Phân tích hoá lý: Các phương pháp tách chiết tinh dầu

Các phương pháp tách chiết tinh dầu

GVHD: ThS Hoàng Quốc Tuấn


Sinh viên thực hiện
Trần Thị Ngọc Ánh 20135098
Phạm Thị Hoa 20135586
Nguyễn Thị Thuỳ Linh 20135897
Bùi Thị Thu Hiền 20135509
Bùi Thuỳ Linh 20135866


Giới thiệu
Tinh dầu là một loại chất lỏng chứa các hợp chất thơm dễ bay hơi được chiết xuất bằng cách chưng cất hơi nước hoặc ép lạnh, từ lá cây; thân
cây; hoa; vỏ cây; rễ cây; hoặc những bộ phận khác của thực vật.
Tinh dầu được sử dụng trong sản xuất nước hoa, mỹ phẩm, sữa tắm, xà phòng, tạo hương vị cho đồ uống và thực phẩm, hay thêm mùi vào
hương/trầm và các sản phẩm tẩy rửa vệ sinh gia dụng khác.

Rosehip oil-tinh dầu từ nụ hoa tầm
xuân

Dầu oliu

Tinh dầu hoa oải hương


Nội dung

1.

Phương pháp chưng cất

2.

Phương pháp trích ly

3.

Các phương pháp phụ


1. Các phương pháp chưng cất
Nguyên lý: tách rời cấu tử của hỗn hợp không tan lẫn vào nhau dựa vào sự khác biệt về áp suất hơi của chúng.
Gồm các phương pháp sau:
Lôi cuốn hơi nước trực tiếp
Chưng cất cách thuỷ
Chưng cất lôi cuốn hơi nước gián tiếp


Lôi cuốn hơi nước trực tiếp
Cách tiến hành: nguyên liệu và nước cho vào cùng 1 thiết bị đun sôi, hơi nước bay ra kéo theo hơi tinh dầu, sau đó làm lạnh ngưng tụ hơi,
ta sẽ thu được tinh dầu sau khi tách nước ra.


Ưu điểm :

-

Thiết bị sử dụng đơn giản, rẻ tiền
Phù hợp với mô hình sản xuất nhỏ

Nhược điểm:
- Chất lượng sản phẩm không cao
- Nguyên liệu dễ bị cháy khét do bị thiếu nước, bị dính vào thành thiết bị
- Khó điều chỉnh các thông số kỹ thuật ( nhiệt độ , áp suất ) thời gian kéo dài
- Tốn năng lượng


Chưng cất cách thủy
Tiến hành: nguyên liệu và nước không được tiếp xúc trực tiếp với nhau mà ngăn cách bằng 1 lớp vỉ. Hơi nước ở dưới lớp vỉ bay lên kéo theo
hơi tinh dầu đi ra thiết bị làm lạnh.

Ví dụ về quy trình chưng cất cách thuỷ


Ưu nhược điểm:
- Tránh hiện tượng cháy khét nguyện liệu
- Chất lượng tinh dầu chưa được cải thiện
- Tốn nhân công lao động.


Chưng cất lôi cuốn hơi nước gián tiếp
Cách tiến hành: sử dụng nồi bốc hơi riêng hoặc sử dụng hệ thông hơi nước từ một thiết bị khác.


Ưu nhược điểm:
- Tránh hiện tượng cháy khét của nguyện liệu, màu sắc và phẩm chất tinh dầu tốt hơn
- Dễ dàng điều chỉnh các thông số kỹ thuật để nâng cao hiệu suất và chất lượng tinh dầu.

Ưu nhược điểm của các phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước
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.
Nhược 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. Trích ly bằng dung môi dễ bay hơi
Nguyên tắc: dựa vào hiện tượng thẩm thấu, khuếch tán và hòa tan của tinh dầu vào các dung môi hữu cơ.
Yêu cầu của dung môi:
- 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 môi, dễ gây cháy và khó thu hồi dung môi (khó ngưng tụ),
- Không tác dụng hóa học với tinh dầu,
- Độ nhớt nhỏ để rút ngắn thời gian trích ly (độ nhớt nhỏ khuếch tán nhanh),
- Hòa tan tinh dầu lớn nhưng hòa tan tạp chất bé,
- Không ăn mòn thiết bị, không gây mùi lạ cho tinh dầu và đặc biệt không gây độc hại,
- Rẻ tiền và dễ mua.


Hiện nay, người ta sử dụng cả dung môi không tan trong nước như: dietyleter, 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.
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.

