Normativas generales y protocolos de procedimiento de los laboratorios de química forestal/anatomía

CENTRO TECNOLÓGICO AVANZADO FORESTAL - UAGRM

Normativas generales y protocolos de procedimiento de los laboratorios de: Química forestal, Anatomía de la madera y Dendrocronología

___________________________ Laboratorio de Tecnología de la Madera Carrera de Ingeniería Forestal - UAGRM

2012

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Normativas generales y protocolos de procedimiento de los laboratorios de: Química forestal, Anatomía de la madera y Dendrocronología

Raquel Cárdenas M. Editor

iii

Coordinación: Roberto C. Quevedo S. Revisor: Nahia Agote G. Edición General: Raquel Cárdenas M. Fotografías de Portada: Raquel Cárdenas M. Financiado por: Agencia Española de Cooperación Internacional y Desarrollo (AECID).

Cita Bibliográfica Cárdenas M., R. (edit.)(2012) “Normativas generales y protocolos de procedimiento de los Laboratorios de: Química Forestal, Anatomía de la madera y Dendrocronología”. Laboratorio de Tecnología de la Madera, Carrera de Ingeniería Forestal – UAGRM. Centro Tecnológico Avanzado Forestal. Santa Cruz – Bolivia.

110 pp.

Las opiniones y juicios expresados en este documento son exclusiva responsabilidad del o (los) autor(es) y no reflejan necesariamente la opinión o política de la UAGRM, UCO, CTAF y AECID.

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El Proyecto UCO-UAGRM, es un convenio de cooperación entre la carrera de Ingeniería Forestal de la Universidad Autónoma “Gabriel René Moreno” de Santa Cruz (UAGRM) y el Departamento de Ingeniería Forestal de la Universidad de Córdoba (UCO) de España, con el financiamiento de la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AECID), el cual ha puesto en marcha el Centro Tecnológico Avanzado Forestal (CTAF); Un centro de referencia regional de investigación y transferencia de conocimiento en el ámbito de la gestión forestal sostenible en Bolivia.

El Objetivo General del CTAF es mejorar las capacidades productivas dentro del sector forestal boliviano, como herramienta de lucha contra la pobreza para el conjunto de la población que depende del recurso forestal para subsistencia, incluyendo comunidades indígenas y campesinas.

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CONTENIDO Portada……………………………………………………………………………………...ii Presentación del proyecto …………..…………………………………………………...v Contenido…………………………………………………………………………………..vii Laboratorio de Anatomía de la madera y Dendrocronología…………….…….....1 Normas Generales. …………………..……………………………………………………3 Normas para el uso de las computadoras/ Standards for the use of computers....…5 Normas básicas de uso Escáner...…………………………………………………………………………….6 Microscopio…………………………………………………………………...……..7 Estereoscopio……………………………………………………………….………8 Estufa de Secado…………………………………………………………..……….9 Pulidoras……………………………………………………………………………10 Estereoscopio LINTAB…..……………………………………………….……….11 Programa TSAP – Win…..……………………………………………….……….12 Barreno (Pressler)……..……………………………………………………….....15 Lupas………………………………………………………………………………..16 Bibliografía………………………………………………………………………….17 Laboratorio de Química Forestal…..…………………………………………………..19 Normas y reglamentos del Laboratorio…..…………………………………..…………..21 Normas de Seguridad en el laboratorio…..……………………….……………………..23 Manual de uso de equipos Autoclave…..………………………………………………………………..……….28 Baño Maria (Memmert)….…………………………………………………..……..30 Estufa de desecación o esterilización (Memmert)…...…………………..……..33 Equipo de filtración al vacío.….……………………………………………….…..42 Equipo de extracción Soxhlet.….………………………………………………….44 Ultrasonido.….…………………………………………………..…………………..47 Normas básicas de uso de equipos Autoclave….…………………………………………………..……………………..50 Baño Maria (Memmert)…..…………………………………………………..…….51 Estufa de desecación o esterilización (Memmert) ….…………………………..52 Equipo de filtración al vacío….…………………………………………………….53 Equipo de extracción Soxhlet….…………………………………………………..54 Ultrasonido….…………………………………………………..……………………55 Procedimientos Preparación de muestras para análisis composicional….……………………...58 Determinación de cenizas en biomasa….……………………...........................68 Determinación de sólidos totales y humedad en muestras de biomasa………78 Determinación de extractivos en biomasa. ….……………………....................88 Determinación de lignina-insoluble en ácido en biomasa. ….………..………101

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LABORATORIO DE ANATOMÍA DE LA MADERA Y DENDROCRONOLOGÍA

Centro Tecnológico Avanzado Forestal - UAGRM |

1

Coordinación: Roberto C. Quevedo S. Revisor: Nahia Agote G. Kathelyn Paredes Edición: Raquel Cárdenas M. Coordinadores de los Manuales de Uso: Kathelyn Paredes, Suri Cabrera.

Colaboradores: Mercy López y Ana W. Quevedo.

Financiado por: Agencia Española de Cooperación Internacional y Desarrollo (AECID).

Editado en base al informe técnico: Cárdenas M., R. (2012) Manuales de Uso de Equipos. Laboratorio de Anatomía y Dendrocronología de la madera. Laboratorios de Tecnología de la Madera, Carrera de Ingeniería Forestal – UAGRM. Centro Tecnológico Avanzado Forestal. Santa Cruz – Bolivia. 20 pp.

Fotografías: Raquel Cárdenas M. A.

B.

Observación de corte anatómico de la madera, hecho a mano alzada de tipo transversal con clara observación de vasos, en tinción diferencial mediante microscopio (40x).

Observación y demarcación de los anillos de crecimiento en 3 radios de un disco de madera.

Cita Bibliográfica Cárdenas M., R. (2012) Normativas generales del laboratorio de Anatomía de la madera y Dendrocronología. En: Cárdenas M., R. (edit.)(2012) “Normativas generales y protocolos de procedimiento de los Laboratorios de: Química Forestal, Anatomía de la madera y Dendrocronología”. Laboratorio de Tecnología de la Madera, Carrera de Ing. Forestal – UAGRM. Centro Tecnológico Avanzado Forestal.

Santa Cruz – Bolivia.

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LABORATORIO DE ANATOMÍA DE LA MADERA Y DENDROCRONOLOGÍA

NORMAS GENERALES DEL LABORATORIO Las siguientes normas se adoptarán por parte de todo el personal que tenga acceso al Laboratorio de “Anatomía de la madera y Dendrocronología”.

Al entrar al Laboratorio: 

Los Docentes, estudiantes, tesistas de grado, MSc. y PhD. están obligados a guardar mayor respeto, basado en la mutua tolerancia, la cortesía y el espíritu de colaboración dentro del laboratorio.

En el desempeño de sus Labores: 

No permitir la entrada de personas ajenas al laboratorio.



Cualquier accidente por pequeño que sea debe comunicarse a la persona que esté a cargo del laboratorio.



Cada persona será responsable del material que utiliza, mediante la firma de acta de responsabilidades.



En el Laboratorio es obligatorio el uso del mandil.

Del Orden y la Limpieza: 

Mantener el orden y la limpieza dentro del laboratorio.



Realizar la limpieza de los elementos y equipos de trabajo al final de cada procedimiento y al finalizar la jornada de trabajo.



Todos los desechos, ya sean líquidos o sólidos, tienen que ser eliminados y colocados en los basureros.

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De los Compromisos con el Laboratorio: 

Los Docentes, estudiantes, tesistas de grado, MSc. y PhD. de otras instituciones ajenas al CTAF y a la UAGRM, que se encuentren desarrollando actividades en las instalaciones, están comprometidos a :

a) Dejar una copia de su perfil de investigación en nuestra base de datos en formato digital e Impreso.

b) Realizar la citación respectiva del Laboratorio como contraparte en el desarrollo del estudio de investigación.

Laboratorio de Anatomía de la madera y Dendrocronología. Carrera de Ingeniería Forestal-UAGRM. Santa Cruz, Bolivia.

c)

Dejar una copia de su base de datos, catalogada, ordenada y

actualizada del trabajo desarrollado en nuestras instalaciones.

d) Enviar una copia digital e impresa de su trabajo final y/o publicado de su estudio de investigación. 

Por su parte el Laboratorio se compromete a facilitar su estadía en el mismo, apoyándole de manera tutorial y técnica en su trabajo a desarrollar.



El Laboratorio se compromete a mantener confidencialidad con la base de datos proveídos por el autor, hasta la publicación de sus investigaciones.

Al salir del Laboratorio: 

Corroborar

que

TODOS

los

equipos

se

encuentren

apagados,

desconectados y cubiertos con sus respectivas fundas. 

Verificar que TODAS las ventanas estén cerradas y aseguradas antes de abandonar el laboratorio.

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Normas para el Uso de las Computadoras

Standards for the Use of Computers que

1. The person who is working will have

necesite realizar un trabajo versus la

priority versus the one who is

que esté jugando, revisando su e-mail ó

playing, checking e-mails or not

no esté haciendo nada.

doing anything.

1. Tendrá

prioridad

la

persona

2. Si guardan algún archivo, háganlo en la

2. If you save a file, do it in the folder

carpeta con el nombre correspondiente

with your name, located in Unit D,

a su persona ubicada en la Unidad D,

NOT in the desktop or in another

NO en el Escritorio, ni en otra unidad.

unit.

3. En caso de usar FLASH MEMORY,

3. When using FLASH MEMORY,

favor correr el Antivirus para el mismo,

please run the Antivirus for it,

antes de abrir cualquier archivo.

before opening any files.

4. Si

todas

las

computadoras

se

encuentran ocupadas podrán anotarse en una lista de espera para las mismas.

5. Queda

terminantemente

prohibido

ingerir cualquier tipo de alimentos ó bebidas en el área de las computadoras.

6. Por favor no modifiquen los fondos de

4. If all computers are occupied, you can register your name on a waiting list for later use.

5. It is strictly forbidden to eat any food or drink in the computers area.

6. Please do not modify the wallpapers or Internet home page.

pantalla ni la página de inicio de Internet.

Computers are a service to us Las computadoras son un servicio a nuestra disposición y como tal es labor de todos

preservarlas

en

buen

estado.

Llamamos a su sentido común y a su conciencia para que el uso de las mismas se realice de la mejor manera posible y en

hence is everyone's job to preserve them in good condition. We appeal to

your

common

sense

and

conscience so that the use of them may be done in the best possible way and in complete harmony.

completa armonía.

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NORMAS BÁSICAS DE USO ESCANER Se recomienda seguir de manera precisa las siguientes Instrucciones: 1.

Observar que el escáner este conectado al estabilizador.

2.

Encienda el escáner, esperar 30 segundos.

3.

Coloque en el escáner el material a escáner, boca abajo.

4.

Abrir el software Epson expression 10000 xl, en el ordenador.

5.

Seleccione uno de los modelos de acuerdo a sus

6.

Hacer click en el botón PREVIEW para ver la imagen a

7.

Seleccione el área a escanear.

8.

Click en escanear.

9.

Cuando complete el escaneado cierre Epson expression y finalmente

necesidades. escanear.

visualizar la imagen escaneada.

10.

Mantenga la superficie del Escáner LIMPIA.

NOTA.- Si usted tiene alguna duda o pregunta por favor revisar y consultar el manual de uso, que se encuentra en los estantes.

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NORMAS BÁSICAS DE USO MICROSCOPIO 1.

Enchufar a 220v, en el estabilizador.

2.

Colocar el microscopio en posición correcta.

3.

Encender la fuente de iluminación (o sea el foco).

4.

Abrir el diafragma.

5.

Subir el condensador.

6.

Colocar el objetivo de menor aumento.

7.

Bajar UN POCO la platina.

8.

Colocar la preparación, (cuidando de no mancharla con las huellas digitales).

9.

Subir la platina hasta el tope (con mucho cuidado y observando por un costado con el fin de prevenir un choque entre la preparación y el lente frontal del objetivo).

10. Regular la distancia inter-ocular © Mercy López 2011

11. Bajar lentamente la platina hasta lograr el enfoque de la preparación.

12. Afinar el enfoque con el tornillo micrométrico.

LIMPIEZA DEL MICROSCOPIO SI ES POLVO, (Que es lo más frecuente): Limpie las lentes con un pincel desgrasado, o en último caso con un algodón seco desgrasado. Si utiliza papel o paño, puede rayar las lentes con las partículas de polvo.

De ningún modo se debe soplar con la boca, esto para no empañar las lentes.

No se debe utilizar los dedos, ya que éstos dejan huellas digitales grasosas.

SI LAS MANCHAS SON DE GRASA: Limpie las manchas de los lentes utilizando papel para lentes o Kleenex impregnado con ALCOHOL ABSOLUTO. No se debe utilizar alcohol etílico.

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NORMAS BÁSICAS DE USO ESTEREOSCOPIO

1.

Enchufar a 220v, en el estabilizador.

2.

Colocar el Estereoscopio en posición correcta.

3.

Encender la fuente de iluminación (o sea el foco).

4.

Colocar el objetivo de menor aumento.

5.

Colocar el objeto a observar

6.

Regular la distancia inter-ocular

7.

Afinar el enfoque con el tornillo macrométrico.

LIMPIEZA DEL ESTEREOSCOPIO

Editado en base a © Mercy López 2011

SI ES POLVO, (Que es lo más frecuente): Limpie las lentes con un pincel desgrasado, o en último caso con un algodón seco desgrasado. Si utiliza papel o paño, puede rayar las lentes con las partículas de polvo.

De ningún modo se debe soplar con la boca, esto para no empañar las lentes.

No se debe utilizar los dedos, ya que éstos dejan huellas digitales grasosas.

SI LAS MANCHAS SON DE GRASA: Limpie las manchas de los lentes utilizando papel para lentes o Kleenex impregnado con ALCOHOL ABSOLUTO. No se debe utilizar alcohol etílico.

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NORMAS BÁSICAS DE USO ESTUFAS DE SECADO 1. Enchufar el equipo a 220v.

2. Colocar las muestras a secar dentro de la estufa. Si nota que sus muestras segregan resina, proteja la superficie con Papel Aluminio.

3. Verificar que las puertas estén bien cerradas. La puerta se abre tirando el pomo de la puerta y se cierra presionando el mismo hacia adentro.

4. Ajustar la regleta del cambio de aire, así Ud. regulará la cantidad de aire que entra y sale de la estufa.

5. Ajustar la temperatura, dependiendo del material a secar. Mantenga presionado la tecla SET del equipo, hasta que parpadee la indicación de temperatura.

6. Seleccione los modos de servicios (normal ó temporizado).

(Asegúrese de que el temporizador se encuentre funcionando, realice una pequeña practica de 5 min).

7. Vigilar que la temperatura se encuentre estable.

8. Una vez terminado el proceso de secado, asegúrese de que TODO se encuentre limpio y apague la estufa.

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NORMAS BÁSICAS DE USO PULIDORAS 1. Enchufar el equipo a 220v.

