ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение экстрактивных веществ древесины из "Практические работы по химии древесины и целлюлозы" Кроме целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина, древесина содержит вещества, которые не входят в состав клеточной стенки. К этой группе веществ относятся алифатические и ароматические углеводороды и кислоты, терпены, фенолы, смоляные и жирные кислоты, эфирные масла, смолы, жиры, стерины и т. д. Эти вещества извлекаются (экстрагируются) нейтральными растворителями, такими, как эфир, спирт, бензол, ацетон, вода и т. п. Состав экстрактивных веществ зависит от породы древесины некоторые из них составляют значительный процент в древесине, другие, наоборот, присутствуют настолько в малых количествах, что при их определении приходится пользоваться специальными методами выделения и большими навесками исходного материала. Состав этих веществ различен для разных частей одного и того же дерева. Так, сахара и резервные питательные вещества (крахмал, жиры) содержатся в заболони, а вещества фенольного характера — в ядровой древесине. Состав экстрактивных веществ меняется и внутри микроструктуры дерева жиры присутствуют в паренхимных клетках, смоляные кислоты — в эпителиальных клетках и т. д. Кроме того, состав экстрактивных веществ, особенно питательных веществ, зависит от времени года, места произрастания, климатических условий и т. д. [c.60] Поскольку состав экстрактивных веществ чрезвычайно разнообразен и количественное выделение отдельных их компонентов связано с большими трудностя.ми, в анализе древесины принято определять общее количество экстрактивных веществ, растворимых в различных органических растворителях (эфире, спирте и т. д.) и в воде. При специальном изучении экстрактивных веществ проводят более детальное исследование с разделением их на фракции и выделением отдельных компонентов. [c.60] Очень часто экстракцию проводят как предварительную операцию перед определением других компонентов древесины, например лигнина. В противном случае получаются завышенные результаты в содержании этих компонентов. [c.61] Органическими растворителями экстрагируются жиры, смоляные и жирные кислоты, эфиры этих кислот, смолы, фнтосте-рины, воски и т. п. В целлюлозно-бумажном производстве эту группу веществ обычно называют смолами , подразумевая под ними гидрофобные вещества, растворимые в нейтральных органических растворителях. [c.61] Хвойные породы древесины могут содержать до 25% смол, в то время как лиственные породы обычно содержат менее 1%, но имеются лиственные породы (например, липа американская), которые могут содержать до 13% смол [1]. Большое содержание смол наблюдается у сосны. [c.61] Состав смол лиственных и хвойных пород древесины различен в смоле лиственной древесины почти полностью отсутствуют смоляные кислоты. В экстракте сосновой и еловой древесины смоляные кислоты составляют 30—40%. В смоле хвойной древесины содержится 40—65% жирных кислот, а в смоле лиственной — до 60—90%. Свежесрубленная древесина обычно содержит жирные кислоты в виде сложных эфиров, которые при хранении омыляются. Поэтому содержание свободных и связанных жирных кислот зависит от срока хранения древесины. [c.61] В лиственной древесине смола почти полностью расположена в лучевых паренхимных клетках. В хвойной древесине смолы также содержатся в лучевых паренхимных клетках, но основная часть смол (живица) находится в смоляных ходах. Следует заметить, что состав смол паренхимных клеток и смоляных ходов различен, но состав смол паренхимных клеток лиственных н хвойных пород древесины, как считают некоторые авторы [1], одинаков. Ядровая древесина хвойных и лиственных пород содержит больше смолы, чем заболонь. [c.61] При определении веществ, растворимых в органических растворителях, очень часто для экстракции применяют этиловый эфир. Экстракцией эфиром удаляются жиры, жирные и смоляные кислоты, смолы, фитостерины, воски. Частично удаляются также и вещества, растворимые в воде. Количество веществ, переходящих в эфирный экстракт, зависит от времени хранения образца, его влажности, степени измельчения и т. д. Для экстракции обычно рекомендуется применять безводный эфир, свободный от перекисей. Присутствие воды в эфире влияет на выход экстрактивных веществ, а наличие перекисей может привести