ESTIMACION DE LA PRODUCCION TEORICA DE COMPUESTOS

CONGRESO FORESTAL ESPAÑOL - Lourizán 1.993. Ponencias y comunicaciones. Tomo IV
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ESTIMACION DE LA PRODUCCION TEORICA DE COMPUESTOS RESINOSOS EN
ESPAÑA POR EXTRACCION DE MADERA DE PINUS PINA S TER AIT.
C. Arrabal Miguel y M. Cortijo Martínez
Departamento de Ingeniería Forestal. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Montes.
Universidad Politécnica. Ciudad Universitaria. 28040 Madrid.
Resumen
Se evalúa el potencial economlco de la obtención de compuestos resinosos por
extracción con disolventes orgánicos de la madera de P. pinaster Ait. triturada anualmente
en España.
P.C.: Acidos grasos, Acidos resínicos, Extractos, Pinus pinaster Ait., Producción.
Abstract
It is evaluated the theoretical year production of extractives with organic solvents from
Spanish triturated wood of P. pinaster Ait.
K.W.: Extractives, Fatty acids, Pinus pinaster Ait., Production, Resin acids.
INTRODUCCION
El Pinus pinaster Ait. es una de las especies forestales que ocupa más extención en
España (M.A.P.A., 1988) Y la fuente de obtención de numerosos compuestos resinosos
a partir de su oleorresina.
La vía de obtención de compuestos resinosos por resinación ,;;Iásica del árbol vivo está
en franco retroceso debido a la necesida'd de numerosa mano de obra y al incremento de
los costes y la obtención por destilación del tall oil requiere la instalación de las plantas de
fraccionamiento próximas a las fábricas de pasta de celulosa para evitar los costes de
transporte. El rendimiento a partir del tall oil es como máximo un 50% de los extractos
contenidos en la madera original.
La presencia de los compuestos resinosos en la madera presenta problemas durante el
proceso de fabricación de pasta de celulosa por el método kraft y su posible vertido con
los efluentes es tóxico para diversos organismos acuáticos (RICHARDSON y cols. 1983).
En la actualidad, ia obtención de compuestos resinosos por extracción con disolventes
orgánicos solamente se practica a escala comercial utilizando tocones de madera en
Estados Unidos, Unión Soviética y China (GARDNER, F.H.Jr., 1989).
La obtención de estos compuestos de la madera de P. pinaster Ait. como etapa previa
a su utilización para la fabricación de celulosa permitiría un mayor rendimiento en la
obtención de los mismos, la eliminación de las perturbaciones que su presencia provoca
en los procesos de fabricación de ce!ulosa, un menor consumo de reactivos en el método
al sulfato al evitar la formación de jabones y la disminución de la contaminación producida
por las lejías negras.
Las cortas de P. pinaster Ait. en España suponen un volumen de madera comprendido
entre el 40 y el 50% del total de cortas de coníferas y entre el 25 y el 30% si incluímos .
•
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CONCLUSIONES
1) El contenido en extractos (compuestos resinosos) de la madera de P. pinaster Ait.
es del 2% aproxima.damente y de éste el 70% son ácidos grasos y resínicos predominando
estos últimos.
2) Las cantidades de compuestos resinosos susceptibles de obtención por extracción
directa de la madera destinada a trituración alcanzan las 11 ,000 Tm anuales, de las cuales
8,000 Tm son ácidos, destinando a este fin el 50% de las cortas españolas de P. pinaster
Ait.
3) Estas cantidades son similares a las necesidad.es españolas indicadas por los datos
de importación.
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TECHNICAL ASSOCIATION PULP ANO PAPER INOUSTRY (1959). Tappi T 11 m-59
. .
Sampling and preparing wood for analysis.
•
299
las frondosas (M.A.P.A., 1985, 1986, 1987, 1988, 1989), Es la principal fuente de
madera para su utilización comercial.