2. Montar :

- la lija tipo lámina (pulidora orbital), verificando que cubra toda la superficie de goma. No escatimar el tamaño de la lija tipo lámina, ya que esta debe ser sujetada por las abrazaderas.

- la lija tipo banda (pulidora de banda), verificar la orientación de la lija, esta debe coincidir con la orientación propuesta por una Flecha en la pulidora.

Observe que no existan filamentos sueltos de la lija de banda, ya que esto entorpecerá los movimientos de revolución.

3. Verificar en ambos casos, que las abrazaderas estén bien cerradas.

4. Seleccione el tipo de velocidad, según las revoluciones predeterminadas del equipo.

5. Vigilar que la temperatura se encuentre estable. Si el equipo se sobrecalienta, esperar que enfríe o en su defecto que baje la temperatura, para optimizar el pulido de la muestra.

6. Utilice una escobilla adicional para: 1) retirar el polvillo acumulado en los cabezales de la pulidora de banda y 2) para quitar el polvillo acumulado en los granos de la lija de banda.

7. Este atento al desgaste del grano de las lijas de tipo lámina de la pulidora orbital (sobre todo en los de mayor grano), ya que esto ocasionará la pérdida de la goma de protección de la pulidora orbital.

8. Una vez terminado de pulido, apague el equipo y retírele TODO el polvillo acumulado en los cabezales y el cable, procesa a guardar.

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NORMAS BÁSICAS DE USO Estereoscopio LINTAB El Estereoscopio LINTAB, es exclusivo para medición de anillos.

1. Enchufe la Lámpara del equipo a 220v, en el Estabilizador.

2. Asegúrese que el registrador se encuentre bien sujeto al puerto USB, en la parte posterior del CPU (nótese que al girar el rodillo las luces del registrador parpadean).

3. Asegúrese que la mesa de medición presente bien el rodillo de desplazamiento de la muestra (que no haya algún elemento en la broca).

La mesa de medición soporta un máximo de 50 kg.

4. Coloque un material protector sobre el suspensor de la base de la muestra, este debe ser fijo, con un horizonte totalmente plano (180°).

5. Proceda a medir, con el apoyo del programa TSAP Win. (Vea manual de uso del programa).

Limpieza del Estereoscopio LINTAB SI ES POLVO, (Que es lo más frecuente): Limpie las lentes con un pincel desgrasado, o en último caso con un algodón seco desgrasado. Si utiliza papel o paño, puede rayar las lentes con las partículas de polvo.

De ningún modo se debe soplar con la boca, esto para no empañar las lentes.

No se debe utilizar los dedos, ya que éstos dejan huellas digitales grasosas.

SI LAS MANCHAS SON DE GRASA: Limpie las manchas de los lentes utilizando papel para lentes o Kleenex impregnado con ALCOHOL ABSOLUTO. No se debe utilizar alcohol etílico.

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NORMAS BÁSICAS DE USO TSAP – Win 1.

2.

Este programa se desarrolla en ambiente WINDOW XP. Abra el icono de TSAP Win en el escritorio, se le desplegarán 3 ventanas.

3.

4.

Cierre las ventanas Data stack 1 y 2, y mantenga la Data stack 3.

En Data stack 3, seleccione el icono New Measurement.

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5.

6.

RW 1 Seleccione la flecha verde set origin (home) / Seleccione: start measure, y le desplegará la ventana Data set header.

7.

Introduzca 7 dígitos en el KEYCODE

1

LA 09 39 C Nombre Científico ó Lugar: LA = Laguna Azul Año de colecta ó ultimo año conocido en una muestra viva: 09 = 2009 Número de la muestra colectada: 39(continuo)= 39 Radio Analizado(a,b,c): C = radio C - No utilice paréntesis.

- Mayúscula y minúscula es indiscriminable.

- Le recomendamos trate de rellenar todos los datos que se adapten a su muestra (disco ó core), ya que esto le servirá de base de datos adicional.

8.

Introduzca los datos EXIGIDOS por el programa en:

→LOCATION →Sp. NAME 9.

→UNIT: 1/100 (esta es la precisión de la mesa medidora) →DATA END: (que es el año de colecta)

OK

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10.

Coloque su muestra en la mesa de medición y mediante el estereoscopio ubique su anillo inicial, formando un ángulo de 90°, que permita un perfecto desplazamiento de la muestra a datar, mediante el rodillo de desplazamiento de la mesa de medición del LINTAB. 11.

Realice la primera marcación de su anillo mediante el Mouse, click izquierdo (este le informara con un sonido “Pith”); El proceso de medición le indicara cuando Ud. haya marcado 10 anillos mediante un sonido especial.

12. Al terminar de medir, Ud. podrá observar su curva de crecimiento. Para guardarla presione ESC y le desplegará la ventana Data set header, seleccione cierre la ventana con la X. OK 13.

Para proseguir con otra muestra seleccione la flecha verde y set origin (home) y repita el procedimiento recomendado en el punto 5.

14.

Para guardar, Ud. debe guardar su archivo en FORMATO Tucson 100/100. Si Ud. quiere observar sus resultados, debe abrirlos con el BLOCK DE NOTAS, de Windows XP. Todos los archivos generados en las dataciones se deberán guardar en la Unidad D: Mediciones, donde Ud. creará una carpeta con su Nombre CarmenRojas_10ago2012; Ud. debe mantener una copia personal de sus datos (por precaución) y desarrollar su trabajo con orden y sujetándose a las normas del Laboratorio de Anatomía y Dendrocronología de la Madera.

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NORMAS BÁSICAS DE USO BARRENO ( Pressler) 1. Desenrosque el extractor de la empuñadura.

6. Gire el barreno un cuarto de vuelta en sentido contrario al inicial y mantenga el extractor firmemente. Esto es muy importante con el fin de mantener el núcleo (core) completo.

2. Retire la broca del taladro de la empuñadura, junto con el extractor.

3. Gire la cerradura e inserte el barreno (bit) en el mango. Luego de marcha atrás al bloqueo hasta que el barreno este asegurado al mango.

4. El barrenador esta ahora listo para su uso.

Cuando atornille la broca al árbol, considere lo siguiente: No utilice la fuerza cuando inicie la penetración.

Puede que salgan pequeñas virutas de la punta del taladro; Le recomendamos que inicie la penetración con una de sus manos y empuje suavemente y gire hacia la derecha con la otra mano en el centro de la broca del mango.

5.

Inserte el extractor del barreno cuando alcance el punto deseado dentro del árbol. http://www.gisiberica.com/barrenas%20forestales/bs001.htm

7. Junto con el núcleo, saque el extractor.

El barreno debe ser extraído del árbol inmediatamente después de que el núcleo ha sido extraído.

Al mantener el barreno demasiado tiempo en algunas especies de árboles hará el procedimiento de extracción y desenroscado casi imposible, ya que la madera fresca en el árbol inmediatamente inicia su proceso de reconquista para sellar el agujero.

8. El núcleo está listo para ser examinado.

Desatornille cuidadosamente la broca del taladro del árbol.

9. ALMACENAMIENTO. No guarde la barrena mojada ó sucia, ya que esto acorta la vida útil de la broca considerablemente. La limpieza se puede hacer con un tejido y cualquier aceite ligero. Si la broca está oxidada, se puede utilizar lana de acero fino en lugar de pañuelos de papel.

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NORMAS BÁSICAS DE USO LUPAS

1.

Colocar la Lupa en posición correcta; Cerca de su ojo.

2.

Encender la fuente de iluminación (o sea el foco), si fuese necesario.

3.

Colocar el objetivo a observar.

4.

Regule la distancia del objeto a observar, en función de la mayor visibilidad de los componentes (o sea acerque el objeto a la lupa y evite realizarlo de manera contraria).

LIMPIEZA DE LA LUPA

SI ES POLVO, (Que es lo más frecuente): Limpie las lentes con un pincel desgrasado, o en último caso con un algodón seco desgrasado. Si utiliza papel o paño, puede rayar las lentes con las partículas de polvo.

De ningún modo se debe soplar con la boca, esto para no empañar las lentes.

No se debe utilizar los dedos, ya que éstos dejan huellas digitales grasosas.

SI LAS MANCHAS SON DE GRASA: Limpie las manchas de los lentes utilizando papel para lentes o Kleenex impregnado con ALCOHOL ABSOLUTO. No se debe utilizar alcohol etílico.

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BIBLIOGRAFIA MEMMERT ________Instrucciones de Manejo. ESTUFA UNIVERSAL. UNB 100500. Alemania. 26 pp.

RINN F. 2010. User reference TSAP - Winโ ข. Time Series Analysis and Presentation. ______________2008.Instrucciones de Manejo. Estufa universal. UNB 100-500.

Memmert. Alemania. 26 pp. http://www.gisiberica.com/barrenas%20forestales/bs001.htm

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LABORATORIO DE QUร MICA FORESTAL

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Coordinación: Roberto C. Quevedo S. Revisor: Estephanie P. Liendo H. & Raquel Cárdenas M. Edición: Raquel Cárdenas M. Fotografías: Estephanie P. Liendo H. Financiado por: Agencia Española de Cooperación Internacional y Desarrollo (AECID).

Editado en base al informe técnico: Liendo-Hoyos, E.P. (2012) Manuales de Uso del Laboratorio de Química Forestal.

Laboratorio de Tecnología de la Madera, Carrera de Ingeniería Forestal – UAGRM. Centro Tecnológico Avanzado Forestal. Santa Cruz – Bolivia. 80 pp.

Cita Bibliográfica Liendo-Hoyos, E. P. (2012) Normativas generales y protocolos de procedimiento del laboratorio de Química Forestal. En: Cárdenas M., R. (edit.)(2012) “Normativas generales y protocolos de procedimiento de los Laboratorios de: Química Forestal, Anatomía de la madera y Dendrocronología”. Laboratorio de Tecnología de la Madera, Carrera de Ingeniería Forestal – UAGRM. Centro Tecnológico Avanzado Forestal. Santa Cruz – Bolivia.

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LABORATORIO DE QUIMICA FORESTAL INDUCCIÓN AL LABORATORIO

1- OBJETIVO: Esta experiencia práctica representa una actividad introductoria a los experimentos propiamente establecidos para el área de química forestal.

Además de brindar

apoyo a investigaciones en el área de Tecnología y Química de la Madera.

2- NORMAS Y REGLAMENTO DEL LABORATORIO Resulta de vital importancia, que las mismas sean leídas, interpretadas y aceptadas perfectamente por el usuario del laboratorio. Así mismo, no está de más aclarar que cada una de las normas contempladas en dicho reglamento, deben ser acatadas y respetadas a cabalidad y sin excepción, éstas son:

2.1 Es obligatorio vestir con la bata de laboratorio, lentes de seguridad, pantalones largos y zapatos cerrados al trabajar en el laboratorio.

Aplicable a profesor,

preparador, técnico y estudiantes.

2.2 El alumno es responsable del material y equipo que se le suministre al inicio de la práctica. El material dañado o perdido deberá ser sustituido a la mayor brevedad.

2.3 Todo material de laboratorio dañado o desaparecido deberá ser repuesto por todo el grupo cuando no exista un responsable.

2.4 La persona o grupo de trabajo, no deben tomar material de otra gaveta que no sea la asignada para dicho grupo o persona.

2.5 Solicitar al técnico, profesor o preparador cualquier material o reactivo adicional que necesite durante la realización de la práctica.

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2.6 Cualquier duda con respecto a la utilización de algún equipo o material de vidrio para la realización de la práctica debe ser consultada al profesor, preparador o técnico y en último caso revisar los manuales de laboratorio.

2.7 Se deberá informar de cualquier accidente, por pequeño que sea, al profesor, técnico o preparador.

2.8 Durante las horas de práctica sólo se permitirá realizar la experiencia asignada al alumno para ese día. Cualquier otra actividad a realizar, deberá ser aprobada por el profesor.

2.9 Ningún estudiante podrá trabajar en el laboratorio sin la presencia de un técnico o profesor.

2.10 Ninguna sesión de laboratorio podrá comenzar, ni terminar sin la recomendación del profesor o tutor.

2.11 Está terminante prohibido comer y fumar dentro del laboratorio y sus adyacencias.

2.12 Durante la realización de la práctica no se permitirá la entrada de personas ajenas al laboratorio.

2.13 En caso de necesitar ausentarse del laboratorio, el estudiante deberá notificar previamente al profesor, preparador o técnico.

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3- NORMAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO

Laboratorio de química forestal.

A continuación se presentan una serie de normas de seguridad, las cuales deberán ser tomadas en cuenta y seguidas por el alumno, en todo momento durante su trabajo en el laboratorio:

3.1 Cuando caliente un líquido en un tubo de ensayo, debe agitarlo continuamente evitando orientar la boca del tubo hacia usted o sus compañeros. El calentamiento debe hacerse sobre las paredes del tubo.

3.2 Cuando desee conocer el olor de alguna sustancia, acerque los vapores a su nariz con la palma de la mano. No acerque el envase a su cara.

3.3 No intente conocer el sabor de los reactivos.

3.4 Si cae una sustancia alcalina sobre la piel, lave la parte afectada con abundante agua y luego con ácido acético diluido.

3.5 Las quemaduras de la piel con ácido, deben ser tratadas con abundante agua y luego con una solución de bicarbonato de sodio diluida.

3.6 Las quemaduras de la piel causadas por objetos calientes, deben ser tratadas con solución de ácido pícrico o bórico, ó con pomadas comerciales contra quemaduras.

3.7 Los experimentos en los cuales se producen vapores tóxicos deben ser realizados en la campana extractora.

3.8 Al mezclar ácidos con agua se libera mucho calor. Por lo tanto, vierta lentamente el ácido sobre el agua. NUNCA LO CONTRARIO.

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3.9 No vierta sustancias sólidas por el desagüe.

Utilice los depósitos de

desperdicios.

3.10 Cuando se derramen ácidos sobre el mesón lave inmediatamente con agua.

3.11 Si cae en los ojos alguna sustancia, lave inmediatamente con abundante agua seguido de solución estéril. Informe inmediatamente al profesor.

3.12 Reporte cualquier accidente que ocurra, por pequeño que este sea.

3.13 Infórmese donde pueden botar los desechos tanto líquidos como sólidos.

Además averigüe si la recuperación de estos desechos es viable.

3.14 Serán de la responsabilidad del profesor hacer cumplir las disposiciones referentes a la seguridad en el laboratorio.

4- SUGERENCIAS PARA EL TRABAJO EN EL LABORATORIO

4.1 Antes de comenzar la práctica compruebe si el material de su equipo esté completo, limpio y en buen estado. Notifique cualquier irregularidad.

4.2 El material de vidrio debe lavarlo con detergentes y abundante agua, finalmente enjuáguelo con agua destilada, cuando sea necesario.

4.3 Las buretas, pipetas y otro material volumétrico limpio deben curarse para su uso con pequeñas porciones del líquido que se desee medir.

