ĐỒ án tốt NGHIỆP nghiên cứu, khảo sát ảnh hưởng của một số thông số đến quá trình tinh chế tinh dầu quế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu, khảo sát ảnh hưởng của
một số thông số đến quá trình tinh chế tinh
dầu quế
NGUYỄN THỊ KIM OANH


Ngành Kỹ thuật hóa học
Chun ngành Q trình – Thiết bị Cơng nghệ
Hóa học và Thực phẩm

Giảng viên hướng dẫn:

TS. Nguyễn Văn Xá
Chữ ký của GVHD

Bộ mơn:

Q trình – Thiết bị Cơng nghệ Hóa học
và Thực phẩm

Viện:

Kỹ thuật hóa học

HÀ NỘI, 7/2021


Lời cảm ơn

Chúng ta là sinh viên Bách Khoa
Chúng ta có sức trẻ và nghị lực
Chúng ta sống hết mình vì tương lai.
Nếu khơng thử, bạn sẽ khơng bao giờ biết bạn sẽ làm được những gì. Đó là
một trong những điều quý giá nhận được từ Bách Khoa. Vượt qua những kỳ thi
đầu tiên, lần đầu trải qua mùa đồ án đầu tiên với bao điều mới lạ và nhận lại được
nhiều bài học quý giá cũng như những kỷ niệm sẽ không bao giờ quên với bạn bè
là ngày ngày miệt mài vẽ đồ án trên thư viện, hay một đêm không ngủ trước ngày
bảo vệ. Hay niềm vui đến từ việc qua được một môn mà bạn phải học lại đến lần
thứ 3 mới vượt qua, tất cả đều là những kỷ niệm đẹp của một thời sinh viên. Hơn
hết phải tự chính bản thân chúng ta trải qua mới cảm nhận rõ những niềm vui đó
và không quên tự rút ra những kinh nghiệm, bài học cho riêng mình. Hành trình
năm năm học tại Bách Khoa với 9 kỳ thi đáng nhớ và khép lại bởi mùa đồ án tốt
nghiệp. Giờ đây, khi nhìn lại chặng đường mình vừa đi qua khơng hiểu rằng tại
sao bản thân lại hoàn thành được đến giờ phút này. Năm năm không phải là khoảng
thời gian ngắn nhưng không dài như bạn nghĩ, trong hành trình này mình đã đến
tập cuối cùng. Tại đây, xin chân thành cảm ơn đến Bách Khoa đã tạo ra những tập
phim đặc sắc, đậm chất riêng và khơng kém phần kịch tính cho mình. Cảm ơn
những người bạn ln đồng hành, giúp đỡ mình ngày càng tiến bộ. Cảm ơn thầy
cô – những nhà giáo tận tụy với phấn bảng đã ngày ngày mang tri thức truyền lại
cho thế hệ sinh viên chúng em. Và đặc biệt, xin cảm ơn thầy TS. Nguyễn Văn Xá
đã định hướng và hướng dẫn em hồn thành mơn học cuối cùng. Cảm ơn bộ mơn
Q trình – Thiết bị Cơng nghệ Hóa học và Thực phẩm đã đầu tư trang thiết bị
hiện đại để đồ án này hoàn thành. Một lần nữa, xin cảm ơn Bách Khoa với những
thước phim đắt giá nhất của cuộc đời.

Sinh viên thực hiện
Ký và ghi rõ họ tên

Nguyễn Thị Kim Oanh

i


Tóm tắt nội dung đồ án
Các vấn đề cần thực hiện:
1. Tìm hiểu nguyên cứu tổng quan tinh dầu quế, hiện trạng chế biến và tinh chế
tinh dầu quế.
2. Các phương pháp dùng để chiết xuất và tinh chế tinh dầu, phương pháp chưng
luyện gián đoạn, chưng chân không.
3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tinh chế tinh dầu và chất lượng
sản phẩm: nhiệt cấp cho đáy, chỉ số hồi lưu,..
Phương pháp thực hiện:
Thực hiện thực nghiệm tinh chế tinh dầu quế trên hệ chưng chân không gián
đoạn loại đệm nhằm nâng cao hàm lượng cấu tử cinnamaldehyde từ nguyên liệu
ban đầu là tinh dầu quế thơ. Dùng phương pháp phân tích sắc kí – khối phổ để
phân tích thành phần các cấu tử có trong nguyên ban đầu và các sản phẩm tinh dầu
thu được ở phân đoạn 1, phân đoạn 2.
Kết quả của đồ án:
Đồ án hoàn thành các vấn đề cần thực hiện, chỉ ra những ảnh hưởng đến quá
trình tinh chế và chất lượng sản phẩm và kết quả sản phẩm tinh dầu thu được, tăng
hàm lượng của cấu tử cinnamaldehye lên đến hơn 91% phù hợp với hệ thực nghiệm
quy mô phịng thí nghiệm.

Sinh viên thực hiện
Ký và ghi rõ họ tên

Nguyễn Thị Kim Oanh

ii

MỤC LỤC
Mở đầu ......................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ...................................................................... 2
1.1

Tổng quan về tinh dầu quế................................................................. 3

1.1.1

Tinh dầu quế................................................................................ 3

1.1.2

Thành phần tinh dầu quế ............................................................. 4

1.1.3

Công dụng của tinh dầu quế........................................................ 9

1.2

Các phương pháp sản xuất và tinh chế tinh dầu hiện nay................ 13

1.2.1

Các phương pháp sản xuất tinh dầu .......................................... 13

1.2.2

Các phương pháp tinh chế tinh dầu hiện nay ............................ 18

1.3

Hiện trạng chế biến tinh dầu ở Việt Nam hiện nay ......................... 20

1.4

Phương pháp chưng luyện gián đoạn............................................... 22

1.4.1

Tổng quan về phương pháp chưng luyện gián đoạn ................. 22

1.4.2

Chưng luyện gián đoạn hỗn hợp nhiều cấu tử .......................... 26

1.4.3

Tháp chưng chân không loại đệm để tách tinh dầu .................. 28

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ................................ 32
2.1

Đối tượng nghiên cứu ...................................................................... 32

2.2

Phương pháp thực nghiệm ............................................................... 32

2.2.1

Các thiết bị sử dụng cho thực nghiệm....................................... 32

2.2.2

Hệ thống tháp chưng luyện gián đoạn loại đệm ....................... 33

2.2.3

Các bước tiến hành thí nghiệm ................................................. 34

2.3

Phương pháp phân tích, tính tốn .................................................... 35

2.3.1

Phương pháp phân tích.............................................................. 35

2.3.2

Tính lưu lượng hơi đi trong tháp chưng .................................... 40

2.3.3

Dự đoán vận tốc sặc lý thuyết ................................................... 41

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THẢO LUẬN ................................................. 45
3.1

Thành phần tinh dầu nguyên liệu đầu .............................................. 45

3.2

Ảnh hưởng của nhiệt cấp đến tốc độ pha hơi trong tháp ................. 45

3.3

Ảnh hưởng của nhiệt cấp đến chất lượng của sản phẩm ................. 47

3.3.1

Kết quả chưng tinh dầu ở mức nhiệt 420W .............................. 47

3.3.2

Kết quả chưng tinh dầu ở mức nhiệt 540W .............................. 53

3.4

Vùng làm việc ổn định của hệ thống tinh chế tinh dầu quế............. 59

KẾT LUẬN ............................................................................................... 60
iii