El porcentaje mayor de las cortas de P. pinaster Ait. se realiza en Galicia y de estas
cortas el porcentaje destinado a trituración fue del 38.2 al 78.4% en el período 1985-88
(M.A.P.A., 1985, 1986, 1987, 1988). Esta madera es susceptible de ser extraída con
disolventes orgánicos.
'Las importaciones de colofonia han aumentado en los últimos años (tabla 4), lo que'
indica,la demanda de estos productos.
EXPERI MENTACION
Se tomaron 7 muestras de P. pinaster Ait., subespecie atlántica, procedentes del monte
Xeibos Albos de Tuy (Pontevedra) y se sometieron al esquema de trabajo indicado en la
figura 1.
Las muestras se prepararon según normas Tappi (TAPPI, 1959) Y tras descortezado,
astillado y molienda y determinación del contenido de humedad, se extrajeron con éter de
petróleo 40-60° en extractores Soxhlet de 2 1. de capacidad (figura 2). Se realizaron dos
extracc;:iones de cada muestra durante 24 horas cada una, uniendo los extractos. Tras la
elimina'ción del disolvente con rotavapor, se pesaron los extractos.
, Los extractos se sometieron a un proceso de saponificación con KOH metanólico,
obteniéndose las fracciones ácida e insaponificable.
La fracción ácida se metiló con diazometano y se analizó mediante las técnicas de
cromatografía de gases y espectrometría de masas. Se utilizó un cromatógrafo de gases
Hewlett Packard 5840A con detector de ionización de llama y columna empaquetada 10%
DEGS sobre Chromosorb W 80/1 00 para la determinación cuantitativa de los ácidos y un
espectrómetro de masas conectado a un cromatógrafo de gases Hewlett Packard 5995
con columna capilar Ph-Me-Silicona de 50 m. para la identificación cualitativa.
RESULTADOS y DISCUSION
Las tablas 1 y 2 presentan los resultados cuantitativos de los extractos y de las
fracciones ácida e insaponificable.
La tabla 3 presenta la composición cualitativa y cuantitativa de la fracción ácida.
Los ácidos predominantes encontrados son el oleico, linoleico y palmítico entre los
grasos y dehidroabiético, abiético, pimárico, isopimárico y sandaracopimárico entre los
resínicos. No se ha encontrado evidencia de los ácidos levopimárico, palústrico y
neoabiético, citados en varios trabajos sobr~ extractos de otras especies de pino
(ANDERSON y cols., 1970; CHAPMAN y cols., 1975; LLOYD, 1975; RIFFER y cols.,
1966).
Extrapolando los datos obtenidos a las cortas totales de madera de P. pinaster Ait.
realizadas en España en 1988, se obtienen los datos de la tabla 5. Se han considerado los
supuestos de que se destinen a trituración porcentajes del 10 Y el 50% del total de cortas
de P. pinaster Ait. Para el cálculo se ha considerado un 16.5% de corteza, un 10% de
humedad, densidad 0.500 kg/dm 3 contenido en extractos 2% y contenido en ácidos del
extracto 70%.
La producción teórica de compuestos resinosos, destinando a este fin el 50% de las
cortas de P. pinaster Ait. es similar a las importaciones españolas de colofonia en 1988
(M.A.P.A., 1988).
,
DESCORTEZAD~
I
[ ASTILLADO I
I
I
I
¡-;;;LIDO ]
SAPONIFlCACION
___FRACCION
ACIDAII
[ FRACCION
INSAPONI~IC~3LE
[
METILACIONi
---.--~
I
¡------¡
; CG-EM ;
~----'
FIGURA l. ESQUEMA DE TRABAJO
Refrigl\rant·a
Extractor Soxblet
;: litros
Madera
Matraz 5 litros
Eter petróleo
~~
aIlDta
calefactora
Re<¡ulador da
potencia
Figura
2. ExtractC)r Soxblot
301
TABLA 1. EXTRACTOS EN ETER PETROLEO 40-60°C
?~@<~.:
.} __ Peso •..•••••••••
•. .• . . . . . o"'Ji....
