Erdőgazdasági illóolaj alapanyagok

Átírás

1 Erdőgazdasági illóolaj alapanyagok DK. LUKÁCS ISTVÁN KOVÁCS LÁSZLÓ Az illóolajok különböző növények virágjából, leveléből, vagy gyökeréből ki~ vonható illékony folyadékok, melyek illata az illető növényre jellemző, összetételileg nem egységes vegyületek. Fő alkotó részük a CioHie tapasztalati képlettel bíró terpének. Tartalmaznak azonkívül oxigéntartalmú anyagokat, alkoholokat, észtereket, ketonokat, aldehideket, savakat is, ezek az anyagok szabják meg az illóolajok illatát. Az illóolaj elnevezés onnan származik, hogy papírra csepegtetve rövid idő alatt maradék nélkül elpárolog, szemben a zsíros olajokkal, melyek a papíron foltot hagynak. Az illóolajok forráspontja általában C között van, vízgőzzel azonban már 100 C körül átdesztillálnak. Fajsúlyuk 0,8 1,1-ig terjed. Vízben kevéssé oldódnak, azonban a nyomokban feloldódott illóolajoktól a víz illatos lesz. Ez az alapja az illatos vizek készítésének. Abszolút alkoholban, éterben, kloroformban, zsíros olajokban jól oldódnak. Leginkább színtelen, erősen fénytörő folyadékok. Az illóolajok előállítására három módszer a legelterjedtebb: desztilláció; sajtolás; extrakció. Magas forráspontú, hőre érzékeny, vízzel nem elegyedő anyagokat vízgőzdesztillációval párolunk le. Az anyagon áthaladó vízgőz a párolgó anyag apró részecskéit magával ragadja. A vizes rész és a lepárlandó anyag egymással nem elegyedve a szedőedényben külön választható. A vízgőzdesztilláció előnye, hogy az anyagot forráspontja alatt desztilláljuk, így az bomlást nem szenved és a szennyeződésektől jól elválasztható. A kondenzált párlatot ún. Florenci-edényben fogjuk fel. A nyers illóolajat további rektifikációs desztillációval tisztítjuk. A sajtolási olyan illóolajok kinyerésére használják, melyek desztillációval nem adnak jóminőségű olajat. A szivacsos, a kelyhes és a gépi sajtolási eljárás ismeretes. Hőhatásra bomló illóolajokat extrakcióvál nyerik ki, ez a legmodernebb eljárásnak tekinthető. A fontosabb extrakciós eljárások: kivonás szoba-hőfokon, nem illó oldószerrel (enfleurage); kivonás nem illó oldószerrel C-on (maceráció); kivonás illó oldószerrel. A leginkább alkalmazott oldószerek: -a benzol, a benzin és a petroléter. A nyert extraktumot konkrét kivonatnak nevezzük. Abszolút kivonatot a konkrét kivonatból 96%-os alkohollal való kioldással tudunk előállítani, az alkohol az illóolajat kivonja az egyéb kísérőanyagok mellől. Az illóolajat az oldószertől vákuumdesztillációval választjuk el. A szerves kémia fejlődésével mindig több illatos anyagot tudunk előállítani, melyek alkalmasak a természetes illóolajok pótlására. A legtöbb illóolaj kémiai felépítése ismert, így a szintetikus illóolajipar fejődése a szintetikus előállítási módok fejlődésétől függ. Lényegesen olcsóbbak, mint a természetes illóolaj alapanyagok, az olcsó parfüméria illatos anyagaként használatosak.

