全 文 ：柏木根系列产品的开发
张 树
( 剑阁县林产化工厂 )
摘 婆
以柏木根为原料 , 采用水上蒸馏法提取粗柏木油 , 通过减压精馏制得柏木
精油 , 精馏残液再经减压蒸馏脱色制得柏木脑。 作者对柏木根系列产品进行了
较详尽的阐述。
一 、 粗柏木油提取
柏木 ( C u p r e s s u s . f u n e b r i s . E n d l )各部
位 ( 枝 、 果 、 根 、 杆 ) 都含有油分 。 但就同
一树种 , 因树龄 、 立地条件 、 采伐季节的不
同其油分含量也有差异 。 我们采集了同一株
树上不同部位的样进行了含油量的测定 ( 湖
南省林科所测定 ) 和产油率比较 , 其结果如
表 1 。
从表 i 中数据表明柏木头 、 根 的 含 油
量 、 产油率最高。 ·
粗柏木油 几的提取方法有 : 水中蒸馏 、 水
上蒸馏 、 蒸汽蒸馏。 在此我们采用水上蒸馏
进行粗柏木油提取 , 其特点是蒸汽永远是饱
和的湿蒸汽 , 原料只与蒸汽接触而不与沸水
叨叨以网明网皿两皿巧田现田孤叽明以贝口砌叨兀叮盯以贝刀斑几叨叨习叨兀吐皿叨几叹江队囚以以叨几叨压叨几口功盯贝叨兀叨两切现匹叮叮区田现瓜叮吸硬瓜口回工瓜口工叨田
试验表明 , 按本工艺处理梧州松脂厂排
放总渠废水是可能的。 处理后 , 水质基本上
达到国家排放标准 。 工艺过程比较简单 , 容
易控制 , 所使用的原料易得 , 成本不高 , 具
有一定工业化意义 。
四 、 分 析
。 化学耗氧滋 : 按重铬酸钾法。
。 挥发性酚 : 比色法 。
. 悬浮物 : 重量法 。
五 、 存在问题和建议
1
. 本试验对磺化煤反洗水进行回到沉
淀池 , 经中和沉淀直到吸附的试验 。 我们认
为反洗水的量虽不太多 , C O D值也不很高 ,
但为慎重起见 , 建议中试时应补充该项试验
内容 。
2
. 磺化煤再生条件采用水蒸气反洗较
好 , 但因条件所限 , 未能作该项试验 , 中试
时可考虑该项试验内容 。
3
。 为了提高经济效果 , 建议炼脂车间
废水及贮脂池的盖脂水可先作絮凝沉淀 , 以
回收部分有用物质。 然后再排到总渠按本工
艺处理。 另外 , 过滤介质可用 煤 渣 代 替细
砂 , 但因煤渣粒度较大 , 过滤介质厚度应增
高约 10 厘米 。
4
。 高总渠废水的 C O D < 1。。。毫克 /升
时 , 经石灰中和沉淀后 C O D 二 10 毫克 /升 ,
悬浮物 “ 150 毫克 /升。 基本上 达 到 排放标
准 , 可不经过滤和吸附处理而排放 。
5
. 可以考虑按本工艺处理后的水用于
锅炉冲炉渣 , 减少排放量 。
表 1不 同部位的含油量 、 产油率
飞狡汀 ’了… 目 ’ }’ · ’ ` 一 ’ 叮 .” 1{ _士 \、 {含油量 (%) }产油率 (%) }备 注石 称 \ \ \ \{ .… …整 孟 … 3一 … 0· 7。 …产油率属生产数“坏 壳 { l· o。 { 1竺头 鲤 {` · ?“ … 2. 50 }产油率属生产数据生 竺 … “ ’ i` · {卜 什 {“ · 刀` l}树 枝 }.件3 0 }0 .3 0 {产油率属生产数释
接触。
(一 )水上蒸馏法
在灶上安一只铁锅 , 铁锅上装一层透气
板或网 , 再套上蒸馏捅 ( 可用木器制作 ) ,
桶中装料 。 可用竹制冷凝管 , 从桶的顶部或
顶傍引出迁至水中。 用直接火加热蒸馏锅中
的水 , 水沸后产生的饱和低压蒸汽由原料而
上 , 带着油分通过冷凝管冷却流入油水分离
器中 , 经油水分离得粗柏木油 。
( 二 ) 工艺流程
首先将柏木根人工破碎或人工砍片 ( 圆
盘锯切断 , 屑片 、 破碎 ) 然后蒸馏 、 冷凝 、
油水分离。
( 三 ) 加工技术
柏木根在破碎之前 , 首先进行选料 ( 树
龄长 、 油心根 ) 削片 , 破碎时必须沿木质的