4.4 Antes de usar cualquier reactivo, compruebe que la etiqueta del frasco corresponde a las características requeridas en el experimento.

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4.5 Evite tomar directamente con la pipeta o con el gotero líquido del frasco que lo contiene. Transfiera un volumen aproximado al que va a medir a un vaso de precipitado, y sírvase de allí.

4.6 Una vez que haya usado algún frasco de reactivo debe taparlo de inmediato y regresarlo a su sitio.

4.7 Evite retornar restos de solución a los frascos originales de reactivo.

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Centro Tecnolรณgico Avanzado Forestal - UAGRM |

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2012

MANUALES DE USO DE EQUIPOS DE LABORATORIO Laboratorio de Química Forestal

Estephanie P. Liendo H. Área de Tecnología de Madera – Química de la Madera Centro Tecnológico Avanzado Forestal - UAGRM | CTAF27

MANUAL DE USO DE EQUIPOS AUTOCLAVE

1.

POSIBILIDADES DE EMPLAZAMIENTO

Enchufar a 220V. Puede ser colocada en el suelo o sobre un soporte, ésta debe estar alejada de la pared minimamente a 20-30 centimetros.

2.

ESTRUCTURA Y FUNCION

El autoclave esta compuesto de un recipiente de alumínio similar a una olla de presión. La tapa es separada y se adhiere por medio de armellas al borde superior del recipiente, el mismo esta provisto de un nanómetro y una válvula de seguridad.

El proceso de función del Autoclave inicia con la colocacion del agua destilada, la cual se coloca en el fondo hasta un nivel inferior al soporte de la base; en la base se procede a colocar el envase de aluminio, dentro del cual se introducen los intrumentos a esterilizar o frascos de analisis.

La fuente de calor es una resistencia electrica, cuyo funcionamiento se controla termostáticamente.

El modo de operación es bastante sencillo y consiste en: -

Asegurarse que el nivel de agua sea el adecuado, de lo contrario, agregar

agua destilada hasta que sobrepase un poco el recipiente de aluminio.

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28

-

Se coloca el material a esterilizar o los frascos de analisis y se cierra la

compuerta, ajustar bien las armellas.

-

Se enciende el equipo y se coloca la temperatura deseada, que ira

correlacionada con una presión determinada, tambien se puede añadir el dato de tiempo, pero es mejor controlarlo manualmente.

Cuando la temperatura haya

ascendido a los 121°C controloar el tiempo deseado.

-

Se apaga y se deja que baje la presión a cero antes de abrir lentamente la

puerta. Se deja enfriar por un momento para evitar daños al operador y la rotura de cristaleria por cambios bruscos de temperatura.

-

Tener mucho cuidado y utilizar guantes apropiados para el calor.

3.

LIMPIEZA

Solo se extraerá el envase de aluminio interno cuando se derrame alguna sustancia, se lavará y secará antes de introducirla nuevamente.

Para su limpieza se utilizará detergente neutro ó paño humedecido, después se enjuagará con Alcohol al 70% para su desinfección.

Para la limpieza de la caldera se podrá usar ácido nítrico para remover manchas en la superficie; se recomienda una concentración al 10%.

La limpieza es extremadamente importante.

Una superficie brillante ayudará a

prevenir la corrosión.

4.

MANTENIMIENTO Y CUIDADOS

El cuidado se debe centrar en el nivel del agua dentro del equipo, pues podría quemarse la resistencia de no tener agua.

Asegurarse de utilizar agua destilada para evitar la acumulación de sarro en la resistencia.

Calibrar anualmente la válvula de presión o nanómetro.

Realizar limpieza periódica en los cestos y caldera.

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MANUAL DE USO DE EQUIPOS BAÑO MARIA (Memmert)

1.

POSIBILIDADES DE EMPLAZAMIENTO

Conectar a 220V, se colocará el equipo encima de un mesón de manera exactamente horizontal (180°). La separación entre la pared y la parte posterior de la estufa deberá ser como mínimo 15 cm, la distancia de la parte superior de la estufa hasta hacia el techo debe ser como mínimo 20 cm y la distancia lateral del equipo hacia la pared debe ser como mínimo 8 cm.

2.

CARGA

Se deberán colocar los materiales de vídrio (matraces, frascos, tubos de ensayo) en una rejilla apropiada para cada material.

3.

ESTRUCTURA Y FUNCION

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3.1

Elementos de manejo e indicaciones

1 Modo normal, el tiempo transcurre.

(Pulsar tecla set, ajustar la temperatura teórica y a funcionar).

2 Retardo a la conección Delay, los baños estan atemperados correctamente con una precisión de ajuste de 1 minuto.

3 Programar el tiempo para mantener la temperatura del baño de agua.

4 Alarma visual si se sobrepasan con 10°C de lo requerido.

3.2

Encender el equipo

Se enciende el equipo apretando el mando giratorio pulsador, debe quedar de manera sobresaliente a la pantalla de control.

3.3

Ajustar la temperatura

Mantener presionada la tecla set y ajustar con el mando giratorio pulsador la temperatura nominal deseada.

Después de soltar la tecla set, el equipo sigue

indicando de forma parpadeante, durante corto rato, la temperatura nominal.

Luego, se indica la temperatura real del momento y el regulador empieza a calentar hasta alcanzar la temperatura nominal; En este modo de servicio, el equipo funciona de manera permanente, calentando/regulando la temperatura nominal ajustada.

3.4

Relé de vigilancia

Además del limitador mecánico de temperatura, el aparato va equipado con un relé electrónico de vigilancia.

Sí ocurriese una avería durante el servicio ó sí se sobrepasa la temperatura nominal ajustada en 10°C, el relé de vigilancia, en un servicio de emergencia, mantiene la calefacción regulada a estas temperaturas respectivas; El símbolo de alarma parpadea.

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4.

LIMPIEZA

A pesar de estar equipada de un material anticorrosivo y con mínimas probabilidades de oxidarse, debe realizarse actividades de enjuague como prevención.

La limpieza periódica de la cámara interior, que se limpia fácilmente, evita la formación de restos que en efecto continuo puedan mermar tanto el aspecto de la cámara interior de acero inoxidable como su funcionalidad.

Sí a causa de los ensuciamientos, se producen puntos de óxido en la superficie de la cámara de trabajo, estos deben ser limpiados y pulidos de inmediato.

El panel de mando, los módulos de servicio así como otras partes de plástico del baño maria, no deben limpiarse con productos de limpieza que contengan disolventes o arena para fregar.

5.

MANTENIMIENTO

Los aparatos de Memmert apenas precisan mantenimiento, sin embargo se recomienda lubricar las piezas móviles de las puertas (bisagras y cierre) 1 vez por año (en servicio permanente 4 veces por año) con una grasa fina de silicona y comprobar si las bisagras están bien fijadas con tornillos.

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MANUAL DE USO DE EQUIPOS ESTUFA DE DESECACION O ESTERILIZACION (Memmert)

1.

POSIBILIDADES DE EMPLAZAMIENTO

La estufa puede ir montada tanto en el suelo como sobre mesa (plano de trabajo).

Hay que tener en cuenta que debe estar colocada de forma exactamente horizontal (180°), en su caso, hay que reajustar la puerta (véase capítulo “Mantenimiento”).

La separación entre la pared y la pared posterior de la estufa deberá ser como mínimo 15 cm. La distancia hasta el techo debe ser como mínimo 20 cm y la distancia lateral a la pared debe ser como mínimo 8 cm, en general, deberá garantizarse una circulación de aire suficiente en el entorno de la estufa.

2.

CARGA

Se debe observars necesariamente las propiedades físicas y químicas del material de carga (por ej. temperatura de inflamabilidad etc.) ya que en caso contrario pueden producirse daños considerables (material de carga, estufa, proximidades de la estufa). Por favor, tenga en cuenta que el equipo Memmert descrito no está protegido

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contra explosión y por consiguiente no es apropiado para el secado, vaporización y secado al horno de esmaltes o materias similares cuyos disolventes en combinación con el aire puedan formar mezclas explosivas. No deben generarse mezclas explosivas de gas/aire ni en el interior de la estufa ni en las proximidades de la misma.

Una formación fuerte de polvo o vapores agresivos en el interior y/o en las proximidades de la estufa, puede producir la formación de sedimentos en el interior del aparato, teniendo como consecuencias cortocircuitos y daños en la electrónica.

Por lo tanto se deberán tomar precauciones suficientes contra la formación de polvo o vapores agresivos.

Para que quede garantizada una suficiente circulación de aire en la cámara de trabajo, el equipo no debe cargarse excesivamente. No coloque material de carga sobre el suelo, en paredes laterales o debajo del techo de la cámara de trabajo (aletas radiantes). Para garantizar una circulación de aire óptima, hay que introducir las bandejas de modo que entre la puerta, la bandeja y la pared posterior queden unos huecos intermedios de aire uniformes.

Para el número máximo así como las cargas máximas respectivas de las bandejas, véase la tabla en el capítulo “Datos técnicos”. Con cargas desfavorables (demasiado densas) y entrada máxima de aire fresco puede suceder que en determinadas circunstancias la temperatura ajustada se alcance sólo después de un período de tiempo prolongado. Véase también la etiqueta correspondiente sobre el equipo “Carga correcta“.

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ยกATENCION! No poner la estufa sobre una base inflamable.

Antes de cualquier apertura de la tapa del equipo, desenchufar la estufa de la red electrica.

3.

ESTRUCTURA Y FUNCION

3.1

Manejo de la puerta

La puerta se abre tirando del pomo de la puerta.

Se cierra presionando hacia dentro el pomo de la puerta.

3.2

3.3

Elementos de manejo e indicaciones

Encender el equipo

Se enciende el equipo apretando el mando giratorio pulsador

3.4

.

Ajustar el cambio de aire

Moviendo la regleta de aire se abre y cierra la trampilla, ajustรกndose de esta manera la cantidad de aire que entra/sale.

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3.5

Ajustar la temperatura

Mantener presionada la tecla set y ajustar con el mando giratorio pulsador la temperatura nominal deseada. Después de soltar la tecla set el equipo sigue indicando de forma parpadeante, durante corto rato, la temperatura nominal.

Después, se indica la temperatura real del momento y el regulador empieza a calentar hasta alcanzar la temperatura nominal.

3.6

Selección de los modos de servicio

Después de apretar la tecla set durante unos 3 segundos aprox. el modo de servicio actual parpadea. Manteniendo presionada la tecla set, se puede seleccionar mediante el mando giratorio pulsador el nuevo modo de servicio. Después de soltar la tecla set, el regulador trabaja en el nuevo modo de servicio.

3.7

Servicio normal

En este modo de servicio, el equipo funciona de manera permanente, calentando/regulando la temperatura nominal ajustada.

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Ajustar la temperatura: Manteniendo apretada la tecla set, ajustar la temperatura nominal deseada con el mando giratorio pulsador.

Después de soltar la tecla set, el equipo sigue indicando durante un momento, la temperatura nominal de forma parpadeante. Después, se indica la temperatura real del momento y el regulador empieza a regular la temperatura nominal ajustada.

3.8

Servicio de temporizador

En este modo de servicio, el equipo regula/calienta hasta alcanzar la temperatura ajustada, manteniéndola hasta que haya transcurrido el período de tiempo seleccionado. Durante el servicio de temporizador el símbolo del reloj parpadea.

Después la calefacción se desconecta mientras que la turbina de aire (en modelos UFB/SFB) continúa funcionando durante 30 minutos. En el indicador de la hora se indica END (fin).

- El período de tiempo se puede poner, en cualquier momento, en OFF (apagado), lo cual significa que la calefacción está desconectada. El indicador de la hora avisa: END (fin).

- El período de tiempo cuenta atrás. En cualquier momento, se puede comprobar cuánto tiempo el equipo tardará en desconectarse.

Ajustar la temperatura: Girar el mando giratorio pulsador hacia la derecha hasta que parpadee la indicación de la temperatura.

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Mantener la tecla set apretada y al mismo tiempo, ajustar la temperatura nominal deseada mediante el mando giratorio pulsador.

Después de soltar la tecla set, la temperatura nominal parpadea. Después de corto rato, se indicará la temperatura real y el regulador empieza a regular hasta que se alcance la temperatura nominal ajustada.

Ajustar temporizador: Girar el mando giratorio pulsador hacia la izquierda hasta que parpadee la indicación del temporizador.

Mantener presionada la tecla set y ajustar con el mando giratorio pulsador el período de tiempo que sea necesario para el proceso.

3.9

Vigilancia de la temperatura y dispositivos de protección

3.9.1 Limitador de temperatura El equipo de la serie B cuenta con un limitador mecánico de temperatura (TB) clase de protección 1 según DIN 12880.

En el caso de que fallara la unidad de protección contra sobre temperatura durante el servicio, y que se excediera la temperatura máxima (prefijada desde fábrica) en unos

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20°C, el limitador de temperatura actuaría como última medida de protección desconectando la calefacción. Se iluminaría el símbolo de alarma.

Cómo remediar la avería después de activarse el limitador de temperatura (TB):

Desenchufar el equipo y dejar enfriar reparar (por ej. cambiar el sensor de temperatura), o en su caso, avisar al Servicio Técnico al Cliente sólo después de dejarlo enfriar y repararlo, se podrá volver a utilizar el equipo.

3.9.2 Relé de vigilancia Además del limitador mecánico de temperatura, el aparato va equipado con un relé electrónico de vigilancia.

Si se produce una avería durante el servicio, o si se sobrepasa la temperatura nominal ajustada en 10°C, el relé de vigilancia, en un servicio de emergencia, mantiene la calefacción regulada a estas temperaturas respectivas. El símbolo de alarma parpadea.

Cómo remediar la avería después de activarse el relé de vigilancia: Averiguar indicaciones de errores del regulador (véase capítulo “indicaciones de errores”) y, en su caso, avisar al Servicio Técnico al Cliente.

4.

LIMPIEZA

La limpieza periódica de la cámara interior, que se limpia fácilmente, evita la formación de restos que en efecto continuo puedan mermar tanto el aspecto de la cámara interior de acero inoxidable como su funcionalidad.

Las superficies metálicas de la estufa pueden limpiarse con productos de limpieza para acero inoxidable corrientes en el comercio. Hay que cuidar de no introducir objetos oxidados o que puedan oxidarse en contacto con la cámara interior o la carcasa de acero inoxidable. Los sedimentos de óxido provocan la infección del acero inoxidable.

Si a causa de los ensuciamientos, se producen puntos de óxido en la superficie de la cámara de trabajo, estos deben ser limpiados y pulidos de inmediato.

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El panel de mando, los módulos de servicio así como otras partes de plástico de las estufas no deben limpiarse con productos de limpieza que contengan disolventes o arena para fregar.

5.

MANTENIMIENTO

El mantenimiento del equipo es esencial para su funcionamiento.

Nota: Los trabajos en los cuales se abre la carcasa, sólo podrán efectuarlos los electricistas autorizados!