2 Az illatszerek természetes vagy mesterséges illatanyagok, vagy ezekből előállított készítmények. A tulajdonképpeni illatszerek, a parfőmök, az illatanyagok alkoholos oldatai. A virágokból nyert illatanyagok mellett szintetikus illatanyagokat is tartalmazó anyagok illatát ún. fixálószerekkel rögzítjük. A fixálószerek arra szolgálnak, hogy a könnyen illanó virágillatokat lekössék, nehezebben illanóvá tegyék. A paríőmöket állandóbbá tevő fixáló szereket tulajdonságuk alapján két csoportba oszthatjuk: az illóolajat oldó fixáló szerek és gyantaszerű anyagok, rezinoidok csoportjára. A rezinoidok az illóolajban oldódnak, sűrűbbé teszik, gőzfeszültségüket módosítják, esetleg még az illatát is megjavítják. A koncentrált virágillatok virágolaj-készétmények, belőlük igen csekély mennyiség, egy cseppnél kevesebb is elég illatosításra. A készítmények virágolaj mellett csak fixáló szereket tartalmaznak. Legrégibb ilyen koncentrált illatszer a rózsaolaj. Az erdőgazdaságban illóolaj előállítás szempontjából a tölgyfazuzmónak, borókának, fenyőtűnek s terpentinolajnak van szerepe. Tölgyfazuzmó A tölgyfazuzmó (Lichen quercus) néven forgalomba kerülő drog a tölgyfazuzmó (Evernia prunastri Ach) telepe. Tölgy-, cser-, akác-, gyümölcsfákon fordul elő, de megtalálhatjuk bükkön, gyertyánon is. Gyűjtése áprilistól szeptember végéig történik, szárítás után a drogot zsákokban szállítják. Szerkezetileg a tölgyfazúzmó felső és alsó oldalát kéregrész alkotja, a kéreg vékony hifa, gombafonalakból áll, ez a rész az illóolaj keletkezési helye. A belső ún. gonidium réteg az algákat (moszatokat) tartalmazza. A gonidium rétegen belül helyezkedik el a bélréteg, mely laza és nemezszerűen összetett hifafonalakból áll. A tölgyfáról gyűjtött zuzmó világoszöld, az akác- és gyümölcsfáról gyűjtött hamvaszöld, a fenyőfáról gyűjtött színén szürkés, a fonákján kékesszínű. A zuzmó illatanyagait a következő formában használjuk: Nyers (konkrét) olaj, mely a drognak illó oldószerrel való kivonása s az oldószer elpárologtatása után kapott maradék. Oldószerként benzolt, vagy petrolétert használunk. A petroléterrel nyert konkrét kivonat kisebb mennyiségű, de sokkal jobb minőségű, mint a benzollal nyert. A benzollal extrahált olajat olcsó parfőmökhöz és szappan illatosításához használják. Konkrét kivonatból előállítható alkoholos kivonat. (Virágkivonat, extraits aux fleurs). Tiszta olaj (Quient essences, Mousse de Chene absolue). Tisztán az olajat úgy állítják elő, hogy a konkrét extraktumot alkoholban oldják, az oldhatatlanul visszahagyja a nyers olajban levő gyantákat és a klorofilt. Szűrés után az oldószert elpárologtatva, a visszamaradó illóolajat vákuumban ledesztillálva kellemes illatú anyagot kapnak. Boróka A borókaolaj a boróka (Juniperus communis) cserje érett toboz bogyóinak vízgőzdesztillációjával készül. A hazai borókabogyó légszáraz állapotban 1% illóolajat, 9% gyantát és 25 30% invert cukrot tartalmaz. A cukortartalmat

