Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Den svenska julens kemi - Julgranen

Artikelindex

Julgranen – en kemisk fabrik

Författare: Per Olof Granbom

Julgranen är inte en ursprunglig svensk jultradition, utan en sedvänja som importerades från Tyskland i mitten på 1700-talet. Från början var det endast överklassen som använde julgranar, men omkring sekelskiftet 1900 hade sedvänjan spritt sig till bönder och arbetarklass.

En kemisk fabrik. En kemisk fabrik. Förutsättningarna för denna tradition är mycket goda eftersom gran, i regel arten Picea abies, är allmän över hela landet med undantag för de sydligaste delarna. Gran är också en av de viktigaste råvaraorna för den svenska kemiska industrin, och framför allt för tillverkning av cellulosa genom sulfatprocessen.

Granved kan delas upp två klart åtskilda fraktioner, fibrer och extraherbara föreningar. Träets fibrer är uppbyggda av polymerer med hög molekylvikt, cellulosa, hemicellulosa och lignin medan extraktivämnena utgöres av organiska föreningar med tillräckligt låg molekylvikt för att vara lösliga i neutrala organiska lösningsmedel eller vatten. Extraherbara organiska ämnen skiljer sig från träets andra beståndsdelar genom att de inte utgör en del av cellernas struktur.

Cellulosa. Cellulosa. Cellulosa är den dominerande beståndsdelen i trä (den svarar för omkring 40 % av den totala massan). Cellulosa är en polymer med en bred molekylviktsfördelning som innehåller omkring 7000 alfa-D-glykos-enheter. Den är huvudingrediensen i papper och pappersmassa.

Hemicellulosa är också en kolhydrat-polymer, men med avsevärt kortare molekyler än cellulosa. Den består av omkring 150 monomera enheter, vilka kan utgöras av mannos-, xylos- och galaktos-enheter. Vid framställning av pappersmassa på kemisk väg bryts hemicellulosan ner till enkla kolhydrater som går i lösning i avfallslutarna.

Pappersrulle. Pappersrulle.

Man känner ännu inte till den fullständiga och precisa strukturen för lignin, men under senare år har man gjort stora framsteg i denna riktning. Vi vet att lignin består av en polymer av substituerade fenylpropan-enheter, sammanbundna till en amorf tredimensionell struktur med flera olika typer av kemiska bindningar. Ligninets sammansättning varierar mellan olika sorters trä.

Forskning över ligninets struktur försvåras av det faktum att polymeren är sammanvävd med cellulosan och hemicellulosan. Det är därför nödvändigt att bryta ner ligninet för att kunna få det i lösning.

Ett typiskt extrakt av lignin från barrträd innehåller omkring 80 % coniferylalkohol, 14 % cumarylalkohol och 6 % sinapylalcohol.

Gran. Gran. Huvudmålet för den kemiska massaberedningen är att lösa upp ligninet och återvinna cellulosan från träet. Det upplösta ligninet är huvudkomponenten i avfallslutarna, vilka tilldrar sig stor uppmärksamhet från kemister som forskar över ligninanvändning i samband med pappers- och pappersmasseframställning.

Kvantiteten extraherbart material i gran kan variera från flera procent upp till så mycket som 25 till 35 %. De extraherade föreningarna omfattar många typer av organiska föreningar och täcker praktiskt taget hela spektrat av kända föreningar. Organiska kemister som undersöker extraktivämnen träffar ofta på nya organiska föreningar som inte var kända tidigare.

Den olja, som erhålles när man avlägsnar lösningsmedlet från ett extrakt av granträ, kan uppdelas i terpentin, tallolja och resin. Terpentin innehåller i huvudsak alfa- och beta-pinen samt delta3-karene.

Tallolja är en blandning främst av alfa-terpineol, tillsammans med terpen-kolväten, syror, aldehyder, alkoholer, etrar, ketoner och fenoler.

Omkring 90 % av den återstående heta resinen består av resin-syror, vilka är diterpener av abietan- och pimar-typ.

De roll som extraktivämnena spelar står inte i proportion till den mängd som finns närvarande i träet. Inte desto mindre är de ansvariga för många av granens speciella egenskaper, som t.ex. den färg och doft som i så stor utsträckning bidrar till julstämningen.

 

   

Också intressant: