CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT TINH DẦU pps

CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT TINH DẦU

Nguyễn Văn Minh

Dựa trên cách thực hành, người ta
chia các phương pháp sản xuất tinh dầu ra làm bốn loại:
cơ học, tẩm trích, hấp thụ và chưng cất hơi nước.
Nhưng dù có tiến hành theo bất cứ phương pháp
nào, quy trình sản xuất đều có những điểm chung sau
đây:
- Tinh dầu thu được phải có mùi thơm tự nhiên
như nguyên liệu.
- Quy trình khai thác phải phù hợp nguyên liệu.
- Tinh dầu phải được lấy triệt để khỏi nguyên liệu,
với chi phí thấp nhất.
Nguyên tắc ly trích của tất cả các phương pháp nói
trên đều dựa vào những đặc tính của tinh dầu như:
- Dễ bay hơi.
- Lôi cuốn theo hơi nước ở nhiệt độ dưới 100
o
C.
- Hòa tan dễ dàng trong dung môi hữu cơ.
- Dễ bị hấp thu ngay ở thể khí.

1. PHƯƠNG PHÁP TẨM TRÍCH:

1.1 TẨM TRÍCH BẰNG DUNG MÔI DỄ BAY HƠI:
Phương pháp này có nhiều ưu điểm vì tiến hành ở
nhiệt độ phòng, nên thành phần hóa học của tinh dầu ít bị
thay đổi.
Phương pháp này không những được áp dụng để

ly trích cô kết (concrete) từ hoa mà còn dùng để tận trích
khi các phương pháp khác không ly trích hết hoặc dùng
để ly trích các loại nhựa dầu (oleoresin) gia vị.
1.1.1 Nguyên tắc:
Dựa trên hiện tượng thẩm thấu, khuếch tán và hòa
tan của tinh dầu có trong các mô cây đối với các dung môi
hữu cơ.
1.1.2 Dung môi:
Yếu tố quan trọng nhất cho sự thành công của
phương pháp này là phẩm chất và đặc tính của dung môi
sử dụng, do đó dung môi dùng trong tẩm trích cần phải
đạt được những yêu cầu sau đây:
- Hòa tan hoàn toàn và nhanh chóng các cấu phần
có mùi thơm trong nguyên liệu.
- Hòa tan kém các hợp chất khác như sáp, nhựa
dầu có trong nguyên liệu.
- Không có tác dụng hóa học với tinh dầu.
- Không biến chất khi sử dụng lại nhiều lần.
- Hoàn toàn tinh khiết, không có mùi lạ, không
độc, không ăn mòn thiết bị, không tạo thành hỗn hợp nổ
với không khí và có độ nhớt kém.
- Nhiệt độ sôi thấp vì khi chưng cất dung dịch ly
trích để thu hồi dung môi, nhiệt độ sôi cao sẽ ảnh hưởng
đến chất lượng tinh dầu. Điểm sôi của dung môi nên thấp
hơn điểm sôi của cấu phần dễ bay hơi nhất trong tinh dầu.
- Ngoài ra, cần có thêm những yếu tố phụ khác
như: giá thành thấp, nguồn cung cấp dễ tìm, …
Thường thì không có dung môi nào thỏa mãn tất
cả những điều kiện kể trên. Người ta sử dụng cả dung môi
không tan trong nước như: dietil eter, eter dầu hỏa, hexan,

cloroform … lẫn dung môi tan trong nước như: etanol,
aceton … Trong một số trường hợp cụ thể, người ta còn
dùng một hỗn hợp dung môi.
1.1.3 Quy trình tẩm trích:
Phương pháp ly trích này thích hợp cho các
nguyên liệu có chứa lượng tinh dầu không lớn lắm hoặc
có chứa những cấu phần tan được trong nước và không
chịu được nhiệt độ quá cao. Quy trình kỹ thuật gồm các
giai đoạn sau đây:

