Puiduteaduse konspekt (0)

Juured: kinnitada puu maasse, hankida toitaineid ja viia need tüvesse, säilitada orgaaniliseid toitainied
Tüvi: hoida üleval tervet puud ( oksad /võra), transportida mahlu, säilitada toitaineid
Võra – lehed, okkad ja oksad. Rohelised okkad või lehed omandavad õhust süsihappegaasi ja toodavad selle abil puule vajalikke toitaineid.
Okste ülesanne on laiendada võra pindala ja tagada sellega lehtedele ja okastele kasvuruum.
Tüve osad: korp , niin , kabium , maltspuit , lülipuit, aastarõngad, säsi
Säsi on puutüve keskosas asetsev kobe kude mis on pikki tüve, lõppeb pungaga. Pungast kasvab puu pikkuses ja sealt saavad alguse oksad. Säsi koosneb rakkudest mis sisaldavad toitainete tagavarasid. Säsi läbimõõt 2-5 mm.
Säsi võib olla ümmargune või hulknurkne (tamm – tähtjas, lepp kolmnurkne, vaher ümmargune, haab viisnurkne ).
Juveniil puit – puidu esimesed 10-20 aastarõngast, väike tihedus, palju kevadpuitu, laiad aastarõngad. Kevadel puu kasvab, moodustuvad õhukeseseinalised rakud , mis aitavad vedelikke transportida, sügisel kasv aeglustub – tekivad paksuseinalised rakud ja tüvi saab oma tugevuse. (kevad ja sügispuidu erinevus võib olla kuni 3 korda.)
Puukooreks loetakse pea kõik kihid , mis asuvad väljaspool kambiumit. Koore osa moodustab ~10% kogu mahust. Koor koosneb sisekihist (aktiivne) – niin ja väiskihist (surnud) – korp.
Niin – ümbritseb kambiumit, pehme rakukude, puumahlu juhtiv ja tugikude . Niin juhib puumahlu puutüve kõikidesse osadesse ja ristsuunas täidavad sama ülesannet niinest väljuvad säsikiired.
Korp – ülesanne kaitsta puud keemiliste, mehhaaniliste ja mikrobioloogiliste kahjustuste eest, sellega ära hoida puu kuivamine . Korkkude raskendab gaaside ja vee puitu tungimise, mingil määral soojustav isoleeriv kiht. Tekib kambiumis korba ja niine vahelisel piiril .
Maltspuit on puidu välimine, heledama värvusega puiduosa . Koosneb vedelikke juhtivatest rakkudest, st sisaldab maltspuidu aastarõngaste kevadpuit palju niiskust.
Lülipuit on tüve sisemine, tihti tumedama värvusega osa, koosneb surnud rakkudest, ei võta osa vedelike transpordist. Niiskus sisaldus võrreldes maltspuidu väiksem.
Vananev puit ei vaja enam vedelike transpordiks kogu tüve läbilõiget. Peale 30-40 aastat hakkab elutegevus keskmistest osades vähenema. Maltspuit muutub lülipuiduks. Vedelike ja toitainete transport lakkab, koobaspooride sulgurmembraanid sulguvad alatiseks. Seejärel tungivad raku seintesse ekstraktiivsed ained (tärpentin, vaigud , rasvad, aromaatsed ühendid) mis annavad lülipuidule tumedama värvuse. Lülipuidu tekkimisel lehtpuudes täidetakse sooned (juhttorud) ja koobaspoorid nn tüllirakkudega. (moodustub parenhüümrakkudest), tungib läbi pooride soontesse ja sulustab sooned osaliselt või täielikult. Teatud liikidel lülipuit puudub ja neid nimetatakse maltspuidulisteks, näiteks lepp, haab, kask , pöök, vaher.
Lülipuit imab ja kaotab vett aeglasemalt kui maltspuit.
Lülipuidu mahuline kuivamine on väiksem kui maltspuidul.
Lülipuit on vastupidavam kahjuritele.
Vaigukäigud on torutaolised käigud mille ülesandeks on juhtida ja säilitada vaike . (vertikaalsed ja horisontaalsed) Vaigukäikude sisepinnal asuvad parenhüümrakud, millel on võime eritada vaiku . Kui tüve vigastada nii, et vaigukäiku kahjustatakse, siis sealt eritub vaiku, tardub ja katab haava.
Kabium – tüve perifeerses osas. Seespoolt niint ja väljaspool puidukude, asub puidujuurdekasvu kiht ehk kambium (mähk). Kasvuperioodil moodustab see endast sissepoole puidurakke e ksüleemi, millest omakorda moodustuvad aastarõngad. Väljaspool tekitab kambium koorerakke. Kuna kasvade puu mõõdud suurenevad peab ka kambium moodustama uusi kambiumi rakke ja suurendama oma ümbermõõtu.
