Vinagre de madera líquido

El vinagre de madera, también llamado ácido piroleñoso, es un líquido oscuro producido por la destilación destructiva de la madera y otros materiales vegetales. Los componentes principales del vinagre de madera son el ácido acético, la acetona y el metanol. En el pasado, se utilizaba como fuente comercial de ácido acético. Además, el vinagre suele contener un 80-90% de agua junto con unos 200 compuestos orgánicos.

El vinagre de madera es un subproducto de la producción de carbón vegetal. Es un líquido generado a partir del gas y la combustión de madera fresca que se quema en condiciones sin aire. Cuando el gas se enfría, se condensa en líquido. El vinagre de madera crudo tiene más de 200 sustancias químicas, como ácido acético, formaldehído, etil-valerato, metanol, alquitrán, etc. El vinagre de madera mejora la calidad del suelo, elimina las plagas y controla el crecimiento de las plantas, pero es ligeramente tóxico para los peces y muy tóxico para las plantas si se aplica demasiado. Acelera el crecimiento de raíces, tallos, tubérculos, hojas, flores y frutos. En ciertos casos, puede frenar el crecimiento de las plantas si el vinagre de madera se aplica en diferentes volúmenes. Un estudio muestra que después de aplicar vinagre de madera en un huerto, los árboles frutales producen mayores cantidades de fruta. El vinagre de madera es seguro para los seres vivos de la cadena alimentaria, especialmente los insectos que ayudan a polinizar las plantas.

Tipo de madera
Los árboles de hoja ancha como el roble japonés, el haya y el roble blanco se consideran una buena materia prima. Sin embargo, el Quercus acutissima, un árbol de hoja ancha, también tiene una baja concentración de componentes.

Después de los árboles de hoja ancha, el pino, el cedro, el ciprés hinoki, el alerce japonés y el bambú se emplean a menudo en productos agrícolas. De estos, la concentración de componentes en el pino es bastante alta.

Las distintas maderas tienen diferentes proporciones de componentes. Por ejemplo, el ácido acético, un componente representativo del vinagre de madera, se encuentra en árboles de hoja ancha en cantidades de 3,4%, en comparación con el 1,4% en el bambú.

Temperatura de extracción
La duración de la extracción se limita al período en el que se emite humo blanco y no incluye el período de humo inicial. Por lo tanto, la extracción debe comenzar cuando la temperatura del orificio de escape del horno de carbón (tierra) sea de 80-84 ‹C y finalizar cuando la temperatura sea de 110-120 ‹C. Si el humo se vuelve azul, la sustancia se convierte en alquitrán descompuesto por fibrina, lo que deteriora el efecto germicida del producto.

Inmediatamente

Después de la extracción, continúa produciéndose una reacción química (polimerización) con los componentes del vinagre de madera, por lo que la sustancia debe dejarse reposar durante un período de 3-6 meses hasta que los componentes se sedimenten.

El vinagre de madera que contiene elementos extraños o que parece sucio cuando se coloca una pequeña cantidad en un recipiente de vidrio es de mala calidad. Un producto de buena calidad tiene un tono marrón amarillento o marrón rojizo claro. El color debe ser similar al agradable tono del té negro, la cerveza o el vino.

El vinagre de madera no debe tener un olor desagradable. El vinagre de madera que tiene un olor fuerte y penetrante es un producto sintético que contiene una sustancia como el ácido acético glacial para ajustar el pH.

El valor del pH debe rondar el 3. Las temperaturas de extracción más altas dan como resultado valores de acidez más altos.

La gravedad específica del vinagre de madera debe ser de alrededor de 1,015 a una temperatura líquida de 15 °C (cuando el roble japonés se carboniza en un horno de barro). El vinagre de madera extraído a temperaturas más altas tiene una gravedad específica más alta. Tenga en cuenta que la gravedad específica varía mucho cuando se utiliza un dispositivo que no sea un horno de barro, como un horno de hierro o un horno de combustión.