- Tẩm trích: nguyên liệu được ngâm vào dung môi
trong bình chứa. Trong một số trường hợp, để gia tăng
khả năng ly trích, nguyên liệu cần được xay nhỏ trước.
Hỗn hợp nguyên liệu và dung môi cần được xáo trộn đều
trong suốt thời gian ly trích. Nên khảo sát trước xem việc
gia nhiệt có cần thiết hay không, nếu cần, cũng không nên
gia nhiệt quá 50
o
C để không ảnh hưởng đến mùi thơm của
sản phẩm sau này.
- Xử lý dung dịch ly trích: sau khi quá trình tẩm
trích kết thúc, dung dịch ly trích được lấy ra và có thể
thay thế bằng dung môi mới sau một khoảng thời gian
nhất định, tùy theo nguyên liệu. Tách nước (nếu có) ra
khỏi dung dịch, rồi làm khan bằng Na
2
SO
4
và lọc. Dung
môi phải được thu hồi ở nhiệt độ càng thấp càng tốt để

tránh tình trạng sản phẩm bị mất mác và phân hủy. Do đó,
nên loại dung môi ra khỏi sản phẩm bằng phương pháp
chưng cất dưới áp suất kém (cô quay). Dung môi thu hồi
có thể dùng để ly trích lần nguyên liệu kế tiếp.
- Xử lý sản phẩm ly trích: sau khi thu hồi hoàn
toàn dung môi, sản phẩm là một chất đặc sệt gồm có tinh
dầu và một số hợp chất khác như nhựa, sáp, chất béo, cho
nên cần phải tách riêng tinh dầu ra. Chất đặc sệt này đem
đi chưng cất bằng hơi nước để tách riêng tinh dầu ra. Tinh
dầu có mùi thơm tự nhiên, nhưng khối lượng thu được
kém, ngoài ra tinh dầu này có chứa một số cấu phần thơm
có nhiệt độ sôi cao nên có tính chất định hương rất tốt.
- Tách dung dịch từ bã: sau khi tháo hết dung dịch
ly trích ra khỏi hệ thống, trong bã còn chứa một lượng
dung dịch rất lớn (khoảng 20 – 30% lượng dung môi ly
trích). Phần dung dịch còn lại nằm trong nguyên liệu
thường được lấy ra bằng phương pháp chưng cất hơi nước
(trường hợp dung môi không tan trong nước), hoặc ly
tâm, lọc ép (trường hợp dung môi tan trong nước). Sau đó
dung dịch này cũng được tách nước, làm khan và nhập
chung với dung dịch ly trích.
Chất lượng thành phẩm và hiệu quả của phương
pháp ly trích này phụ thuộc chủ yếu vào dung môi dùng
để ly trích. Để đạt kết quả tốt thì dung môi sử dụng phải
thoả mãn được các yêu cầu đã được trình bày ở trên.
Vì dung môi dễ bay hơi nên chúng ta cần phải lưu
ý đến tỉ lệ thất thoát dung môi trong quy trình ly trích vì
việc này có thể ảnh hưởng rất lớn đến giá thành sản phẩm.

Trong điều kiện phòng thí nghiệm, khi muốn tiến

hành phương pháp tẩm trích với dung môi dễ bay hơi,
chúng tôi tiến hành sử dụng phương pháp truyền thống
như khuấy từ ở nhiệt độ phòng hoặc đun – khuấy từ (kèm
ống hoàn lưu) hay phương pháp dùng Soxhlet. Ngoài ra,
cùng với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của “hóa học
xanh”, mà ngày nay, chúng ta còn áp dụng các phương
pháp mới như là: tẩm trích có sự hỗ trợ của siêu âm và vi
sóng.
1.1.4 Ưu và khuyết điểm:
- Ưu điểm: sản phẩm thu được theo phương pháp
này thường có mùi thơm tự nhiên. Hiệu suất sản phẩm thu
được thường cao hơn các phương pháp khác.
- Khuyết điểm: - yêu cầu cao về thiết bị; - thất
thoát dung môi; - quy trình tương đối phức tạp.

2. PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT HƠI NƯỚC:
Phương pháp này dựa trên sự thẩm thấu, hòa tan,
khuếch tán và lôi cuốn theo hơi nước của những hợp chất
hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô khi tiếp xúc với
hơi nước ở nhiệt độ cao. Sự khuếch tán sẽ dễ dàng khi tế
bào chứa tinh dầu trương phồng do nguyên liệu tiếp xúc
với hơi nước bão hòa trong một thời gian nhất định.
Trường hợp mô thực vật có chứa sáp, nhựa, acid béo chi
phương dây dài thì khi chưng cất phải được thực hiện
trong một thời gian dài vì những hợp chất này làm giảm
áp suất hơi chung của hệ thống và làm cho sự khuếch tán
trở nên khó khăn.
2.1 Lý thuyết chưng cất:
Chưng cất có thể được định nghĩa là: ”Sự tách rời
các cấu phần của một hỗn hợp nhiều chất lỏng dựa trên sự

khác biệt về áp suất hơi của chúng”. Trong trường hợp
đơn giản, khi chưng cất một hỗn hợp gồm 2 chất lỏng
không hòa tan vào nhau, áp suất hơi tổng cộng là tổng của
hai áp suất hơi riêng phần. Do đó, nhiệt độ sôi của hỗn
hợp sẽ tương ứng với áp suất hơi tổng cộng xác định,
không tùy thuộc vào thành phần bách phân của hỗn hợp,
miễn là lúc đó hai pha lỏng vẫn còn tồn tại. Nếu vẽ đường
cong áp suất hơi của từng chất theo nhiệt độ, rồi vẽ đường
cong áp suất hơi tổng cộng, thì ứng với một áp suất, ta dễ
dàng suy ra nhiệt độ sôi tương ứng của hỗn hợp và nhận
thấy là nhiệt độ sôi của hỗn hợp luôn luôn thấp hơn nhiệt
độ sôi của từng hợp chất. Thí dụ, ở áp suất 760 mmHg
nước sôi ở 100
o
C và benzen sôi ở 80
o
C và chúng là hai
chất lỏng không tan vào nhau. Thực hành cho thấy, nếu
đun hỗn hợp này dưới áp suất 760 mmHg nó sẽ sôi ở
69
o
C cho đến khi nào còn hỗn hợp hai pha lỏng với bất kì
tỉ lệ nào. Giản đồ nhiệt độ sôi theo áp suất cho thấy, tại
69
o
C, áp suất hơi của nước là 225 mmHg và benzen là
535 mmHg.
Chính vì đặc tính làm giảm nhiệt độ sôi này mà từ
lâu phương pháp chưng cất hơi nước là phương pháp đầu
tiên dùng để tách tinh dầu ra khỏi nguyên liệu thực vật.

2.2 Những ảnh hưởng chính trong sự chưng cất hơi
nước:
2.2.1 Sự khuếch tán:
Ngay khi nguyên liệu được làm vỡ vụn thì chỉ có
một số mô chứa tinh dầu bị vỡ và cho tinh dầu thoát tự do
ra ngoài theo hơi nước lôi cuốn đi. Phần lớn tinh dầu còn
lại trong các mô thực vật sẽ tiến dần ra ngoài bề mặt
nguyên liệu bằng sự hòa tan và thẩm thấu. Von
Rechenberg đã mô tả quá trình chưng cất hơi nước như
sau: “Ở nhiệt độ nước sôi, một phần tinh dầu hòa tan vào
trong nước có sẵn trong tế bào thực vật. Dung dịch này sẽ
thẩm thấu dần ra bề mặt nguyên liệu và bị hơi nước cuốn
đi. Còn nước đi vào nguyên liệu theo chiều ngược lại và
tinh dầu lại tiếp tục bị hòa tan vào lượng nước này. Quy
trình này lặp đi lặp lại cho đến khi tinh dầu trong các mô
thoát ra ngoài hết.
Như vậy, sự hiện diện của nước rất cần thiết, cho
nên trong trường hợp chưng cất sử dụng hơi nước quá
nhiệt, chú ý tránh đừng để nguyên liệu bị khô. Nhưng nếu
lượng nước sử dụng thừa quá thì cũng không có lợi, nhất
là trong trường hợp tinh dầu có chứa những cấu phần tan
dễ trong nước.
Ngoài ra, vì nguyên liệu được làm vỡ vụn ra càng
nhiều càng tốt, cần làm cho lớp nguyên liệu có một độ
xốp nhất định để hơi nước có thể đi xuyên ngang lớp này
đồng đều và dễ dàng.
Vì các cấu phần trong tinh dầu được chưng cất hơi
nước theo nguyên tắc nói trên cho nên thông thường
những hợp chất nào dễ hòa tan trong nước sẽ được lôi
cuốn trước. Thí dụ, khi chưng cất hơi nước hạt caraway

