本發(fā)明屬于木材精油的化工提取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種杉木精油的制備方法。
背景技術(shù)：
杉木，裸子植物，屬于杉科，杉木屬，其樹(shù)體高大，紋理順直，結(jié)構(gòu)細(xì)致，材質(zhì)輕軟，加工容易，耐腐防蟲(chóng)，耐磨性強(qiáng)，是我國(guó)南方最主要的造林樹(shù)種，種植廣泛、資源豐富。杉木中富含精油，其主要成分是柏木烯、柏木醇等，其組成與香氣特征均與柏木油相近，可代替高成本的柏木油應(yīng)用于香料工業(yè)中。
目前，杉木精油的提取加工主要采用水蒸氣蒸餾法、溶劑提取法和干餾法。水蒸氣蒸餾法提取的杉木精油是最常用的方法，此法得到的杉木精油澄清透明、香氣純正，可直接用于調(diào)香，但得油率偏低，杉木精油的得油率一般僅為1％～2％。采用溶劑提取法提取杉木精油的得油率較水蒸氣蒸餾法的得油率高，但要消耗大量的溶劑，后續(xù)處理復(fù)雜，存在能耗高、有溶劑殘留等問(wèn)題。采用干餾法提取杉木精油的得油率較高，但此法得到的精油顏色較深，含有大量的焦油、酚、醛和酮等物質(zhì)，帶有明顯的煙焦氣息，不利于對(duì)杉木精油的直接使用和深加工制備高附加值的香料。如何提高杉木精油的得油率、同時(shí)保證得油品質(zhì)是本領(lǐng)域技術(shù)人員一直想要解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種得率高、品質(zhì)好的杉木精油的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種杉木精油的制備方法，包括以下步驟：
1)、蒸餾-干餾提?。簩⑸寄驹掀扑槌?～5cm3的小塊，與鹽水混合后投入干餾反應(yīng)釜中，使鹽水浸沒(méi)杉木原料，以5℃/min的加熱速率升溫至水沸騰，待水分蒸干后繼續(xù)以5℃/min的加熱速率升溫至200℃，終溫保持40～50min，收集冷凝產(chǎn)品并靜置分層，分離出上層的干餾杉木油；
2)、干餾杉木油處理：對(duì)干餾杉木油進(jìn)行中和洗滌，將油層分離后加入己醇；將干餾杉木油與己醇混合均勻后逐滴加入過(guò)氧化物，進(jìn)行反應(yīng)；
3)、精餾：對(duì)步驟2)得到的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行多次蒸餾，收集杉木精油，即得。
優(yōu)選的：所述的步驟1)中杉木原料小塊與鹽水混合是將杉木原料小塊浸泡在水中超聲處理150～210s，超聲功率為350w，所述的鹽水為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)6.5％的氯化鈉溶液；然后將超聲后的杉木原料與鹽水的混合物轉(zhuǎn)移至-20～-15℃環(huán)境下凍藏，待水分凍結(jié)為冰晶體后投入反應(yīng)釜中。
優(yōu)選的：所述的步驟1)中，杉木原料中還添加有0.1％的tritonx-100，添加比例為每800g杉木原料中添加3～5g。
優(yōu)選的：所述的步驟1)中收集冷凝產(chǎn)品后將反應(yīng)釜中的剩余底物與2～3倍體積的蒸餾水混合，并調(diào)節(jié)混合物的溫度至70～85℃，攪拌5～6min，底物中的結(jié)晶鹽溶解在水中，使附著在結(jié)晶鹽和杉木塊上的油狀物上浮在水相表面，收集上層油相與冷凝產(chǎn)品合并。
優(yōu)選的：所述的冷凝產(chǎn)品包括干餾杉木油、木醋液和木焦油。
優(yōu)選的：所述的步驟1)中收集的冷凝產(chǎn)品在靜置分層前先進(jìn)行水洗，所述的水洗是將冷凝產(chǎn)品與等體積的蒸餾水充分混合，使摻雜在冷凝產(chǎn)品中的少量水分回到水相，靜置分層，收集上層油相。這樣可以去除木醋液和木焦油中的水分和水溶性雜質(zhì)，提高木醋液和木焦油的純度，便于副產(chǎn)品的后續(xù)加工。
