Льняное масло и способ его получения

 

Изобретение относится к льняному маслу, которое было обработано в целях улучшения свойств масла в связи с использованием, а также к способу производства таких масел. Обработанное льняное масло, состоящее из линоленовой, линолевой и олеиновой кислоты, в основном в форме триглицеридов, при этом содержание в нем свободного токоферола составляет менее 75 миллионных долей. Способ получения данного масла включает нагревание неочищенного льняного масла до повышенной температуры, не превышающей температуру кипения воды. Далее добавляют нагретую неорганическую кислоту к маслу и перемешивают. Затем отделяют осажденный материал, и добавляют нагретый водный раствор щелочи к маслу, и перемешивают его с маслом. Далее выделяют полученные мыла и промывают масло горячей водой до момента получения чистой промывочной воды. Изобретение позволяет получить льняное масло с значительно улучшенными свойствами с точки зрения использования его для пропитывания дерева и лесоматериалов. 2 с. и 10 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к льняному маслу, которое было обработано в целях улучшения свойств масла в связи с использованием, например, для пропитывания продуктов на основе целлюлозы, таких как древесина. Изобретение также относится с способу производства такого льняного масла.

Даже если настоящее изобретение применимо по отношению к другим продуктам на основе целлюлозы помимо древесины, изобретение в дальнейшем будет описано по отношению к древесине в виде различных лесоматериалов. Гниение дерева при его использовании на открытом воздухе фактически исключительно вызывается грибами и бактериями. Необходимым условием роста таких микроорганизмов является наличие воды. Более того, необходима подходящая температура и доступ кислорода. Предотвращение гниения может основываться на устранении одного или нескольких из этих условий, необходимых для роста микроорганизмов. В качестве примера можно отметить, что если влагосодержание снижается до значения, меньшего чем примерно 20%, биологическое разложение в значительной степени предотвращается.

Известен ряд различных способов пропитки для защиты дерева и эти способы могут быть в принципе разделены на способы, основанные на введении вещества, ядовитого для роста микроорганизмов, и способы, посредством которых дереву придают гидрофобные свойства, например, пропитыванием каким-либо маслом. В последнем случае пропиточное средство представляет собой неочищенное льняное масло, которое может быть горяче- или холоднопрессованного типа, оба из которых соответствующей термической обработкой могут быть превращены в льняные олифы. Использование такого льняного масла, однако, связано с определенными недостатками, например с высокой вязкостью, которая неблагоприятна с точки зрения использования, содержанием компонентов, составляющих субстрат для релевантных микроорганизмов, неблагоприятными высушивающими свойствами и т.д. Одним из способов, используемых для понижения вязкости, является разбавление некоторым растворителем, что, однако, неприемлемо с экологической точки зрения. Использование химических ядов в настоящее время достаточно часто используется, но в будущем должно быть в основном запрещено с экологической точки зрения. Также используется пропитывание в сочетании с гидрофобной и токсической обработкой, например обработка креозотом.

Целью настоящего изобретение является разработка обработанного льняного масла с значительно улучшенными свойствами, в основном с точки зрения использования льняного масла для пропитывания дерева и лесоматериалов.

Другим предметом настоящего изобретения является обеспечение способа производства такого льняного масла с улучшенными свойствами.

Еще одним предметом настоящего изобретения является разработка способа, посредством которого поглощение масла древесиной или лесоматериалом при пропитывании в значительной степени увеличивается и даже достигает примерно 100%-ного уровня поглощения.

В связи с активными исследованиями и экспериментальной работой в соответствии с изобретением было обнаружено, что обработка льняным маслом, приводящая к тому, что содержание в нем свободного токоферола будет меньше 100 частей на миллион, приводит в значительной степени к улучшенным свойствам льняного масла, в особенности в отношении его использования в качестве агента для пропитывания древесины или лесоматериалов.

Эта и другие цели настоящего изобретения, которые будут понятны из последующего описания, достигаются при помощи обработанного льняного масла, в значительной степени содержащего линоленовую, линолевую и олеиновую кислоты, в основном в форме триглециридов, льняное масло характеризуется тем, что содержание в нем свободного токоферола меньше чем примерно 100 частей на миллион.

В особенности предпочтительно, чтобы обработанное льняное масло содержало свободный токоферол в концентрации менее чем примерно 75 частей на миллион и в особенности менее чем примерно 50 частей на миллион.

Хотя обработанное масло согласно настоящему изобретению может основываться как на холоднопрессованном, так и горячепрессованном льняном масле, предпочтительно использовать холоднопрессованное масло в качестве исходного материала для льняного масла согласно настоящему изобретению.

Новый способ по изобретению получения льняного масла описанного выше типа характеризуется следующими стадиями:

a) нагрев неочищенного льняного масла до повышенной температуры, не превышающей температуру кипения воды;

b) добавление нагретой неорганической кислоты к маслу и перемешивание масла;

c) отделение осажденных материалов, например, при помощи седиментации, выделения и удаления образованного на дне осадка;

d) добавление нагретого водного раствора щелочи к маслу и его перемешивание с маслом;

e) выделение полученного мыла;

f) промывание масла горячей водой до момента получения чистой промывочной воды.

Нагревание в указанной выше стадии а) соответственно проводится при температуре, лежащей в диапазоне от примерно 80 до примерно 99°С, при этом избегая достижения температуры кипения воды.

Неорганическую кислоту предпочтительно добавляют в количестве от примерно 0,5 до 30 вес.% от веса масла. Среди пригодных неорганических кислот могут быть отмечены фосфорная кислота, серная кислота и хлористоводородная кислота. Предпочтительно использовать в качестве неорганической кислоты фосфорную кислоту, например термическую фосфорную кислоту, при концентрации, например, 80% и в количестве от примерно 0,5 до примерно 2 вес.%, в особенности от примерно 1 до примерно 1,5 вес.%.

Перемешивание в стадии b) надлежащим образом продолжается до того пока реакция не прекратится, что отвечает периоду от примерно 10 до примерно 30 минут.

В качестве щелочи может использоваться любое пригодное щелочное соединение, например гидроксиды щелочных или щелочноземельных металлов, в особенности гидроксид натрия или гидроксид калия. В особенности предпочтителен гидроксид натрия, также называемый каустической содой. Щелочное соединение соответственно добавляют в количестве, эквивалентном от примерно 2 до примерно 5% сухого вещества по отношению к весу масла. Щелочь пригодным образом добавляют в форме водного раствора в количестве от примерно 7 до 15% по весу воды также по отношению к весу масла.

Для того чтобы избежать загустевания масла при нагревании, масло может в дополнительной стадии нагреваться при добавлении подходящего агента, такого как тетраборат магния. Пригодный диапазон температур для нагревания масла в этой дополнительной стадии составляет от примерно 120 до примерно 140°С. Для того чтобы улучшить сушащие свойства обработанного масла, может добавляться пригодный катализатор, например тетраборат магния. Агент, используемый в качестве катализатора, может быть тем же, что и агент, используемый для того, чтобы избежать загустевания при нагревании масла.

Далее изобретение будет дополнительно описано со ссылкой на следующие не ограничивающие примеры, в которых количества и проценты приведены, если особо не оговаривается, по весу. Кроме того, в примерах для жирных кислот, присутствующих в льняном масле, используются аббревиатуры. Так, например, олеиновая кислота обозначается аббревиатурой С18:1, линолевая кислота С18:2 и линоленовая кислота С18:3. Число после двоеточия, таким образом, показывает степень ненасыщенности.

Пример 1

Производство обработанного льняного масла

В качестве исходного материала для обработки масла использовали холоднопрессованное неочищенного шведское масло. Обработка этого неочищенного масла проводилась следующим образом.

Неочищенное льняное холоднопрессованное масло нагревали до примерно 90°С и затем к льняному маслу добавляли 1,2% горячей 80% термической фосфорной кислоты и перемешивание продолжали в течение 20 минут. Осадок на дне в форме черного осадка, образованный в течение этой обработки кислотой, удаляли седиментацией и отбрасывали.

Затем 3,7% 100%-ной каустической соды, растворенных в 11% нагретой воды, добавляли к обработанному кислотой льняному маслу и перемешивание затем продолжали в течение 7-10 минут, наблюдая за ходом реакции. Мыло, образованное при этой обработке щелочью, выделяли и полученное льняное масло очищали промыванием 25% по объему нагретой воды от 5 до 7 раз, или пока промывочная вода не становилась прозрачной, или значение рН воды не становилось нормальным.

Этой обработкой удаляли фактически все нежелательные компоненты льняного масла, в особенности его исходное содержание токоферола. Для того чтобы масло обладало сушащими свойствами, его затем нагревали до примерно 127°С в течение примерно 6 часов, примерно 0,02% тетрабората магния использовали в качестве катализатора, причиной является то, что масло не должно загустевать при кипении.

В последующих примерах приведен анализ обработанного льняного масла по настоящему изобретению, полученного как описано выше, и также приведены соответствующие данные анализа стандартных продуктов, присутствующих на рынке.

Пример 2

Анализ обработанного льняного масла по настоящему изобретению и двух коммерчески доступных льняных масел

В таблице 1, представленной ниже, обозначения льняных масел следующие: KH.KF Еg 1382 льняная олифа, изготовленная из шведского холоднопрессованного неочищенного льняного масла из урожая 1998. Два коммерчески доступных масла FK.K Еg 1382 и АС.К Ед 1383 являются льняными маслами, продаваемыми горячепрессованная льняная олифа и Alfort & Cronholm Grosshandel AB, Stockholm, также горячепрессованная льняная олифа соответственно.