横截面切断 , 以破坏其油组织细胞 。 切好的
木屑 、 木片最好在 40 ℃ 以下烘干后 , 再进行
蒸馏提取 。 烘干的木屑可缩短蒸馏时间 , 节
约燃料 , 同时可提高出油率。 第一次蒸馏结
束后 , 可将木屑烘干再进行第二次蒸馏 , 第
二次提取出油率是第一次出油率的三分之一
至二分之一 ( 表 2 ) 。
( 四 ) 原理
水上蒸馏提取粗柏木油的方法是使蒸汽
同油分一起馏出 , 可降低柏木油沸点 , 从而
防止因高温使油变质 。 蒸汽上升透过木屑细
胞壁 , 木屑内部的油分必须暴露在木屑表面
表 2
二生巨口竺二竺寸些三豢豪“嚣…::: ; …二 ` i : 一 …` . : : …;: `
才能被蒸汽所带出 , 暴露在木屑表面的油分
蒸走后 , 另一部分油分子又重新组合 , 自内
向外渗透。 同时水分自外向内渗入弥补内部
油分损失 , 此过程周而复始往复不断。
在蒸馏过程中 , 柏木油中的某些成分中
部分酷类 ( 有机酸及醇的化合物 ) , 在与水
共存的情况下 , 发生水解。 这种反应对蒸馏
的影响是一种可逆反应 , 当反应达到平衡时
都是醋 、 水 、 酸 、 醇共存在于这个体系 , 如
水量甚大 , 则醇量亦随之增大 , 当原料的水
解进行到一定程度后 , 就会影响粗油得率 。
蒸馏温度的高低 , 对油的品质有一定的
影响 , 在蒸馏过程中 , 其温度时有变化 。 蒸
馏开始时 , 被破碎的木屑表面 上 有 许 多油
分 , 其中低沸点组分 a 一旅烯、 日一旅烯等最先
挥发 , 其沸点通常为 1 50 ~ 165 ℃ , 此时温度
稍低。 油分逐渐减少而高沸点柏木醇等组分
的物值比例增大 ,其沸点通常在2 92 ℃左右 。
温度逐渐升高直至达到该压力下的饱和水蒸
气的温度为止 。 在高温下柏木油的成分易受
热分解 , 为得到品质优 良的产品 , 就必须在
蒸馏时保持低温或将高温的时间尽量缩短 。
( 玉 ) 粗柏木油的成分及性状
粗柏木油呈淡黄色或棕红色粘稠液体 ,
溶于 一乙醚 、 乙醇 、汽油等 , 比重 ( 20 ℃ ) Q . 9 4 8
~ 0
.
9 54
, 由 19种成分组成 ( 表 3 ) , 已 利
用的达 7 种之多 。 占比例最大的 为 烯 和 醇
类 , 烯占“ % 、 醇占25 %左右。 粗柏木油经
精加工可得柏木脑 ( 柏木醇 ) 、 柏木精油 、
柏木烯酮 、 甲基柏木醚等 , 是我国传统的出
口商品之一 。
二 、 精制柏木精油和柏木脑
在粗柏木油中烯 、 醇占有较大比例 , 且
沸点较高 , 所 以通过减压精馏进行分离。
表 3 柏木油化学组成
含量 ( % ) 含量 ( % )
02567OD138
óUnUO
ù
nj甘2,ó匕曰
2介O勺乙
茹品油
a 一松油醇
枯酸对丙基甲酸
乙酸牲牛儿醋
a 一柏木烯
日一柏木烯
姜黄烯
各·榄香烯
柏木博
倪34们01胡加昭此叮01nUn,0a 一芋筛
a 一旅烯
日一旅烯
获烯
松烯
香叶烯
a 一非兰烯
日一非兰烯
△ 3一瞥烯
芋烯
( 一 ) 精制柏木精油 、 柏木脑工艺流程
粗粉不匆
,
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1
。 精制柏木精油
( l ) 精馏工艺:
粗柏木油经 60 ℃蒸汽预热溶解 , 经空压
机压入高位槽 ( 60 ℃保温 ) , 通过转子流量
计 , 计量进入预热器 ( 1 30 ~ 150 ℃ ) 到塔的
中部进料 , 至加热容器中。 塔身分为二段 :
上段为精馏段 ; 下段为提馏段 。 物料蒸发通
过冷凝器到冷却器进一步冷却 , 由气相变液
相到分配槽进行分配 , 高沸点物质回到了塔
中加热容器釜中 , 低沸点物质进 入 储 罐中
— 成品精油 。
( 2 ) 精馏要求:
塔顶馏出物柏木精油含醇量应小于 6 %
而大于 3%, 塔斧精馏残液含醇量应控制在
