Касторова олія - біологія
Як жарко занадто жарко для життя глибоко під дном океану?
Антибіотики від бактерій
Міграція клітин: нещодавно виявлена функція відомого білка
Молекулярний компас для вирівнювання клітин
Від чого листя старіє восени
Демократичність грифа-цесарки
Середовище Екембо: Люди також жили на відкритих ландшафтах
| Генетика | Сільське, лісове та тваринництво
Сорт пшениці був створений шляхом схрещування дикорослих трав
Як жарко занадто жарко для життя глибоко під дном океану?
рицинова олія
рицинова олія, по-науковому також рицинова олія (CAS № 08001-79-4) - це рослинна олія, яка добувається з насіння тропічного чудо-дерева (Ricinus communis), рослина молочай. Це тригліцерид і використовується також у фармації Олеум Річіні див. Касторіс, Oleum Ricini незаймана і рицинова олія, в англомовній зоні рицинова олія, але також рицинусова олія або олія Пальми Крісті зателефонував.
Насіння диво-дерева (Спільна рицина)
безбарвний до дуже світло-жовтого
характеристики
Касторова олія безбарвна до злегка жовтувата, прозора, густа, горюча, має слабкий запах, м’який, але неприємний смак та сильний проносний ефект (див. Також: проносні засоби). Запах слабкий, але характерний. При щільності від 0,922 до 0,938 г · см −3 масло є одним з масел з найбільшою щільністю. Діапазон затвердіння знаходиться в діапазоні від -13 до -20 ° C, температура плавлення вказана як -5 ° C. Його не можна переганяти, оскільки він розкладається при температурі вище 250 ° C. Він згущується на повітрі, але не твердне в тонких плівках, так що це одне з несушильних масел. Завдяки унікально високому вмісту гідроксижирних кислот, рицинова олія є чітко полярною і відрізняється від інших масел хорошою розчинністю в етанолі, але лише незначною змішуваністю з аліфатичними вуглеводнями. Число омилення становить 186–203, гідроксильне число 160–168, йодне число від 81 до 100 [2] [3]. Касторова олія має термін зберігання від шести до восьми місяців. Існує чотири різні стандарти якості міжнародної торгівлі, які визначаються Міжнародна асоціація касторової олії (ICOA).
Компоненти
Касторова олія складається на 80% - 85% з тригліцеридів рицинолевої кислоти, також званої тририцинолеїном, а також з інших гліцеридів різних жирних кислот С18 та декількох летких сполук. Інформація про склад варіюється залежно від походження та літератури. Склад ефірів гліцерину жирних кислот становить приблизно 77% - 83% рицинолевої кислоти, 3% - 5% лінолевої кислоти, 4% - 9% олеїнової кислоти, 1% - 2% пальмітинової кислоти, 1% - 3% стеаринової кислоти та невеликої кількості вакценової кислоти, Альфа-ліноленова кислота, арахідова кислота та ейкозенова кислота. Частка вільних жирних кислот становить від 0,75% до 3,0%, вміст води від 0,25% до 0,5% та інших домішок становить від 0,01% до 0,2%, залежно від якості. [1]
історія
Олія рослини, яка спочатку, ймовірно, була рідною для тропіків Ефіопії, була відома ще в античні часи. Книга Іони (4: 6) Старого Завіту говорить, що Бог дав касторові вирости за одну ніч. Наступного ранку «Бог послав хробака гризти рицину, щоб вона засохла». У Стародавньому Єгипті касторова олія була відомим і універсальним засобом і паливом для масляних ламп. [4]
Також у Греції рослина була названа під назвою Кікі культивується; Теофраст назвав їх Кротон, Діоскориди використовували насіння як проносне, а олію - зовнішньо. Альбертус Магнус також обробляв чудо-дерево. [5] Пізніше рослина була медично забута в Центральній Європі. Лише у другій половині 18 століття олію знову застосували як проносне, починаючи з Вест-Індії.