Säsikiired – ühendavad niine puiduga , millest toitained liiguvad lehtedest või okastest allapoole. Teisejärgulised säsikiired ei ulati säsini. Säsikiired koosnevad parenhüümrakkudest. Ülesanne juhtida toitained ja vesi säsisse ja need seal säilitada. Lülipuidu tekkmisel säsikiired ummistuvad ja surevad. Pikki säsikiirt raiudes puit lõheneb paremini, sammuti ka aurustub .
Puidu mikroskoopiline ehitus: trahheiidid , puidukiud, puiduparenhüüm, sooned, säiskiired, vaigukäigud.
Trahheiidid – toidu ja vee juhtimiseks , annavad ka mehhaanilise tugevuse. Piklikud otstest teritunud, üksteisega ühendatud. Moodusutavad 95% okaspuidu massist. Kevad ja sügispuidutrahheiidid. Tüve keskel lühemad, tüve allosas lühemad. Kevadpuidutrahheiidid – õhukeseseinalised ja suure siseruumiga (tõusva voolu juhtimiseks). Sügispuidu trahheiidid – paksuseinalised ja väikse siseruumiga. (mehaanilise tugevuse andmiseks ).
Puidukiud – 60% lehtpuude puidu massist. Anda puidule mehhaanilist tuge.
Puiduparenhüüm – rakud varuainete talletamiseks. Lehtpuudel 2-15% massist, okaspuudel 1%
Sooned ehk trahheed – tüüpiline anatoomiline element lehtpuudel. (suured/väiksed).
Säsikiired – vee ja toitainete liikumine radiaalselt. Varuainete talletamiseks.
Üherealine säsikiir – Üks rida rakke mis moodustavad radiaalserea.
Mitmerealine säsikiir – ristlõikes riba mis, kõrvuti asuvad rakud. Laialsäsikiirel on üle viie rakkude rea.
Vaigukäigud – vajalikud vaigu eritamiseks ja kogumiseks.
Poorid võimaldavad puidu radiaalsuunas vedelikke transportida.
Puidu keemiline koostis tselluloos 40-50%, hemitselluloos (polüsahhariidid) 25-35%, ligniin (puitaine) 20-30%.
Puidu põhimass koosneb orgaanilistest ühenditest. Koostisesse kuulub: 50% süsinikku, 43% hapniku, 6% vesinikku, 0,1% lämastikku. Vähesel määral on puidus ka mineraalühendeid, mis põledes moodustavad tuha (0,4%).
Kõik algkomponendid asuvad glükoosimolekulides, mis omakorda moodustavad pikad molekulketid, moodustades tselluloosi ja hemitselluloosi.
Tselluloosi polümerisatsiooni (liitumise) aste võib olla 2000-3000 kuni 8000 -1000.
Tselluloos on üheks põhiühendiks, millest koosnevad puidu rakuseinad ( okaspuud sisaldavad ~53-54% tselluloosi ja lehtpuud 43-45%). Tselluloos on kiudja ehitusega, värvitu, lõhnata, maitseta, vastupidav ja ei muutu õhus, ei lahustu vees, piirituses ega atsetoonis, eetris ega ka teises orgaanilistes lahustes. Puuliigiti on tselluloosi sisaldus küllaltki erinev ja erinev on ta ka puu erinevates osades. Kõige suurem puu tüve keskosas ja okstes kõige vähem (seal on ligniini rohkem).
Hemitselluloosi polümerisatsiooni aste on ainult 150-200. Okaspuud sisaldavad hemitselluloosi keskmisel 25-30% ja lehtpuud 30-35%. Keemiliselt koostiselt väga lähedane tselluloosile. Hapete toimel hüdrolüüsib kergelt ja muutub lahustiks. Eristatakse hemitselluloosi, mis hüdrolüüsib ja annab heksoosi (glükoos ja fruktoos). Seda kääritatades saadakse piiritus, ning hemitselluloosi, mis hüdrolüüsil annab pentoosi (lihtsuhkruid).
Ligniin – raku seintes sisalduv aine, mis põhjustab rakkude puitumise on molekulaarselt amorfne (mittekristalne), isotroopne (ühesugused omadused igas suunas) ja väga keerulise struktuuriga keemiline ühend.
Ligniin on termoplastne aine, st külmana kõva, kuid soojenedes pehmeneb, sellel omadusel põhineb puidu plastiline painutamine. Okaspuud sisaldavad ligniini keskmiselt 25-30% ja lehtpuud 20-25%. Rakkude puitumisel koondub ligniin rakuseintesse. Vahelamellis, kus ligniini on kuni 80%, kleepuvad rakud selle tõttu üksteise külge, rakustruktuur tugevneb ning rakkude vastupanu survejõududele suureneb.
Orgaanilised ühendid puidus.