nghiền nhỏ và không nghiền, đối với hạt không nghiền thì
carvon (nhiệt độ sôi cao nhưng tan nhiều trong nước) sẽ
ra trước, còn limonen (nhiệt độ sôi thấp, nhưng ít tan
trong nước) sẽ ra sau. Nhưng với hạt caraway nghiền nhỏ
thì kết quả chưng cất ngược lại.
2.2.2 Sự thủy giải:
Những cấu phần ester trong tinh dầu thường dễ bị
thủy giải cho ra acid và alcol khi đun nóng trong một thời
gian dài với nước. Do đó, để hạn chế hiện tượng này, sự
chưng cất hơi nước phải được thực hiện trong một thời
gian càng ngắn càng tốt.
2.2.3 Nhiệt độ:
Nhiệt độ cao làm phân hủy tinh dầu. Do đó, khi
cần thiết phải dùng hơi nước quá nhiệt (trên 100
o
C) nên
thực hiện việc này trong giai đoạn cuối cùng của sự chưng
cất, sau khi các cấu phần dễ bay hơi đã lôi cuốn đi hết.
Thực ra, hầu hết các tinh dầu đều kém bền dưới tác dụng
của nhiệt nên vấn đề là làm sao cho thời gian chịu nhiệt
độ cao của tinh dầu càng ngắn càng tốt.
Tóm lại, dù ba ảnh hưởng trên được xem xét độc
lập nhưng thực tế thì chúng có liên quan với nhau và quy
về ảnh hưởng của nhiệt độ. Khi tăng nhiệt độ, sự khuếch
tán thẩm thấu sẽ tăng, sự hòa tan tinh dầu trong nước sẽ
tăng nhưng sự phân hủy cũng tăng theo.
Trong công nghiệp, dựa trên thực hành, người ta
chia các phương pháp chưng cất hơi nước ra thành ba loại
chính:
- Chưng cất bằng nước.

- Chưng cất bằng nước và hơi nước.
- Chưng cất bằng hơi nước.
2.2.3.1 Chưng cất bằng nước:
Trong trường hợp này, nước phủ kín nguyên liệu,
nhưng phải chừa một khoảng không gian tương đối lớn
phía bên trên lớp nước, để tránh khi nước sôi mạnh làm
văng chất nạp qua hệ thống hoàn lưu. Nhiệt cung cấp có
thể đun trực tiếp bằng củi lửa hoặc bằng hơi nước dẫn từ
nồi hơi vào (sử dụng bình có hai lớp đáy). Trong trường
hợp chất nạp quá mịn, lắng chặt xuống đáy nồi, lúc đó nồi
phải trang bị những cánh khuấy trộn đều bên trong trong
suốt thời gian chưng cất.
Sự chưng cất này không thích hợp với những tinh
dầu dễ bị thủy giải. Những nguyên liệu xốp và rời rạc rất
thích hợp cho phương pháp này. Những cấu phần có nhiệt
độ sôi cao, dễ tan trong nước sẽ khó hóa hơi trong khối
lượng lớn nước phủ đầy, khiến cho tinh dầu sản phẩm sẽ
thiếu những chất này. Thí dụ điển hình là mùi tinh dầu
hoa hồng thu được từ phương pháp chưng cất hơi nước
kém hơn sản phẩm tẩm trích vì eugenol và ancol phenetil
nằm lại trong nước khá nhiều, vì thế người ta chỉ dùng
phương pháp này khi không thể sử dụng các phương pháp
khác.
2.2.3.2 Ưu điểm:
- Quy trình kỹ thuật tương đối đơn giản.
- Thiết bị gọn, dễ chế tạo.
- Không đòi hỏi vật liệu phụ như các phương pháp
tẩm trích, hấp thụ.
- Thời gian tương đối nhanh.
2.2.3.3 Khuyết điểm:

