Kemija drva (DT)
Opterećenje: 45(P) + 45(L) + 0(A) + 0(PK) + 0(S) + 0(TJ) + 0(SJ) + 0(T)
Cilj predmeta: Stjecanje znanja o elementarnom i grupnom kemijskom sastavu drva, njihovom međusobnom strukturnom povezanosti te o različitim biorafinerijskim tehnologijama koje počivaju na njihovim kemijskim karakteristikama i svojstvima. Tijekom predavanja studenti će naučiti kategorizirati, razlikovati, definirati i primjeniti kemijske elementarne, nisko- i visokomolekularne tvari drva te poznavati njihove strukturne formule. Nadalje, studenti će znati opisati i objasniti polimerizacijske mehanizme biokemijskih puteva izgradnje svih kemijskih tvari drva, objasniti njihovu distribuciju u stanicama drva te opisati, definirati i nacrtati kemijske veze između i unutar različitih tvari drva. Tijekom praktične nastave u kemijskom laboratoriju studenti će naučiti organizirati i pripremiti kemijske analize, izolirati različite kemijske tvari drva poznavajući metode izolacije, rukovati s različitim vrstama instrumenata za analize kemijskih tvari drva, ispitati i izračunati kvalitativna i kvantitativna kemijska svojstva te identificirati, objasniti i interpretirati (okarakterizirati) različite kemijske tvari drva tijekom korištenja različitih vrsta metoda i instrumenata u kemiji drva. Stjecanje znanja o modernim biorafinerijskim tehnologijama, odnosno tehnologijama kemijske prerade drva koje počivaju na istraživanjima kemijskog sastava drva. Na kraju, studenti će znati povezati i primijeniti stečeno znanje iz kemije drva u programima nekoliko nastavnih kolegija na višim godinama preddiplomskog studija kao i diplomskog studija.
Sadržaj predmeta: PREDAVANJA:
1. Uvod u kemiju drva; Drvo kao sirovina u biorafinerijskim tehnologijama; Osnove strukture i ultrastrukture drva,
2. Uvod u kemiju ugljikovodika; Zasićeni ugljikovodici; Nezasićeni ugljikovodici; Aromatski ugljikovodici; Alkoholi, eteri i fenoli; Aldehidi i ketoni; Karbonilne kiseline; Esteri, masti i ulja; Ugljikohidrati,
3. Elementarni sastav drva; Grupni kemijski sastav drva;
4. Biokemija kemijskih tvari drva,
5.Niskomolekularne tvari – Akcesorne (ekstraktivne) tvari – Alifatski i aliciklički spojevi,
6. Niskomolekularne tvari – Akcesorne (ekstraktivne) tvari – Fenolni spojevi,
7. Niskomolekularne tvari – Akcesorne (ekstraktivne tvari) – Ostali spojevi,
8. Niskomolekularne tvari – Mineralne tvari,
9. Visokomolekularne tvari – Lignin,
10. Visokomolekularne tvari – Celuloza,
11. Visokomolekularne tvari – Polioze (hemiceluloza),
12. Raspored kemijskih tvari u staničnoj stijenci i anatomskim dijelovima drva,
13. Biosinteze i biodegradacija kemijskih tvari drva; Reakcije kemijskih tvari drva,
14. Analitičke i instrumentalne metode u kemijskim analizama drva,
15. Biorafinerijske tehnologije
VJEŽBE:
1. Upoznavanje rada u kemijskom laboratoriju,
2. Priprema uzoraka drva za kemijske analize,
3. Metode kemijskih analiza drva,
4. Analiza veličine čestice uzoraka drva,
5. Određivanje sadržaja vode,
6. Određivanje sadržaja mineralnih tvari (pepela) u uzorcima drva,
7. Određivanje elementarnog sastava drva plamenom atomskom apsorpcijskom spektrometrijom (FAAS) i CHNSO analizom,
8. Određivanje akcesornih (ekstraktivnih) tvari različitim ekstrakcijskim metodama,
9. Određivanje celuloze prema Kurschner-Hoffer-ovoj metodi,
10. Određivanje alfa-celuloze,
11. Određivanje lignina prema Klason-ovoj metodi,
12. Određivanje različitih alkoholnih i metoksilnih grupa lignina UV- i FTIR-spektroskopijom,
13. Određivanje polioza (hemiceluloze) u uzorcima drva,
14. Određivanje furfuraldehida,
15. Identifikacija i karakterizacija grupnog kemijskog sastava drva instrumentalnim hibernetičkim sklopom.
Način polaganja ispita : - pismeni ispit
- usmeni ispit
Provođenje nastave: ☒ predavanja
☐ seminari i radionice
☒ vježbe
☐ on line u cijelosti
☒ mješovito e-učenje
☐ terenska nastava
☒ samostalni zadaci
☒ multimedija i mreža
☒ laboratorij
☐ mentorski rad
☐ (ostalo upisati)
Način praćenja kvalitete i uspješnosti studenata: - pohađanje nastave
- eksperimentalni rad
- kolokvij
- projekt
- istraživanje
Literatura:
Obavezna literatura:
1. A. Antonović (2018): Kemija drva (interna skripta). Šumarski fakultet, Zagreb
2. D. Fengel, G. Wegener (1989): Wood – chemistry, ultrastructure, reactions. Walter de Gruyter, Berlin-New York.
3. T. Higuchi (1997): Biochemistry and molecular biology of wood. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg.
Preporučena literatura:
4. E. Sjostrom, R. Alen (1999): Analytical methods in wood chemistry, pulping and papermaking, Springer Verlag,
5. T. D. N.-S. Hon, N. Shiraishi (2001): Wood and cellulosic chemistry. Marcel Dekker, Inc.,
6. E. Sjostrom (1993): Wood chemistry – Fundamentals and applications. Academic Press, Inc.
7. T. Higuchi (1985): Biosyinthesis and biodegradation of wood components. Academic Press, Inc.
Nositelji