Los aparatos de Memmert apenas precisan mantenimiento, sin embargo se recomienda lubricar las piezas móviles de las puertas (bisagras y cierre) 1 vez por año (en servicio permanente 4 veces por año) con una grasa fina de silicona y comprobar si las bisagras están bien fijadas con tornillos.

No se puede prescindir de un buen cierre de puerta en las estufas. En las estufas de Memmert, el cierre estanco de la puerta queda garantizado de forma óptima por una junta de lado estufa y otra junta de lado puerta. En servicio permanente puede producirse que se asiente el material flexible de las juntas.

Con el fin de garantizar a pesar de ello un cierre exacto de la puerta, será preciso en su caso reajustarla.

Tras soltar los 2 tornillos (2) en el lado superior o bien inferior de la puerta se puede desplazar ligeramente la parte superior (1) de la bisagra en dirección de la flecha.

Tras soltar el tornillo prisionero (3), se puede reajustar la puerta girando el excéntrico (4) con desatornillador. ¡Atención!

El tornillo prisionero (3) va asegurado con pegamento y puede soltarse bruscamente con llave de hexágono interior de 2mm. Después aplicar en el tornillo prisionero (3) pegamento de nuevo y reapretar.

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La chapa de cierre (6) puede reajustarse también tras soltar el tornillo (5) en dirección de la flecha. Hay que cuidar que quede bien atornillada nuevamente la chapa de cierre.

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MANUAL DE USO DE EQUIPOS EQUIPO DE FILTRACION AL VACIO

1.

ARMADO DEL EQUIPO

Enchufar la bomba de vacío a 220V, encenderla y comprobar el vacío acercando el dedo al pico de succión.

Conectar la manguera, al pico de succión en la bomba de vacío, seguidamente acoplar al pico del matraz Kitasato.

Colocar los tapones de goma en la boca del matraz Kitasato e intruducir el embudo Buchner, asegurarse de que no vaya a haber fuga entre tapones.

Encender la bomba de vacío, colocar un papel filtro y decantar agua destilada, comprobar la velocidad de filtración, si fuera lenta la velocidad de filtración verificar que no haya fugas en la manguera y tapones.

2.

ESTRUCTURA Y FUNCION

El equipo de filtración al vacío esta compuesto por las siguientes partes: 

Una bomba para vacio.



Un matraz Kitasato.



Embudo Buchner o crisoles de filtracion.



Manguera de conección.

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Para realizar la filtración se deben seguir los siguientes pasos: -

Armar el equipo y verificar que no existan fugas en la manguera y en los

tapones.

-

Colocar el papel filtro en el embudo Buchner y encender la bomba para vacío,

mojar el papel filtro con agua destilada mientras se realiza la succión. Se debe ver que el papel es succionado hacia abajo contra los agujeros del embudo y el solvente o agua destilada debe atravesarlo rapidamente hacia el matraz Kitasato.

-

Decantar la solución en el centro del papel filtro lentamente.

-

Utilizar agua destilada ó solvente limpio para enjuagar el vaso o frasco

contenedor de la solucion a filtrar. Lavar con agua destilada ó solvente limpio los sólidos residuales en el papel filtro (dependiendo de la metodologia a seguir).

-

Mantener por un tiempo más el vacío para evaporar cualquier solvente

restante en la muestra. Retirar el papel filtro y el solvente colectado en el matraz Kitasato.

3.

LIMPIEZA

Una vez terminada la filtración se procede a retirar el embudo Buchner o crisol poroso; para su limpieza con detergente y después en al baño de ultrasonido. Se realiza el mismo procedimiento para el matraz Kitasato.

4.

CUIDADOS

Se debe tener cuidado al manipular el equipo durante cualquier proceso que se esté realizando, más aún aquellos que conllevan sustancias corrosivas, volátiles e inflamables.

Evitar el paso de algún líquido a través de la manguera hacia la bomba de vacío en todo momento.

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MANUAL DE USO DE EQUIPOS EQUIPO DE EXTRACCION SOXHLET

1.

POSIBILIDADES DE EMPLAZAMIENTO

Enchufar a 220V y colocar el equipo debajo de una campana extractora de aire o en algun lugar ventilado.

Si no se tienen un refrigerante de agua, se debera instalar el equipo cerca de una llave o gripo de paso de agua y un desague.

No debe estar cerca de la pared, debe tener una distancia minima de 20-30 centimetros

2.

ESTRUCTURA Y FUNCION

El equipo Soxhlet consiste de: 

Una manta calefatora o calentador.



Un matraz redondo.

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

Un tubo de extraccion o sifon



Un condensador o refrigerante.



Mangueras de conección.

Fuente: http://4.bp.blogspot.com/_0EiByhBAZRQ/

-

Primero se insertan el matraz redondo y el sifón o tubo de extracción, el cual

debe almacenar al cartucho con la muestra previamente pesada. Por el sifón o tubo de extracción de coloca el solvente, de esta manera se mojará el cartucho con la muestra.

-

Colocar el refrigerante o condensador en el tubo de extracción. Llevar el

equipo Soxhlet a la manta calefactora y asegurar el equipo con las pinzas en los soportes de la manta calefactora. Se debe asegurar muy bien el equipo para evitar accidentes.

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45

-

Colocar las mangueras de conexión entre refrigerantes e instalar la manguera

al grifo o llave de paso de agua. No debe haber fuga de agua a través de las mangueras.

-

Una vez armado el equipo de vidrio en la manta calefactora y realizado el

sistema de circulación de agua, se procede a encender la manta calefactora ajustando la temperatura según la metodología a seguir.

-

Una vez terminados los ciclos y el tiempo de extracción se apagan las mantas

calefactoras y se espera a que el equipo de vidrio enfríe a temperatura ambiente, para después retirarlo.

3.

LIMPIEZA

Los equipos de vidrio como ser el matraz redondo y el sifón se deben mantener lo más limpios posibles.

Una vez terminado el análisis de extracción, se procede a lavar con detergente, después se llevan al baño de ultrasonido y se enjuaga con agua destilada.

4.

CUIDADOS

Se debe tener mucho cuidado al manipular el material de vidrio, pues posee partes delicadas.

Si se usan solventes muy volátiles se deberá trabajar debajo de una campana de extracción. También se tendrá que cuidar la temperatura del refrigerante y la corriente electrostática.

Por las altas temperaturas que suele alcanzar este equipo se deberá usar guantes y vestimentas apropiados.

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MANUAL DE USO DE EQUIPOS ULTRASONIDO

1.

POSIBILIDADES DE EMPLAZAMIENTO

Se debe conectar a 220V, sobre un mesón a una distancia mínima de 20-30cm de la pared.

2.

ESTRUCTURA Y FUNCION

Posee un tanque interno de acero inoxidable, una gradilla para colocar el material, una cubierta (tapa) de acero inoxidable y un autoapagado inteligente.

El modo de operación es sencillo: -

Se enciende el equipo y se ajusta la temperatura y tiempo de vibración. Esto

variará dependiendo, si se utilizará como limpieza de material o para análisis.

-

Si fuera para limpieza de material, ajustar a una temperatura de 28°C y por un

periodo de 3 minutos.

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47

-

Si se utilizará para vibracion y baño maria para análisis de Lignina, colocar la

temperatura a 30°C y el tiempo por una hora.

-

Una vez terminado el tiempo de uso, apagar el equipo, retirar el material de

vidrio, tapar el ultrasonido y desenchufar.

3.

LIMPIEZA

Se lavará con detergente neutro y después con agua destilada, o simplemente con un paño humedecido.

Se utilizará alcohol al 70% para desinfectar la superficie y la gradilla.

4.

MANTENIMIENTO

Se debe evitar el derrame de solventes dentro del ultrasonido. Para casos de limpieza, enjuagar el material antes de ser ingresado al ultrasonido.

Tomar en cuenta el nivel de agua y solo utilizar agua destilada, desionizada.

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2012

NORMAS BÁSICAS DE USO DE EQUIPOS DE LABORATORIO Laboratorio de Química Forestal

Estephanie P. Liendo H. Área de Tecnología de Madera – Química de la Madera Centro Tecnológico Avanzado Forestal - UAGRM | CTAF49

NORMAS BÁSICAS DE USO AUTOCLAVE

1. Enchufar la autoclave a 220V. 2. Ingresar el material de vidrio a esterilizar ó los frascos para análisis dentro del tambor de aluminio.

3. Verificar el nivel de agua. (si hiciera falta aumentar manualmente agua destilada).

4. Cerrar la tapa ajustando muy bien las armellas en forma de cruz.

5. Encender el equipo y ajustar la temperatura (usualmente 121°C) y tiempo.

6. Una vez terminado el tiempo de uso, apagar el equipo y dejar enfriar.

7. Abrir la tapa, solo si la presión ya ha llegado a cero.

8. Esperar a que enfríe y retirar el equipo.

9. Usar guantes adecuados para el calor.

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NORMAS BÁSICAS DE USO BAÑO MARIA

1. Enchufar el baño maría a 220V. 2. Ingresar el material de vidrio ó frascos de análisis dentro del equipo.

3. Verificar el nivel de agua. (si hiciera falta aumentar manualmente agua destilada).

4. Encender el equipo presionando el mando giratorio.

5. Mantener presionada la tecla set y ajustar con el mando giratorio pulsador la temperatura nominal deseada.

6. Una vez finalizado el periodo de uso apagar el equipo y retirar el material de vidrio.

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51

NORMAS BÁSICAS DE USO ESTUFA DE DESECACION O ESTERELIZACION

1. Enchufar la estufa a 220V. 2. Ingresar el material o muestra a secar y/o esterilizar dentro de la estufa.

3. Para modificar la temperatura (103°C, 40°C ó 70°C), mantener presionado el botón SET y girar el mando giratorio hasta alcanzar la temperatura deseada.

4. Ajustar el tiempo de uso de la estufa, de la misma manera que la temperatura.

5. Una vez finalizado el uso del equipo, apagar y desenchufar.

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52

NORMAS BÁSICAS DE USO FILTRACION A VACIO

1. Enchufar la bomba de vacío a 220V. 2. Encender la bomba de vacío.

3. Verifique el vacío sintiendo que existe succión al final de la tubería; Revisar que no haya ninguna fuga que pueda alterar el vacío tanto en la manguera como en el tapón del embudo Buchner.

4. Colocar el papel filtro en el embudo Buchner y mojarlo con solvente limpio, luego proceder a decantar la solución a filtrar en el centro del papel.

5. Enjuagar el sólido en el papel filtro con solvente limpio.

6. Una vez terminado, apagar la bomba del vacío y retirar el papel filtro.

7. Proceder a limpiar el equipo.

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53

NORMAS BÁSICAS DE USO EQUIPO DE EXTRACCION SOXHLET

1. Enchufar el equipo a 220V. 2. Armar el equipo de vidrio, introducir la muestra en el cartucho y el solvente.

3. Colocar el equipo de vidrio en la manta calefactora, asegurando muy bien las pinzas. Verificar el sistema de circulación de los condensadores.

4. Ajustar la temperatura de las mantas calefactoras de acuerdo a la metodología con la que se trabaja.

5. Una vez terminada la extracción, apagar las mantas calefactoras y esperara a que el material de vidrio se enfríe.

6. Retirar el equipo de vidrio con mucho cuidado.

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54

NORMAS BÁSICAS DE USO ULTRASONIDO

1. Enchufar el ultrasonido a 220V. 2. Vigilar el nivel de agua y si fuera necesario, añadir más agua destilada.

3. Ingresar el material de vidrio o frascos para análisis previamente enjuagados.

4. Modificar la temperatura (28°C para limpieza) y tiempo (5 minutos para limpieza).

5. Cuidar que no se derrame ningún solvente en el equipo.

6. Una vez transcurrido el tiempo de uso, apagar el equipo, retirar el material de vidrio y desenchufar.

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2012

Preparación de Muestras para Análisis Composicional Modificado: NREL/TP – 510- 42620 Procedimiento para la preparación de muestras que incluye: obtención de muestra, procesado, secado y tamizado; para su posterior Análisis Composicional.

Manual de Laboratorio CTAF.

Estephanie P. Liendo H. Área de Tecnología de Madera – Química de la Madera Centro Tecnológico Avanzado Forestal - UAGRM | CTAF57

PROCEDIMIENTO PREPARACION DE MUESTRAS PARA ANALISIS COMPOSICIONAL (Modificado de Technical Report NREL/TP-510-42620)

PROCESO ANALITICO DE LABORATORIO 1.

INTRODUCCION

1.1

Este procedimiento describe un método reproducible para transformar una variedad de tipos de biomasa en un material uniforme y homogéneo para su análisis composicional. El manual ha sido optimizado usando muestras con un tamaño específico de tamaño de partícula y contenido de humedad. Todos los análisis descritos en el manual deberán realizarse con muestras procesadas según este método. Desviaciones de estos parámetros pueden generar invalidaciones y por tanto introducir errores en los análisis composicionales posteriores. Los procedimientos descritos son adecuados para la preparación de materias primas de biomasa y una variedad de materiales derivados de la biomasa. El muestreo representativo de biomasa también es dirigido.

1.2 Estos procedimientos son modificados de Technical Report NREL/TP-51042620 y están relacionados con las normas ASTM Standar Practice E 175701. Partes del procedimiento son similares a las normas TAPPI método numero T264 y NFTA método A 1.1.

1.3

Este procedimiento describe métodos para la obtención de muestras, la obtención de muestras con un tamaño de partícula uniforme, secado y un muestreo representativo de muestras de biomasa.

2. ALCANCE

2.1 Este método es apropiado para la mayoría de los tipos de biomasa y derivados sólidos de biomasa para el análisis composicional.

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2.2 Este procedimiento no está destinado a materiales que ya se pasen por una malla de tamiz Nº20.

2.3 Este procedimiento no está destinado a materiales que no pueden ser secados por este método a un contenido superior de 90% de sólidos totales por medio de horno.

2.4 Todos los análisis siguen un lineamiento establecido en el Plan de Aseguramiento de Calidad.

3. TERMINOS 3.1 Condiciones ambientales: a una temperatura de 20-30ºC y a menos de 50% de humedad relativa.

3.2 Biomasa preparada: biomasa que ha sido procesada según este método.

3.3 Peso seco: el peso de la biomasa matemáticamente corregida por la cantidad de humedad presente en la muestra en el momento del pesaje.

4. IMPORTANCIA Y USO 4.1 Este procedimiento es usado, en conjunto con otros procedimientos, para determinar la composición de muestras de biomasa.

4.2 Este proceso describe los pasos para el secado, reducción de tamaño, y un muestreo representativo que deben ser realizados previamente al análisis de otros constituyentes.