- Không có lợi đối với những nguyên liệu có hàm
lượng tinh dầu thấp.
- Chất lượng tinh dầu có thể bị ảnh hưởng nếu
trong tinh dầu có những cấu phần dễ bị phân hủy.
- Không lấy được các loại nhựa và sáp có trong
nguyên liệu (đó là những chất định hương thiên nhiên rất
có giá trị).
- Trong nước chưng luôn luôn có một lượng tinh
dầu tương đối lớn.
- Nhưng tinh dầu có nhiệt độ sôi cao thường cho
hiệu suất rất kém.
2.2.4 Thu hồi thêm tinh dầu từ nước chưng:
Thường tinh dầu trong nước chưng nằm dưới hai
dạng phân tán và hòa tan. Dạng phân tán thì có thể dùng
phương pháp lắng hay ly tâm, còn dạng hòa tan thì phải
chưng cất lại. Nếu trọng lượng riêng của tinh dầu và nước
quá gần nhau thì có thể thêm NaCl để gia tăng tỉ trọng của
nước làm tinh dầu tách ra dễ dàng.
Trong phòng thí nghiệm, để chưng cất hơi nước
tinh dầu, người ta thường dùng bộ dụng cụ thủy tinh
Clevenger (hình vẽ phần phụ lục) với hai loại ống hứng
tinh dầu, tùy theo tinh dầu nặng hay nhẹ:

3. CÁC PHƯƠNG PHÁP MỚI TRONG VIỆC LY
TRÍCH TINH DẦU:

3.1 Vi sóng:
3.1.1 Đại cương:
Vi sóng (micro-onde, microwave) là sóng điện từ lan
truyền với vận tốc ánh sáng. Sóng điện từ này được đặc

trưng bởi:
- Tần số f, tính bằng Hetz (Hz = cycles/s), là chu
kỳ của trường điện từ trong một giây, nằm giữa 300 MHz
và 30 GHz.
- Vận tốc c là 300.000 km/giây.
- Độ dài sóng  (cm) là đoạn đường đi của vi
sóng trong một chu kỳ, liên hệ với tần số theo công
thức  = c/f.
Hầu hết các lò vi sóng gia dụng đều sử dụng tần số
2450 MHz, ở tần số này  = 12,24 cm.
3.1.2 Hiện tượng làm nóng:
Một số phân tử, thí dụ như nước, phân chia điện
tích trong phân tử một cách bất đối xứng. Như vậy các
phân tử này là những lưỡng cực có tính định hướng trong
chiều của điện trường. Dưới tác động của điện trường một
chiều, các phân tử lưỡng cực có khuynh hướng sắp xếp
theo chiều điện trường này. Nếu điện trường là một điện
trường xoay chiều, sự định hướng của các lưỡng cực sẽ
thay đổi theo chiều xoay đó. Cơ sở của hiện tượng phát
nhiệt do vi sóng là sự tương tác giữa điện trường và các
phân tử phân cực bên trong vật chất. Trong điện trường
xoay chiều có tần số rất cao (2,45x10
9
Hz), điện trường
này sẽ gây ra một xáo động ma sát rất lớn giữa các phân
tử, đó chính là nguồn gốc sự nóng lên của vật chất.
Với một cơ cấu có sự bất đối xứng cao, phân tử nước
có độ phân cực rất lớn, do đó nước là một chất rất lý
tưởng dễ đun nóng bằng vi sóng. Ngoài ra, các nhóm định
chức phân cực như: -OH, -COOH, -NH

2
… trong các hợp
chất hữu cơ cũng là những nhóm chịu sự tác động mạnh
của trường điện từ.
Do đó, những hợp chất càng phân cực càng rất
mau nóng dưới sự chiếu xạ của vi sóng. Việc này có liên
quan đến hằng số điện môi của hợp chất đó. Tóm lại, sự
đun nóng bởi vi sóng rất chọn lọc, trực tiếp và nhanh
chóng.