Kết luận....................................................................................................... 60

Hướng nghiên cứu tiếp theo ....................................................................... 60
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................ 61
PHỤ LỤC .................................................................................................. 63

iv


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Các sản phẩm từ cây quế ......................................................................... 3
Hình 1.2 Hương liệu quế và tinh dầu quế .............................................................. 4
Hình 1.3 Một số sản phẩm từ quế ........................................................................ 12
Hình 1.4 Sơ đồ chưng bằng hơi nước trực tiếp .................................................... 15
Hình 1.5. Sơ đồ khối tách tinh dầu ....................................................................... 15
Hình 1.6 Sơ đồ nguyên tắc của quá trình trích ly................................................. 16
Hình 1.7. Sơ đồ chưng đơn giản gián đoạn [5] .................................................... 23
Hình 1.8. Đồ thị t – x – y cho chưng gián đoạn ................................................... 24
Hình 1.9. Sơ đồ của hệ thống chưng luyện gián đoạn ......................................... 25
Hình 1.10. Chưng luyện gián đoạn hỗn hợp lý tưởng gồm 4 cấu tử với các hệ số
bay hơi tương đối ad  10 , bd  3 , cd  2 ..................................................... 26
Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống tinh chế tinh dầu ........................................................... 34
Hình 2.2 Bên trong của GC – MS, với cột của máy sắc ký khí ........................... 36
Hình 2.3 Sơ đồ GC – MS ..................................................................................... 36
Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống sắc ký khí ..................................................................... 37
Hình 2.5 Bộ tiêm mẫu tự động ............................................................................. 38
Hình 2.6 Lị cột .................................................................................................... 38
Hình 2.7 Đầu dị ................................................................................................... 39
Hình 2.8 Sơ đồ hệ thống ghi nhận và xử lý số liệu .............................................. 39
Hình 2.9 Máy GC với đầu dò MS và hệ thống tiêm mẫu tự động (bao gồm cả
Head Space).......................................................................................................... 40
Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn tốc độ hơi ứng với thí nghiệm với các mức nhiệt khác

nhau ...................................................................................................................... 46
Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ đáy theo thời gian ở phân đoạn 1 ................. 48
Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ đỉnh theo thời gian ở phân đoạn 1 ................ 49
Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ đáy theo thời gian ở phân đoạn 2 ................. 50
Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ đỉnh theo thời gian ở phân đoạn 2 ................ 51
Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ đáy theo thời gian ở phân đoạn 1 ................. 54
Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn nhiệt độ đỉnh theo thời gian ở phân đoạn 1 ............... 55
Hình 3.8 Đồ thị nhiệt độ đáy thay đổi theo thời gian phân đoạn 2 ...................... 57
Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn nhiệt độ đỉnh theo thời gian ở phân đoạn 2 ............... 57

v


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Một số tính chất vật lý của tinh dầu quế ................................................ 4
Bảng 1.2 Thành phần cấu tử chính trong tinh dầu từ lá quế .................................. 4
Bảng 1.3 Bảng nhiệt độ sôi của các cấu tử chính trong lá quế .............................. 5
Bảng 1.4 Thuộc tính và cấu trúc của eugenol ........................................................ 6
Bảng 1.5 Tính chất cơ bản và cấu trúc của linalool ............................................... 6
Bảng 1.6 Thành phần cấu tử chính trong tinh dầu vỏ quế ..................................... 6
Bảng 1.7 Tính chất cơ bản và cấu trúc của cinnamaldehyde ................................. 7
Bảng 1.8 Thuộc tính và cấu trúc của cinnamyl axetat ........................................... 8
Bảng 1.9 Thuộc tính và cấu trúc của coumarin...................................................... 8
Bảng 1.10 Thuộc tính và cấu trúc của benzaldehyde ............................................. 9
Bảng 1.11 Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC), nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC)
và sức mạnh kháng sinh của tinh dầu quế đối với các vi khuẩn và nấm [2] ........ 10
Bảng 2.1 Thành phần % của các cấu tử có trong tinh dầu quế thơi ..................... 32
Bảng 2.2 Các thông số kỹ thuật của các thiết bị chính trong hệ thống thí nghiệm
.............................................................................................................................. 32
Bảng 2.3 Các hệ số của phương trình Billet - Schultes ....................................... 42

Bảng 2.4 Thành phần % của các cấu tử trong tinh dầu quế thô ........................... 43
Bảng 2.5 Thành phần phần khối lượng và phần mol của các cấu tử ................... 43
Bảng 2.6 Các thơng số tính tốn cho phương trình Billet - Schultes .................. 44
Bảng 3.1. Thành phần % của các cấu tử có trong nguyên liệu đầu ..................... 45
Bảng 3.2 Thời gian thu được 10ml tinh dầu ........................................................ 45
Bảng 3.3 Tốc độ pha hơi trong tháp (m/s) và lưu lượng hơi trung bình của mỗi thí
nghiệm (m3/s) ....................................................................................................... 46
Bảng 3.4 Tốc độ pha hơi (m/s) trong tháp ứng với các mức nhiệt khác nhau ..... 46
Bảng 3.5 Kết quả chưng tinh dầu lấy sản phẩm phân đoạn 1 .............................. 47
Bảng 3.6 Kết quả chưng tinh dầu lấy sản phẩm phân đoạn 2 .............................. 49
Bảng 3.7 Kết quả phân tích thành phần cấu tử sản phẩm đỉnh phân đoạn 1 ....... 51
Bảng 3.8 Kết quả phân tích thành phẩn sản phẩm đỉnh phân đoạn 2 .................. 52
Bảng 3.9 Kết quả chưng tinh dầu phân đoạn 1 ở mức nhiệt thấp hơn ................. 53
Bảng 3.10 Kết quả chưng tinh dầu phân đoạn 2 ở mức nhiệt thấp ...................... 55
Bảng 3.11 Kết quả phân tích thành phần cấu tử sản phẩm đỉnh phân đoạn 1 ..... 57
Bảng 3.12 Kết quả phân tích thành phần cấu tử sản phẩm đỉnh phân đoạn 2 ..... 58
Bảng 3.13 Vùng làm việc ổn định của hệ thống tinh chế tinh dầu ...................... 59

vi


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
GC-MS

Gas chromatography – Mass spectrometry

MIC

Minimal Inhibitory concentration

MBC

Minimal Bactericidal Concentration (MBC)