Как видно из представленных выше данных исследований, содержание свободного токоферола в значительной степени уменьшилось до 0 в льняном масле согласно изобретению. Более того, можно отметить значительное уменьшение олеиновой кислоты и даже большее уменьшение количества фосфора.

Пример 3

Анализ обработанного льняного масла по настоящему изобретению и трех коммерчески доступных льняных масел

В таблице II, представленной ниже, обозначения льняных масел следующие: KH.KI Еg 1387 льняная олифа для пропитывания из урожая 1998. Три коммерчески доступных масла BE. К Еg 1384 является льняными маслами от Beckers, Stockolm, AL.R. Еg 1384 является шведским холоднопрессованным неочищенным льняным маслом от Eg 1386 является горячепрессованным неочищенным льняным маслом из Eskil соответственно.

В этом отчете анализов также можно отметить, что обработанное льняное масло согласно изобретению в значительной степени не содержит токоферола, несмотря на то, что содержание олеиновой кислоты и фосфора ниже, чем в двух коммерчески доступных маслах, тогда как третье коммерчески доступное масло также имеет относительное низкое содержание олеиновой кислоты и фосфора.

Проведенные опыты с обработанным маслом показывают, что оно обладает значительно улучшенными свойствами, в особенности в отношении его использования для пропитывания древесины и лесоматериалов. Так, масло согласно изобретению имеет низкую вязкость и, таким образом, улучшенные технологические свойства, оно также имеет благодаря обработке низкое содержание соединений, представляющих субстраты для микроорганизмов, и оно дает при использовании для пропитывания древесины значительно повышенную стойкость.

Так, ускоренные испытания на подвальную плесень показали, что льняное масло согласно изобретению имеет значительно улучшенную гнилостойкость по сравнению с ССА-пропитанными лесоматериалами (ССА= хром, медь, мышьяк). То же самое сохраняется для гнилостойкости для пропитанных веток, помещенных во влажную почву в подвальном помещении с относительно высокой влажностью и температурой. Более того, испытания на гнилостойкость, которые проводились с пропитанными ветками, помещенными в грунт на полях с флорой микроорганизмов и агрессивной бурой гнилью, показали, что пропитывание обработанным льняным маслом по изобретению приводит к значительной улучшенной гнилостойкости по сравнению как с ССА-пропиткой, так и пропиткой обычными льняными маслами.

Как можно видеть, настоящее изобретение не ограничивается определенными исполнениями, проиллюстрированными выше. Таким образом, в рамках изобретения могут проводиться модификации и изменения и такие изменения и модификации будут легко понятны специалистами в данной области.

Формула изобретения

1. Обработанное льняное масло, состоящее, по существу, из линоленовой, линолевой и олеиновой кислот в основном в форме триглицеридов, отличающееся тем, что содержание в нем свободного токоферола составляет менее чем примерно 75 миллионных долей.

2. Льняное масло по п.1, отличающееся тем, что содержание в нем свободного токоферола меньше чем примерно 50 млн^-1.

3. Льняное масло по п.1 или 2, отличающееся тем, что в его основе холоднопрессованное льняное масло.

4. Способ получения льняного масла с пониженным содержанием в нем свободного токоферола, составляющем менее, чем примерно 75 миллионных долей, предусматривающий стадии a) нагревания неочищенного льняного масла до повышенной температуры, не превышающей температуру кипения воды, b) добавления нагретой неорганической кислоты к маслу и перемешивание масла, c) отделения осажденных материалов, d) добавления нагретого водного раствора щелочи к маслу и его перемешивание с маслом, e) выделения полученного мыла и f) промывания масла горячей водой до момента получения чистой промывочной воды.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что нагрев в стадии а) проводят до температуры менее чем примерно 80°С.

6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что неорганическую кислоту добавляют в количестве от примерно 0,5 до 30% по весу масла.

7. Способ по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что смешивание в стадии b) проводят в течение от примерно 10 до 30 мин.

8. Способ по любому из пп.4-7, отличающийся тем, что в нем используют щелочную каустическую соду в растворе, подходящим образом добавляемую в количестве, эквивалентном примерно от 2 до 5% сухого вещества на основе веса масла.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что каустическую соду добавляют растворенную в примерно от 7 до 15% нагретой воды по отношению к весу масла.

10. Способ по любому из пп.6-9, отличающийся дополнительной стадией после стадии промывки f), состоящей в нагреве масла при добавлении агента, предотвращающего загустевание масла в течение нагревания.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что масло нагревают до температуры от примерно 120 до 140°С.

12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что в качестве указанного агента используют тетраборат магния, одновременно действующий в качестве катализатора.