También se puede identificar un buen vinagre de madera mediante productos químicos. El vinagre de madera es aceptable si el líquido permanece transparente en el punto neutro y si el olor sigue siendo el mismo que el olor inicial sin anomalías. La prueba química debe demostrar que el líquido es el fluido celular (savia) de un árbol joven.

El vinagre de madera crudo, bio-oil, es una solución muy compleja que contiene al menos 200 componentes. Algunos de estos componentes pueden ser propensos a reacciones tan complejas como la oxidación y la polimerización. Las características fisicoquímicas del vinagre de madera producido a partir de diferentes fuentes, incluso entre lotes de producción de la misma fuente, tienen una variabilidad muy alta. Esto dará lugar a la inconsistencia en la eficiencia de utilización. Por lo tanto, si el vinagre de madera va a ser una fuente futura de producción de productos químicos naturales con una actividad consistente, se debe desarrollar un método de separación eficaz para generar componentes bioactivos semipurificados. Se han desarrollado varios métodos, como el reposo, el filtrado, la destilación y la extracción con disolventes para los componentes semipurificados y clasificados. Para obtener propiedades más específicas y consistentes del producto, el vinagre de madera se puede fraccionar en un producto semipurificado. Esto se puede lograr mediante varias técnicas, como la sedimentación, la filtración, la cromatografía, la destilación y la extracción con disolventes.

Método de pie
Este método se utiliza para preparar vinagre de madera a partir de bio-oil crudo. Es el método más simple y altamente eficiente que mantiene el bio-oil crudo en reposo en un recipiente. Cuando se deja reposar, los componentes inestables del vinagre de madera crudo se oxidan o polimerizan para precipitar, suspender o adherirse a la pared interna del recipiente. La fina película aceitosa en la superficie del líquido y el vinagre de madera transparente que se separa en la fase intermedia deben desecharse y las materias suspendidas y precipitadas se filtran para producir vinagre de madera transparente. Cuando los procesos de reposo y filtrado se repiten varias veces, se obtiene vinagre de madera estable y transparente. Si bien el método de reposo requiere mucho tiempo, es fácil y económico en comparación con otros métodos y se aseguran buenos resultados. En la práctica, el vinagre de madera se separa fácilmente del bio-oil completo y de las fracciones viscosas oligoméricas que contienen lignina que se depositan en el fondo al dejarlo reposar al menos 3 meses.

Filtración
El papel de filtro se utiliza para eliminar las materias precipitadas y en suspensión. El filtrado del bioaceite recién recuperado no puede eliminar por completo los componentes no deseados, lo que hace que la apariencia dependa del método de filtrado. Para obtener un vinagre de madera transparente, es necesario combinar el filtrado con el método de reposo. En el proceso de filtrado, el aceite y las materias en suspensión en el vinagre de madera obstruyen gradualmente el papel de filtro o el filtro, alargando el tiempo de filtrado. Para evitar esto, son necesarios cambios frecuentes del papel de filtro o del filtro. La aparición de materias en suspensión en el vinagre de madera transparente después de un reposo posterior significa que quedan componentes inestables que requieren un filtrado adicional.

Cromatografía de columna
El principio de la cromatografía en columna es que las sustancias se separan en función de sus diferentes capacidades de adsorción en la fase estacionaria. Los compuestos polares grandes están contenidos en el vinagre de madera. En general, las moléculas altamente polares se adsorben fácilmente en la fase estacionaria, mientras que las moléculas polares débiles no. Por lo tanto, el proceso de cromatografía en columna implica adsorción, desorción, readsorción y re-desorción. El gel de sílice se utiliza comúnmente como fase estacionaria y se selecciona un eluyente en función de la polaridad de los compuestos del vinagre de madera. Los eluyentes de parafina, como el hexano y el penteno, se utilizan para separar compuestos alifáticos. Los compuestos aromáticos generalmente se eluyen con benceno o tolueno. Algunos otros compuestos polares se obtienen por elución con metanol u otro disolvente polar.