vii


Mở đầu
Tinh dầu thiên nhiên ngày càng được sử dụng phổ biến và là lựa chọn của
rất nhiều người tiêu dùng trong đời sống hiện đại. Tinh dầu thiên nhiên chứa nhiều
cấu tử mang lại nhiều cơng dụng hữu ích cho sức khỏe và tạo ra môi trường sống
thoải mái cho con người và cộng đồng.
Từ thế kỷ IX, tinh dầu đã được con người sử dụng và thu được bằng phương
pháp chưng cất: nguyên liệu thực vật được xử lý với ancol và sau đó chưng cất với
nước để thu được nước thơm. Vào thế kỷ XVI, tinh dầu đã được thương mại hóa
với các mục tiêu mỹ phẩm, công nghiệp và chữa bệnh. Tuy nhiên, đến cuối thể kỷ
XIX, các tiến bộ trong cơng nghệ hóa học đã có thể tách riêng các cấu tử có mùi
thơm và sau đó tổng hợp chúng để sử dụng trong y học và công nghiệp mỹ phẩm,
nước hoa. Sang thế kỷ XX, sự phát triển mạnh mẽ của hóa học đã khiến cho việc
sản xuất tinh dầu theo con đường tổng hợp được cải tiến với khối lượng lớn, giá
rẻ, quy trình ổn định và được tiêu chuẩn hóa, do đó tinh dầu tổng hợp đã dần thay
thế các loại tinh dầu tự nhiên. Các nguyên nhân thúc đẩy việc sản xuất các chất
thơm tổng hợp gồm có: con đường tổng hợp có thể tạo ra các sản phẩm tương
đương với thiên nhiên nhưng giá thành rẻ hơn; tạo ra các mùi thơm mới chưa tìm
thấy trong tự nhiên (đa dạng hơn); có thể cải tiến chất lượng chất thơm (bền hơn,
mùi thuần hơn, khơng có tác dụng phụ). Cho đến đầu những năm 1990 và thời đầu
thế kỷ XXI, cách nhìn nhận về tinh dầu đã thay đổi tồn diện. Điều này có thể do
một số yếu tố: xu hướng sinh thái kêu gọi quay trở về với thiên nhiên và bảo vệ
mơi trường, các cân nhắc về lợi ích kinh tế nhằm thúc đẩy (khuyến khích) việc tự
điều trị cũng như thơng tin về mối nguy hại của hóa chất tổng hợp như nguy cơ

gây ung thư, ảnh hưởng của hóa chất đến khả năng sinh sản của con người, nhận
thức về độc tính của thuốc trừ sâu hóa học cho trái đất, sự tồn cầu hóa khiến cho
tinh dầu có thể được sản xuất ở các nước có giá nhân cơng rẻ… Do đó, từ chỗ bị
lãng qn, tinh dầu đã lấy lại vị thế của mình và chiếm lĩnh thị trường các sản
phẩm hữu cơ. Có thể nói rằng, sự đổi mới này xuất phát từ một phần khơng hài
lịng với các chất hóa học tổng hợp và một phần vào tính tích cực nhấn mạnh rằng
các sản phẩm tự nhiên là hồn tồn vơ hại. Qua nhiều thế kỷ, có thể thấy rằng các
sản phẩm từ thiên nhiên ln được ưa chuộng và u thích vì những giá trị của nó
mang lại. Đặc biệt, tinh dầu thiên nhiên ngày càng được quan tâm từ những sản
phẩm ngồi thị trường đến các phịng nghiên cứu ra những phương pháp tách, chiết
tinh dầu một cách hiệu quả và chất lượng cao nhất. Có thể nói rằng, tinh dầu thiên
nhiên sẽ sớm trở thành một ngành công nghiệp xanh mang lại nhiều giá trị về sức
khỏe lẫn kinh tế cho con người.
Do hợp chất thiên nhiên, nên chúng chứa nhiều cấu tử, trong đó có cả cấu tử
khơng có lợi (thậm chí độc); tinh dầu phụ thuộc vào nguồn gốc của nguyên liệu….
cần phải tinh chế tăng hàm lượng các chất có lợi, loại bỏ các chất khơng cần thiết.

1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
Tinh dầu thiên nhiên hiện đang được người tiêu dùng lựa chọn trong đời
sống hiện nay. Tinh dầu, thông thường là chất lỏng gồm các hợp chất thơm dễ bay
hơi được tách chiết bằng phương pháp chưng cất bằng hơi nước, ép lạnh từ quả,
lá, vỏ hay rễ cây …. Ngồi ra cịn nhiều phương pháp để tách tinh dầu là tách chiết
dung môi.
Tinh dầu là một phần không thể thiếu của các loại cây, do vậy tinh dầu mang
lại sức sống và năng lượng tinh khiết từ thảo dược thiên nhiên và có tác dụng mạnh
hơn 50 – 100 lần các dược liệu sấy khô khác ( thảo mộc). Hầu hết tinh dầu đều
trong, ngoại trừ một vài loại tinh dầu cam, chanh hay hoắc hương thì có màu hổ

phách hoặc vàng nhạt.
Tinh dầu ngày càng được sử dụng thường xuyên trong sản xuất mỹ phẩm,
tạo hương vị cho thực phẩm, hay thêm mùi vào các sản phẩm tẩy rửa sát trùng
khác.
Tinh dầu trong lịch sử cũng từng được sử dụng trong y học. Các ứng dụng
trải dài từ làm đẹp cho tới điều trị các vấn đề sức khỏe. Tuy nhiên các tuyên bố về
hiệu quả của việc điều trị sức khỏe bằng tinh dầu hiện tại phải tuân theo quy định
khác nhau tại nhiều quốc gia.
 Phân loại tinh dầu gồm:
 Tinh dầu nguyên chất: Tinh dầu nguyên chất là tinh dầu hoàn toàn
chiết xuất 100% thiên nhiên không pha trộn với các thành phần hóa
học. Với một lượng nhất định thì có thể ăn uống được và an toàn cho
sức khỏe, ngoại trừ tinh dầu được chiết xuất từ các loại thảo dược ( ở
dạng thơ). Vì vậy tinh dầu được tách chiết từ những loại như cam,
chanh, quế, bạc hà,…. thì sẽ ăn uống được với một lượng nhất định ở
dạng thô khi chiết tách thành dạng tinh khiết, nếu không ăn uống được
thì tinh dầu chưa đảm bảo tinh khiết từ thiên nhiên.
 Tinh dầu không nguyên chất: là một phần của tinh dầu nguyên chất
pha với các thành phần hóa học khác mà vẫn giữ được hương vị của
tinh dầu. Hoặc tinh dầu chưa được chiết, tinh chế để tách hoàn toàn
tinh khiết.
 Hương tinh dầu tổng hợp: thường được tổng hợp từ các chất hóa học
mà có mùi hương tương tự như tinh dầu hay còn gọi là dầu thơm.
 Ứng dụng của tinh dầu:
Với lịch sử phát triển hàng ngàn năm, tinh dầu được mệnh danh là báu vật
của thiên nhiên, là tủ thuốc của tự nhiên được phát triển thành phương pháp trị
liệu, chăm sóc sức khỏe, làm đẹp trên toàn thế giới. Giữa thế kỉ XIX, tinh dầu được
tập trung nghiên cứu và trở thành một phương pháp trị liệu tổng thể và phổ cập tại
nhiều nước như: Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản, Anh, Pháp….
2