"'
<" ... ~~"~< ....<
....
'~
.......
.......
.
- ...........
..
.
....
Pes(J .
·1TI~e$tn:r
seca
Porcentaje. ref.
P·eso
eX1racto
..
....
m.s.
Valor
medio
9
%
%
1.86
l·.··.······· .•
..
9
%
9
PO-1
1000
10.36
896.40
16.7438
1.86
PO-2
1000
11.26
887.40
17.0380
1.92
PO-3
1000
10.58
894.20
15.9167
1.78
PO-4
1000
9.76
902.40
17.5968
1.95
PO-5
1000
11.52
884.80
15.9264
1.80
PO-6
1000
10.81
891.90
18.0163
2.02
PO-7
1000
10.68
893.20
15.1844
1.70
.....
<
-
TABLA 2. FRACCION ACIDA E INSAPONIFICABLE
Peso
Porcanta
je
Valor
medio
insaponificable
je
Valor
medio
9
%
%
9
%
%
16.7438
12.1266
72.4
72.4
3.4157
20.4
21.4
PO-2
17.0380
12.8807
75.6
3.3394
19.6
PO-3
15.9267
11.1735
70.2
4.0110
25.2
PO-4
17.5968
13.1096
74.5
3.57.21
20.3
PO-5
15.9264
10.8777
68.3
3.9178
24.6
PO-6
18.0163
12.6654
70.3
3.8554
21.4
PO-7
15.1844
11.4642
75.5
2.8242
18.6
Muestra
Peso
extracto
Peso fracción
ácida
Porcanta
9
PO-1
302
TABLA 3. COMPOSICION CUANTITATIVA ACIDOS PONTEVEDRA
PORCENTAJE
. . ?pq
.....p()-§
·'.··/c 11'>9<1
............
ACIDO
I
Palmrtieo 16:0
¡::»q;J
PO~2·
P()~3 ...
· . POJ4 ..•.•. I;)Oé5
l.·.· ••.•••••.
2.3
2.4
2.1
2.2
2.4
2.3
2.0
2.2
8.8
10.2
9.6
8.7
7.6
8.5
8.2
8.8
linoleieo 18:2
3.0
2.9
2.8
2.9
2.7
3.1
2.8
2.9
Pimárieo
9.6
9.4
9.8
9.6
9.7
9.2
10.0
9.6
Sandaraeopimárieo
2.7
2.5
2.7
2.9
2.6
3.0
2.8
2.7
4.1
3.9
4.0
4.2
3.8
4.2
4.1
4.0
Abiétieo
25.3
24.7
26.2
25.1
26.3
24.7
25.0
25.3
Dehidroabiético
31.6
33.1
31.2
32.0
30.6
31.4
31.0
31.6
Oleieo
18:1
Levopimárieo
Isopimárieo
-
TABLA 4. COMERCIO EXTERIOR COLOFONIA PERIODO 1984-1988
AÑO
IMPORTACION
EXPORTACION
Valor 103
Tm
Tm
Valor 103
Pts
Pts
1984
472
30.910
688
53.526
1985
783
63.635
796
71.308
1986
11.276
774.249
404
32.000
1987
14.036
943.783
257
22.181
1988
10.590
870.578
35
3.274
TABLA 5. PRODUCCION TEORICA EXTRACTOS PINUS PINASTER
PORCENTAJE MADERA DESTINADO A
TRITURACION
VOLUMEN MADERA
SECA
m' s.e.
PRODUCCION EOUIVALENTE
Tm
PRODUCCION EXTRACTOS
Tm
PRODUCCION ACIDOS
Tm
10
229.988
114.994
2.299
1.610
50
1.149.940
572.470
11.495
8.050