Vaik – sisaldab eeterlikke õlisid. Kasvavas puus vedel, hiljem tardub. Enim kasutatakse looduslikku vaiku. Mida varuti männi lahtise vaigutamisega, teistelt puuliikidelt ( seeder , kuusk, lehis) saadi meditsiinis kasutatavat vaiku kinni vaigutamisega.
Parkaine ehk tanniini (valge aine mida saadakse puukoorest, lehtedest). Kasutatakse värvimis-, naha-, tinditööstuses, ravimite valmistamisel. Parkaineid on rohkesti tamme, kastani, tsuuga puidus ja koores . Nimetatud puuliikide lülipuidus on parkaine sisaldus suurem kui maltspuidus ja vanusega see kasvab. Parkainet sisaldub veel kuuse (11%), nulu (12%), lehise ja pajuliste koores. Põhjapiirkonnas kasvavatel puudel parkaine sisaldus väiksem kui lõunapiirkonnas kasvavatel. Suurim parkaine sisaldus on troopikapuudel. Parkainet saadakse nende puuliikide puidust ja koorest ekstraheerides. (orgaaniliste ühendite eraldamine veega)
Kasvavas puidus tekivad järgmised lisaühendid ehk toitained:
* valgud, esinevad lehtedes, seemnetes ja mahlas, nende kogus on kasvavas puidus suurem suvel.
* tärklis säilib säsikiirte välimistes osades, kevadel muutub suhkruks. Seemneaastatel kasutatakse kogu tärklist puu kasvamiseks.
* rasvad esinevad põhiliselt seemnetes, sarapuul ja pärnal ka puidus, okste puidus enam.
* Suhkrute kujukaks näiteks on mõningate puude kevadine magusa mahla jooks .
Puidu füüsikalised omadused:
Välised omadused: värvus, läige, tekstuur , lõhn.
Seesmised omadused: niiskus, tihedus, kuivamine, kahanemine, paisumine, kaardumine , elektrilised omadused, akustilised omadused, soojusomadused.
Niiskus – puidu niiskuseks nimetatakse seal leiduvat vett väljendatuna protsendides tema massist. Absoluutne niiskus ja suhteline niiskus.
Kui seda väljendada protsentides absoluutselt kuivapuidu massi kohta, saame absoluutse niiskuse sisalduse, kui niiske puidu massist, siis on tegemist suhtelise e. Relatiivse niiskusega.
W abs = A – B / B * 100
W suht = A – B / A * 100
A – niiske puidu mass. B – absol. Kuivapuidu mass. (kuivakaalu meetod) on olemas ka niiskusmõõtja.
Niiskuse liigid puidus: (eesli sild )
* Vaba niiskus (vesi) e kapillaarne niiskus. (mustad kastid , vesi telekas)
* Seotud niiskus (vesi) e hügroskoopne niikus. (mustad kastid, telekast midagi ei tule).
* keemiliselt seotud vesi. (lihtsad kastid, ilma millegita, nagu tv)
Vaba niiskuse puhul juurde juhtimisel üle küllastusastme koguneb vesi luumenisse, soontesse ning õõnsustesse.
Küllastuspunkt ehk küllastustäpp. Puidu rakusein suudab endasse imeda vett ainult teatud piirni, kuni ta niiskusest küllastub. Küllastuspunkt saabub pea kõikide puuliikidel ~30% niiskussisaldusel.
Küllastuspunktis on rakuseinad niiskusest küllastunud. Sellist niiskust nimetatakse rakuseintes seotud niiskuseks.
Hügroskoopsus – tasakaalustatud niiskus. Hürgoskoopsus – ainete võime neelata õhust vett.
Iga puidutükk või puitmaterjalid püüavad vastavalt teda ümbritseva õhu suhtelisele niiskusele ja temperatuurile ühtlustada oma niiskust.
Kui puitu ümbritseva õhu niiskusolud muutuvad, võtab puidu niiskuse kohandamine tasakaalustatud niiskusele küllalt palju aega, olenedes omakorda ka puidutüki suurusest .
Puidu kuivamine ja kuivatamine . Kuivamise alguses eemaldub kõigepealt vaba vesi. Seejärel hakkab kuivama rakusein. See puudutab otseselt puitaine niiskussisaldust ja mõjutab materjali omadusi: algab puitkudede kahanemine ning muutuvad puidu tugevus-, kõvadus- ja elastsusomadused.
Niikaua kui puidu pindmises kihis leidub vaba vett on niiskuse eemaldumine puidu kõikides kolmes suunas sama kiire. Pikkisuunaliselt läbi puidu otspindade, eemaldub niiskus kõige kiiremine 5-25 korda kiiremin.
Puidu niiskussialduste nimetused: 88-100% värske, toores.
23-30% - poolkuiv
22% transportkuiv
15-20% õhkkuiv
8-12% ruumikuiv
0 – absoluutkuiv.