5. INTERFERENCIAS Y CONSIDERACIONES 5.1 Este procedimiento produce muestras de biomasa en un intervalo de tamaño de partícula. Los procedimientos del manual para análisis composicional de biomasa (Lignina, Extractivos, etc.) han sido optimizados para las muestras con este tipo de intervalo de tamaño de partícula. Desviación a un tamaño de partícula más pequeño puede resultar en un sesgo en el contenido de carbohidratos (y consecuentemente un sesgo de lignina elevado) debido a una degradación excesiva de carbohidratos. Desviación a un tamaño de partícula más grande puede generar un sesgo en el contenido de carbohidratos (y

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59

consecuentemente un sesgo de lignina elevado) debido a una hidrólisis incompleta de azúcares poliméricos y azúcares monoméricos.

5.2 Ese procedimiento produce muestras con contenido de humedad menores al 10%. Los manuales de laboratorio para análisis composicional han sido optimizados para muestras con bajo contenido de humedad. Alto contenido de humedad en muestras de biomasa alteraran la concentración efectiva del ácido en los pasos de hidrólisis. Disminución en la concentración del ácido puede resultar en un sesgo en el contenido de carbohidratos generado por una hidrólisis incompleta de los azúcares poliméricos y monoméricos.

Hidrólisis incompleta puede dejar azúcares oligoméricos, que no son solubles en ácido a una concentración del 4% son erróneamente tomados en cuenta como parte residuos insolubles en ácido en el análisis de Lignina, generando por tanto un sesgo en los resultados de lignina.

5.3 Este procedimiento asume que la fracción química no ocurre durante los pasos opcionales del tamizado y que la composición química de las partículas que son removidas de la muestra son substancialmente similar a la composición del lote de muestra obtenido. El tamizado puede ser realizado si el contenido de cenizas es elevado con el manual de “Determinación de Cenizas en Biomasa”. El tamizado debe producir un tamaño de partícula homogéneo que es crítica para los análisis. De cualquier manera, si fuera necesario analizar

toda la muestra, el tamizado puede generar

fraccionamiento y no deberá ser realizado.

6. APARATOS 6.1 Mesa larga para secado al aire de la muestra.

6.2 Balanza con una sensibilidad a 0.1 g.

6.3 Tamizadores Nº 20, Nº80.

6.4 Envasador al vacío.

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60

7. REACTIVOS Y MATERIALES 7.1 REACTIVOS 7.1.1

No aplica.

7.2 MATERIALES 7.2.1

Bolsas de polietileno o envases herméticamente cerrados para guardar

muestras.

7.2.2

Crisoles de Aluminio para desecación o sobres papel manila.

7.2.3

Espátulas.

7.2.4

Guantes, mascarillas.

8. CONSIDERACIONES 8.1 El proceso de tamizado genera mucho polvo. Este puede producir irritaciones nasales, tos. Se debe utilizar algún equipo para proteger las fosas nasales y ojos si fuera necesario.

8.2 Es responsabilidad del usuario el seguir una práctica de de seguridad descrita en el Reglamento del Laboratorio.

9. MUESTRAS 9.1 Este procedimiento describe el muestro y la preparación de la muestra requerida previamente a los análisis de Cenizas, Lignina, Extractivos y Proteínas.

10. PROCEDIMIENTO

10.1 Este método es adecuado para la preparación de muestras mayores a 20 gramos colectados en campo para su posterior análisis composicional.

10.1.2 Este método es adecuado para muestras de biomasa que puedan secar por debajo del 10% de humedad.

10.1.3 Este método es un proceso netamente orientativo, pues podría variar de acuerdo al estudio que se vaya a realizar. Los factores o parámetros a tomarse en cuenta, dependerán únicamente del investigador.

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61

10.2 OBTENCION DE LA MUESTRA

10.2.1 Una vez diseñado el muestreo en campo de acuerdo a la investigación, proceder a recolectar las muestras de la siguiente manera: 10.2.2 Dependiendo del estudio, podrá tomarse en cuenta algunos factores al momento de obtener las muestras, como ser: 10.2.2.1 A qué cantidad de anillos de crecimiento se está tomando la muestra.

10.2.2.2 Si es necesario tomar a diferentes alturas del fuste, como por ejemplo: al 20%, 60% y 80 % de la altura total del fuste (para ver las variaciones de la composición química de acuerdo a la altura o a la edad del árbol).

10.2.2.3 Dependiendo del enfoque del estudio, si es solo interés en Duramen o Albura.

10.2.3 Una vez definidos los factores, y para cada rodaja se deberá tomar la muestra según el esquema:

Figura 1. Esquema de obtención de muestras en trozas de arboles.

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62

10.2.4 Se deberá dividir la circunferencia de la troza en cuatro cuadrantes.

10.2.5 Se tomara en cuenta los cuadrantes opuestos para la toma de muestras como se observa en la Figura 1.

10.2.6 Como se ha mencionado antes, dependiendo del estudio a realizar se podrán colectar las muestras solo de duramen, o solo de albura, y en su caso de ambas.

10.2.7 El tamaño de la muestra o probeta dependerá de la cantidad requerida para el análisis composicional y otros. Además que hay tomar en cuenta la densidad de la madera, pues a baja densidad tendrá que tomarse mayor volumen de la muestra.

10.2.8 Una vez obtenidas las probetas, se deberán moler de tal manera que la probeta se reduzca a polvo, se colectara la muestra en bolsas de polietileno u otro envase que evite su contaminación con otras muestras o factores ambientales.

10.3 TAMIZADO 10.3.1 Con la muestra en polvo, se procede al tamizado o cernido de la muestra, esto permitirá trabajar con un tamaño de partícula homogéneo para los diferentes análisis composicionales.

10.3.2 De acuerdo al posterior análisis se deberán tamizar las muestras, con ayuda de espátulas, por una malla Nº 80 y Nª20.

10.3.3 Es muy importante evitar la contaminación de entre muestras, por ello se deberá tener mucho cuidado limpiando los materiales usados durante el proceso entre muestra y muestra.

10.3.4 Una vez tamizadas las muestras se guardarán en envases herméticamente cerrados y etiquetados.

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10.3.5 Los tamizadores se procederán a limpiar en un baño de ultrasonidos para eliminar los residuos de muestra que pudieran quedar.

10.4 SECADO 10.4.1 Se colocaran las muestras en envases adecuados para su desecación (sobres papel manila o crisoles de aluminio).

10.4.2 Se introducirán las muestras en una estufa de desecación a 40±3ºC por un periodo de 48 horas.

10.4.3 Una vez cumplido el tiempo de desecación, se sacarán las muestras de la estufa y dependiendo de la humedad relativa se llevarán a un desecador para que no absorba humedad.

10.5 GUARDADO DE MUESTRAS 10.5.1 Según los estudios a realizar se guardarán las muestras de la siguiente manera: 10.5.1.1 Para los análisis composicionales descritos en este manual, bastara guardar las muestras al vacio, en bolsas de polietileno o envases herméticamente cerrados, a una temperatura de -20ºC. 10.5.1.2 Para análisis en equipos de precisión como HPLC o NIRS se deberán las muestras al vacío, en papel de aluminio y a -80ºC.

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64

11. CALCULOS 11.1

Para calcular los sĂłlidos totales de la muestra obtenidos por desecaciĂłn

a 45ÂşC utilizar la siguiente ecuaciĂłn:

% �45 = [

đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œđ?‘“đ?‘–đ?‘›đ?‘Žđ?‘™ − đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œđ?‘?đ?‘&#x;đ?‘–đ?‘ đ?‘œđ?‘™ ] x 100 đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œđ?‘–đ?‘›đ?‘–đ?‘?đ?‘–đ?‘Žđ?‘™ − đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œđ?‘?đ?‘&#x;đ?‘–đ?‘ đ?‘œđ?‘™

Donde: %T45= porcentaje de sĂłlidos totales de una muestra secada a 45ÂşC. Peso crisol = peso del crisol que contiene la muestra.

Peso inicial = peso inicial del crisol y la muestra.

Peso final = peso final del contenedor y la muestra.

12. FORMATO DE REPORTE 12.1 Reportar los resultados del porcentaje de sĂłlidos totales a 45 ÂşC con dos decimales.

13. PRESICION Y SESGO 13.1 Repetitividad: DeterminaciĂłn de duplicados por un mismo operador, usando el mismo equipo, los resultados en este procedimiento no deberĂ­an variar mĂĄs del 2%.

13.2 Reproducibilidad: DeterminaciĂłn de duplicados por diferentes operadores, usando el mismo equipo, los resultados en este procedimiento no deberĂ­an variar mĂĄs del 2%.

13.3 Sesgo: AĂşn no existe un estĂĄndar de referencia apropiado para este material.

14. CALIDAD DE CONTROL 14.1 Replicas = no aplicable 14.2 Blanco = no aplicable Centro TecnolĂłgico Avanzado Forestal - UAGRM |

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66

14.3

2012

14.4 Criterio de diferencia porcentual relativa = no aplicable 14.5 Estándar de verificación de calibración = no aplicable

Determinación de Cenizas en 14.6 Tamaño de muestra = no aplicable Biomasa 14.7 Preparación estándar = no aplicable

Modificado: NREL/TP – 510- 42622

14.8 Definición de Batch = no aplicable 15. APENDICES

Procedimiento para determinar el porcentaje de cenizas o material inorgánico en muestras de biomasa.

Manual de Laboratorio CTAF.

15.1 Ninguno. ____________________________________________________________________ 16. REFERENCIAS 16.1 Moore, W., and D. Johnson. 1967. Procedures for the Chemical Analysis of Wood and Wood Products. Madison, WI: U.S. Forest Products Laboratory, U.S. Department of Agriculture.

16.2 ASTM E 1757 - 01 “Standard Practice for Preparation of Biomass for Compositional Analysis" In 2003 Annual Book of ASTM Standards, Volume 11.05. Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials, International.

16.3 NREL Laboratory Analytical Procedure "Determination of Total Solids in Biomass and Total Dissolved Solids in Liquid Process Samples".

16.4 NREL Laboratory Analytical Procedure "Determination of Ash in Biomass".

16.5 TAPPI Test Method T264 cm-97, "Preparation of wood for chemical analysis" In Tappi Test Methosd 2002-2003. Atlanta, GA: Technical Association of the Pulp and Paper Industry.

16.6

National Forage Testing Association Methods, available on-line at http://www.foragetesting.org/lab_procedures.php, Omaha, Nebraska, National Forage Testing Association, Accessed April 2004.

16.7 Milne, T. A.; Chum, H. L.; Agblevor, F. A.; Johnson, D. K. (1992). “Standardized Analytical Methods” Biomass & Bioenergy. Proceedings of International Energy Agency Bioenergy Agreement Seminar”, 2-3 April 1992, Edinburgh, U.K.. Vol. 2(1-6), 1992; pp. 341-366.

16.8 NREL Laboratory Analytical Procedure “Preparation of samples for Compositional Analysis”.

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PROCEDIMIENTO DETERMINACION DE CENIZAS EN BIOMASA (Modificado de Technical Report NREL/TP-510-42622)

PROCESO ANALITICO DE LABORATORIO

1. INTRODUCCION

1.1 La cantidad de materia orgánica en la biomasa, ya sea estructural o extraíble, debe medirse como parte de la composición total. La ceniza estructural es material inorgánico que esta enlazado en la estructura física de la biomasa, mientras que la ceniza extraíble, es material inorgánico que se puede eliminar por lavado o la extracción del material. La ceniza extraíble suele ser de restos de suelo en la biomasa.

1.2 Este procedimiento se basa en Normas ASTM Standard Method Number E1755-01 “Standard method for the determination of Ash in Biomass”.

1.3 Este procedimiento cubre la determinación de Cenizas, expresada en porcentajes del residuo después de una oxidación a 550-600ºC. Todos los resultados son reportados como peso seco a 105ºC.

2. ALCANCE 2.1 Este procedimiento es aplicable a maderas duras y blandas, material herbáceo, residuos agrícolas, pulpa para papel y fracciones de muestras solidas.

3. TERMINOLOGIA 3.1 Peso

anhidro:

Es

el

peso

de

la

muestra

de

biomasa

corregida

matemáticamente para la cantidad de humedad presente en la muestra al tiempo del pesaje ó el peso de aparatos de vidrio o porcelana secados en una estufa a 105 ±5ºC hasta un peso constante.

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68

3.2 Biomasa preparada: Biomasa preparada de acuerdo al manual “Preparación de Muestras de Biomasa para su Análisis Composicional”.

3.3 Cenizas: Residuo inorgánico después de una oxidación a 575ºC.

4. IMPORTANCIA Y USO 4.1 La determinación de cenizas es la medida del contenido mineral y de la materia orgánica en Biomasa, y se utiliza con otros procedimientos para determinar el total de la composición de las muestras de Biomasa.

5. INTERFERENCIAS 5.1 Ninguno.

6. APARATOS 6.1 Mufla, equipada con un termostato a una temperatura de 575 ±25ºC, o equipada con un programa de Rampa.

6.2 Balanza analítica con sensibilidad de 0,1 gramos.

6.3 Desecador, con desecante.

6.4 Crisoles para ignición.

6.5 Estufa de desecación, con un control de temperatura de 105±3ºC.

7. REACTIVOS Y MATERIALES 7.1 Reactivos 7.1.1

Ninguno.

7.2 Materiales 7.2.1

Ninguno.

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8. CONSIDERACIONES 8.1 Tome las medidas apropiadas de seguridad al manipular el fuego.

8.2 Cuando se coloquen los crisoles o se quiten de la mufla, utilizar un equipo adecuado de protección personal, incluyendo guantes resistentes al calor.

9. DEL MUESTREO, LAS MUESTRAS Y ANALISIS DE PRUEBA 9.1 Se deben tener todos los cuidados para asegurar que la muestra sea representativa.

9.2 Seguir el manual “Preparación de muestras de Biomasa para su Análisis Composicional” 9.3 Utilizar el manual “Determinación de sólidos totales”, debe ser realizado al mismo tiempo que la determinación de Cenizas.

10.

PROCEDIMIENTO

10.1

Utilizando un marcador para porcelana, codificar los crisoles a utilizar y

colocarlos en la mufla a 575±25ºC por un mínimo de 4 horas. Remover los crisoles de la mufla y colocarlos en un desecador por una hora como mínimo.

Pesar los crisoles.

10.2

Pesar 0.5 – 2 gramos de muestra en el crisol. Si se realizará un análisis

de humedad se debe seguir, al mismo tiempo, el manual “Determinación de Sólidos Totales” para realizar la corrección de humedad y dejar las muestras en el desecador hasta su análisis para cenizas.

Cada muestra debe ser analizada por duplicado como mínimo.

10.3

Calcinar las muestras de la siguiente manera, si son muestras

conocidas que ya se han hecho análisis de cenizas antes, seguir los pasos del Centro Tecnológico Avanzado Forestal - UAGRM |

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punto 10.3.1; pero si son muestras desconocidas se deberán seguir los pasos del punto 10.3.2.

10.3.1 Colocar los crisoles con la muestra en la Mufla previamente etiquetados.

Calcinar las muestras en la mufla siguiendo el siguiente programa: Mantener a 105ºC por 12 minutos.

Elevar a 250ºC a 10º/minuto.

Mantener a 250ºC por 30 minutos.

