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【背景及概況】[1][2][3]
柏科柏木屬常綠喬木。又稱線柏、柏香樹、香扁柏。樹皮褐灰色,片狀縱裂。小枝扁平。葉鱗形,交互對生。花單性,雌雄同株。球果生于短枝頂端,兩年成熟。成熟果褐色,種鱗木質,盾形,種子3~4粒。種子矩圓、微扁,兩側有窄翅。本屬約20種,中國有柏木、香柏、岷江柏木、西藏柏木、巨柏、劍閣柏6種。樹高可達30 m以上,胸徑約2 m。適宜生長的年平均氣溫14~19℃,年平均降水量1000 mm以上。原產長江以南各省區市,是亞熱帶針葉樹種。四川、貴州海拔1000m以下的鈣質土地區常成純林。種子7~9月采收。針葉、木材、伐樁、樹根、邊材、木屑可蒸餾柏木油。柏木油可深加工作化妝品香精、定香劑等。
柏木油是由柏科樹木的根、干、枝、葉經水蒸氣蒸餾而得的精油。因原料來源不同而名稱各異。自柏木得到的稱柏木油,自側柏、圓柏、刺柏而得者分別稱側柏木油、圓柏木油和刺柏木油。產油率1%~4%。它是香料行業中廣泛應用的一種定香劑和協調劑,也常用著作殺蟲劑、消毒劑、室內噴霧劑的原料。近年來,隨著科學技術的發展,可用柏木油加工制取甲基柏木烯酮、甲基柏木醚、柏木烷醚等高檔香料。這些香料,以木香為主,兼有名貴的麝香或龍涎香氣息,沸點較高,保持時間長,與其它香料混溶性好,是來自天然的優質定香劑,已在世界各國廣為流行。由于柏木油的用量日趨擴大,價格也在逐年上升。
【成分】[2][4]
柏木油中主要化學成分為:α-雪松烯,γ-衣蘭油烯,α-雪松醇,苧烯,羅勒烯,α-萜品醇,姜黃烯,α-沽杷烯,萜品油烯,α-蒎烯,蒈烯,δ-蓽澄加烯,β-欖香烯,庫杷烯,香樹烯,α-長葉松烯,蛇床烯,對馓花烴,B-日耳曼烯等,具體如下:
【特性】[4][5]
淡黃色至暗紅色稠黏液體,具有柏木或檀香香氣。密度(20℃)0.9380~0.9530,折射率(20℃)1.4950~1.5100,旋光度(20℃)-25°~-60°,沸點250~260℃,90%乙醇中溶解度1:10~20。具體技術標準如下:
【生產工藝】[5]
柏木原油工藝方法主要有水上蒸餾法、干餾法、水滲透蒸餾法、水蒸汽蒸餾法等。
1. 水上蒸餾法。廣為采用。鐵鍋沒法設置水位計。有采用蒸出水回流式,有連續外加水或間歇外加水式,以維持鍋內水位。此法,水位操作正常狀態下,制得清水油,香氣色澤較好。對于連續加水,其鐵鍋水往往處于低于或接近于沸騰狀態下加熱蒸發蒸餾,溫度偏低,這使蒸餾周期長,操作一批20小時左右,最長者達34小時以上。蒸甑底部支承木片物料的孔板,總會往下漏柏木細片,粉渣等于鍋內。這部分下漏物料既發生水中蒸餾作用,也發生水解作用。水解副產物經蒸餾出來一同存在于柏木原油油相中。紅鍋狀態下木片高溫過熱焦化分解,以及鍋內水解副產物,是原油中焦糊味、酚味、煙雜氣、色澤深等的根本原因。
2. 干餾法。與土法燒炭相似。用于干餾杉木塊或柏木片。制得糊杉木油,粘稠色深,俗稱黑油。高溫無氧焦化分解結果,杉木內含的柏木腦脫水分解為柏木烯及低分子烴類。據油農講,干餾杉木得油率8%以上,而水上蒸餾杉木,得油率1~ 2%,柏木腦往往蒸不出來,柏木烯含量也低。干餾制得黑油,經堿洗鹽水洗,再蒸餾分餾,得含α-柏木烯40~ 70%的杉木油。可按比例調入柏木油制得的柏木烯內,稱調合油,可用于合成普通質量的甲基柏木酮。分餾杉木油后餾分時可蒸出內中的柏木腦,經結晶分離可制取柏木腦晶體。
3. 水滲透蒸餾法。鋼制鍋、鋼甑體、甑外設磚、砼圓柱形外套或鋼制外套。甑體與外套之間形成環形通道,底部鋼鍋水蒸汽沿環形通道上升,從甑之頂部導入擴散至柏木片物料層。柏木油蒸出物與蒸汽水等由上向下從底部引出而進入冷凝器。由于外夾套保溫效應,此法蒸餾料溫較高,蒸餾周期8~ 12小時。制得的柏木原油近無色或淡黃色,木香香氣溫和甜韻。
4. 水蒸汽蒸餾法。為近年柏木油專業戶采用。供汽鍋有臥式與立式兩型。此法鍋爐水罐雖土法從簡,然供汽鍋與甑體兩相分離,實際構成直接蒸汽蒸餾法。此法除蒸餾柏木油外,用于蒸餾山蒼子油及黃樟油效果也很好。蒸餾周期一般6~ 8小時,出油率4%,柏木原油香氣清爽木香,色澤淺淡。此法需注意水位計不出故障,供汽鍋上加設安全線,就可確保安全生產。此法設備投入稍大。
【產品及應用】[5]
柏木油及其系列產品在工業上常用作日用香精調合成分、噴霧劑與殺菌劑的賦香、殺蟲消毒劑用香料、以及顯微鏡鏡片油。柏木腦為良好定香劑,此外還可用于醫藥工業。以α-柏木烯可合成甲基柏木酮、柏木烷酮、柏木烯醛、環氧柏木烷等產品。以柏木腦為原料可加工成甲基柏木醚、異丙基柏木醚、乙酸柏木酷、柏木烷呋喃衍生物、苯乙酸柏木酯等產品。
【參考文獻】
[1] 許力以,周誼 主編.百科知識數據辭典.青島:青島出版社.2008.
[2] 曹雙喜, 楊兵. 柏木油化學成分的分析研究[J]. 湖南化工, 1998, 28(5): 43-44.
[3] 孫曉東. 柏木油生產工藝的改進[J]. 湖南林業科技, 2000, 27(1): 71-74.
[4] 農業大詞典編輯委員會 編.農業大詞典.北京:中國農業出版社.1998.第33頁.
[5] 陸洪都, 汪培根, 柏鋒. 柏木油回顧[J]. 香料香精化妝品, 2004 (1): 27-33.