CZ301090B6 - Upravený lnený olej a zpusob jeho výroby - Google Patents

Abstract

Zpracovaný olej z lneného semene je v podstate složen z kyselin linolenové, linolové a olejové, hlavne ve forme jejich triglyceridu, a obsah volného tokoferolu je menší než 100 ppm; a zpusob zpracování lneného oleje zahrnuje následující postupové kroky: a) zahrívání surového lneného oleje na zvýšenou teplotu, která je nižší než je teplota varu vody, b) pridání zahráté anorganické kyseliny k oleji a promíchávání, c) oddelení vysráženého materiálu, d) prísada zahrátého roztoku alkalie k oleji a promíchávání oleje, e) odstranení vytvoreného mýdla, a f) promývání oleje horkou vodou dokud není promývací voda cistá.

Description

Upravený lněný olej a způsob jeho výroby

Oblast techniky

Předložený vynález se vztahuje na olej z lněného semena, upravený s ohledem na zlepšení jeho vlastností ve spojení s využitím např. pro impregnaci výrobků z celulózy, jako dřeva. Vynález se rovněž vztahuje na způsob výroby takového upraveného lněného oleje, io

Dosavadní stav techniky í když je předložený vynález použitelný ve spojení í sjínými výrobky než je dřevo, jejichž základem je celulóza, je v následujícím vynález popisován v propojení s dřevem ve tvaru různých is druhů stavebního dříví. Rozklad dřeva při jeho venkovním použití je téměř výlučně způsoben houbami nebo bakteriemi. Mezi podmínky k růstu takových mikroorganizmů náleží především přítomnost vody. Dále je potřebná vhodná teplota a přítomnost živin a kyslíku. Prevence před rozkladem může být založena na vyloučení jednoho nebo více zmíněných podmínek nezbytných pro růst mikroorganizmů. Jako příklad lze uvést, že pokud se sníží vlhkost na hodnotu nižší než

20 %, zamezí se v podstatě biologický rozklad.

Pro ochranu dřeva je znám značný počet způsobů impregnace, a tyto způsoby je možné v zásadě rozdělit na techniky využívající přítomnost jedovatých látek, které zamezují růst mikroorganizmů, a techniky, při kterých dřevo získává hydrofobní vlastnosti, např. ph impregnaci někte25 rým olejem. V posledním případě impregnační činidlo je surový lněný olej, který může být získán lisováním za chladu nebo za horka, a je v obou případech vhodným tepelným zpracováním upraven na vařený lněný olej. Použití takového lněného oleje je výhodné po úpravě některých jeho vlastností, např. viskozity, která je bezesporu nevýhodně vysoká, a dále je vhodná úprava obsahu složek vytvářejících substrát vhodný pro výživu mikroorganizmů, úprava pro vytvoření so výhodných vysoušečích vlastnosti atd. Jedním ze způsobů snižujících viskozitu je zředění rozpouštědlem, což je ovšem ekologicky nepřijatelné. Použití chemických jedů je v současnosti časté, ale lze předpokládat, že bude v budoucností zakázané právě z ekologických důvodů. Rovněž impregnace kombinací látek způsobujících hydrofobii a vyvolávajících toxicitu se používá, např. ošetření s kreozotem.

Podstata vynálezu

Předmětem předloženého vynálezu je upravený lněný olej se zlepšenými vlastnostmi, především lněný olej pro použití pro impregnaci dřeva a výrobků ze dřeva a způsob výroby takového lněného oleje se zlepšenými vlastnostmi.

Ve spojeni s rozsáhlým výzkumem a experimentální prací byl v souhlase s předloženým vynálezem nalezen způsob zpracování lněného oleje, při kterém se dosáhne menší obsah volného toko45 ferolu než 0,01 % hmotn., a jehož výsledkem je podstatné zlepšení vlastností lněného oleje, zvláště pokud se použije jako impregnační prostředek pro dřevo nebo stavební dříví.

Tyto a další předměty vynálezu jsou objasněny v následujícím popisu způsobu výroby upraveného lněného oleje, který v podstatě sestává z linolenové, linolové a olejové kyseliny, hlavně ve formě triglyceridů, a zmíněný lněný olej je charakterizovaný tím, že jeho obsah tokoferolu je menší než asi 0,01 % hmotn. Obzvláště je dávána přednost lněnému oleji, jehož obsah volného tokoferolu je menší než asi 0,0075 % hmotn. a zvláštní přednost má olej s menším obsahem tokoferolu než 0,005 % hmotn.

-ICZ 301090 B6

Další vynález poskytuje způsob, při kterém absorpce oleje dřevem nebo výrobky ze dřeva ve spojení s impregnací podstatně vzrůstá a může dokonce dosáhnout skoro 100% stupeň absorpce oleje.