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: - thiết bị đắt tiền, phức tạp
- thất thoát dung môi
- quy trình tương đối phức tạp


Sơ đồ trích ly


Phương pháp trích ly bằng dung môi không bay hơi
Nguyên tắc: dựa vào tính chất có thể hòa tan trong một số dung môi không bay hơi như dầu thực vật, mỡ động vật, vasơlin…của tinh
dầu người tan ngâm nguyên liệu vào dung môi trên, tinh dầu sẽ khếch tán qua màng tế bào, hòa tan vào dầu. Tách dung môi thu được
dầu.
Yêu cầu với dung môi:
Không mùi
Độ nhớt thấp để tăng cường tiếp xúc với nguyên liệu
Không tương tác với nguyên liệu


Dung môi
↓
Nguyên liệu → xử lý →ngâm→ lọc→ tách bằng rượu etylic→rượu + tinh dầu→cất tách rượu→tinh dầu
Ưu điểm:
Tinh dầu ít tạp chất hơn
Nhược điểm:
Chất béo dùng tinh chế khó tinh chế và bảo quản.
Tiến hành thủ công
Khó cơ giới hóa

Các phương pháp hấp phụ
Hấp phụ bằng chất béo: dựa vào khả năng hấp phụ tinh dầu của chất béo. Khác với phương pháp ngâm, phương pháp hấp phụ tiến hành ở
pha khí và bề mặt rắn. Chất hấp phụ thường dùng là mỡ động vật.
Hấp phụ có 2 dạng là: hấp phụ tĩnh và hấp phụ động
Sơ đồ hấp phụ tĩnh: chất hấp phụ là chất béo
 

 

Chất hấp phụ

Nguyên liệu → xử lý →hấp phụ→tinh dầu + chất hấp phụ →

Bã ( trích ly bằng dung môi)
tách bằng rượu etylic →rượu + tinh dầu →làm lạnh, lọc →cất tách rượu →tinh dầu


Sơ đồ tách chiết tinh dầu bằng phương pháp hấp phụ


Hấp phụ động: chất hấp phụ là than gỗ hoặc than xương, khi than đã bão hòa tinh dầu, cho tác dụng với dung môi lỏng ( rượu etylic) để
tách tinh dầu.
Ưu điểm:
Đơn giản
Nhược điểm:
Khó bảo quản chất béo
Khó cơ giới hóa

Phương pháp hấp thụ rắn :
Nguyên tắc: sử dụng các chất hấp phụ rắn như than gỗ, than hoạt hóa để hấp phụ tinh dầu
Ưu điểm: đơn giản, dễ điều khiển cơ giới hóa các khâu sản xuất, có hiệu suất thu tinh dầu lớn, tinh dầu thu có độ tinh khiết cao


3. Các phương pháp cơ học
Nguyên tắc: là phương pháp đơn giản dùng để tách tinh dầu ở dạng tự do bằng cách tác dụng lực cơ học lên nguyên liệu. Phương pháp
này chủ yếu dùng để tách tinh dầu trong các loại vỏ quả như cam, chanh, quýt...
Ưu điểm: tinh đầu đượcc giữ nguyên mùi vị ban đầu, các thành phần trong tinh dầu ít bị biến đổi
Nhược điểm: Sản phẩm bị lẫn tạp chất, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hòa tan từ vật liệu đe, ép.


Vắt, bóp: Quả được cắt ra làm 2 ÷ 3 phần, dùng thìa để tách thịt quả để riêng rồi dùng tay vắt bóp cho tinh dầu thoát ra ngoài. Tinh dầu
thoát ra được thấm vào bông, khi bông đã bão hòa tinh dầu, vắt lại cho vào cốc, đem lọc, lắng, sấy thu được tinh dầu thành phẩm. Vỏ đã
vắt xong đem chưng cất để thu hết tinh dầu.


Bào, nạo: dùng nguyên quả rồi xát mặt ngoài của vỏ vào bề mặt nhám, tế bào vỏ quả sẽ vỡ ra, tinh dầu thoát ra ngoài, lớp gai của bàn xát
phải vừa phải để tránh đâm thủng ruột quả. Phương pháp này cũng như phương pháp trên gây tổn thất nhiều tinh dầu. Tinh dầu cam, chanh,
quýt tách này bằng phương pháp này muốn sử dụng trong thực phẩm ta phải tách bớt tecpen, chủ yếu là limonen, vì nếu không tách thì
limonen sẽ bị oxy hóa thành pinen có mùi nhựa thông.


Ép ( được dùng phổ biến nhất): có thể ép nguyên quả bằng những máy ép đặc biệt, trong quá trình ép có dội nước. Sau khi ép ta được
hỗn hợp gồm nước quả, tinh dầu, mô và thịt quả. Để tách tinh dầu ra, cần phải lọc để loại bớt tạp chất, sau đó dùng máy li tâm có tốc độ
15000 ÷ 20000 vòng/phút để tách tinh dầu