У 1960-х роках виробництво касторової олії в США пожвавилося завдяки державним субсидіям, щоб бути більш незалежним від імпорту сировини. З 1990 р. Вирощування в США перестало мати якесь значення, хоча докладаються зусилля для розведення карликових форм для вирощування в посушливих високих рівнинах Техасу. У середині 1980-х років у Коста-Ріці було розпочато селекційну програму для вдосконалення здатності збирати машину, що запобігає передчасному розкриттю насіннєвих коробочок і насінню падати на землю. Вирощування цього сорту вперше практикувалося в Європі в 1990 р. У Франції. Гібридний сорт, який називається H-22, був виведений Ізраїльським інститутом Вейцмана і зараз широко поширений в країнах ручного збору врожаю.
Видобуток/виробництво
Вирощування
Диво-дерево - рослина з тропічних літніх дощових районів. Залежно від сорту, ґрунтових умов та клімату на гектар видобувається від 450 до 2000 кг олії. Насіння містять від 40% до 50% олії, 14% - 22% білка, 15% - 18% сирої клітковини і 2% - 3% золи. Він також містить два токсини, а саме приблизно 3% термочутливого, полярного та високотоксичного білка рицину та 0,03% - 0,15% арилоїдного піридину рициніну. Насіння також містять алерген CB-1A. Від 250 до 1800 насінин роблять 1 кг. [6]
Натискання
Високоякісні якості отримує холодне пресування очищеного насіння. Для гарячого пресування з більшим урожаєм насіння перед пресуванням нагрівають, а потім масло безперервно відокремлюють від прес-макухи у гвинтових пресах. Прес-корж все ще містить понад 10% олії, яку потім можна екстрагувати гексаном, гептаном або їх сумішшю. Після видалення залишків розчинника залишок екстракції все ще містить близько 1% олії.
Переробка
Для видалення небажаних речовин олія переробляється, тобто знелімлюється, знекисляється і обробляється парою. Рафінована касторова олія не містить рицину. При так званій дегумації залишки білка видаляються з масла додаванням 3% - 5% води, нагріванням до 70 ° C - 80 ° C та відокремленням води за допомогою центрифугування. Вільні жирні кислоти видаляються обробкою лужним розчином, схильність касторової олії до утворення емульсій вимагає спеціальних процедур. Олія освітлюється та знебарвлюється додаванням декількох відсотків поверхнево-активних глинистих мінералів або активованого вугілля для отримання більш темних якостей та обробки при температурах до 80 ° C. Для видалення більшої частини летких сполук та пахучих речовин масло нагрівають у вакуумі (тонкоплівковий випарник) у тонких плівках, короткочасно до 230 ° C.
Прес-корж
Тверді залишки від пресування та екстракції олії, як правило, переробляються на азотні добрива (рицинова мука). Прес-корж містить отруйні речовини та алергени з насіння, тому необроблений залишок преса непридатний як корм для худоби, незважаючи на високий вміст білка. Методи виведення токсинів та алергенів із прес-макухи доступні з 1960-х років. Сьогодні в Таїланді є більші виробничі потужності, які виробляють кормові матеріали.
використання
Касторова олія в основному важлива як сировина для мастильних матеріалів, фарб, поліаміду-11 у секторах косметики та фармацевтики. У більшості випадків рицинова олія обробляється не безпосередньо, а після хімічних реакцій.
Касторова олія у незміненому вигляді
Медицина та косметика
Рафінована касторова олія (лат. Ricini oleum) використовується в медицині як засіб для внутрішнього та зовнішнього застосування. Одне з найпоширеніших лікарських застосувань - це допоміжна речовина для фармацевтичних складів, таких як статеві гормони, або для очних крапель. Через відносно високу полярність він використовується як розчинник для численних препаратів.