Hiện tượng làm nóng vật chất bởi vi sóng
3.1.3 Tính chất:
Vi sóng có đặc tính là có thể đi xuyên qua được
không khí, gốm sứ, thủy tinh, polimer và phản xạ trên bề
mặt các kim loại. Độ xuyên thấu tỉ lệ nghịch với tần số,
khi tần số tăng lên thì độ xuyên thấu của vi sóng giảm.
Đối với một vật chất có độ ẩm 50% với tần số 2450 MHz
có độ xuyên là 10 cm. Ngoài ra, vi sóng có thể lan truyền
trong chân không, trong điều kiện áp suất cao …
Năng lượng của vi sóng rất yếu, không quá 10
-
6
eV, trong khi năng lượng của một nối cộng hóa trị là 5
eV, do đó bức xạ vi sóng không phải là một bức xạ ion
hóa.
Có một số công trình đã khẳng định được tính vô
hại của vi sóng đối với sinh vật. Chẳng hạn, khi nghiên
cứu sự phát triển của enzim trong điều kiện vi sóng, người
ta nhận thấy rằng ảnh hưởng của vi sóng rất giống ảnh
hưởng của các gia nhiệt thông thường.

Vi sóng cung cấp một kiểu đun nóng không dùng
sự truyền nhiệt thông thường. Với kiểu đun nóng bình
thường, sức nóng đi từ bề mặt của vật chất lần vào bên
trong, còn trong trường hợp sử dụng vi sóng, vi sóng
xuyên thấu vật chất và làm nóng vật chất ngay từ bên
trong. Vi sóng tăng hoạt những phân tử phân cực, đặc biệt
là nước. Nước bị đun nóng do hấp thu vi sóng bốc hơi tạo
ra áp suất cao tại nơi bị tác dụng, đẩy nước đi từ tâm của
vật đun ra đến bề mặt của nó.
3.1.4 Ly trích dưới sự hỗ trợ của vi sóng:
Dưới tác dụng của vi sóng, nước trong các tế bào
thực vật bị nóng lên, áp suất bên trong tăng đột ngột làm
các mô chứa tinh dầu bị vỡ ra. Tinh dầu thoát ra bên
ngoài, lôi cuốn theo hơi nước sang hệ thống ngưng tụ
(phương pháp chưng cất hơi nước) hoặc hòa tan vào dung
môi hữu cơ đang bao phủ bên ngoài nguyên liệu (phương
pháp tẩm trích).
Lưu ý là mức độ chịu ảnh hưởng vi sóng của các
loại mô tinh dầu không giống nhau do kiến tạo của các
loại mô khác nhau, ngay khi nguyên liệu được làm nhỏ.
Kết quả này được phản ánh qua thời gian ly trích.
Trong sự chưng cất hơi nước, việc ly trích tinh dầu
có thể thực hiện trong điều kiện có thêm nước hay không
thêm nước vào nguyên liệu (trường hợp nguyên liệu chứa
nhiều nước, đây là đặc điểm của phương pháp chưng cất
hơi nước dưới sự hỗ trợ của vi sóng). Ngoài ra, nước có
thể thêm một lần hoặc thêm liên tục (trường hợp lượng
nước thêm một lần không đủ lôi cuốn hết tinh dầu trong
nguyên liệu) cho đến khi sự ly trích chấm dứt.
Ngoài việc nước bị tác dụng nhanh chóng, các cấu