45 ~ “ % , 日产精油 1勿。公斤 , 得率 92 % 。
真空度为720 毫米汞柱 ; 塔顶温度为 1 0
~ 13 。℃ ; 塔釜温度为 160 一 180 ℃ ; 塔 身 提
馏段温度为 1 20 ~ 1 30 ℃ ; 塔身精馏段温度为
8 0~ 1 0 0℃ o
( 3 ) 精油性状 、 用途 :
柏木精油呈淡黄色粘稠状液体 , 具有温
和持久的柏木香气。 广泛用于食品 、 烟草 、
肥皂 、 日用化妆品中 , 起着调香的作用 , 是
一种有价值的消毒剂 。
比重 ( 2 0 oC ) 0 . 9 36~ 0 . 9 7 0 ; 折 光 指 数
( 2 0℃ ) 一 2 5 0一 一 6 0 “ ; 溶解度 ( 9 0% 乙醇中 )
1 : 10 一 2 0 ; 沸 点 2 6 2 ~ 2 6 3 oC ; 分 子 式
C
: 5
H
2 ` ; 分子量 2 0 4。
精油的测定可通过比重仪 、 折光仪和测
溶解度来测定是否符合中华人民共和国轻工
业部柏木精油 ( 草案 ) 标准 。
2
. 柏木脑生产
粗柏木油进行精馏提取伯木精油后 , 精
馏残液色泽较深 , 粘度比较大 。 为达到晶休
柏木脑 , 必须采用减压蒸馏脱色 。
( 1 ) 生产工艺 :
精馏残液经空压机压入蒸馏釜中 , 经减
压蒸馏脱色 , 得到粗柏木脑 , 混合乙醇后进
行冷冻结晶 , 再经离心 、 干燥 , ( 离心后的 乙
醇混合液应及时回收 ) , 即得到针状柏木脑 。
( 2 ) 蒸馏要求 :
真空度 7 20 毫米汞柱 ; 蒸 馏 釜 2 0 ~
2 30 ℃ ; 产量 1时公斤 /小时 ; 得率80 % 。
( 3 ) 结晶要求:
冷冻温度 一 5 ~ 一 8 ℃ , 乙博 用 量 上 苦
2
.
5; 冷冻 12 ~ 18 小时 。 , · `
( 4 ) 块状结晶的客荆选择 :
虽然柏木脑具有被 乙醇析出的特点 , 但
尾油色泽深 、 粘度高 , 单纯的醇析出实为不
可能。 试齐J对各类溶剂筛选后 , 确立了精油
生产中的第一馏分为理想溶剂 。 它除了具有
降低粘度 、 相溶性好以外 , 还避免了柏木油
成分 以外的干扰杂质界入。
从表 4 可看出 , 溶剂比愈大 , 色泽虽得
到改善 , 但得率降低 ; 溶剂比愈小 , 得率可
增加 , 但析出困难 。 当溶剂比小于 0 . 5时 ,基
样 号 粗柏木脑 第一馏分 溶剂比 块状 脑含量 母液 色 泽
脑得率 ( % ) 回收
含量 重量 比重 重量 ( % ) ( g )
( % ) ( g ) ( g )
1 9 4
。
7 9 7 0
。
9 3 1 4 8
。
5 l : O
。
5 5 5
。
3 8 9
。
4 1 10
。
8 略带黄色
2 9 4
。
7 8 7 0
。
9 3 1 8 7 1 : 1 4 5
。
5 9 1
。
5 15 8
。
l 淡黄块状
3 9 4
。
7 7 0 0
。
9 3 1 1 0 5 1 : l
。
5 3 4
。
6 9 2
。
7 1 6 2
。
6 白色块状
4 9 4
。
7 1 1 5 0
。
9 3 1 1 4 3
。
7 l : 1
。
2 5 3 5
.
5
{…。 3 . 4 1 4 5 。 4 白色块状
本下能析出 , 结果认为以 1 : 1为宜。
( 5 ) 柏术脑的性状及用途 :
柏木系白色结晶体 , 主要用于香料 、 肥
皂 、 日用化妆品和食品的定香 , 还可用于光
学仪器的传光接触剂等。
济点 8 1℃ 以上 ; 含量 90 % 以上 ; 旋光度
( 2 0℃ ) + 9 0 3 1 , ~ + 10 。 ; 沸点 2 9 1~ 2 9 4 oC ;
分子式 C , 5 H 2 。 O ; 分子量 : 2 2 2 。
柏木脑合格与否 , 可通过旋光仪 、 溶点
仪和色谱仪来进行测定 。