Tinh dầu giúp loại bỏ các tế bào chết trên da, giữ và làm cho da mượt mà,
mềm mại; kích hoạt làm tiêu mỡ thừa dưới da, giúp da săn chắc ngăn ngừa mụn
trứng cá. Tinh dầu giúp trị cảm cúm, nhức đầu, các bệnh về khớp; trị liệu các vấn
đề về gan, thận, mất ngủ, giải độc cho cơ thể, thư giãn, giảm stress. Tinh dầu tạo
mùi thơm nhẹ nhàng, và tạo cảm giác hoàn toàn thuần khiết cho không gian. .Tinh
dầu cũng được dùng trong sản xuất một số loại thuốc.
Ngoài ra, tinh dầu tự nhiên hiện nay được nhiều người sử dụng thay thế các
loại mỹ phẩm thơng thường, bởi tính an tồn trong sử dụng và gần như khơng có
tác dụng phụ. Bên cạnh tác dụng chăm sóc sắc đẹp, cơng dụng chăm sóc sức khỏe,
sử dụng tinh dầu làm sạch khơng khí cũng được nhiều chuyên gia khuyên dùng.
1.1 Tổng quan về tinh dầu quế
1.1.1

Tinh dầu quế

Tên khoa học của cây quế được gọi là cây quế thanh ( hay còn được gọi là
quế Trà My, quế Trà Bồng) được xác định là Cinnanmomum loureiroi, thuộc:
Giới: Thực vật / Thực vật có hoa
Ngành: Hạt kín
Lớp: Hai lá mầm
Phân lớp: Mộc lan
Bộ: Nguyệt quế
Họ: Nguyệt quế
Chi: Quế

Hình 1.1 Các sản phẩm từ cây quế

Thành phần hóa học của tinh dầu quế gồm cinamic aldehyde ( hay

cinnamldehyde, hàm lượng khoảng 75 – 85%), các thành phần khác như cinnamyl
acetat, cinnamyl alcol diterpenoid, phenyl glycosid, flavonoid, tanin, coumarin,….
làm giảm giá trị tinh dầu [1].
3


Bảng 1.1. Một số tính chất vật lý của tinh dầu quế

Trạng thái vật lý

Dạng lỏng, có màu vàng nhạt đến nâu đỏ

Mùi

Có mùi đặc trưng giống mùi cinnamaldehyde

Nhiệt độ sôi

248oC

Khối lượng riêng (ở 1,052 – 1,070 g/cm3
20oC)
Tinh dầu không tan trong nước, tan trong một số dung
môi hữu cơ như etanol,…

Tính tan

Hình 1.2 Hương liệu quế và tinh dầu quế

1.1.2 Thành phần tinh dầu quế

1.1.2.1. Các cấu tử chính trong tinh dầu từ lá quế
Các cấu tử có trong tinh dầu lá quế được liệt kê dưới đây:
Bảng 1.2 Thành phần cấu tử chính trong tinh dầu từ lá quế

Hàm lượng

Cấu tử

Hàm lượng

α - pinene

0.73

p - cymene

0.92

β - pinene

0.26

terpinolene

0.61

α - phellandrene

0.65

linalool

2.77

myrcene

0.77

1,8 - cineole

0.51

α - terpenene

1.10

cinnamyl alcohol

0.09

linonene

0.3

cinnamaldehyde

2.7

eugenol

76.74

β - cayryophyllene

3.47

Cấu tử

4


Z – cinnamyl
acetate
benzyl benzoate

1.00

eugenyl acetate

0.64

4.01

α - humulene

0.57

Thành phần chủ yếu trong lá quế là eugenol chiếm phần lớn, ngoài ra còn
các thành phần khác như β - cayryophyllene, cinnamaldehyde, linalool, α terpenene,…
Dưới đây là bảng thống kê nhiệt độ sôi của các cấu tử có trong tinh dầu quế.

Nhiệt độ sôi của các cấu tử trải dài từ 155,5 oC đến cao nhất là benzyl benzoate là
323 oC, còn cấu tử chính eugenol là 254 oC do đó để tách được cấu tử chính riêng
biệt cần phải lấy sản phẩm ra theo nhiều phân đoạn theo từng khoảng nhiệt độ sôi.
Bảng 1.3 Bảng nhiệt độ sôi của các cấu tử chính trong lá quế

Cấu tử

Nhiệt độ sơi
(oC)

Cấu tử

Nhiệt độ sơi
(oC)

α - pinene

155,5

p - cymene

177

β - pinene

156

terpinolene

173,5

linalool

198,5

1,8 - cineole

176,5

α - phellandrene
myrcene
α - terpenene

171,5
167
174,15

cinnamyl alcohol

250

linonene

176

cinnamaldehyde

248

eugenol

254

β - cayryophyllene

263

Z – cinnamyl
acetate

265

eugenyl acetate

281

benzyl benzoate

323

α - humulene

106,5

Dưới đây là đặc điểm của một số cấu tử chính:
 Eugenol
Danh pháp: 2 – methoxy – 4 – (pro – 2- en – 1 – yl) phenol
Eugenol thuộc nhóm allylbezene. Nó là một chất lỏng dầu thơm, khơng màu
đến màu vàng nhạt được chiết xuất từ một số loại tinh dầu như dầu đinh hương,
quế, húng quế và lá quế.

Eugenol được sử dụng trong sản xuất nước hoa, hương liệu và tinh dầu.
Ngồi ra, nó cũng được sử dụng như một chất khử trùng và gây tê cục bộ. Eugenol
có thể kết hợp với oxit kẽm để tạo thành eugenok oxit kẽm có ứng dụng phục hồi
và phục hình răng trong nha khoa.

5


Bảng 1.4 Thuộc tính và cấu trúc của eugenol

Thuộc tính
Cơng thức phân tử

Cấu trúc

C10H12O2

Khối lượng phân tử 164,20 g/mol
Khối lượng riêng

1,06 g/ml

Nhiệt độ sôi

254 oC

 Linalool
Danh pháp: 3,7 – dimethyl – 1,6 – octandien – 3 – ol
Linalool là một chất lỏng khơng màu, có mùi nhẹ và ngọt xuất hiện trong
nhiều loại tinh dầu như quýt, cây bạc hà, chanh, quế…. Nó thường được sử dụng

nhiều trong thương mại, phần lớn trong đó là do mùi hương dễ chịu của nó.
Linalool cịn được nghiên cứu để ức chế các tế bào ung thư gan khỏi nhân bản, tuy
nhiên ở mức độ cịn thấp.
Bảng 1.5 Tính chất cơ bản và cấu trúc của linalool

Thuộc tính
Cơng thức phân tử

Cấu trúc

C10H18O

Khối lượng phân tử 154,25 g/mol
Khối lượng riêng

0,858 – 0,868
g/ml

Nhiệt độ sôi

198 – 199 oC

1.1.2.2. Các cấu tử chính trong tinh dầu từ vỏ quế
Thành phần chính của tinh dầu từ vỏ quế là cinnamaldehyde chiếm đến
50,5%. Ngồi ra cịn một số thành phần khác như z – cinnamyl acetate, eugenol,
coumarin, β - cayryophyllene, … Dưới đây là bảng thành phần các cấu tử trong
tinh dầu từ vỏ quế.
Bảng 1.6 Thành phần cấu tử chính trong tinh dầu vỏ quế