phần phân cực (hợp chất có chứa oxigen) hiện diện trong
tinh dầu cũng bị ảnh hưởng bởi vi sóng. Ngược lại các
cấu phần hidrocarbon ít chịu ảnh hưởng của vi sóng (do
chúng có độ phân cực kém) nên sự ly trích chúng tựa như
trong sự chưng cất hơi nước bình thường nhưng với vận
tốc nhanh hơn rất nhiều vì nước được đun nóng nhanh bởi
vi sóng.
Trong phòng thí nghiệm, chúng tôi đã nghiên cứu,
sữa chữa và cải tiến lò vi sóng gia dụng để cho lò này có
thể sử dụng trong cả việc ly trích tinh dầu bằng phương
pháp chưng cất hơi nước, lẫn cho phương pháp tẩm trích
ở áp suất thường. (hình vẽ xem phần phụ lục).
Năm 1998, Luque de Castro và cộng sự đã đưa ra
kiểu lò vi sóng tiêu điểm hỗ trợ cho sự ly trích bằng
Soxhlet (FMASE – Focused Microwave Assisted Soxhlet
Extraction) theo hình vẽ trong phần phụ lục. Hệ thống này
giúp cho thời gian ly trích hợp chất thiên nhiên sử dụng
Soxhlet giảm xuống đáng kể và khả năng bảo vệ những
hợp chất dễ bị phân hủy tăng lên.
3.2 Siêu âm:
3.2.1 Nguyên tắc:
Siêu âm là âm thanh có tần số nằm ngoài ngưỡng
nghe của con người (16 Hz – 18 kHz). Về mặt thực hành,
siêu âm được chia làm hai vùng:
- Vùng có tần số cao (5 – 10 MHz), ứng dụng
trong y học để chuẩn đoán bệnh.
- Vùng có tần số thấp hơn (20 – 100 kHz), ứng
dụng trong các ngành khác (kích hoạt phản ứng hóa học,
hàn chất dẻo, tẩy rửa, cắt gọt, …) dựa trên khả năng cung
cấp năng lượng của siêu âm.

Siêu âm cung cấp năng lượng thông qua hiện
tượng tạo và vỡ “bọt” (khoảng cách liên phân tử). Trong
môi trường chất lỏng, bọt có thể hình thành trong nửa chu
kỳ đầu và vở trong nữa chu kỳ sau, giải phóng một năng
lượng rất lớn. Năng lượng này có thể sử dụng tẩy rửa chất
bẩn ngay trong những vị trí không thể tẩy rửa bằng
phương pháp thông thường, khoan cắt những chi tiết tinh
vi, hoạt hóa nhiều loại phản ứng hóa học, làm chảy và hòa
tan lẫn vào nhau trong việc chế tạo những sản phẩm bằng
nhựa nhiệt dẻo, …

Hiện tượng tạo bọt và vỡ bọt
Trong lĩnh vực hợp chất thiên nhiên, siêu âm chủ yếu
sử dụng để hỗ trợ cho phương pháp tẩm trích giúp thu
ngắn thời gian ly trích. Trong một số trường hợp, phương
pháp siêu âm cho hiệu suất cao hơn phương pháp khuấy
từ. Trong trường hợp tinh dầu vi sự ly trích bằng siêu âm
được thực hiện ở nhiệt độ phòng nên sản phẩm luôn có
mùi thơm tự nhiên.
Các thiết bị siêu âm hiện nay chủ yếu bao gồm hai
dạng:
- Bồn siêu âm (40 kHz).
- Thanh siêu âm (20 kHz).
Hiện nay trong phòng thí nghiệm chúng tôi chỉ sử
dụng bồn siêu âm trong phương pháp tẩm trích.
3.2.2 Bồn siêu âm:
Bồn thường làm bằng inox, bên dưới đáy bồn có
gắn những bộ phận phát ra siêu âm. Một số bồn có trang
bị thêm bộ phận gia nhiệt nhưng không cho phép tăng
nhiệt độ lên cao. Bồn siêu âm có ưu điểm là năng lượng

được phân bố đồng đều, thuận tiện thao tác, và dễ sử dụng
nhưng lại có khuyết điểm là chỉ có một tần số cố định, đôi
khi không kiểm soát được nhiệt độ (khi siêu âm trong một
thời gian dài), không thực hiện được ở nhiệt độ thấp.
Hiện nay bồn siêu âm được chế tạo với nhiều kích
thước lớn nhỏ khác nhau để phù hợp với vật chứa bên
trong. Khi sử dụng bồn siêu âm, nhớ cho một ít chất hoạt
động bề mặt vào lượng nước trong bồn để gia tăng khả
năng siêu âm. Bình chứa nguyên liệu cần đổ ngập dung
môi với mức dung môi nên thấp hơn hoặc ngang bằng lớp
nước bên ngoài.