Застосовуючи всередину, касторове масло діє як проносне, оскільки воно не всмоктується через кишечник. За ефект відповідає вільна рицинолева кислота, яка виробляється жовчними солями та розщеплюючими жири ферментами підшлункової залози в тонкому кишечнику. Рицинова олія також застосовується в акушерстві як так званий трудовий коктейль для стимулювання пологів. Механізм дії давно не був відомий [7], але заснований на дії рицинолевої кислоти на рецептори простагландинів. [8] [9] Нудота та діарея є загальними побічними ефектами цієї програми, ефективність яких досліджена лише частково. [10] [11] [12] [13]
Зовні касторова олія в основному використовується для лікування лупи, рубців, пігментних плям та геморою, оскільки добре працює в міжклітинних просторах, наприклад Б. проникає з рогівки. Олія утворює механічну захисну плівку від води та водорозчинних забруднювачів і, таким чином, може сприяти загоєнню тріщин і тріщин.
У косметичній промисловості з касторової олії виготовляють креми, туші, брилянти для волосся, засоби по догляду за волоссям та олії для ванн.
технології
Завдяки вмісту приблизно 5% гідроксильних груп з рицинолевої кислоти, рицинова олія може бути використана як сировина для зв’язуючих речовин у повітряно-сушильних фарбах та емульсійних фарбах, а також вона переробляється в реакційноздатні сполуки, такі як поліуретанові покриття, для різного промислового використання в захисті від корозії та будівництві. Завдяки своїм гідроксильним групам касторова олія має чудову адгезію до металевих поверхонь і тому була використана на ранніх стадіях як мастило для високопродуктивних двигунів. Торгова назва "Castrol" походить від англійської назви масла.
Зневоднене касторове масло
При виробництві зневодненої касторової олії (Рицинова олія, також рицинова олія) до жирних кислот додається ще один подвійний зв’язок. Для цього вода відділяється від молекули, як правило, за допомогою каталізатора сірчаної кислоти, а також через солі сірчаної кислоти та оксидів металів. Подвійний зв’язок зазвичай утворюється внаслідок кон’югації між 11-м та 12-м атомами вуглецю молекули жирної кислоти.
Збільшений вміст подвійних зв'язків перетворює касторову олію з несохнучої в окисно оліфу. Ефірні з'єднання з гліцерином зберігаються. Залежно від умов реакції та тривалості виробляються різні якості, які в основному відрізняються в'язкістю. Це викликано полімеризацією, яка вже відбувається під час реакції. Продукт схожий на лляну олію і може використовуватися як високоякісний зв'язуючий агент для різних лакофарбових матеріалів, лаків, лінолеуму та друкарських фарб. [14]
Лужним омиленням зневодненої касторової олії подвійно ненасичені жирні кислоти можуть бути отримані в якості сировини для подальшої переробки після нейтралізації та перегонки у вакуумі.
Інтеристерифіковане касторове масло як паливо (біодизель)
Касторова олія може бути перероблена на заводах для етерифікації для отримання біодизельного палива. Гліцерин тригліцеридів розщеплюється і заміщується залишками метилу на жирних кислотах. Касторова олія використовується, зокрема, для виробництва біодизеля компанією Petrobras у Бразилії. З огляду на високу ціну рицинової олії на світовому ринку порівняно із соєвою олією, пальмовою олією та олією ріпаку та її єдиною помірною придатністю для виробництва біодизеля (в'язкість, забруднення, кислотна кількість), присутність цієї олії на ринку біопалива пояснюється також політичною підтримкою. Рицинова олія, як правило, вирощується дрібними фермерами. Тому його використання призначене для посилення соціальної стійкості виробництва біодизеля. [15]
Сульфована касторова олія (турецька червона олія)
Однією з перших модифікацій касторової олії була обробка концентрованою сірчаною кислотою або триоксидом сірки (SO3). Ефіри сірчаної кислоти утворюються на гідроксильній групі, а також продукти приєднання на групах подвійного зв'язку та сульфонової кислоти (-SO3H). Продукт - турецька червона олія (англ. індиково-червоне масло) і містить 8% - 8,5% SO3, який арифметично включає одну групу сірчаної кислоти на тригліцерид. У текстильній промисловості турецька червона олія використовується як фарбувальний засіб (пляма) через свої змочувальні властивості та емульгованість.