Elevar a 575ºC a 20º/minuto.

Mantener a 575º por 180 minutos.

Bajar la temperatura hasta 105ºC. Mantener a 105ºC hasta que se retiren los crisoles de la mufla.

10.3.2 Cuando se manipule los crisoles se deberá proteger la muestra de ráfagas de aire o algún acontecimiento que provoque la perdida mecánica de la muestra.

10.3.3 Una vez terminado el tiempo de calcinación y de enfriamiento a 105ºC, retirar cuidadosamente los crisoles de la mufla y colocarlos en un desecador por el periodo de una hora. Una vez transcurrido este tiempo se procederá a pesar el crisol con la muestra.

10.3.4 Repetir todo el proceso hasta que el peso sea constante, es decir que la variación del peso de la muestra y crisol sea menor a 0.3mg. entre pesado.

11.

CALCULOS 11.1 Para realizar la corrección de humedad en las muestras se deberá realizar al mismo tiempo el procedimiento que esta descrito en el manual de “Determinación de Sólidos Totales en Biomasa”.

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71

11.2 Para calcular el porcentaje de cenizas en una determinada muestra se aplicarĂĄ la siguiente fĂłrmula a los datos ya corregidos para la humedad.

% đ??śđ?‘’đ?‘›đ?‘–đ?‘§đ?‘Žđ?‘ = [

đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ1 − đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ2 ] x 100 đ??śđ??ť

Donde: Peso1= Peso del crisol mas la ceniza de la muestra Peso2= Peso del crisol CH= CorrecciĂłn de humedad

11.3 Para calcular la diferencia relativa porcentual entre dos muestras se utiliza la siguiente ecuaciĂłn:

(đ?‘‹1 − đ?‘‹2 ) đ?‘…đ?‘ƒđ??ˇ = [ ] x 100 đ?‘‹đ?‘€đ?‘’đ?‘‘đ?‘–đ?‘Ž Donde: X1 y X2= valores medidos.

XMedia= la media entre los valores X1 y X2.

11.4 Para calcular el RMS (Root Mean Square) o DesviaciĂłn EstĂĄndar de las muestras, utilizar las siguientes formulas:

Primero hallar el RMS de la muestra:

∑đ?‘›1 đ?‘Ľ đ?‘…đ?‘€đ?‘† = đ?‘‹đ?‘š = √( ) đ?‘›

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2

72

Para encontrar la DesviaciĂłn EstĂĄndar:

∑đ?‘›1(đ?‘‹đ?‘– − đ?‘‹đ?‘š )2 đ?œŽ = đ?‘ đ?‘Ąđ?‘‘đ?‘’đ?‘Ł = √ đ?‘› Donde: Xm= El RMS de todos los valores X n = Numero de muestras Xi = El valor medido.

12.

FORMATO DE REPORTE 12.1 Reportar el porcentaje de cenizas corregido para humedad. Se puede reportar la desviaciĂłn estĂĄndar o RMS.

13.

PRECISION Y SESGO 13.1 Los datos obtenidos mediante muestras de ensayo, de 60 muestras de madera en un laboratorio, dio una repetibilidad de un contenido de cenizas del 0.03% y como un porcentaje de contenido de cenizas de 6.6%. El contenido de cenizas fluctuĂł entre 0.16-0.84%.

13.2 La reproducibilidad del mĂŠtodo no ha sido realizada. Para mĂĄs informaciĂłn sobre el Round robin test, consultar Milne et al., 1992.

14.

CONTROL DE CALIDAD 14.1 Reporte de figuras de interĂŠs y nĂşmero de decimales: Esta determinado por los objetivos de estudio.

14.2 Repeticiones: Realizar mĂ­nimamente por duplicado todas las muestras.

14.3 Blanco: Se debe realizar el anĂĄlisis con un crisol vacio al mismo tiempo que las demĂĄs muestras. La diferencia de peso debe ser menor que el 0.5%.

14.4 Criterio de la diferencia de porcentaje relativo: cada muestra debe reproducir solo el 0.5% de variaciĂłn de peso.

14.5 TamaĂąo de la muestra: 1-4 gramos. Una menor cantidad de muestra para el anĂĄlisis puede generar un error, deberĂĄ anotarse como aclaraciĂłn.

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73

14.6 Guardado de muestras: Si es aplicable, se deben colocar las muestras, previamente secadas en la estufa, en un desecador hasta comenzar el análisis.

14.7 Definición de Batch: Cualquier número de muestras que serán analizadas juntas al mismo tiempo. El límite de Batch será de acuerdo al equipo y material disponible.

14.8 Control: Se deberá controlar la reproducibilidad de los análisis.

14.9 Otros: La biomasa puede ganar fácilmente humedad cuando está expuesto al aire del medio ambiente. Durante todo el procedimiento, en lo posible evitar el contacto con el aire de la muestra y el crisol.

15.

APENDICES 15.1 Ninguno.

16.REFERENCIAS 16.1 Moore, W., and D. Johnson. 1967. Procedures for the Chemical Analysis of Wood and Wood Products. Madison, WI: U.S. Forest Products Laboratory, U.S. Department of Agriculture.

16.2 NREL CAT Task Laboratory Analytical Procedure #005 "Standard Method for Ash in Biomass".

16.3 TAPPI Test Method T211, "Ash in Wood and Pulp." In Tappi Test Methods. Atlanta, GA: Technical Association of the Pulp and Paper Industry.

16.4 Milne, T. A.; Chum, H. L.; Agblevor, F. A.; Johnson, D. K. (1992). “Standardized Analytical Methods” Biomass & Bioenergy. Proceedings of International Energy Agency Bioenergy Agreement Seminar”, 2-3 April 1992, Edinburgh, U.K.. Vol. 2(1-6), 1992; pp. 341-366.

16.5 ASTM E1755-01 “Standard Method for the Determination of Ash in Biomass” In 2003 Annual Book of ASTM Standards, Volume 11.05. Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials, International.

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2012

Determinación de Sólidos Totales y Humedad en Muestras de Biomasa Modificado: NREL/TP – 510- 42621 Procedimiento necesario para las correcciones de humedad en análisis composicionales de biomasa.

Manual de Laboratorio CTAF.

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PROCEDIMIENTO DETERMINACION DE SOLIDOS TOTALES Y HUMEDAD EN MUESTRAS DE BIOMASA (Modificado de Technical Report NREL/TP-510-42621) PROCESO ANALITICO DE LABORATORIO 1. INTRODUCCION 1.1 Muchos organismos biológicamente activos contienen un alto porcentaje de agua, que en numerosos casos suelen tener hasta un 97 % de contenido de agua.

1.2 La determinación de humedad puede ser el análisis más importante llevado a cabo durante el proceso de un análisis composicional, además de ser el análisis del que es más difícil obtener resultados exactos y precisos.

1.3 El procedimiento descrito en este manual describe los métodos utilizados para determinar el contenido de sólidos totales o el contenido de humedad presente en una muestra. Determina también los sólidos disueltos durante el proceso de secado.

1.4 Este método ha sido modificado de Technical Report NREL/TP-510-42621.

1.5 Este método es similar a ASTM E1756-01 y T412 om-02.

2. ALCANCE

2.1 Este procedimiento intenta determinar la cantidad de solidos totales remanentes después de un secado de la muestra a 105ºC. 2.2 Todos los análisis serán desarrollados de acuerdo a la Normativa de seguridad del laboratorio.

3. TERMINOLOGIA

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3.1 Matemáticamente para la cantidad de humedad presente en la muestra al tiempo del pesaje, o el peso de aparatos de vidrio o porcelana secados en una estufa a 105 ±5ºC hasta un peso constante.

3.2 Biomasa preparada: Biomasa preparada de acuerdo al manual “Preparación de Muestras de Biomasa para su Análisis Composicional”.

3.3 Sólidos totales: La cantidad de sólidos que queda después de secar la muestra a 105ºC hasta un peso constante. Por el contrario, contenido de humedad es una medida de la cantidad de agua (y otros componentes volatilizados a 105ºC) presente en una muestra.

3.4 Sólidos totales disueltos: La cantidad de residuo que queda de una filtración 0.2µm y llevada a secar a 105ºC hasta su peso constante.

3.5 Biomasa pretratada: Biomasa que ha sido modificada químicamente o térmicamente alterada, un posible cambio estructural en su composición.

3.6 Suspensión: La combinación de liquido y material solido resultado del pretratamiento de la biomasa.

3.7 Liquido: Fracción liquida de una suspensión de la biomasa.

4. IMPORTANCIA Y USO 4.1 Los resultados de análisis químicos de las muestras son reportados con peso seco a 105ºC. El contenido total de sólidos de una muestra se utiliza para convertir los resultados analíticos obtenidos, a un resultado corregido para el factor humedad.

5. INTERFERENCIAS 5.1 Este procedimiento no es adecuado para muestras de biomasa que cambian químicamente después del calentamiento, tales como muestras de biomasa ácidas o alcalinas.

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6. APARATOS 6.1 Estufa de desecación, con control de temperatura a 105±3ºC. 6.2 Balanza analítica con sensibilidad de 0.1 gramos.

6.3 Desecador, con desecante.

7. REACTIVOS Y MATERIALES 7.1 Reactivos 7.1.1

Ninguno.

7.2 Materiales 7.3 Crisoles para secar.

8. CONSIDERACIONES 8.1 Cuando se coloquen los crisoles o se quiten de la estufa, utilizar un equipo adecuado de protección personal, incluyendo guantes resistentes al calor y pinzas.

9. DEL MUESTREO, LAS MUESTRAS Y ANALISIS DE PRUEBA 9.1 Las muestras adecuadas para cada análisis para este procedimiento habrán sido secadas al aire, molidas para el contenido de humedad durante un análisis.

En caso de determinación de sólidos totales como variable las

muestras deben estar libres de extractivos.

9.2 El tamaño del material será dependiente del tipo de material y se debe asegurar que esta cantidad sea representativa de la totalidad del lote de material que se está analizando.

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9.3 Este procedimiento no es adecuado para muestras de biomasa que cambian químicamente después del calentamiento, tales como muestras de biomasa ácidas o alcalinas.

10.

PROCEDIMIENTO

NOTA: Para muestras sólidas usualmente se requerirán 0.5-2 gramos.

10.1

Codificar los crisoles a utilizar y colocarlos en la estufa a 105±3ºC por

un mínimo de 4 horas. Dejar enfriar los crisoles en un desecador. Usando guantes o pinzas para manipular los crisoles pesar a en la balanza a una precisión cerca a los 0.1mg. Registrar este peso.

10.2

Mezclar bien la muestra y, a continuación pesar una cantidad adecuada

a una precisión de 0.1mg en el crisol de secado. Anotar el peso de la muestra más el peso del crisol. Analizar cada muestra por duplicado, como mínimo.

10.3

Colocar la muestra en una estufa a 105±3ºC por un mínimo de cuatro

horas. Retirar la muestra de la estufa y dejar enfriar en un desecador por una hora. Pesar la muestra y el crisol a una precisión de 0.1mg y anotar este peso.

10.4

Repetir este proceso hasta que el peso sea constante, quiere decir que

no varíe ±0.1%.

Se puede reducir el tiempo de secado en la estufa a

intervalos de una hora.

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11.

CALCULOS 11.1 Calcular el porcentaje de sĂłlidos con las siguientes fĂłrmulas: 11.2 Para calcular el porcentaje de cenizas en una determinada muestra se aplicara la siguiente fĂłrmula a los datos ya corregidos para la humedad.

% đ?‘†Ăłđ?‘™đ?‘–đ?‘‘đ?‘œđ?‘ đ?‘‡đ?‘œđ?‘Ąđ?‘Žđ?‘™đ?‘’đ?‘ = [

(đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ1 − đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ2 ) ] x100 đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ đ??ť − đ?‘€đ?‘˘đ?‘’đ?‘ đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Ž

Donde: Peso1= Peso anhidro del crisol mas la muestra Peso2= Peso anhidro del crisol Peso H-Muestra= Peso inicial (hĂşmedo) de la muestra.

11.3 Para calcular el porcentaje de humedad en la muestra:

% đ??śđ?‘œđ?‘›đ?‘Ąđ?‘’đ?‘›đ?‘–đ?‘‘đ?‘œ đ?‘‘đ?‘’ đ??ťđ?‘˘đ?‘šđ?‘’đ?‘‘đ?‘Žđ?‘‘ = 100 − [

(đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ1 − đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ2 ) ] x100 đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ đ??ť − đ?‘€đ?‘˘đ?‘’đ?‘ đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Ž

11.4 Para calcular la diferencia relativa porcentual entre dos muestras se utiliza la siguiente ecuaciĂłn:

(đ?‘‹1 − đ?‘‹2 ) đ?‘…đ?‘ƒđ??ˇ = [ ] x100 đ?‘‹đ?‘€đ?‘’đ?‘‘đ?‘–đ?‘Ž Donde: X1 y X2= valores medidos.

XMedia= la media entre los valores X1 y X2.

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11.5 Para calcular el RMS (Root Mean Square) o DesviaciĂłn EstĂĄndar de las muestras, utilizar las siguientes formulas: Primero hallar el RMS de la muestra:

∑đ?‘›1 đ?‘Ľ đ?‘…đ?‘€đ?‘† = đ?‘‹đ?‘š = √( ) đ?‘›

2

Para encontrar la DesviaciĂłn EstĂĄndar:

∑đ?‘›1(đ?‘‹đ?‘– − đ?‘‹đ?‘š )2 √ đ?œŽ = đ?‘ đ?‘Ąđ?‘‘đ?‘’đ?‘Ł = đ?‘› Donde: Xm= El RMS de todos los valores X n = Numero de muestras Xi = El valor medido.

12.

FORMATO DE REPORTE 12.1 Reportar los resultados como porcentaje de sĂłlidos totales, o en su caso, porcentaje de humedad y citar este dato en los anĂĄlisis posteriores.

12.2 Para anĂĄlisis por duplicado reportar tambiĂŠn la media, desviaciĂłn estĂĄndar y % RPD.

13.

PRECISION Y SESGO 13.1 Un error inherente en cualquier determinaciĂłn de humedad que implica el secado de la muestra es que las sustancias volĂĄtiles presentes en la muestra pueden ser retiradas durante el secado.

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83

14.

CONTROL DE CALIDAD 14.1 Reporte de figuras de interés y número de decimales: Esta determinado por los objetivos de estudio.

14.2 Repeticiones: Realizar mínimamente por duplicado todas las muestras.

14.3 Blanco: En este análisis gravimétrico se utiliza un blanco para cada batch de muestra, que consiste en el peso del crisol más todos procesos que se realizan para este análisis. La diferencia de peso debe ser menor que el 0.5%.

14.4 Criterio de la diferencia de porcentaje relativo: cada muestra debe reproducir solo el 0.5% de variación de peso.

14.5 Tamaño de la muestra: Determinado por el tipo de matriz para la muestra.

14.6 Guardado de muestras: Se debe colocar la muestra en un envase hermético.

Las muestras a utilizar para el proceso que contengan porcentajes elevados de humedad deberán refrigerarse o congelarse hasta su uso.