Destilación
La destilación es una tecnología de separación común en la industria química. Este método separa los componentes sucesivamente según sus diferentes volatilidades y es esencial para la separación de mezclas líquidas. En general, existen dos sistemas de destilación: la destilación a presión normal y la destilación a presión reducida. En ambos sistemas, los compuestos se separan mediante los puntos de ebullición de diferencia.

El vinagre de madera carbonatado tiene un contenido de agua de hasta un 80-90% con una diferencia bastante pequeña en el punto de ebullición con el 10% restante de materia orgánica. Por lo tanto, la ebullición del vinagre de madera comienza por debajo de los 100 grados bajo presión atmosférica y luego la destilación continúa hasta los 250-280 grados, con lo que queda un 35-50% de residuo.

El método de destilación es bastante eficaz para concentrar vinagre de madera y también para eliminar sustancias con puntos de ebullición particularmente bajos y altos. Sin embargo, el proceso de destilación no puede eliminar por completo el polímero no deseado. Es más práctico utilizar este método después de eliminar el polímero no deseado en el vinagre crudo mediante el método de reposo. Sin embargo, debe tener cuidado porque el calentamiento hasta que la muestra hierva puede inducir la oxidación y polimerización, lo que provocaría la pérdida de bioactividad de cualquier componente.

Extraccion solvente
El método de extracción líquido-líquido, también llamado extracción con disolventes, implica la transferencia selectiva de una sustancia de una fase líquida a otra. Por lo general, se extrae una solución acuosa de la muestra con un disolvente orgánico inmiscible. De este modo, el soluto A se distribuye entre un disolvente acuoso y uno orgánico:

donde los corchetes indican la concentración y KD se conoce como la distribución de equilibrio del coeficiente de partición, que es independiente de la concentración total de soluto. Cabe señalar que se supone que la temperatura y la presión son constantes y que A debe existir exactamente en la misma forma en ambas fases. El equilibrio se establece cuando los potenciales químicos (energías libres) del soluto en las dos fases son iguales y, por lo general, se alcanza en unos pocos minutos mediante agitación vigorosa. El valor de KD es un reflejo de la solubilidad relativa del soluto en las dos fases.

La extracción con disolventes o extracción líquido-líquido se ha introducido para la semipurificación de compuestos activos de la mezcla de vinagre de madera. Esta técnica se utiliza para la separación de compuestos con diferente partición o solubilidad relativa entre las 2 fases de disolvente. Comúnmente, se extrae una solución acuosa de la muestra con un disolvente orgánico inmiscible. Al seleccionar la polaridad apropiada de los disolventes para la extracción, como hexano, éter dietílico, acetato de etilo, acetona, agua, etc., se pueden obtener los productos deseados. Para obtener la mayor pureza de los compuestos bioactivos del vinagre de madera, Oasmaa et al. sugirieron que se puede emplear la extracción paso a paso sobre la base del orden de polaridad. Algunos informes mostraron que los compuestos fenólicos y los ácidos orgánicos se extrajeron del vinagre de madera utilizando éteres y diclorometano. Sin embargo, encontraron que una cantidad considerable de los compuestos volátiles y de alta polaridad se habían perdido debido a la coevaporación de los compuestos en la etapa de secado del disolvente.

En otro fenómeno, la función sinérgica se caracterizó como el modo de acción del vinagre de madera. La mayoría de los investigadores han sugerido durante mucho tiempo que el ácido fenólico y orgánico eran componentes activos. Sin embargo, el nuevo informe de 2011 presentó otros componentes no identificados con una alta probabilidad de ser compuestos activos. El método de eficiencia altamente clasificado para identificar componentes es muy necesario. Aportará la respuesta correcta sobre qué es el compuesto bioactivo importante del vinagre de madera y luego podría usarse como marcadores bioquímicos para cuantificar la calidad del vinagre de madera.