優(yōu)選的：所述的中和洗滌為向干餾杉木油中加入堿性溶液，在75～78℃溫度下攪拌45～55min。
優(yōu)選的：所述的堿性溶液為飽和氫氧化鈉溶液或飽和氫氧化鉀溶液，所述堿性溶液的加入量為每100g干餾杉木油加入5～8ml。
優(yōu)選的：所述的己醇加入量為己醇：干餾杉木油的體積比為0.4～0.6:1。
優(yōu)選的：所述的過(guò)氧化物為二叔丁基過(guò)氧化物，加入量為干餾杉木油質(zhì)量的0.1倍。
優(yōu)選的：所述的干餾杉木油與過(guò)氧化物的反應(yīng)條件為132～138℃溫度下反應(yīng)38～42min。
優(yōu)選的：所述的多次蒸餾為2～5次。
本發(fā)明具有以下有益效果：操作簡(jiǎn)單、成本低廉，得到工藝產(chǎn)品的得油率高，能夠得到質(zhì)量符合調(diào)香級(jí)要求的杉木精油及柏木醇和柏木烯單體香料產(chǎn)品。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明采用了水蒸氣-干餾集成提取技術(shù)，將水蒸氣蒸餾技術(shù)與干餾提取技術(shù)集成一體，這樣提取得到的產(chǎn)品得油率是常規(guī)水蒸氣蒸餾法的數(shù)倍，同時(shí)提取物質(zhì)量也遠(yuǎn)勝于干餾提取得到的產(chǎn)物。通過(guò)鹽水的浸泡蒸餾和過(guò)氧化物的進(jìn)一步處理，使提取產(chǎn)物徹底脫除焦臭味，得到香氣純凈，可直接用于調(diào)香的杉木精油。本發(fā)明的工藝步驟簡(jiǎn)單易操作，干餾提取溫度低，也不需要大量添加其他溶劑，大大減少了提取工藝的能耗，節(jié)約提取成本，提取過(guò)程中還能得到木醋液、木焦油、木炭及可燃?xì)獾犬a(chǎn)品，顯著提高了加工工藝的經(jīng)濟(jì)效益，有利于該加工工藝的推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
下面具體提供優(yōu)選的實(shí)施例，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員更加清楚本發(fā)明的技術(shù)方案和效果。
實(shí)施例一
按以下步驟提取制備杉木精油：
1)、蒸餾-干餾提取：將800g杉木原料破碎成2～5cm3的小塊，將杉木原料小塊浸泡在質(zhì)量百分?jǐn)?shù)6.5％的鹽水中超聲處理165s，超聲功率為350w。然后將超聲后的杉木原料與鹽水的混合物轉(zhuǎn)移至-18℃環(huán)境下凍藏，待水分凍結(jié)為冰晶體后投入反應(yīng)釜中。再加入4g0.1％的tritonx-100，以5℃/min的加熱速率升溫至水沸騰，待水分蒸干后繼續(xù)以5℃/min的加熱速率升溫至200℃，終溫保持45min，收集冷凝產(chǎn)品。反應(yīng)釜中的剩余底物可以繼續(xù)升溫得到木炭產(chǎn)品，或者更好的是：將反應(yīng)釜中的剩余底物與3倍體積的蒸餾水混合，并調(diào)節(jié)混合物的溫度至80℃，攪拌5min，使附著在結(jié)晶鹽和杉木塊上的油狀物上浮在水層表面，收集上層油相與冷凝產(chǎn)品合并，這樣剩余底物中吸附的油也可以被收集起來(lái)，有利于提高產(chǎn)品提取得率。將合并后的冷凝產(chǎn)品靜置分層，所述的冷凝產(chǎn)品包括干餾杉木油、木醋液和木焦油，干餾杉木油為上層，木焦油為下層，木醋液為中層。
2)、干餾杉木油處理：對(duì)干餾杉木油進(jìn)行中和洗滌，向干餾杉木油中加入10ml的飽和氫氧化鈉溶液，在75～78℃溫度下攪拌50min。將油層分離出來(lái)后向油層中加入80ml己醇；將干餾杉木油與己醇混合均勻后逐滴加入15ml二叔丁基過(guò)氧化物，在132～138℃溫度下反應(yīng)40min。
3)、精餾：對(duì)步驟2)得到的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行3次蒸餾，收集杉木精油，即得。
對(duì)精餾收集的杉木精油進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)，經(jīng)計(jì)算，杉木精油的提取得率為15.5％，產(chǎn)品中含有α-柏木烯16％、β-柏木烯5.8％。柏木醇為56.9％。
實(shí)施例二
按以下步驟提取制備杉木精油：
1)、蒸餾-干餾提取：將1000g杉木原料破碎成2～5cm3的小塊，將杉木原料小塊浸泡在質(zhì)量百分?jǐn)?shù)6.5％的鹽水中超聲處理150s，超聲功率為350w。然后將超聲后的杉木原料與鹽水的混合物轉(zhuǎn)移至-15℃環(huán)境下凍藏，待水分凍結(jié)為冰晶體后投入反應(yīng)釜中。再加入3.75g0.1％的tritonx-100，以5℃/min的加熱速率升溫至水沸騰，待水分蒸干后繼續(xù)以5℃/min的加熱速率升溫至200℃，終溫保持40min，收集冷凝產(chǎn)品。將冷凝產(chǎn)品與等體積的蒸餾水充分混合，使冷凝產(chǎn)品中摻雜的水分和水溶性雜質(zhì)回到水相中，靜置分層，收集上層油相。然后將上層油相靜置分層，所述的冷凝產(chǎn)品包括干餾杉木油、木醋液和木焦油，其中，干餾杉木油為上層，木焦油為下層，木醋液為中層，反應(yīng)釜中繼續(xù)升溫得到木炭產(chǎn)品。
2)、干餾杉木油處理：對(duì)干餾杉木油進(jìn)行中和洗滌，向干餾杉木油中加入10ml的飽和氫氧化鈉溶液，在75～78℃溫度下攪拌45min。將油層分離出來(lái)后向油層中加入80ml己醇；將干餾杉木油與己醇混合均勻后逐滴加入20ml二叔丁基過(guò)氧化物，在132～138℃溫度下反應(yīng)38min。
3)、精餾：對(duì)步驟2)得到的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行5次蒸餾，收集杉木精油，即得。
對(duì)精餾收集的杉木精油進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)，經(jīng)計(jì)算，杉木精油的提取得率為14.9％，產(chǎn)品中含有α-柏木烯16％、β-柏木烯5.9％。柏木醇為56.7％。
實(shí)施例三
按以下步驟提取制備杉木精油：
1)、蒸餾-干餾提取：將500g杉木原料破碎成2～5cm3的小塊，將杉木原料小塊浸泡在質(zhì)量百分?jǐn)?shù)6.5％的鹽水中超聲處理210s，超聲功率為350w。然后將超聲后的杉木原料與鹽水的混合物轉(zhuǎn)移至-20℃環(huán)境下凍藏，待水分凍結(jié)為冰晶體后投入反應(yīng)釜中。再加入3g0.1％的tritonx-100，以5℃/min的加熱速率升溫至水沸騰，待水分蒸干后繼續(xù)以5℃/min的加熱速率升溫至200℃，終溫保持50min，收集冷凝產(chǎn)品。將反應(yīng)釜中的剩余底物與2倍體積的蒸餾水混合，并調(diào)節(jié)混合物的溫度至70℃，攪拌6min，然后收集浮在上層的油相與冷凝產(chǎn)品合并。將合并后的冷凝產(chǎn)品再與等體積的蒸餾水充分混合，使冷凝產(chǎn)品中摻雜的水分和水溶性雜質(zhì)回到水相中，靜置分層，收集上層油相。然后將上層油相靜置分層，所述的冷凝產(chǎn)品包括干餾杉木油、木醋液和木焦油，其中，干餾杉木油為上層，木焦油為下層，木醋液為中層。
2)、干餾杉木油處理：對(duì)干餾杉木油進(jìn)行中和洗滌，向干餾杉木油中加入8ml的飽和氫氧化鈉溶液，在75～78℃溫度下攪拌45min。將油層分離出來(lái)后向油層中加入60ml己醇；將干餾杉木油與己醇混合均勻后逐滴加入10ml二叔丁基過(guò)氧化物，在132～138℃溫度下反應(yīng)42min。
3)、精餾：對(duì)步驟2)得到的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行3次蒸餾，收集杉木精油，即得。