Cấu tử

Hàm lượng

Cấu tử

Hàm lượng

α - pinene

3.34

p - cymene

1.91

β - pinene

0.26

α - terpenene

1.30

α - phellandrene

0.61

linalool

3.70

myrcene

2.7

1,8 - cineole

4.6

α - terpenene

1.10

cinnamyl alcohol

0.16

linonene

1.2

cinnamaldehyde

50.5

eugenol

4.15

β - cayryophyllene

8.00
6


Z – cinnamyl acetate

8.78

eugenyl acetate

0.40

benzyl benzoate

1.10

α - humulene

0.57

limonene

1.2

2 – phenylethyl acetate

0.18

coumarin

0.36

hydrocinnamaldehyde

0.8

Dưới đây là một số cấu tử chính trong hỗn hợp tinh dầu quế:
 Cinnamaldehyde
Danh pháp IUPAC: (2E) – 3 – phenylprop – 2 – enal
Cinnamaldehyde là một hợp chất hữu cơ xuất hiện trong tự nhiên chủ yếu là
đồng phân trans. Phân tử này bao gồm một vòng benzen gắn với một aldehyde
chưa bão hòa, là một trong những thành phần chính của quế và mang lại cho quế
hương vị và mùi. Cinnanmaldehyde là một phenylproanoid được tổng hợp một
cách tự nhiên theo con đường shikimate. Thường có màu vàng nhạt, chất lỏng
trong vỏ cây quế và các loài khác của chi cinnamomum.
Bảng 1.7 Tính chất cơ bản và cấu trúc của cinnamaldehyde

Thuộc tính
Cơng thức phân tử

C9H8O

Khối lượng phân tử

132,16 g/mol

Khối lượng riêng

1,0497 g/ml

Nhiệt độ sôi

248oC

Cấu trúc

Ứng dụng của cinnamaldehyde phổ biến nhất là dùng làm hương liệu trong
kẹo cao su, kem, kẹo và đồ uống; mức sử dụng dao động từ 9 – 4900 phần triệu
(ppm) có nghĩa là ít hơn 0,5%. Cinnamic aldehyde cũng được sử dụng trong một
số nước hoa có hương thơm tự nhiên, ngọt, hoặc trái cây.
Cinnamaldehyde có thể được sử dụng như một chất làm tràn thực phẩm; vỏ
trấu beechnut có aromatized với cinnamaldehyde có thể được bán dưới dạng bột
quế.
Cinnamaldehyde cũng được sử dụng làm thuốc diệt nấm. Được kiểm nghiệm
có hiệu quả trên hơn 40 loại cây trồng khác nhau, cinnamaldehyde thường được
áp dụng cho hệ thống rễ cây.
Cinnamaldehyde cũng là một chất diệt cơn trùng an tồn và hiệu quả chống
lại ấu trùng muỗi. Ở nồng độ cinnamaldehyde lớn gây kích ứng da, và là hóa chất
độc hại nhưng chưa có kết luận của cơ quan nào là hợp chất gây ung thư hoặc gây
nguy hiểm sức khỏe lâu dài.
Cinnamaldehyde cũng có tính kháng khuẩn, là một chất kích hoạt TRPA1,
và có thể kích thích một tập hợp các nơ – ron cảm giác mà chủ yếu là các tế bào
thần kinh nhạy cảm với lạnh, gây ra hành vi cảm thụ đau ở chuột. Hầu hết chất
7


cinnamaldehyde trong cơ thể được bài tiết qua nước tiểu dưới dạng acid cinnamic,
dạng cinnamaldehyde bị oxy hóa. [1]
 Cinnamyl axetat

Danh pháp IUPAC: 3 – phenylprop – 2 – enyl axetat
Cinnamyl axetat là một hợp chất hóa học thuộc họ cinnamyl este, xuất hiện
tự nhiên trong vỏ tươi của quế trong đó nhóm R biến đổi được thay thế bởi một
nhóm metyl. Cinnamyl axetat là kết quả của liên kết đơi cacbon – cacbon khơng
thơm và có thể tồn tại ở cấu hình dưới đây.
Bảng 1.8 Thuộc tính và cấu trúc của cinnamyl axetat

Thuộc tính

Cấu trúc

Cơng thức phân tử

C11H12O2

Khối lượng phân tử

176,215 g/mol

Khối lượng riêng

1,057 g/ml

Nhiệt độ sôi

265oC

Cinnamyl axetat thường được sử dụng như một este hương vị trong bánh mì,
thức ăn chăn ni và có hương thơm trái cây. Ngồi ra, nó cịn được sử dụng trong
một số mỹ phẩm hay trong một số đồ vệ sinh cá nhân.

 Coumarin
Danh pháp IUPAC: 2 – H – chromen – 2 – one
Tên khác: 1 – benzopyran – 2 – one
Coumarin là một hữu cơ thơm, là một chất tự nhiên được tìm thấy trong
nhiều loại thực vật có mùi thơm dễ chịu, có mùi hoa quế.
Bảng 1.9 Thuộc tính và cấu trúc của coumarin

Thuộc tính
Cơng thức phân tử

C9H6O2

Khối lượng phân tử

146,145 g/mol

Khối lượng riêng

0,935 g/ml

Nhiệt độ sôi

301oC

Cấu trúc

Coumarin thường được sử dụng trong một số nước hoa và chất thơm.
Coumarin được sử dụng như một chất tăng hương thơm tuy nhiên bị cấm làm phụ
gia thực phẩm có hương vị, do độc tính gan của nó trong mơ hình động vật. Nó
được sử dụng trong ngành được phẩm như thuốc thử trong quá trình tổng hợp cả

8


một số chất chống đông. Coumarin cũng được sử dụng làm môi trường khuếch đại
trong một số laser nhuộm và chất nhạy cảm trong công nghệ quang điện cũ.
 Benzaldehyde
Benzaldehyde là hợp chất hữu cơ thuộc loại andehit thơm đơn giản nhất, là
chất lỏng khơng màu, để lâu có màu vàng và mùi hạnh nhân. Thường ít tan trong
nước dễ tan trong một số dung môi hữu cơ như etanol, ete, benzen, clorofom…
Trong khơng khí, bị oxi hóa thành axit benzoic, thường được dùng để điều chế
chất thơm, phẩm nhuộm loại triphenylmetan,…
Bảng 1.10 Thuộc tính và cấu trúc của benzaldehyde