к взрыву. Этиловый эфир более пригоден для экстракции, чем петролейный эфир. Последний обладает меньшей растворяющей способностью, особенно для омыляемых веществ. [c.62] Для экстракции применяют также спирт и бензол, чаще спирто-бензольную смесь (1 1 или 1 2 по объему). Эта смесь удаляет, кроме компонентов, извлекаемых эфиром, танниды, красящие вещества, так называемые древесные камеди и некоторые водорастворимые компоненты. Спирто-бензольная смесь обладает наибольшей растворяющей способностью, так как практически удаляет все экстрактивные вещества, за исключением некоторых таннидов. [c.62] Применяя последовательную экстракцию различными органическими растворителями, можно экстрактивные вещества разделить на фракции. Однако полностью извлечь эти вещества не удается. По растворяющей способности органические растворители можно расположить в следующем порядке спирто-бензольная смесь, этанол, метанол, ацетон, дихлорэтан, бензол, этиловый эфир, петролейный эфир [3]. [c.62] Экстракцию проводят в аппарате Сокслета (рис. 33), состоящем из колбы емкостью 250 мл, экстрактора диаметром 50 мм и шарикового обратного холодильника. Соединение всех частей аппарата осуществляется с по- п мощью шлифов. Экстрактор снабжен сифонной трубкой высотой 55 мм, а емкость экстрактора до верхнего уровня сифонной трубки составляет около 100 мл. [c.63] Затем аппарат снимают с бани и отсоединяют колбу и экстрактор от холодильника. Экстракт переливают в предварительно высушенную и взвешенную колбочку и удаляют эфир отгонкой. [c.63] Колбочку со смолой сушат в сушильном шкафу при 105 3°С до постоянного веса, на что обычно требуется 4—6 ч. Содержание смол рассчитывают по отношению к абсолютно сухой навеске с точностью до 0,1%. [c.63] Методика проведения анализа точно такая же, как и в случае экстракции эфиром. Спирто-бензольную смесь готовят смешением одного объема 95 /о-ного этилового спирта и двух объемов бензола. [c.63] Экстракцию можно сократить до 2—3 ч, применяя аппарат Э-8 (рис. 34) ускоренного действия. Аппарат состоит из трех частей экстракционной колбочки, экстрактора и обратного холодильника. Экстрактор в свою очередь состоит из двух частей из широкой трубки, соединяющей экстракционную колбу с обратным холодильником, и находящегося внутри трубки сборника с сифоном. [c.64] По окончании экстрагирования аппарат снимают с бани, разбирают, экстракт переливают в высушенную до постоянного веса колбочку и проводят отгонку растворителя . Проэкстраги-рованные опилки можно использовать для дальнейшего анализа. Колбу со смолой сушат до постоянного веса при 100—105° С в течение 4—6 ч. [c.64] Содержание смол рассчитывают в процентах к абсолютно сухой древесине. [c.64] Обычно определяют суммарное количество веществ, растворимых в холодной или горячей воде. Эту экстракцию, как правило, проводят после извлечения веществ, экстрагируемых органическими растворителями, но иногда растворимость древесины в воде определяют без предварительной экстракции органическими растворителями. Растворимость древесины в горячей и холодной воде различна. Так, горячий водный экстракт содержит больше полисахаридов, по-видимому, за счет их частичного гидролиза под действием отщепляющихся органических кислот (уксусной и муравьиной). Количество веществ, извлекаемых водой, зависит от предварительной экстракции древесины органическими растворителями. При экстракции древесины спиртом или спирто-бензольной смесью часть водорастворимых веществ, таких, как танниды, пигменты, извлекается этими растворителями. Поэтому в этом случае получаются несколько заниженные величины показателя растворимости древесины в воде. [c.65] Около 2 г воздушно-сухих опилок помещают в стакан емкостью 400 мл и заливают 300 мл дистиллированной воды. Температура смеси должна быть 23 2°С. Смесь оставляют стоять 48 ч, периодически ее перемешивая. По истечении этого времени содержимое стакана отфильтровывают через взвешенный стеклянный пористый фильтр, остаток на фильтре промывают холодной дистиллированной водой, сушат при 105 3°С до постоянного веса (примерно в течение 4 ч) и взвешивают. [c.65] Количество веществ, растворимых в холодной воде, определяют по разности в весе абсолютно сухих исходных опилок и полученного сухого остатка и относят к весу абсолютно сухой древесины. [c.65] Вернуться к основной статье