Ačkoliv lněný olej jako výchozí materiál pro použití podle předloženého vynálezu může být vyroben studeným nebo horkým lisovacím postupem, je dávána přednost oleji k úpravě podle předloženého vynálezu, který byl vyroben studeným lisovacím postupem.

Nový způsob výroby upraveného lněného oleje podle předloženého vynálezu a se shora uvedei o nými vlastnostmi j e charakterizován následuj ící kroky:

a) zahřátí surového lněného oleje na zvýšenou teplotu, ale na nižší teplotu než je teplota varu vody,

b) přidání zahřáté anorganické kyseliny k oleji a smíšení s olejem,

c) oddělení vysráženého materiálu, např. sedimentací a odlitím a odstraněním sedimentu vytvo15 řeného na dně,

d) přidání horkého vodného roztoku alkálie k oleji a smíšení s olejem,

e) odstranění vytvořeného mýdla, a

f) promývání oleje horkou vodou, dokud neodtéká čistá proplachovací voda.

Při postupu ohřátí podle shora uvedeného kroku a) se olej zahřívá na teplotu v rozsahu asi 80 až asi 99 °C, ale zamezí se dosažení teploty varu vody.

Anorganická kyselina se přednostně přidává v množství od asi 0,5 do 30 % hmotn., vztaženo na hmotnost oleje. Mezi vhodné anorganické kyseliny je možné zařadit kyselinu fosforečnou, kyse25 linu sírovou a kyselinu chlorovodíkovou. Použití kyseliny fosforečné se dává přednost, např. termické kyselině fosforečné o koncentraci např. 80 % a v množství asi 0,5 do asi 2 % hmotn., zejména od asi 1 do asi 1,5 % hmotn.

Míšení podle kroku b) se provádí tak dlouho, dokud se reakce sama nezastaví, a to odpovídá časovému úseku od asi 10 min do asi 30 min.

Jako alkálie je vhodná jakákoliv alkalická sloučenina, např. alkalický hydroxid nebo hydroxid kovu alkalické zeminy, zvláště pak hydroxid sodný nebo hydroxid draselný. Obzvláštní přednost je dávána hydroxidu sodnému, zvanému někdy také kaustická soda. Alkalická sloučenina se vhodně přidává v množství rovném asi od 2 do asi 5 % hmotn. suché hmotnosti, vztaženo na hmotnost oleje. Alkálie se vhodně přidává ve formě vodného roztoku v množství asi 7 až 15 % hmotn. hmotnosti vody, přičemž toto je také vztaženo na hmotnost oleje.

Aby se zamezilo zhoustnutí oleje během jeho zahřívání může být olej zahříván při dalším výrob40 ním kroku za přísady vhodného činidla, jako je tetraboritan manganatý. Vhodný teplotní rozsah při tomto dalším postupuje od asi 120 do asi 140 °C. Ke zlepšení zkušebních vlastností oleje může být přidán vhodný katalyzátor, např. tetraboritan manganatý. Činidlo použité jako katalyzátor může být stejné jako činidlo pro zamezení zhoustnutí oleje během zahřívání.

Příklady provedení vynálezu

V dalším popisované pracovní postupy podle předloženého vynálezu předpokládají, že příklady jsou neomezující, a že uvedená množství a procentuální množství se vztahují na hmotnost, pokud není jinak uvedeno. LJ uvedených příkladů jsou používány zkratky mastných kyselin přítomných v lněném oleji. Podle toho je kyselina olejová uváděna jako 08:1, kyselina línolová 08:2 a kyselina linolenová jako 08:3. Číslice za dvojtečkou tak ukazují stupeň nenasycenosti.

CZ. JUlUZřU DO

Příklad 1

Způsob úpravy lněného oleje g Jako výchozí materiál při zpracování oleje je použit surový lněný olej získaný studeným lisováním lněného semena, jehož původem je Švédsko, Zpracování tohoto lněného oleje se provede následujícím způsobem.

Surový, za studená lisovaný olej se zahřeje na asi 90 °C a pak se k lněnému oleji přidá 1,2 io hmotn. % horké 80% termické kyseliny fosforečné a směs se míchá po dobu asi 20 min. Na dně usazený kal ve formě černé sraženiny, vytvořené během tohoto zpracování, se shromáždí sedimentací a odstraní se.

Pak se k lněnému oleji zpracovanému kyselinou přidá 3,7 hmotn. % hydroxidu sodného rozpuš15 těného v 11 hmotn. % horké vody a míchá se po 7 až 10 min za pozorování probíhající reakce. Mýdlo vytvořené během tohoto alkalického zpracování se odstraní a získaný olej se 5 až 7krát přečistí promytím 25 % obj. horké vody, nebo dokud promývací voda není čirá a nemá hodnotu pH odpovídající normální vodě.