14.7 Definición de Batch: Cualquier número de muestras que serán analizadas juntas al mismo tiempo. El límite de Batch será de acuerdo al equipo y material disponible.

14.8 Control: Se deberá controlar la reproducibilidad de los análisis.

14.9 Otros: La biomasa puede ganar fácilmente humedad cuando está expuesto al aire del medio ambiente. Durante todo el procedimiento, en lo posible evitar el contacto con el aire de la muestra y el crisol.

14.10 Método Estándar de Verificación (MEV): El método de verificación debe realizarse por duplicado para cada batch de muestras. Tartraro de Sodio es un material adecuado para el

uso como MEV, ya que el contenido de

humedad de este material no se ve grandemente afectado por las

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84

condiciones de almacenamiento. La pérdida de humedad publicada del Tartraro de Sodio es 15,62% (84,38% de humedad) 15.

APENDICES 15.1 Ninguno.

16.REFERENCIAS 16.1 Moore, W., and D. Johnson. 1967. Procedures for the Chemical Analysis of Wood and Wood Products. Madison, WI: U.S. Forest Products Laboratory, U.S. Department of Agriculture.

16.2 NREL CAT Task Laboratory Analytical Procedure, “Determination of moisture, Total Solids and Total Dissolved Solids in Biomass Slurry and Liquid Process samples”.

16.3 NREL BAT Team Laboratory Analytical Procedure #001, “Standard Test Method for Determination of Total Solids in Corn Stover.”

16.4 TAPPI Test Method T412 om-02. 2002 "Moisture un in Pulp, Paper and Paperboard”. Test Methods of Technical Association of the Pulp and Paper Industry. 2002-2003.

16.5 Milne, T. A.; Chum, H. L.; Agblevor, F. A.; Johnson, D. K. (1992). “Standardized Analytical Methods” Biomass & Bioenergy. Proceedings of International Energy Agency Bioenergy Agreement Seminar”, 2-3 April 1992, Edinburgh, U.K.. Vol. 2(1-6), 1992; pp. 341-366.

16.6 Vinzant, T.B., L. Ponfick, N.J. Nagle, C.I. Ehrman, J.B. Reynolds, and M.E. Himmel. 1994.

“SSF Comparison of selected Woods from Southern Sawmills “. Appl. Biochem and Biotechnol . 45/46: 611-626

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85

SÓLIDOS TOTALES HUMEDAD

Codificar los crisoles a utilizar y colocarlos en la estufa a 105±3ºC por un mínimo de 4 horas. Dejar enfriar los crisoles en un desecador.

Utilizando guantes y/o pinzas, llevar el crisol mas la muestra a pesar, con una precisión de 0.1mg.

Anotar el peso del crisol mas la muestra. Realizar todas las muestras por duplicado como mínimo.

Llevar a secar la muestra más el crisol a una estufa de desecación a 105±3ºC, por cuatro horas mínimo.

Retirar las muestras y crisoles y llevar a un desecador por una hora.

Pesar a una precisión de 0.1mg. Anotar este peso.

Repetir este proceso por intervalos de una hora, hasta que el peso sea constante.

FIN

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2012

Determinación de Extractivos en Biomasa Modificado: NREL/TP – 510- 42619 Procedimiento para determinar extractivos solubles en diferentes solventes de muestras de Biomasa.

Manual de Laboratorio CTAF.

Estephanie P. Liendo H. Área de Tecnología de Madera – Química de la Madera Centro Tecnológico Avanzado Forestal - UAGRM | CTAF87

PROCEDIMIENTO DETERMINACION DE EXTRACTIVOS EN BIOMASA (Modificado de Technical Report NREL/TP-510-42619)

PROCESO ANALITICO DE LABORATORIO 1.

INTRODUCCION

1.1 Los extractivos son aquellas sustancias que se localizan en las fibras vegetales, pero que no son carbohidratos y no forman parte de la composición estructural de las mismas.

1.2 Muchos extractivos son solubles en diferentes solventes como ser en agua, alcohol, acetona, éter.

1.3 Es necesario remover la parte orgánica no estructural de la biomasa antes de analizar la muestra, de esta manera, prevenir alguna interferencia con los procedimientos de análisis posteriores. Este procedimiento abarca uno-dos pasos de proceso de extracción para remover material soluble en diferentes solventes.

Material soluble en agua puede contener material inorgánico,

azúcares no estructurales, y material nitrogenado, además de otros.

El material inorgánico que se encuentra soluble en agua puede provenir de la biomasa o cualquier material soluble que este asociado a la biomasa como restos de suelo o fertilizantes. En este proceso no se intenta distinguir la fuente del material inorgánico. El material soluble en etanol, podría incluir clorofila, ceras y otros componentes menores. Dependiendo de la muestra de biomasa, se realizaran las extracciones en diferentes solventes.

1.4 Este procedimiento cubre la determinación de material soluble no estructural en una muestra de biomasa. Los resultados son reportados sobre una base de peso seco, como un porcentaje en peso de la biomasa. El porcentaje de extractivos son medidos y utilizados para convertir a un resultado y muestra libre de extractivos. Determinar la cantidad de sacarosa extraíble en agua

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88

también se cubre.

Este proceso debe ser realizado previamente a la

“Determinación de Lignina en Biomasa”.

2. ALCANCE 2.1 Este procedimiento ha sido optimizado para el análisis de extractivo en Biomasa.

2.2 La decisión de realizar extracciones con diferentes solventes debe ser de acuerdo al tipo de biomasa que se analice.

2.2.1

Para el caso de maderas duras o blandas, solo se realizará una extracción exhaustiva con etanol, si solo se necesitará tener la muestra libre de extractivos para análisis de Lignina.

2.3 Este procedimiento no debe aplicarse a muestras de biomasa desconocidas sin antes una apropiada investigación, para la aplicación del método, incluyendo muestras con un particular contenido de grasas en agua-etanol.

3. TERMINOS 3.1 Extractivos: Material que se encuentra en la biomasa que es soluble en diferentes solventes, como ser, agua fría o caliente, etanol, éter, hexano, tolueno, acetona, durante un exhaustivo proceso de extracción. Extractivos incluyen componentes no estructurales de muestras de biomasa que podrían tener una potencial interferencia durante un análisis de rutina.

3.2 Componentes no estructurales: Componentes no enlazados químicamente en biomasa, que pueden incluir pero no limitarse a sacarosa, nitrato/nitritos, proteínas, cenizas, clorofilas y ceras.

3.3 Biomasa libre de extractivos: Biomasa después de una exhaustiva extracción con diferentes solventes.

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89

3.4 Ciclos en Soxhlet: Un ciclo en Soxhlet es una cantidad de tiempo medido desde el inicio de un sifón hasta el comienzo del siguiente sifón durante la extracción.

3.5 Extracción exhaustiva: Una extracción exhaustiva o completa en un determinado solvente, sucede cuando la mayor parte posible de extractivos solubles en dicho solventes ha sido extraído o removido de la biomasa. Para el método del Sohxlet esto se da usualmente en 6-24 horas. Una extracción exhaustiva en etanol esta completa en 24 horas.

3.6 Peso anhidro: Es el peso de la muestra de biomasa corregida matemáticamente para la cantidad de humedad presente en la muestra al tiempo del pesaje, o el peso de aparatos de vidrio o porcelana secados en una estufa a 105 ±5ºC hasta un peso constante.

4. IMPORTANCIA Y USO 4.1 Este procedimiento es usado en conjunto con otros para determinar la composición química de muestras de biomasa.

4.2 La eliminación de extractivos antes del análisis de Lignina mejora la precisión de estos métodos.

5. INTERFERENCIAS Y CONSIDERACIONES 5.1 Las muestras que contengan moho o de edad avanzada, tal vez contengan material estructural que se ha modificado y ahora son solubles en los diferentes solventes.

5.2 Falla durante el proceso de extracción en Soxhlet o cualquier otro método, puede resultar o generar un error en los valores de azucares estructurales.

Extractivos hidrófobos podrían inhibir la penetración del acido sulfúrico en la muestra resultando una hidrólisis.

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6. APARATOS 6.1 Balanza analítica con precisión de 0.1mg o 1mg.

6.2 Estufa de desecación a 105±5ºC y 42±5ºC. 6.3 Aparato para extracción, cualquier Soxhlet o automático.

6.4 Condensador o refrigerante automático.

7. REACTIVOS Y MATERIALES 7.1 Reactivos 7.1.1 Agua destilada.

7.1.2 Alcohol.

7.1.3 Una mezcla de Tolueno p.a. y alcohol.

7.1.4 Acetona p.a..

7.1.5 Éter p.a..

8. MUESTRAS 8.1 Se deberá trabajar previamente la muestra bajo el método de “Preparación de muestras pasa su análisis”.

8.2 Asegurarse de tomar una muestra representativa para el análisis.

8.3 La muestra de ensayo deberá consistir en 5-20 gr de muestra molina obtenida de tal manera que garantice una representatividad de todo el lote del material.

Un mínimo de 8 gr son necesarios para el análisis.

8.4 Se deberá realizar el análisis para “Determinación de Humedad en Muestras de Biomasa” al mismo tiempo que este procedimiento.

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91

9. PROCEDIMIENTOS 9.1 PREPARAR LA MUESTRA PARA LA EXTRACCION 9.1.2

El contenido de humedad en la muestra de biomasa puede cambiar rápidamente cuando se la expone al aire. Pesar las muestras para determinar los sólidos totales (Manual de Laboratorio “Determinación de sólidos totales y humedad en Biomasa”) al mismo tiempo que las muestras para determinación de extractivos, para evitar errores debidos a cambios de humedad.

Extracción de la muestra-Método tradicional de Soxhlet 9.2 Preparar el aparato para la extracción 9.2.1

Proceder a secar los matraces para ebullición y otro material de vidrio pertinente en una estufa a 105±5ºC por 12 horas mínimo. Retirar el material de vidrio

y dejar

enfriar

a temperatura ambiente en un

desecador por una 1 hora.

9.2.2

Añadir 2-10 gramos de muestra a un cartucho de extracción (de preferencia papel filtro poroso Nº 2). Ajustar el peso a 0.1mg. La cantidad de muestra dependerá de la densidad aparente de la biomasa. La altura del cartucho de extracción y la muestra de biomasa no deben exceder la altura del sifón del Soxhlet. Si la altura de la biomasa llegara a exceder la del sifón, se producirá una extracción incompleta. Etiquetar el borde superior del cartucho con un lápiz.

9.2.3 Montar o armar el aparato de Soxhlet. Insertar el cartucho en el sifón del Soxhlet.

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9.3 ANALISIS PARA EXTRACTIVOS SOLUBLES EN AGUA 9.3.1

Añadir 190±5 ml de agua destilada por el sifón del Soxhlet. Ajustar la temperatura de las mantas calefactoras para proporcionar un mínimo de 45ciclos por hora.

9.3.2

Realizar el reflujo de 6-24 horas. El tiempo de reflujo necesario dependerá de la velocidad de eliminación de componentes de interés, la temperatura de los condensadores y la tasa de ciclos por hora. En algunos tipos de biomasa como el rastrojo de maíz, el tiempo de extracción o reflujo es de 8 horas, y cualquier material residual fue extraído durante la extracción en etanol.

9.3.3

Cuando se complete el tiempo de reflujo, reciclar parte del solvente y apagar las mantas calefactoras, retirar con mucho cuidado el equipo.

9.3.4

Si una extracción con etanol se fuera a realizar, dejar el cartucho en el sifón o tubo de extracción, eliminando el agua residual como sea posible.

Si una extracción con etanol no es necesaria, retirar el dedal del sifón, y llevar el matraz de peso anhidro conocido a una cocinilla, evaporar el solvente y posteriormente llevar a una estufa a 105±5ºC por 4-5 horas.

Dejar enfriar a temperatura ambiente en un desecador por 1 hora y pesar.

9.4 ANALISIS PARA EXTRACTIVOS SOLUBLES EN ETANOL 9.4.1 Añadir 190±5 ml de etanol por el sifón del Soxhlet. Llevar el equipo a las mantas calefactoras y ajustar la temperatura de las mismas para proporcionar un mínimo de 6-10 ciclos por hora.

9.4.2

Realizar el reflujo por 16-24horas. El tiempo necesario de reflujo dependerá de la velocidad de extracción de los componentes de interés, la temperatura de los condensadores y la tasa de ciclos por hora.

9.4.3

Cuando se cumpla el tiempo de reflujo, reciclar parte del solvente y apagar las mantas calefactoras, retirar con mucho cuidado el equipo.

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9.4.4

Llevar el matraz de peso anhidro conocido a una cocinilla, evaporar el solvente y posteriormente llevar a una estufa a 105Âą5ÂşC por 4-5 horas.

Dejar enfriar a temperatura ambiente en un desecador por 1 hora y pesar.

10. CALCULOS

đ??¸đ?‘Ľđ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘?đ?‘Ąđ?‘–đ?‘Łđ?‘œđ?‘ = (đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ2 − đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œ1 ) − đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œđ?‘š = đ??¸ đ?‘”đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘šđ?‘œđ?‘

% đ??¸đ?‘Ľđ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘?đ?‘Ąđ?‘–đ?‘Łđ?‘œđ?‘ =

đ??¸ đ?‘”đ?‘&#x;đ?‘Žđ?‘šđ?‘œđ?‘ x 100 đ?‘ƒđ?‘’đ?‘ đ?‘œđ?‘š

Donde: Peso2= Peso anhidro del matraz mas el residuo de extractivos.

Peso1= Peso del matraz anhidro.

Pesom= Peso de la muestra analizada.

E = Cantidad en gramos de extractivos.

10.1 Se deberĂĄn realizar los cĂĄlculos para cada tipo de solvente y cada uno debe tener su correcciĂłn de humedad en el resultado final.

10.2 Para calcular la diferencia relativa porcentual entre dos muestras se utiliza la siguiente ecuaciĂłn:

đ?‘…đ?‘ƒđ??ˇ = [

đ?‘‹1 − đ?‘‹2 ] x 100 đ?‘‹đ?‘šđ?‘’đ?‘‘đ?‘–đ?‘Ž

Donde: X1 y X2= valores medidos.

XMedia= la media entre los valores X1 y X2.

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10.3 Para calcular el RMS (Root Mean Square) o DesviaciĂłn EstĂĄndar de las muestras, utilizar las siguientes formulas: Primero hallar el RMS de la muestra:

∑đ?‘›1 đ?‘Ľ đ?‘…đ?‘€đ?‘† = đ?‘‹đ?‘š = √( ) đ?‘›

2

Para encontrar la DesviaciĂłn EstĂĄndar:

∑đ?‘›1(đ?‘‹đ?‘– − đ?‘‹đ?‘š )2 đ?œŽ = đ?‘ đ?‘Ąđ?‘‘đ?‘’đ?‘Ł = √ đ?‘› Donde: Xm= El RMS de todos los valores X n = Numero de muestras Xi = El valor medido.