Thuộc tính
Cơng thức phân tử

C6H5CHO

Khối lượng phân tử

106,124 g/mol

Khối lượng riêng

1,044 g/ml

Nhiệt độ sôi

178oC

1.1.3

Cấu trúc

Công dụng của tinh dầu quế

Tinh dầu quế có nguồn gốc từ cây thuộc lồi Laurus cinnamomum và thuộc
họ thực vật Lauraceae. Quế được trồng nhiều ở khu vực Nam Á, ngày nay cây quế
được trồng nhiều ở các quốc gia Châu Á và được đưa đi khắp thế giới dưới dạng
tinh dầu quế hoặc làm hương liệu, gia vị quế.
Tinh dầu quế chứa nhiều chất chống oxy hóa có lợi, chống viêm, kháng
khuẩn, ngăn ngừa tiểu đường và nó cũng có thể chữa bệnh tim mạch, hạ chỉ số
cholesterol và điều trị các rối loạn sức khỏe thần kinh. Thành phần chính của tinh
dầu phụ thuộc vào từng bộ phận của cây quế: cinnamaldehyde (vỏ cây), eugenol
(lá) hoặc long não (rễ). Tinh dầu chủ yếu bao gồm cinnamaldehyde, cinnamyl
axetat, cinnamyl benzoat và các hợp chất khác cho thấy tính kháng khuẩn rất cao
chống lại E.coli ATCC 25922 (MIC = 0,80mg.ml-1), S.aureus ATCC 25923 (MIC
= 0,20mg.ml-1) và hoạt động diệt nấm chống lại C.albicans (MIC = 0,40mg.ml-1),
chống nấm và các hoạt động chống lại Aspergillus ochraceus, Aspergillus
parasiticus. Nhiều nghiên cứu cho thấy lợi ích tinh dầu quế mang lại như: ngăn
ngừa các mầm bệnh truyền qua thực phẩm và các vi sinh vật tạp nhiễm gây ra hiện
tượng biến màu sinh học của thực phẩm được bảo quản. Dưới đây là bảng các
thông số nồng độ ức chế tối thiểu, nồng độ diệt khuẩn và sức mạnh kháng sinh của
tinh dầu quế [2].

9


Bảng 1.11 Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC), nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC)
và sức mạnh kháng sinh của tinh dầu quế đối với các vi khuẩn và nấm [2]

Thông số

E.coli
ATCC
25922

S.aureus ATCC
25923

C.albicans
ATCC 10231

MIC (mg.mL-1)

0.80

0.20

0.40

MBC (mg.mL-1)

3.20

0.80

1.60

Antibiotic power

4.00

4.00

4.00

Quế chủ yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp hương vị và tinh
chất do mùi thơm của nó, có thể được kết hợp vào các loại thực phẩm, nước hoa
và các sản phẩm dược phẩm khác nhau. Các thành phần quan trọng nhất của quế
là cinnamaldehyde và trans-cinnamaldehyde (Cin), có trong tinh dầu, góp phần tạo
ra mùi thơm và các hoạt động sinh học khác nhau được quan sát thấy từ quế.
Trên thị trường có hai loại tinh dầu quế chính: tinh dầu từ vỏ quế và tinh dầu
từ lá quế. Mặc dù có những điểm tương đồng nhưng hai loại tinh dầu này là những
sản phẩm khác nhau với những mục đích sử dụng riêng biệt. Tinh dầu vỏ quế được
chiết xuất từ vỏ quế có mùi quế đặc trưng và giá thành thường đắt hơn tinh dầu lá
quế. Tinh dầu từ lá quế có xu hướng màu nhạt hơn và có mùi xạ hương và cay. Cả
hai loại đều mang lại nhiều lợi ích nhưng tinh dầu vỏ quế thì mạnh hơn.
Những lợi tích từ tinh dầu quế mang lại dưới đây:
-

Hoạt tính chống oxy hố, chống viêm:

Các hợp chất chống oxy hố có trong thực phẩm đóng một vai trị quan trọng
trong cuộc sống con người, đóng vai trò như các tác nhân bảo vệ sức khoẻ. Với
đặc tính cay nóng, khả năng kháng khuẩn tốt, có tác dụng hỗ trợ hệ miễn dịch,
khống chế sự phát triển của các loại vi khuẩn, virus hiệu quả.
-

Với bệnh tim mạch:

Một trong những thành phần hoạt tính được tách ra từ C. cassia có tên là 2methoxycinnamaldehyde làm giảm sự biểu hiện của các phân tử kết gắn tế bào
mạch máu-1 (VCAM-1) trong các tế bào nội bào hoạt tính bởi TNFα, cho thấy
thiếu máu / tái sản xuất (I / R ) thương tích được cải thiện do sự kích thích của
hemeoxygenase- (HO-). Những tác động tiềm tàng của hai hợp chất, aldehyde
cinnam và axit cinnamic, được phân lập từ C. cassia chống thiếu máu cơ tim, cho
thấy rằng quế cũng có tiềm năng được sử dụng để điều trị các bệnh tim mạch.
Một số nghiên cứu đã báo cáo các tác dụng bảo vệ của cinnamaldehyde đối
với hệ thống tim mạch. Cinnamophilin là một trong những lignan quan trọng được
tách ra từ C. philippinensis và đã được khẳng định có hoạt tính ngăn chặn thụ thể
thromboxane A2(TXA2) ở chuột nhắt cũng như ở lợn guinea . Cinnamophilin đóng
vai trò là chất ức chế tổng hợp thromboxane và thuốc đối kháng thụ thể TXA2 và
có thể hữu ích khi kết hợp với điều trị các bệnh liên quan đến rối loạn TXA2, ví
10


dụ như sự kết tập tiểu cầu và ung thư. Cinnamophilin chủ yếu ức chế sự gia tăng
các tế bào cơ trôi mạch trung gian qua thụ thể thromboxan và có thể có tiềm năng
sử dụng trong phịng bệnh mạch máu và xơ vữa động mạch [3].
Cinnamaldehyde có thể hạ huyết áp. Khả năng của cinnamaldehyde trong
chức năng giãn mạch có thể là do nó cản trở cả sự phóng thích Ca2+
Cinnamaldehyde ngăn cản sự tiến triển của tăng huyết áp ở bệnh đái tháo đường
tuýp 1 và 2 bằng cách giảm bớt sự co bóp mạch máu, ngồi tác dụng insulinotropic
của nó trong sự thiếu hụt insulin.
-

Tác dụng giảm cholesterol và lipid

Một nghiên cứu của quế cho thấy giảm cholesterol, triglycerides và
lipoprotein mật độ thấp ở chuột dùng bột quế Cinnamomum cassia (15%) trong 35

ngày. Ngoài ra, dầu quế làm giảm mức cholesterol ở gà broiler. Một nghiên cứu
báo cáo rằng việc dùng quế 1, 3 và 6 g liều mỗi ngày làm giảm glucose máu,
triglyceride, cholesterol toàn phần, và mức cholesterol LDL ở người.
Các loại hợp chất phenolic và flavonoid đã được phân lập từ quế.
Epicatechin, catechin, và procyanidin B2, là những hợp chất phenolic cô lập từ
quế, cho thấy các hoạt động ức chế đáng chú ý và tiềm ẩn sự hình thành AGEs.
Các hoạt động chống lại hoạt tính hóa học của các hợp chất phenolic khơng chỉ do
các hoạt động chống oxi hóa của chúng mà còn liên quan đến khả năng bẫy của
cacbonyl phản ứng, như methylglyoxal (MGO), carbonyl phản ứng trung gian
trong sự hình thành AGE. Sự ức chế sự hình thành tuổi bằng cách bẫy các lồi
carbonyl phản ứng có thể là một cách tiếp cận điều trị hợp lý để điều trị đái tháo
đường.
Tinh dầu giúp cải thiện mức đường trong máu. Ở cả người và động vật, theo
các nghiên cứu cho thấy quế tác động tích cực đến việc giải phóng insulin nhằm
duy trì lượng đường trong máu ổn định và do đó có thể ngăn ngừa mệt mãn tính,
ủ rũ, thèm đường và ăn quá nhiều. Có thể sử dụng tinh dầu quế để mang lại lợi ích
về đường huyết.
-

Hoạt tính kháng khuẩn

Cho đến nay, một số hoạt động kháng khuẩn của quế và dầu của nó đã được
báo cáo trong các nghiên cứu khác nhau. Ví dụ, Matan et al. báo cáo tác động của
dầu quế trên các loại vi khuẩn khác nhau (Pediococcus halophilus và
Staphylococcus aureus), nấm (Aspergillus flavus, Mucor plumbeus, Penicillium
roqueforti, và Eurotium sp.), và các loài nấm men (Candida lipolytica, Pichia
membranaefaciens, Debaryomyces hansenii, và Zygosaccharomyces rouxii ), cho
thấy quế là một chất kháng khuẩn tự nhiên.
Theo một nghiên cứu đã được công bố chứng minh rằng tinh dầu quế có thể
ngăn chặn việc phát triển của các tế bào gây nên tình trang viêm da và tái tạo mơ.