Při tomto zpracování se v podstatě odstraní všechny nežádoucí složky lněného oleje, především jeho původní nežádoucí obsah tokoferolu. Aby olej dosáhl potřebné vlastnosti pro zasychání, zahřívá se na teplotu asi 127 °C po dobu 6 h, a použije se při tom asi 0,02 hmotn. % tetraboritanu manganatého jako katalyzátoru. Důvodem této úpravy je, aby olej nehoustl během varu.

V následujících příkladech výsledků rozborů upraveného lněného oleje podle předloženého vynálezu, jsou uváděny i odpovídající analytické údaje pro obvyklé výrobky dosažitelné na trhu.

Příklad 2

Analýzy upraveného lněného oleje podle předloženého vynálezu a dvou komerčně dosažitelných lněných olejů

V níže uvedené tabulce jsou uvedena data pro olej z lněného semena KH.KF Eg 1382, vařeného lněného oleje pro laky, vyrobeného ze surového, za studená podle švédského způsobu lisovaného surového lněného oleje ze semen z úrody roku 1998. Dva dále uvedené komerčně dosažitelné oleje jsou FK.K Eg 1382 a AC. K Eg 1383, a to za horka lisovaný lněný olej prodávaný Fárghandelskompaniet v Malmo a rovněž za horka lisovaný lněný olej od Alfort & Cronholm Grosshandel AB, Stockholm.

Jak je patrno z analytických údajů uvedených v tab. 1, obsah volného tokoferolu se u lněného oleje silně snížil až k nulové hodnotě ve lněném oleji podle předloženého vynálezu. Dále byl zjištěn podstatný úbytek kyseliny olejové a je rovněž možné pozorovat větší snížení obsahu fosforu.

-3CZ 301090 B6

Tabulka 1

Složení mastné kyseliny, %	FK.K Eg 1381	KH.KF Eg 1382	ACK Eg 1383	IUPÁC 2.302 (m)
C16:0	5,1	4,1	5,1
C18:0	3,6	3,3	3,6
C18:1	18,1	12,2	18,1
C18:2	15,6	14,8	15,7
C18:3	55,9	64,1	55,9
C20:0	0,2	0,1	0,1
C20:1	0,2	0,2	0,2
C22:0	0,1	0,1	0,1
C24:0	0,1	0,1	0,1
C24:1	0,3	0,4	0,2
Neznámé	0,8	0,7	0,9
Tokoferol, 0,0001 % hmotn.				1UPAC 2,432
Alfa	< 5	<5	<5
Alfa T3	< 5	<5	<5
Gama	170	<5	168
Gama T3	<5	<5	<5
Delta	5	<5	5
Delta T3	<5	<5	< 5
Fosfor AAS, mg/kg	250	40	250	IUPAC 2.423 (m)

Příklad 3

Analýza upraveného lněného oleje podle předloženého vynálezu a tří komerčně dostupných lněio ných olejů

V následující tabulce jsou uvedena data tří různých lněných olejů. KH.KI Eg 1387 je upravovaný vařený lněný olej pro impregnaci ze sklizně roku 1998, Tři komerčně dostupné oleje jsou BE.K. Eg 1384, vařený lněný olej od Beckers, Stockholm, AL.R Eg 1385 je surový, podle švédského způsobu za studená lisovaný surový lněný olej od Ilcro Farg, Stockholm, a EA.R. Eg 1386 je za horka lisovaný lněný olej od Eskil Akerberg AB, MalmÓ.

CZ B6

Tabulka II

	BE.K Eg 1384	AL.R Eg 1385	EA.R Eg 1386	KH.KI 1387	Eg
Složení mastné kyseliny %					IUPAC 2.302 (m)
C16:0	5,0	5,2	5,0	4,3
C18.O	3,6	3,8	3,1	3,8
C18:1	18,0	13,5	20,8	14,8
C18:2	15,5	18,0	15,0	14,5
C18:3	56,5	58,0	54,0	61,1
C20:0	0,1	0,1	0,2	0,1 .
C20:1	0,2	0,1	0,3	0,2
C22:0	0,1	0,1	0,2	0,1
C22:1	<0,1	<0,1	0,1	<0,1
C24:0	0,1	0,1	0,1	0,1
C24:1	0,3	0,4	0,3	0,3
Neznámé	0,6	0,7	0,9	0,7
Tokoferol, 0,0001% hmotn.					IUPAC 2.432
Alfa	< 5	<5	<5	<5
AlfaT3	<5	<5	<5	<5
Gama	105	350	230	< 5
Gama T3	<5	<5	< 5	<5
Delta	5	5	5	<5
Delta T3	<5	<5	<5	< 5
Fosfor AAS,	206	20	87	25		IUPAC 2.423 (m)
mg/kg

Z dat uvedených v této tabulce lze rovněž zaznamenat, že podle předloženého vynálezu upravený lněný olej téměř neobsahuje tokoferol, zatímco obsahy kyseliny olejové a fosforu jsou nižší než u dvou komerčních olejů, zatímco třetí komerční olej má rovněž relativně nízké obsahy kyseliny olejové a fosforu.

Zkoušky provedené s upraveným lněným olejem podle předloženého vynálezu ukazují, že takto zpracované oleje mají podstatně zlepšené vlastnosti, především jsou-li použity pro impregnaci dřeva a výrobků ze dřeva. Tak olej upravený způsobem výroby uvedeným v předloženém vynálezu má nižší viskozitu a tím umožňuje jednodušší zpracování, a po zpracování má i nižší obsahy látek představující vhodné substance pro mikroorganizmy a při použití pro impregnaci dřeva vykazuje podstatně zvýšenou odolnost dřeva. Tak rychlotesty provedené v houbové komoře ukazují, že lněný olej po zpracování podle předloženého vynálezu podstatně vylepšuje odolnost dře15 věných výrobků proti hnilobě po impregnaci v porovnání s impregnací CCA (CCA - chrom, měď, arsen). Totéž platí pro odolnost proti hnilobě u dřevěných kůlů zasazených do vlhké zeminy ve sklepním prostředí s relativně vysokou vlhkostí a teplotou. Navíc byly provedeny zkoušky odolnosti proti hnilobě s impregnovanými kůly zasazenými do země obsahující organizmy mikroflóry a agresivní hnědou hnilobu a bylo zjištěno, že upravený lněný olej vyrobený podle před20 loženého vynálezu poskytuje podstatně zlepšenou odolnost proti hnilobě v porovnání s impregnací CCA a impregnací za použití konvenčního oleje z lněného semena.

Je třeba poznamenat, že předložený vynález není omezen na specifické případy použití, které jsou uvedeny shora. V rámci předloženého vynálezu mohou být snadno provedeny modifikace a změny a takové změny a modifikace mohou být snadno pochopeny a provedeny zkušenými odborníky v oboru.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Upravený lněný olej, sestávající v podstatě z kyselin linolenové, linolové a olejové, především ve formě triglyceridů, vyznačující se tím, že jeho obsah volného tokoferolu je menší než 0,0075 % hmotn.

   10
2. 2. Upravený lněný olej podle nároku 1, vyznačující se tím, že jeho obsah volného tokoferolu je menší než 0,005 % hmotn.
3. 3. Upravený lněný olej podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, zeje založen na oleji z lněného semena připraveného lisováním za studená.
4. 4. Způsob výroby upraveného lněného oleje podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

   a) zahřívání surového lněného oleje na zvýšenou teplotu nižší než je teplota varu vody;

   b) přidání zahřáté anorganické kyseliny k oleji ajeho promíchávání; zo c) oddělení vysráženého materiálu;

   d) přidání horkého vodného roztoku alkálie k oleji a promíchávání oleje;

   e) odstranění vytvořeného mýdla; a

   f) promývání oleje horkou vodou, dokud promývací voda není čistá.

   25
5. 5. Způsob podle nároku4, vyznačující se tím, že při zahřívání podle kroku a) je teplota vyšší než asi 80 °C.
6. 6. Způsob podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že anorganická kyselina se přidává v množství asi 0,5 až do 30 % hmotn. vztaženo na hmotnost oleje.
7. 7. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že se míchání v kroku b) provádí po dobu asi 10 až 30 min.
8. 8. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 4až7, vyznačující se tím, že se použije 35 alkalický hydroxid sodný v roztoku, vhodně přidávaný v množství rovném asi 2 az 5 % hmotn.

   suché hmotnosti, vztaženo na hmotnost oleje.
9. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že hydroxid sodný se přidá rozpuštěný v množství asi 7 až 15 % hmotn. hmotnosti zahřáté vody, vztaženo na hmotnost oleje.
10. 10. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 6až9, vyznačující se tím, že po promývacím kroku f) zahrnuje další krok tvořený zahříváním oleje za přísady činidla předcházejícího zhušťování oleje během zahřívání.

    45
11. 11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že se olej zahřívá na teplotu asi 120 až 140 °C.
12. 12. Způsob podle nároku 10 nebo 11, vyznačující se tím, že se jako činidla předcházejícího zhušťování oleje použije tetraboritan manganatý, současně působící jako katalyzátor.