3 borovicska pálinka előállítására dolgozták fel. Nagyobb mennyiségben való értékesítése nem volt lehetséges, ezért célszerű az alábbi feldolgozási mód. A szétzúzott bogyókból triklóretilénnel, vagy más oldószerrel kivonják az illóolajat és a gyantát, s kapják a boróka rezinoidot vagy oleorezint. Az oleorezint vízgőzdesztillációval olajra és gyantára választják szét. Az extrahált bogyókat meleg vízben az ellenáram elve alapján kilúgozzák, a nyert levet 40 Be-ra bekoncentrálják és mint borókaszörpöt értékesítik. Nagy invert cukor tartalmánál fogva mézhelyettesítőnek használják (mézes kalács). A boróka oleorezint pipereszappanok illatosításánál lehet felhasználni, különösen, ha bizonyos illóolajokat (levendula-olaj), vagy illatanyagokat (bornilacetát) adnak hozzá. A oleorezinben levő gyanta egyrészt fixálja az illatanyagokat, másrészt a benne levő gyantasavak a szappangyártásnál neutralizálószerként hatnak, a szappant simulékonyabbá teszik. A borókaolaj színtelen vagy halványsárgás, esetleg zöldesszínű, sajátságos borókaillatú folyadék. Fő alkotórészei : alfa-pinén, kamfén, kadinén és terpineol. Fenyőtű A fenyőtűolajat az erdei fenyő (Pinus sylvestris) és a fekete fenyő (Pinus nigra) tűleveleiből és egyéves hajtásaiból nyerjük. A hajtások begyűjtése általában október végétől április végéig tart, a főtömegét hazánkban a Dunántúl és a Duna Tisza közötti fenyvesekből nyerjük. A fenyőgally begyűjtésénél cél az, hogy az összeszedett anyag minél frissebb állapotban kerüljön a feldolgozó üzembe, mivel a hosszú ideig nagy tömegben való tárolás alatt az anyag befülled, penészesedik, beszárad és ennek következtében a kinyerhető olaj mennyisége kisebb, minősége pedig rosszabb lesz. Az évi begyűjtött fenyőtű tonna

4 A zalaegerszegi üzem illóolaj lepárló berendezése A feldolgozás a következő főbb műveletekből áll: az anyag aprítása; a desztilláló berendezéseknek anyaggal való megtöltése; vízgőzdesztilláció; a kidesztillált anyagnak a készülékekből való kiürítése. Az aprítás lényege, hogy a fenyő egyéves hajtásait kb mm hosszúságú darabokra vagdaljuk és a fenyőgally tűleveleit szétroncsoljuk, hogy ezáltal az olajnak vízgőzzel történő desztillációját elősegítsük. Az aprítást nagyteljesítményű kalapácsos darálóval végezzük. A felaprított anyagot a kb kg befogadóképességű, vasból készült desztillálóberendezésekbe adagoljuk és az anyagban levő illóolajat vízgőz desztillációval nyerjük ki. A vízgőz desztilláció során lekondenzált elegyet egy választóedénybe, az ún. Florenci-edénybe vezetjük, amelyben a fenyőolaj a víztől elválik. A kapott nyers olajat megszűrjük, majd vízmentes nátriumszulfáttal szárítjuk. A desztilláció befejezése után a desztillálóberendezésekben maradt lepárolt fenyőtűt a berendezés alsó ürítő nyílásán kiengedve szállítószalagon a tárolóhelyre szállítjuk. Ez az anyag az utóbbi években az ún. fenyőtű rezinoid" alapanyagául szolgál. A szakirodalom többféle fenyőtűolajat ismer: erdei fenyőtűolaj, (Oleum pini sylvestris), törpefenyőtűolaj (Oleum pini pukninis), fekete fenyőtűolaj (Oleum pini nigra). A belföldön előállított termék az egységes belföldi fenyőtűolaj". Az egységes belföldi fenyőtűolaj gyengén zöldes színű, jellegzetesen balzsamos illatú, kesernyés, csípős ízű. Fajsúlya 0,865 0, C-on mérve, bornilacetát tartalma 1 3,5%. Optikai forgatóképessége között. Az optikai forgatóképességet a nyersanyag fekete-, ill. erdei fenyő aránya határozza meg. Az eddigi kísérleteink alapján a fekete fenyőből nyert olaj erősen balra forgató tu-

