木醋液成分原理

木醋液成分原理

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1.木醋液

木醋液也叫植物酸，是木材等生物质在干馏设备中干馏后导出的蒸汽气体混合物经冷凝分离后得到的一种红褐色液体，是一种成份非常复杂混合物。直接从干馏冷凝设备得到的木醋液称为粗木醋液，是一种棕黑色液体，其中含有大量焦油及有害物质等，需根据不同用途进一步精制。生物质干馏时得到的粗木醋液静置澄清时分为两层，上层为澄清木醋液，下层为沉淀木焦油。将澄清木醋液进一步加工可得到醋酸(或醋酸盐)、丙酸、丁酸、甲醇和有机溶剂等产品，沉淀木焦油经加工后可得到杂酚油、木馏油、木焦油抗聚剂、木沥青等产品。

因木醋液的性质随其制法不同而异，所以木醋液前应加上原料名称，如桦木木醋液、柞木木醋液、硬杂木锯(木)屑木醋液等。目前我国北方研究以木醋液为主，南方以竹醋液为主，竹醋液还可以根据竹子种类不同分为很多种竹醋液，这主要是与原料来源方便有关。

2.木醋液采集精制

2.1粗木醋液采集

木醋液的原料广泛且易得，树干、树枝、果核、果壳、玉米芯、木屑等农林业加工废弃物均可用来提取木醋液这种酸性液体。

粗木醋液主要是在烧炭过程中将导出的蒸汽气体混合物经冷凝分离后得到的液体产物。烧炭也就是木材热解的过程，木材热解过程伴随着反应温度的变化，即烧制木炭过程中产生的烟的温度不同，收集到的木醋液的成份也不同。烧制木炭过程中产生的烟的温度为90℃左右(一般是82℃开始收集，有强烈的烟香味)时，开始收集。当温度大于150℃时停止收集。采用这种方法，可得到高浓度、数量多的木醋液。这是木醋液最基本的采集方法。

表1 木醋液的提取来源

木醋液来源提取方法

玉米芯松塔核桃枝核桃壳苹果枝苦杏壳硬杂木锯末柞木酸枣壳杏树枝银杏干馏釜干馏

杜仲枝高温热解

蒙古栎隔绝空气

热解

混合木屑热解

桦树山杏炭化热解

毛白杨枝桠材回转炉烧

炭

柳杉木平炉烧炭

杂木热解气化

2.2木醋液精制

(1)静置分离法

将粗木醋液倒入容器中，静置几个星期或几年后，木醋液中不稳定的成份发生氧化、聚合作用而沉淀。

木醋液分为3层，上层为不稳定的木醋液，约10％～15％(质量分数)，属于低沸点化合物；下层为有毒木醋液，占20％～30％，其中含有大量的木焦油和聚合物；中间的澄清部分是有效木醋液。

研究表明木醋液至少要静置6个月以上，才可以作为植物生长调节剂使用。静置分离法对木醋液理化性能的影响取决于静置时间的长短。该方法简单易用，但是时间较长。

(2)蒸馏法

蒸馏法就是利用混合物各成份沸点不同的特性对混合物进行分离的方法，该方法分为常压蒸馏法、减压蒸馏法。蒸馏法的缺点是在蒸馏过程中木醋液很多成份会消失。

常压蒸馏：指在蒸馏过程中，首先将低沸点组分，醋酸与大量水一同蒸馏出来，而后蒸馏出含酚类的高沸点组分，再反复蒸馏已蒸馏出的馏分，以便除去较多的不稳定化合物和溶解焦油，馏分中化合物种类大为减少。压蒸馏法将温度从

60℃ -80℃升到100℃，得至pH为1.5-3.7，密度为1.0019/ml以上的精制木醋液。

减压蒸馏法与常压蒸馏法不同，可通过调节减压程度、加热浴的温度来促进目的成份的馏出。使用不同填料或卷压板精馏塔可以进一步提高混合物的分离效果。

典型的蒸馏是三步升温法，先是在98℃下收集各种馏分；然后慢慢升温到1 03℃，此时的馏分是有效木醋液；最后加速升温，收集沸点高于103℃的馏分(3)活性炭吸附法(过滤法)

活性炭吸附法的原理就是利用活性炭大的比表面积来吸附木焦油。

(4)组合法

通过简单精制单元的有机组合(即组合法)，可以达到分离木醋液中各组分的目的。

(5)有机溶剂萃取法

(6)装置法

通过改进提取、蒸馏、冷凝、干馏等装置可以精制木醋液。

(7)分配法

该方法：足利用木醋液含有酸性成份、中性成份、碱性成份等性质，通过改变木醋液的特性，把水醋液所含成份分成几组的方法，改变所使用药品种类、浓度等条件。如用酸、碱把木醋液的多种成份分离成酸性、酚类、羰基、中性及碱性物质成份的方法。

我国生产的木醋液主要采用的是静置法、简单蒸馏和用活性炭或木炭粉的精制方法。

3．木醋液的组成和基本性质

3.1木醋液主要成分

木醋液的组分种类、含量，随采集工艺、存放时间和精制方法等不同而异。木醋液的成份涉及到许多种类的化合物，其中大多数是微量成份，其主要成份是水，其次是有机酸、酚类、醇类和酮类等物质。酸类物质是木醋液中最具特征的成份，在木醋液中的含量也高，往往占有机物的50％以上。木醋液中的其它成份还有胺类、甲胺类、二甲胺类、毗吮类等分子中含氮的碱类物质以及K、Ca、Mg、Zn、Ge、Mn、Fe 等微量元素。

表2 不同原料木醋液的成分分析

来源主要成分及含量其他特殊成分

酸枣壳酚类(43.18%)；有机酸

(37.52%)；酮类(8.29%)；

呋喃类衍生物(7.40%)

醇类、酯类、含

氮有机化合物

苹果枝酚类(24.69%)；有机酸

(40.05%)；酮类(7.52%)；

呋喃衍生物(12.81%)

醇类、酯类、醚

类

苦杏壳木酚类(42.83%)；乙酸

(22.41%)；醛类

(12.54%)；酮类(6.23%)

醇、苯、呋喃和

酯类衍生物

杏树枝酚类(55.06%)；有机酸

(7.33%)；醛类(12.66%)

醇类、呋喃衍生

物、酯类

柞木酚类(11.36%)；有机酸

(21.96%)；酮类

(18.79%)；呋喃衍生物

(8.88%)

醇类、酯类、醛

类

普通核桃壳酚类(24.71%)；有机酸

(37.43%)；酮类(10.87%)

酯类、醛类、呋

喃、吡喃衍生

物、醇类

铁核桃壳酚类(22.73%)；有机酸

(38.55%)；酮类(11.74%)

酯类、醛类、呋

喃、吡喃衍生