11. FORMATO DE REPORTE 11.1 Los datos promedios deberĂĄn ser reportados de manera porcentual de la muestra, corregida con el factor de humedad. La desviaciĂłn estĂĄndar y diferencia porcentual relativa tambiĂŠn pueden ser reportadas.

12. PRESICION Y SESGO 12.1 Los datos obtenidos mediante ensayos por duplicado de una muestra de Pino para el Instituto Nacional de EstandarizaciĂłn y TecnologĂ­a dio como resultado una desviaciĂłn estĂĄndar de 0.20% y un coeficiente de varianza del 8%.

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95

12.2 Un calentamiento prolongado del residuo de extracción de la muestra puede sesgar los resultados reportados minimizándolos a causa de la evaporación

de

algunos

compuestos

semi-volàtiles.

Calentamiento

insuficiente en el residuo de la muestra puede sesgar los resultados reportados elevándolos a causa de la eliminación incompleta de disolvente.

13. CONTROL DE CALIDAD 13.1 Resultados: reportar los resultados como un porcentaje de peso, con dos decimales. La desviación estándar y la diferencia relativa porcentual también pueden ser reportadas.

13.2 Duplicados: realizar todas las muestras por duplicado.

13.3 Blanco: no aplicable.

13.4 Tamaño de muestra: El tamaño de la muestra deberá ser mínimamente 3 gramos por cartucho, o los resultados deberán ser reportados con la variación de peso.

13.5 Definición de Batch: cualquier número de muestras que fueran a ser analizadas y determinadas al mismo tiempo juntas. El tamaño de batch será limitado por el equipamiento a disposición.

14. APENDICES 14.1 ninguno.

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15. REFERENCIAS 15.1 ASTM Standard Test Method E 1690 “Determination of Ethanol Extractives in Biomass” in 2003 Annual book of ASTM Standards volume 11.05 Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials.

15.2 ASTM D1105-84, "Method for Preparation of Extractive-Free Wood." In 1993 Annual Book of ASTM Standards, Volume 04.09. Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials.

15.3 Moore, W., and D. Johnson. 1967. Procedures for the Chemical Analysis of Wood and Wood Products. Madison, WI: U.S. Forest Products Laboratory, U.S. Department of Agriculture 15.4 NREL BAT Team Laboratory Analytical Procedure "Standard Method for the Determination of Total Solids in Biomass."

15.5 TAPPI Test Method T204, "Solvent Extractives of Wood and Pulp." In Tappi Test Methods.

Atlanta, GA: Technical Association of the Pulp and Paper Industry 15.6 Milne, T. A.; Chum, H. L.; Agblevor, F. A.; Johnson, D. K. (1992). “Standardized Analytical Methods” Biomass & Bioenergy. Proceedings of International Energy Agency Bioenergy Agreement Seminar”, 2-3 April 1992, Edinburgh, U.K.. Vol. 2(1-6), 1992; pp. 341-366

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EXTRACTIVOS

DETERMINAR LOS PORCENTAJES DE HUMEDAD DE LA MUESTRA

SECAR TODO EL MATERIAL DE VIDRIO QUE SE FUERA A UTILIZAR PARA OBTENER SU PESO ANHIDRO

PESAR 2-10 gr DE MUESTRA E INTRODUCIRLOS AL CARTUCHO ARMADO.

MONTAR EL APARATO SOXHLET E INTRODUCIR EL CARTUCHO EN EL SIFON

ETANOL

TOLUENO

Otro Solvente

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2012

Determinación de Ligninainsoluble en Ácido en Biomasa Modificado: NREL/TP – 510- 42618 Procedimiento para determinar lignina-insoluble en ácido para muestras de biomasa.

Manual de Laboratorio CTAF.

Estephanie P. Liendo H. Área de Tecnología de Madera – Química de la Madera Centro Tecnológico Avanzado Forestal - UAGRM | 100 CTAF

PROCEDIMIENTO DETERMINACION DE LIGNINA- INSOLUBLE EN ACIDO EN BIOMASA (Modificado de Technical Report NREL/TP-510-42618)

PROCESO ANALITICO DE LABORATORIO 1. INTRODUCCION

1.1 Es un polímero natural, totalmente diferente a la celulosa cuyas unidades estructurales se derivan del complejo fenilpropano. Es importante destacar que es la única fibra no polisacárido que se conoce1.

1.2 El proceso se basa en Métodos Estándares utilizados por la Alianza para Energía Sostenible del Departamento de Energía en Estados Unidos.

1.3 Está muy relacionado con las Normas ASTM .

1.4 Este procedimiento es viable para muestras que no contienen extractivos. El proceso consiste en uno-dos pasos de hidrólisis ácida para fraccionar la biomasa en formas que sean fácilmente cuantificables.

La lignina se fracciona en materia insoluble ácida y ácida soluble. El material insoluble acido incluiría una corrección de cenizas y proteínas, que deberán verificarse en análisis paralelos o mencionar claramente que no tienen dicha corrección.

La

lignina

soluble

en

ácido

es

medida

por

UV/VIS

espectrofotómetro. Durante la hidrólisis, los polímeros de carbohidratos son hidrolizados a formas monómeras, que son solubles en la hidrólisis liquida.

2. ALCANCE

2.1 Este procedimiento es aplicable para muestras libres de extractivos, para ello se deberá realizar un análisis previo, “Determinación de Extractivos en Biomasa”, que se encuentra disponible en los manuales del Laboratorio del CTAF.

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101

2.2

Esta técnica es apropiada para biomasa que contiene los componentes

enumerados en todo el procedimiento. Toda biomasa que contenga otros componentes que interfieran a los mencionados deberá ser investigada.

2.3 Una medida del contenido de acetileno es necesario para biomasa que contengan en su hemicelulosa un xilano como columna vertebral, pero no la que contiene un manano como columna vertebral.

2.4 Para cada muestra de biomasa desconocida, se deberán realizar los análisis correspondientes para obtener un método estandarizado.

2.5 Todos los análisis deberán realizarse de acuerdo a Normas de Seguridad para Laboratorio disponible en el manual.

3. TERMINOS

3.1 Peso seco: el peso de la biomasa (o materiales) corregida matemáticamente por la cantidad de humedad presente en la muestra al momento del pesaje.

3.2 Preparación de Muestra de Biomasa: Biomasa preparada de acuerdo al método “Preparación de muestras para análisis de composición de la biomasa”, disponible en el manual.

3.3 Biomasa libre de extractivos: Muestra de biomasa

después de una

extracción con diferentes solventes, mínimamente por agua y etanol, ver en “Determinación de extractivos en biomasa”.

3.4 Lignina insoluble en acido: El residuo remanente en un papel o crisol poroso, después de uno-dos pasos de hidrólisis, corregida para cenizas insolubles y proteína insoluble en acido, si es necesario.

3.5 Carbohidratos Estructurales: Polímeros, llamados Celulosa y Hemicelulosa.

3.6 Componentes No-Estructurales: Componentes de biomasa que no se encuentran enlazados químicamente a la misma, incluyen pero no se limitan a sacarosa, nitrato/nitritos, proteínas, cenizas, clorofila y ceras.

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4. IMPORTANCIA Y USO

4.1 El proceso se utiliza conjuntamente, si es posible, con otros métodos para determinar la lignina en una muestra de biomasa solida.

5. INTERFERENCIAS Y CONSIDERACIONES

5.1 Este procedimiento ha sido optimizado para el rango de tamaño de partícula que se especifica en el “Manual de preparación de muestras para análisis de Biomasa”. Una pequeña desviación en un tamaño de partícula, puede dar como resultado un sesgo, con bajos contenidos de carbohidratos y consecuentemente con altos contenidos de lignina, debido a la degradación excesiva de carbohidratos. Una desviación más grande de partícula puede también resultar en un sesgo bajo contenido en carbohidratos y altos contenidos de Lignina debido a la hidrólisis incompleta de azúcares poliméricos a azúcares monoméricos 5.2 Las muestras que contienen extractivos no son adecuados para este procedimiento. Los extractivos no se procesarán, lo que genera un contenido de lignina elevado.

5.3 Las muestras con alto contenido de cenizas (mayores al 10% en peso) pueden no ser adecuadas para este procedimiento, pues la muestra puede contener suelo u otros minerales que interfieran con las concentraciones de ácido apropiado y puede catalizar reacciones secundarias.

5.4 Las muestras con un contenido de humedad superior al 10% en peso pueden ser no adecuadas para este procedimiento, pues el exceso de humedad puede interferir con las concentraciones del ácido apropiadas. Las muestras se secaran en estufa a 40ºC antes de ser analizadas.

5.5 Las muestras que contengan porcentajes elevados de proteína, deberán ser analizadas para aplicar dicha corrección, ver “Determinación de Proteínas en Biomasa”.

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6. REACTIVOS 6.1

Acido sulfúrico al 72%

6.2 Agua destilada des ionizada.

7. MATERIALES 7.1

Frascos para alta temperatura y presión de 100ml

7.2

Balanza analítica 0.1mg.

7.3

Estufa de desecación con control de temperatura 105-103ºC.

7.4

Baño maría 30±3ºC.

7.5

Autoclave a 121±3ºC.

7.6Equipo de filtración al vacio.

7.7

Desecador.

8. METODOLOGIA 8.1 Pesar 300mg de la muestra y colocar en frascos de 100ml, previamente etiquetados.

8.2 Añadir 3ml de ácido sulfúrico al 72%. A cada muestra.

8.3 Colocar los frascos con las muestras en un baño maría a 30±3ºC, por un periodo de 60±5 minutos. Agitar usando una varilla cada 5min por muestra (no debe pasar de este tiempo). La agitación es esencial para que el contacto del reactivo sea uniforme con todo el material y se realice una hidrólisis homogénea.

8.4 Una vez completado el tiempo de 60 minutos de hidrólisis, remover los frascos del baño maría. Diluir el ácido a 4% con 84ml de agua destilada.

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8.5 Colocar los frascos en la autoclave, a una temperatura de 121ÂşC por un periodo de 1 hora. Una vez cumplido el tiempo, se sacan los frascos de la autoclave y se los deja enfriar a temperatura ambiente.

8.6 Se procede a analizar la lignina insoluble de la siguiente manera: 8.6.1

Se filtra la soluciĂłn hidrolizada en un papel filtro previamente

secado y pesado. Se lavan los residuos con aproximadamente 50ml de agua destilada.

8.6.2

DespuĂŠs de filtrar se cierra el papel filtro de tal manera que no

puedan escapar partĂ­culas durante el secado.

8.6.3

Se seca por un periodo de 6 horas

y se llevo a un desecador por

1 hora mĂĄs. DespuĂŠs se pesa el residuo de muestra mĂĄs el papel filtro.

9. CALCULOS 9.1 Se calculara el porcentaje de Lignina soluble en acido con la siguiente fĂłrmula para cada muestra.

% đ??żđ?‘–đ?‘”đ?‘›đ?‘–đ?‘›đ?‘Ž =

đ?‘…đ??ż x 100 đ?‘ƒđ?‘š

Donde: RL: Residuo de Lignina Pm: Peso de la muestra.

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9.2 Para calcular la diferencia relativa porcentual entre dos muestras se utiliza la siguiente ecuaciĂłn:

đ?‘…đ?‘ƒđ??ˇ = [

đ?‘‹1 − đ?‘‹2 ] x 100 đ?‘‹đ?‘šđ?‘’đ?‘‘đ?‘–đ?‘Ž

Donde: X1 y X2= valores medidos.

XMedia= la media entre los valores X1 y X2.

9.3 Para calcular el RMS (Root Mean Square) o DesviaciĂłn EstĂĄndar de las muestras, utilizar las siguientes formulas: Primero hallar el RMS de la muestra:

∑đ?‘›1 đ?‘Ľ đ?‘…đ?‘€đ?‘† = đ?‘‹đ?‘š = √( ) đ?‘›

2

Para encontrar la DesviaciĂłn EstĂĄndar:

∑đ?‘›1(đ?‘‹đ?‘– − đ?‘‹đ?‘š )2 √ đ?œŽ = đ?‘ đ?‘Ąđ?‘‘đ?‘’đ?‘Ł = đ?‘›

Donde: Xm= El RMS de todos los valores X n = Numero de muestras Xi = El valor medido.

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10.

FORMATO DE REPORTE 10.1 Reportar el peso de Lignina soluble en ácido en porcentajes.

10.2 Para análisis en duplicado, reportar el porcentaje medio entre ambos análisis.

11.

PRESICION Y SESGO 11.1 Round roben testing: si fuera necesario publicar internacionalmente este dato, se deberá buscar la fuente de Milne, et al., 1992.

12.

CONTROL DE CALIDAD 12.1 Reporte de figuras de interés y número de decimales: Esta determinado por los objetivos de estudio.

12.2 Repeticiones: Realizar mínimamente por duplicado todas las muestras.

12.3 Blanco: No aplica.

____________________________________________________________________ 13.

REFERENCIAS 13.1 13.2 13.3 13.4

13.5

13.6

NREL BAT Team Laboratory Analytical Procedure “Determination of Total Solids in Biomass".

NREL BAT Team Laboratory Analytical Procedure “Determination of Extractives in Biomass".

NREL CAT Task Laboratory Analytical Procedure#003 "Determination of Acid Insoluble Lignin in Biomass".

Moore, W., and D. Johnson. 1967. Procedures for the Chemical Analysis of Wood and Wood Products. Madison, WI: U.S. Forest Products Laboratory, U.S. Department of Agriculture.

ASTM E1758-01 “Standard method for the Determination of Carbohydrates by HPLC: In 2003 Annual Book of ASTM Standards, Volume 11.05. Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials, International.

Milne, T. A.; Chum, H. L.; Agblevor, F. A.; Johnson, D. K. (1992). “Standardized Analytical Methods” Biomass & Bioenergy. Proceedings of International Energy Agency Bioenergy Agreement Seminar”, 2-3 April 1992, Edinburgh, U.K.. Vol. 2(16), 1992; pp. 341-366.

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LIGNINA

INICIO

PESAR 300 mg DE MUESTRA Y AÑADIRLOS A UN FRASCO ETIQUETADO

AGITAR CON UNA VARILLA POR LAPSOS DE 5min. CADA MUESTRA POR 1 hora

COLOCAR LA MUESTRA EN BAÑO MARIA A 30 ± 3ºC

ANADIR 3ml DE ACIDO SULFURICO AL 72 %

COLOCAR EN AUTOCLAVE A 121ºC POR 1 hora

DESPUES DE ENFRIAR, PROCEDER A FILTRAR EN PAPEL POROSO DE PESO ANHIDRO CONOCIDO

LLEVAR A ESTUFA DE DESECACION POR 6 horas Y DESPUES A UN DESECADOR POR 1hora

FIN

PESAR LA MUESTRA Y APLICAR LA FORMULA

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