Với đặc tính chống viêm, tinh dầu quế là một phương thuốc tự nhiên mang lại hiệu
quả cho các vấn đề về da viêm nhiễm và mụn trứng cá. Có thể kết hợp với dầu dừa
và thoa lên da để tận dụng khả năng kháng khuẩn có nó [4].
11


Quế là một loại thực phẩm đốt cháy chất béo và có khả năng giúp con người
giảm cân. Cinnamaldehyde là một hợp chất được tìm thấy trong tinh dầu quế có
khả năng kích hoạt phản ứng sinh nhiệt và trao đổi chất ở tế bào mỡ, có lợi trong
việc giảm cân và ngăn ngừa béo phì.
Tinh dầu quế cũng giúp chữa bệnh loét, đó là loại vi khuẩn Helicobacter
pylori hoặc H. pylori là tác nhân gây ra các vết loét. Eugenol là một hợp chât có
lợi làm giảm số lượng vết loét cũng như mức độ nghiêm trọng của vết lt. Mặc
dù quế khơng tiêu diệt hồn tồn nhưng nó làm giảm sự xâm nhập của vi khuẩn ở
một mức nào đó.
Các nghiên cứu cũng phát hiện ra tinh dầu quế làm ức chế sự phát triển của
một số ký sinh trùng có hại, là phương thức điều trị ký sinh trùng hữu ích. Quế có
tác dụng với bệnh giardiasis, là bệnh nhiễm trùng đường ruột được gây ra bởi ký
sinh trùng giardia. Ngồi ra, quế cũng có tác dụng gây ức chế đối với loại ký sinh
trùng làm gây bệnh sốt rét ở người ( plasmodium falciparum).
Với tác dụng chống viêm, khả năng kháng khuẩn và điều hòa hệ miễn dịch
thì tinh dầu quế là một lựa chọn hàng đầu để chống lại các bệnh như đau họng. Sự
kết hợp nước chanh nóng, mật ong với dầu quế vào mỗi buổi sáng để cải thiện tình
trạng đau họng và đồng thời tăng cường hệ miễn dịch.
Một tác dụng tuyệt vời từ quế đó chính là khử mùi cho ngơi nhà bằng cách
kết hợp với các mùi hương khác như quế, cam, chanh.. Nó sẽ mang lại cảm giác
thư giãn, nhẹ nhàng và giúp lọc khơng khí tốt hơn.
Chống nhiễm nấm, tinh dầu quế có thể điều trị được các chủng nấm như
Candida albicans, thường là tác nhân chính gây ra nấm móng chân và nhiều bệnh
nhiễm trùng từ nấm khác gây nên. Để điều trị nấm móng một cách hiệu quả thì sự

kết hợp giữa tinh dầu quế với dầu oliu, dầu dừa là tuyệt vời nhất.
Một số sản phẩm trên thị trường có chứa thành phần từ quế, tinh dầu quế:

Hình 1.3 Một số sản phẩm từ quế

12


Quế đã được sử dụng như là một gia vị trong cuộc sống hàng ngày mà khơng
có bất kỳ tác dụng phụ. Các hoạt động chống oxy hoá và kháng khuẩn có thể xảy
ra thơng qua hoạt động trực tiếp trên các chất oxy hóa hoặc các vi khuẩn, trong khi
các hoạt động chống viêm, chống ung thư và chống tiểu đường xảy ra gián tiếp
thông qua các cơ chế thụ thể. Lợi ích sức khoẻ đáng kể của nhiều loại quế đã được
khám phá. Cần thêm các nghiên cứu để cung cấp các bằng chứng lâm sàng bổ sung
cho việc sử dụng truyền thống của gia vị chống lại ung thư và các chứng viêm,
chứng tim mạch và thần kinh.
1.2 Các phương pháp sản xuất và tinh chế tinh dầu hiện nay
1.2.1

Các phương pháp sản xuất tinh dầu

Nguyên liệu để sản xuất tinh dầu là các loại thực vật có chứa tinh dầu. Trong
thực vật, tinh dầu có thể có ở hoa, lá, rễ, thân, củ,… Có một số thực vật có trong
mọi bộ phận của cây đều có chứa tinh dầu. Để khai thác chúng trong công nghiệp,
thường dụng bộ phận nào có nhiều tinh dầu nhất và tinh dầu có chất lượng cao
nhất.
Tinh dầu là hỗn hợp các chất hữu cơ có mùi thơm, mùi thơm của tinh dầu là
mùi của cấu tử có nhiều nhất trong tinh dầu ( cấu tử chính). Đa số tinh dầu thường
rất dễ bay hơi với hơi nước, có mùi thơm, khơng hịa tan trong nước và khối lượng
riêng thường nhỏ hơn nước. Ngồi ra cịn có một số loại tinh dầu nặng hơn nước

như quế, đinh hương... Vì những lý do trên nên người ta thường dùng phương pháp
chưng cất để tách tinh dầu.
Thu hoạch, bảo quản và chế biến sơ bộ cũng là một khâu vô cùng quan trọng
trước khi đem đi tách tinh dầu.
Nguyên liệu chứa tinh dầu cần phải thu hoạch vào lúc có nhiều tinh dầu nhất
và tinh dầu có chất lượng cao nhất. Tùy theo dạng nguyên liệu mà người ta xác
định độ chín kỹ thuật để thu hoạch, thường thu hoạch vào sáng sớm, lúc tan sương
( vì trong ngày hàm lượng tinh dầu giảm dần từ sáng đến tối). Khi thu hoạch cần
tránh làm dập nát và lẫn tạp chất. Thu hoạch xong cần đưa về cơ sở sản xuất ngay.
Trong quá trình vận chuyển cần cẩn thận tránh hư hỏng nguyên liệu. Các cơ sở sản
xuất không nên quá xa vùng nguyên liệu (<20km). Một số nguyên liệu khi thu
hoạch xong nếu chế biến ở dạng khô cần phải phơi hoặc sấy khô nhằm bảo quản
lâu dài. Khi thu nhận nguyên liệu cần chú ý đến độ tươi của nguyên liệu, sau khi
thu hoạch nếu chưa chế biến cần rải mỏng nguyên liệu, tránh chất đống để phòng
ngừa hiện tượng tự bốc nóng.
Để chuẩn bị cho q trình sản xuất được tốt, nguyên liệu cần phải được chế
biến sơ bộ, quá trình này gồm:
 Làm sạch tạp chất: dùng sàng để phân loại.
 Nghiền: Tinh dầu trong thực vật thường nằm trong các mơ của tế bào,
vì thế nghiền nhằm mục đích để giải phóng tinh dầu ra khỏi mơ để
khi tiến hành sản xuất tinh dầu dễ thốt ra, từ đó rút ngắn quy trình
13


sản xuất. Để nghiền thường dùng máy nghiền búa hoặc nghiền trục.
Nghiền càng nhỏ thì hiệu suất phá vỡ tế bào càng cao nhưng dễ gây
tắc ống dẫn hơi ( tinh dầu + nước) và độ xốp bé làm ảnh hưởng đến
quá trình chưng cất. Mức độ nghiền được biểu diễn bằng trọng lượng
của một đơn vị thể tích nguyên liệu. Mỗi ngun liệu có một dung
trọng thích hợp và được xác định trong phịng thí nghiệm.