對(duì)精餾收集的杉木精油進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)，經(jīng)計(jì)算，杉木精油的提取得率為15.2％，產(chǎn)品中含有α-柏木烯16.3％、β-柏木烯5.6％。柏木醇為56.8％。
實(shí)施例四
按以下步驟提取制備杉木精油：
1)、蒸餾-干餾提?。簩?500g杉木原料破碎成2～5cm3的小塊，將杉木原料小塊浸泡在質(zhì)量百分?jǐn)?shù)6.5％的鹽水中超聲處理200s，超聲功率為350w。然后將超聲后的杉木原料與鹽水的混合物轉(zhuǎn)移至-18℃環(huán)境下凍藏，待水分凍結(jié)為冰晶體后投入反應(yīng)釜中。再加入7g0.1％的tritonx-100，以5℃/min的加熱速率升溫至水沸騰，待水分蒸干后繼續(xù)以5℃/min的加熱速率升溫至200℃，終溫保持45min，收集冷凝產(chǎn)品。將反應(yīng)釜中的剩余底物與2.5倍體積的蒸餾水混合，并調(diào)節(jié)混合物的溫度至85℃，攪拌5min，然后收集浮在上層的油相與冷凝產(chǎn)品合并。將合并后的冷凝產(chǎn)品再與等體積的蒸餾水充分混合，使冷凝產(chǎn)品中摻雜的水分和水溶性雜質(zhì)回到水相中，靜置分層，收集上層油相。然后將上層油相靜置分層，所述的冷凝產(chǎn)品包括干餾杉木油、木醋液和木焦油，其中，干餾杉木油為上層，木焦油為下層，木醋液為中層。
2)、干餾杉木油處理：對(duì)干餾杉木油進(jìn)行中和洗滌，向干餾杉木油中加入20ml的飽和氫氧化鉀溶液，在75～78℃溫度下攪拌50min。將油層分離出來(lái)后向油層中加入160ml己醇；將干餾杉木油與己醇混合均勻后逐滴加入30ml二叔丁基過(guò)氧化物，在132～138℃溫度下反應(yīng)40min。
3)、精餾：對(duì)步驟2)得到的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行2次蒸餾，收集杉木精油，即得。
對(duì)精餾收集的杉木精油進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)，經(jīng)計(jì)算，杉木精油的提取得率為15.9％，產(chǎn)品中含有α-柏木烯15.8％、β-柏木烯5.7％。柏木醇為57％。
實(shí)施例五
按以下步驟提取制備杉木精油：
1)、蒸餾-干餾提取：將1200g杉木原料破碎成2～5cm3的小塊，投入反應(yīng)釜中，再向反應(yīng)釜中加質(zhì)量百分?jǐn)?shù)6.5％的鹽水，并使鹽水浸沒(méi)杉木原料小塊。以5℃/min的加熱速率升溫至水沸騰，待水分蒸干后繼續(xù)以5℃/min的加熱速率升溫至200℃，終溫保持45min，收集冷凝產(chǎn)品并靜置分層，所述的冷凝產(chǎn)品包括干餾杉木油、木醋液和木焦油，其中，干餾杉木油為上層，木焦油為下層，木醋液為中層，反應(yīng)釜中繼續(xù)升溫可得到木炭產(chǎn)品。
2)、干餾杉木油處理：對(duì)干餾杉木油進(jìn)行中和洗滌，向干餾杉木油中加入18ml的飽和氫氧化鉀溶液，在75～78℃溫度下攪拌48min。將油層分離出來(lái)后向油層中加入120ml己醇；將干餾杉木油與己醇混合均勻后逐滴加入24ml二叔丁基過(guò)氧化物，在132～138℃溫度下反應(yīng)40min。
3)、精餾：對(duì)步驟2)得到的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行4次蒸餾，收集杉木精油，即得。
對(duì)精餾收集的杉木精油進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)，經(jīng)計(jì)算，杉木精油的提取得率為12.6％，產(chǎn)品中含有α-柏木烯13.4％、β-柏木烯4.9％。柏木醇為47.6％。