Лужне розщеплення хімічної сировини
Обробка гідроксидом натрію або калію при високих температурах у присутності більш ланцюгових спиртів, таких як 1- або 2-октанол, дає залежно від умов реакції метилгексилкетон, 10-гідроксидеканову кислоту, каприловий спирт (октанол) та себацинову кислоту як важливу хімічну сировину.
Піролітичне розкладання до гептальдегіду та ундеценової кислоти
Термічне розщеплення (піроліз) касторової олії при 350 ° C - 460 ° C призводить до гептаналу та 10-ундеценової кислоти як найважливіших продуктів. Гептанал використовується у виробництві ароматизаторів та запахів, ундеценова кислота (C10H19COOH) - як металева сіль з цинком або міддю - використовується в медицині для зовнішнього лікування грибкових інфекцій та проти шкірних паразитів.
Поліамід 11
З метилового ефіру рицинолевої кислоти (метилрицинолеат), виробленого взаємодією метанолу з касторовою олією, можна отримати ефір метил 10-ундеценової кислоти та гептанал при 450 ° C - 500 ° C термічним розкладанням. Ефір ундеценової кислоти перетворюється в кілька стадій в 11-аміно-n-ундеканову кислоту (також її називають мономером Rilsan ®), сировиною для виробництва поліаміду-11 (нейлон ® -11). Це важливий технічний поліамід як високоефективний пластик для волокон та різноманітного технічного застосування в покриттях, кабелях та автомобілях. Виробництво поліаміду-11 також є важливим використанням рицинової олії з точки зору кількості.
Гідрогенізована касторова олія
При гідруванні водень додається до подвійного зв’язку рицинолевої кислоти за допомогою нікелю Ренея. Гідроксильна група зберігається і утворюється жир (касторовий віск) з температурою плавлення 86 ° C, тригліцерид 12-гідроксистеаринової кислоти. Останній використовується для виробництва багатоцільових мастильних матеріалів та для автомобільного сектору, а також для мила та косметичної продукції. Частково гідрогенізоване касторове масло має нижчий діапазон пом'якшення, а також використовується як мастило та віск. Близько 10% світового виробництва касторової олії використовується для виробництва мастильних матеріалів.
Алкоксилювання поверхнево-активних речовин
Утворення ефірів на гідроксильній групі рицинолевої кислоти в результаті реакції з окисом етилену або оксиду пропілену призводить до появи ряду поверхнево-активних речовин, які використовуються в техніці та косметиці: миючі засоби, мастила, гідравлічні рідини, антистатики, текстильна обробка, емульгатори, солюбілізатори та масляні добавки.
Окислена касторова олія
Окислення повітрям або чистим киснем у присутності каталізаторів перехідних металів призводить до вищих молярних мас та в'язкості завдяки полімеризації. Окислений (продутий) Касторова олія не мігрує і тому використовується як пластифікатор для різних полімерів, таких як похідні целюлози, поліаміди, природні та синтетичні каучуки. Він також використовується як смола, що змочує пігмент, для друкарських фарб і як масляна добавка.
Поліестер, виготовлений з касторової олії
Мономери лимонна кислота та касторова олія реагують між собою з поліконденсацією. Карбоксильні групи лимонної кислоти поєднуються з гідроксильними групами касторової олії, утворюючи складний ефір, тому продукт також є одним поліестер називається. У той же час вода відщеплюється в результаті утворення ефіру. Отримується коричнева, липка, нерозчинна у воді смола.
Світовий ринок
Касторова олія у великих кількостях продається як сировина для різних видів використання та хімічних перетворень. Індія, Бразилія та Китай генерують понад 80% світового виробництва. З 1990 року США практично не виробляють касторової олії. Щорічне споживання рицинової олії у світі становить близько 0,6 мільйона тонн, що відповідає приблизно 0,4% від загального споживання рослинної олії. У 2008 році в Німеччину було імпортовано та спожито 38 000 т. [16]