da planta), em combinação com a lignina, com hemicelulose e pectina e não é digerível pelo homem, constituindo uma fibra dietética. Alguns animais, particularmente os ruminantes, podem digerir celulose com a ajuda de microrganismos simbiótico.

      O estudo da química da celulose iniciou em 1838 com Payen, que mostrou por análise elementar que o tecido de plantas contém um componente majoritário com 44,4% de carbono; 6,2% de hidrogênio e 49,3% de oxigênio, o que é equivalente a uma fórmula empírica de C6H10O5 e um peso molecular de 162. Desde que, a análise do peso molecular da celulose indicava pesos muito maiores que 162, era evidente que a celulose era, ou um alto polímero (molécula constituída por um grande número de unidades repetidas relativamente simples conectadas por ligações químicas), ou um agregado de moléculas simples unidas por forças de associação secundárias. Evidências conseguidas após 1930, provaram que a celulose é um polímero composto por um grande número de unidades repetidas. Posteriormente foi provado que estas unidades derivam-se da condensação da D-glucose, (um açucar simples - monossacarídeo hexose C6H12O6).

Modelo conformacional da cadeia de celulose na maioria das estruturas cristalinas.

       A molécula de celulose é um polímero linear de unidades de glucopiranose D-anidro

ligados entre si por ligações de b-1,4-glicosídica (Figura). Em outras palavras, é um

b-1,4-D-glucano (poliglicose). Os anéis de piranose estão  energeticamente favoráveis conformação cadeira.

           A numeração convencional dos átomos de carbono no anel é mostrado na

Figura , com dois átomos de oxigênio ligados em C1, substituintes hidroxilo em C2

e C3, um átomo de oxigênio ligado a C4, e um grupo hidroximetilo em C5.

          O materiais de celulose têm graus de polimerização (PD) que dependem da 

fonte e tratamento. PD celulose variar 100-300 para o pó de celulose

(Celulose obtidas a partir de polpa de celulose por moagem e fraccionamento), a 20 000

para parede secundária de algodão e até mesmo para ~ 44 000 para Valônia. Em geral,  celuloses nativa têm DP valores superiores a celuloses regeneradas (DP 200-500).

Tabela com algumas porcentagens de celulose em plantas

ESTRUTURA E ULTRAESTRUTURA DA PAREDE CELULAR 

          A madeira é um material heterogêneo, sendo sua variabilidade estrutural e química refletida numa ampla gama de propriedades físicas, tais como: densidade permeabilidade; comportamento quanto à capilaridade; condutividade térmica; difusão da água de impregnação, entre outras. O arranjo de seus componentes físicos (macroscópicos, microscópicos, ultramicroscópicos) e químicos definem a estrutura lenhosa como uma engenhosa organização arquitetônica da madeira. 

A Figura

mostra os principais aspectos macroscópicos da madeira. A madeira é um material composto de células produzidas por uma árvore viva para suportar a copa, conduzir água e nutrientes dissolvidos do solo à copa, armazenar materiais de reserva (principalmente carboidratos). A madeira é um tecido complexo devido a sua formação por diferentes tipos de células, as quais desempenham diferentes funções. 

          A Celulose É o componente majoritário, perfazendo aproximadamente a metade das madeiras tanto de coníferas, como de folhosas. Pode ser brevemente caracterizada como um polímero linear de alto peso molecular, constituído exclusivamente de β-D-glucose. Devido a suas propriedades químicas e físicas, bem como à sua estrutura supra molecular, preenche sua função como o principal componente da parede celular dos vegetais. 

Análise química da madeira

Pergunta recorrente: COMO É FEITO O PAPEL?

1 - A principal matéria-prima para a produção de papel são toras de madeira. Nas fábricas, após serem cortadas, elas passam por um descascador e picador, de onde saem na forma de pequenos cavacos (lascas)

2 - Num tanque chamado digestor, os cavacos são cozidos dentro de um líquido composto por água e alguns agentes químicos, como sulfitos. O resultado desse cozimento é chamado de polpa

3 - A polpa passa por um processo de lavagem, em tanques e centrífugas, onde são extraídos os cavacos que não se dissolveram e outras impurezas. Depois, ela é deixada em repouso em outros tanques, numa etapa chamada de branqueamento, para separar a celulose de outros resíduos

4 - Os restos não aproveitados de madeira são queimados em caldeiras e transformados em energia elétrica em turbogeradores a vapor. A energia gerada aqui alimenta o próprio processo de fabricação do papel

5 - A polpa de celulose, ainda com alto teor de água, passa por uma máquina chamada mesa plana, que transforma essa massa úmida em uma grande folha contínua e lisa, pousada sobre uma esteira rolante de feltro

6 - A grande folha, movida pela esteira rolante, passa por rolos de prensagem e secagem com ar quente, que retiram o excesso de água, compactam o papel e alisam a folha. Dependendo do tipo de produto que se quer, ela ainda passa pelo coater (revestidora), um rolo que aplica uma película que protege ou dá brilho ao papel - como no caso do cuchê, por exemplo.

7 - Finalmente, a folha passa por um aparelho chamado enroladeira e por rolos de rebobinagem, onde o papel se descola da esteira rolante e forma enormes rolos - ou bobinas -, estando pronto para o corte e o empacotamento

Por João A.G.Kazmirski