Tùy thuộc từng loại nguyên liệu và trạng thái của tinh dầu trong nguyên liệu
mà người ta dùng các phương pháp khác nhau để tách.
 Giữ cho tinh dầu thu được có mùi vị tự nhiên ban đầu.
 Qui trình chế biến phải phù hợp, thuận lợi và nhanh chóng.
 Phải tách được triệt để tinh dầu trong nguyên liệu, tổn thất tinh dầu
trong quá trình chế biến và hàm lượng tinh dầu trong nguyên liệu sau
khi chế biến (bã) càng thấp càng tốt
 Chi phí đầu tư vào sản xuất là ít nhất.
1.2.1.1. Tách tinh dầu bằng phương pháp chưng cất
Cơ sở vật lý quá trình chưng bằng hơi nước trực tiếp
Chưng bằng hơi nước trực tiếp:
Khi chưng bằng hơi nước trực tiếp, người ta phun hơi nước qua lớp chất lỏng
bằng một bộ phận phun. Hơi nước có thể là bão hịa hay quá nhiệt. Trong quá trình
tiếp xúc giữa hơi nước và lớp chất lỏng, cấu tử cần chưng sẽ khuếch tán vào trong
hơi. Hỗn hợp hơi nước và cấu tử bay hơi đó được ngưng tụ và tách thành sản phẩm.
Quá trình chưng bằng hơi nước trực tiếp hợp lý nhất là chỉ dùng để tách cấu
tử không tan trong nước khỏi tạp chất không bay hơi, trường hợp này sản phẩm sẽ
phân lớp: cấu tử bay hơi và nước.
Ưu điểm của quá trình chưng bằng hơi nước trực tiếp:
 Giảm được nhiệt độ sơi của hỗn hợp có lợi đối với các chất dễ bị phân
hủy ở nhiệt độ cao cũng như đối với các chất có nhiệt độ sơi q cao.
 Chưng bằng hơi nước trực tiếp có thể tiến hành gián đoạn hay liên tục.

14


Hình 1.4 Sơ đồ chưng bằng hơi nước trực tiếp

Sơ đồ a là chưng gián đoạn bao gồm:
1 – nồi chưng

2 – thiết bị ngưng tụ
3 – bình phân ly
Sơ đồ b là chưng liên tục: tháp chưng
Sơ đồ khối:

Hình 1.5. Sơ đồ khối tách tinh dầu

15


1.2.1.2. Tách tinh dầu bằng phương pháp trích ly
Trích ly là quá trình tách một hoặc một số chất tan trong chất lỏng hay trong
chất rắn bằng một chất lỏng khác – gọi là dung mơi. Nếu q trình tách chất hòa
tan trong chất lỏng bằng một chất lỏng khác thì gọi là trích ly lỏng – lỏng. Nếu q
trình tách chất hòa tan trong một chất rắn bằng một chất lỏng thì gọi là trích ly rắn
– lỏng.
Q trình trích ly được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành cơng nghiệp,
đặc biệt là cơng nghiệp hóa chất và thực phẩm. Mục đích:
 Tách các cấu tử quý.
 Thu được dung dịch có nồng độ đậm đặc (đối với trích ly lỏng – lỏng).
 Cũng như chưng luyện nó là một trong những phương pháp chủ yếu để
phân tách một hỗn hợp đồng nhất thành các cấu tử thành phần.
Trích ly lỏng – lỏng:
Q trình trích ly chất lỏng gồm ba giai đoạn:
 Giai đoạn trộn lẫn dung dịch đầu (gồm dung môi đầu L và cấu tử cần tách
M) với dung môi thứ G. Cấu tử phân bố (cấu tử cần tách) M sẽ di chuyển
từ dung dịch vào dung môi thứ cho đến khi đạt được cân bằng giữa hai
pha.
 Giai đoạn tách pha. Hai pha này phân thành lớp nên tách ra rất dễ dàng,
một pha gồm dung môi thứ G và cấu tử phân bố M, gọi là pha trích. Một

pha gồm dung mơi đầu L và một ít cấu tử trong dung dịch đầu và trong
dung mơi thứ có hịa tan một phần vào nhau nên mỗi pha gồm ba cấu tử.
 Giai đoạn hồn ngun dung mơi: tách cấu tử ra khỏi dung mơi.
Sơ đồ ngun tắc của q trình trích ly:

Hình 1.6 Sơ đồ ngun tắc của q trình trích ly

Trong cơng nghiệp sản xuất tinh dầu, phương pháp này dùng để tách tinh
dầu trong các loại hoa (hàm lượng tinh dầu ít). Phương pháp này có thể tiến hành
ở nhiệt độ thường (khi trích ly) và có thể lấy được những thành phần quý như sáp,
nhựa thơm trong nguyên liệu mà phương pháp chưng cất khơng thể tách được. Vì
thế, chất lượng của tinh dầu sản xuất bằng phương pháp này khá cao.

16


Bản chất của q trình trích ly là q trình khuếch tán nên người ta thường
dựa vào các định luật khuếch tán của FICK để giải thích và tính tốn.
Chất lượng của tinh dầu thu được bằng phương pháp trích ly phụ thuộc rất
nhiều vào dung mơi dùng để trích ly, vì thế dung mơi dùng để trích ly cần phải
đảm bảo được các yêu cầu sau:
 Nhiệt độ sôi thấp để dễ dàng tách tinh dầu ra khỏi dung môi bằng
phương pháp chưng cất, nhưng không được thấp quá vì sẽ gây tổn
thất dung mơi, dễ gây cháy và khó thu hồi dung mơi (khó ngưng tụ).
 Dung mơi khơng tác dụng hóa học với tinh dầu.
 Độ nhớt của dung mơi bé để rút ngắn thời gian trích ly (độ nhớt nhỏ
khuếch tán nhanh).
 Dung mơi hịa tan tinh dầu lớn nhưng hòa tan tạp chất bé.
 Dung mơi khơng ăn mịn thiết bị, khơng gây mùi lạ cho tinh dầu và
đặc biệt không gây độc hại.

 Dung môi phải rẻ tiền và dễ mua.
Sơ đồ khối tách tinh dầu bằng phương pháp trích ly:

17