5 lajdonságú, míg az erdei fenyőtűből előállított fenyőolaj jobbra forgat, optikai forgató-képessége +2 és +13 között van. Hazánkban a fenyőtű begyűjtésével és az illóolaj előállításával az Erdőkémia Vállalat foglalkozik. A nagyüzemi fenyőtűolaj előállítása 1954-ben indult, amikor az évi olajszükséglet kb kg volt. Az elmúlt évek folyamán a szükséglet s ennek megfelelően a termelés volumene is emelkedett és az os években elérte maximumát. Azóta az évi begyűjtött fenyőtű tonna. A belőle előállított fenyőtűolaj mennyisége kg/év. Az olaj kihozatali százaléka nyers fenyőtűre vonatkoztatva 0,3%. A termelt olaj 85%-a tőkés exportra kerül, a belföldi igény csupán a mennyiség 15%-a. A fenyőolaj előállítási költségének jelentős részét a fenyőtű termelési és szállítási költsége teszi ki, tehát nagyon lényeges a nyersanyag feldolgozó üzembe való beszállításának a helyes megszervezése. Viszonylag kis szállítási távolság és koncentrált termelési lehetőség esetén a fenyőtűolaj termelése gazdaságosnak tekinthető és a jelenlegi 5 $/kg-os világpiaci ár mellett jelentős dollárbevételt jelent népgazdaságunknak. A fenyőtűolaj felhasználása sokoldalú. A terpénalkoholok nagy hányada miatt a fenyőolaj értékes tulajdonságait ezek a vegyületek határozzák meg. Jó oldástulajdonságai megmagyarázhatók a fenyőolaj O H-csoportjaival. Különösen a szappanokkal és a szintetikus detergensekkel kapcsolatban kerül sokoldalú felhasználásra a fenyőolaj, mint poláros jellegű oldószer. Nagy mennyiséget használ az illatszeripar. Bevált textilsegédanyagok a fenyőolaj és a szintetikus mosószerek kombinációi. A textiliparban ilyen fajta termékekkel olaj rétegeket lehet eltávolítani, nyers pamutot, selymet és finomtextíliákat is lehet segítségével kezelni. Baktericid hatása folytán nagyfokú felhasználásra került pl. az Egyesült Államokban a fenyőolaj a fertőtlenítő-szerek területén. Férnpoliturokban a fenyőolaj kb %-os mennyiségben adagolva növeli a tisztító hatást, különösen a zsírosan elszennyezett fémrészeknél. Felhasználják fémek, padlók és krómozott részek polírozásához, illetve finom felület kikészítéshez, festékeltávolítónak és fakonzerváló szernek. A fenyőolajtól megszabadított desztillált fenyőtűből, amelyet eddig kizárólag tüzelésre használtak fel, a legújabb kísérletek szerint az illatszeripar részére igen hasznos anyag állítható elő. Ez a fenyőtű rezinoid (Concret de Pin Sylvestre). Előállítása úgy történik, hogy a fenyőgally vízgőz desztillációj a után az anyagon egy benzines extrakciót végzünk. A benzint gőz alakban vezetjük a fenyőtűbe, amely a fenyőtű benzinoldható részét kioldja. A kapott benzines extraktot szűrés után bepároljuk és az így kapott bepárolt anyag a rezinoid. Amennyiben az így nyert anyagot egy metilalkoholos oldás és szűrés után ismételten bepároljuk, úgy egy még tisztább és kellemesebb illatú anyagot, az ún. abszolút-rezinoidot kapjuk. A rezinoid fenyőolaj illatára emlékeztető szagú, zöldszínű, sűrűn folyó kenőcsszerű anyag. A hazánkban előállított évi kg mennyiség teljes egészében nyugati exportra kerül, amelyet főleg illatfixálásra használnak az illatszeriparban. Terpentinolaj A nyersgyanta feldolgozása útján nyert terpentinolaj hígított H2SO4 hatására terpinhidráttá alakul át. A terpinhidrát még nem illatszer, az illóolaj iparban mégis nagy jelentőségű, mivel a terpineol gyártás nyersanyaga. Ásványi savak, ecetsav vagy káuumbiszulfát a terpinhidrátból vizet szakítanak le és terpineolókat adnak. A keletkezett keverék kellemes orgonavirágillatú olaj, az illatszerkészítésnél és a szappanok illatosítasánál használják.