Tách Tinh Dầu Bằng Phương Pháp Trích Ly | Diệp Linh

a. Mở đầu:

Trích ly là dùng những dung môi hữu cơ hòa tan các chất khác, sau khi hòa tan, ta được hỗn hợp gồm dung môi và chất cần tách, đem hỗn hợp này tách dung môi ta sẽ thu được chất cần thiết. Cơ sở lý thuyết của quá trình trích ly là dựa vào sự khác nhau về hằng số điện môi của dung môi và chất cần trích ly.

Những chất có hằng số điện môi gần nhau sẽ dễ hòa tan vào nhau. Tinh dầu có hằng số điện môi dao động từ 2  5 và các dung môi hữu cơ có hằng số điện môi dao động từ 1,5  2.

Trong công 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 quí như sáp, nhựa thơm trong nguyên liệu mà phương pháp chưng cất không thể tách được. Vì thế, chất lượng của tinh dầu sản xuất bằng phương pháp này khá cao.

Bản chất của quá trình trích ly là quá trình khuếch tán nên người ta thường dựa vào các định luật khếch tán của FICK để giải thích và tính toán.

Chất lượng của tinh dầu thu được bằng phương pháp trích ly phụ thuộc rất nhiều vào dung môi dùng để trích ly, vì thế dung môi dùng để trích ly cần phải đảm bảo 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 môi, dễ gây cháy và khó thu hồi dung môi (khó ngưng tụ),

– Dung môi không tác dụng hóa học với tinh dầu,

– Độ nhớt của dung môi bé để rút ngắn thời gian trích ly (độ nhớt nhỏ khuếch tán nhanh),

– Dung môi hòa tan tinh dầu lớn nhưng hòa tan tạp chất bé,

– Dung môi không ăn mòn thiết bị, không gây mùi lạ cho tinh dầu và đặc biệt không gây độc hại,

– Dung môi phải rẽ tiền và dễ mua.

Tuy nhiên, không có loại dung môi nào đạt được tất cả yêu cầu trên, ví dụ: rượu, axêton hòa tan tinh dầu tốt nhưng hòa tan cả nước và đường có trong nguyên liệu nữa và như vậy tinh dầu sẽ có mùi caramen sau khi dùng nhiệt để tách dung môi. Nếu sử dụng ête êtilic dùng làm dung môi trích ly thì dung môi này hòa tan nhựa và sáp tốt nhưng độc và dễ sinh ra hỗn hợp nổ.

Hiện nay, người ta thường dùng dung môi là ête dầu hỏa, nhiệt độ sôi 45  700C thành phần chủ yếu là các hidro cacbon no như pentan, hexan và lẫn một ít heptan. Ête dầu hỏa cần được tinh chế trước khi sản xuất. Ête dầu hỏa được đem đi cất lại để lấy những phần có nhiệt độ sôi từ 45  700C đưa vào trích ly. Ête dầu hỏa dễ cháy nổ, độc, do đó trong sản xuất cần thực hiện nghiêm túc các qui tắc về an toàn lao động và phòng chữa cháy. Hiện nay, ở một số nước người ta dùng dung môi trích ly là CO2 lỏng, dung môi này không độc, có độ bền hóa học cao nên đảm bảo cho tinh dầu thu được có chất lượng cao.

b. Sơ đồ công nghệ quá trình trích ly:

* Chuẩn bị cho quá trình trích ly:

– Chọn dung môi phù hợp với nguyên liệu và phương pháp trích ly. Phương pháp trích ly có thể là tĩnh hay động, trong phương pháp trích ly tĩnh, nguyên liệu được ngâm trong dung môi trong một thời gian nhất định (cả hai đều không chuyển động), phương pháp trích ly động thì dung môi hoặc nguyên liệu chuyển động hoặc cả hai cùng chuyển động.

– Làm sạch dung môi

– Xác định thời gian trích ly cần thiết phù hợp với từng loại nguyên liệu.

 * Sơ đồ công nghệ:

NGUYÊN LIỆU

XỬ LÝ

DMÔI

TRÍCH LY

MITXEN BẢ TÁCH DMÔI

LẮNG, LỌC BẢ THẢI DMÔI

TÁCH DMÔI DMÔI TINH CHẾ

CANCRÊT

TÁCH SÁP BẰNG C2H5OH

LÀM LẠNH LỌC SÁP

C2H5OH TÁCH C2H5OH

TINH DẦU THÀNH PHẨM

 * Trích ly:

Nguyên liệu dùng cho trích ly phải ráo nước. Sau khi cho dung môi và nguyên liệu vào thiết bị trích ly, đem lọc ta sẽ được mitxen, mitxen là hỗn hợp gồm tinh dầu và dung môi. Đem lắng và lọc mitxen để tách các tạp chất như các mảnh nguyên liệu, nếu nguyên liệu là hoa thì các tạp chất có thể là nhụy hoa, phấn hoa.

Trong trường hợp mitxen có nước cần phải tách nước. Sau đó, dùng hơi để cất thu hồi lại dung môi. Dung môi từ bả trích ly và dung môi ở thiết bị cất thu hồi được đem đi tinh chế để sử dụng trở lại. Mitxen đã tách dung môi xong gọi là cancrêt, cancrêt là một hỗn hợp gồm tinh dầu, sáp, nhưa thơm và một số tạp chất khác (axit hữu cơ) ở dạng sệt.

Để tách sáp và tạp chất người ta hòa tan cancrêt bằng rượu êtilic sau đó đem làm lạnh ở -150C, sáp và tạp chất sẽ đông đặc lại, sau đó ta lọc để tách. Lúc này hỗn hợp chỉ còn lại rượu và tinh dầu, dung phương pháp cất để tách rượu, ta thu được tinh dầu tuyệt đối, rượu được đem tinh chế để dùng lại.

Sáp là chất định hương có giá trị trong tinh dầu, nhưng khi có sáp trong tinh dầu, tinh dầu thường bị đục do đó phải tiến hành tách sáp trong tinh dầu.

Thiết bị trích ly thường đắt tiền và phức tạp, do đó phương pháp trích ly chỉ được dùng để sản xuất những loại tinh dầu quí hiếm (hàm lượng tinh dầu trong nguyên liệu bé).

c. Thiết bị trích ly:

Để thực hiện tốt quá trình trích ly, người ta tiến hành trích ly ở nhiều thiết bị trích ly khác nhau, có thể gián đoạn hoặc liên tục, dưới đây là sơ đồ hệ thống trích ly gián đoạn:

1: thiết bị trích ly2: thiết bị làm bay hơi dung môi

3: thiết bị ngưng tụ4: thùng chứa

Thiết bị trích ly 1 theo sơ đồ trên làm tổn thất dung môi lớn do các công đoạn tháo nạp liệu..Do đó người ta đã thiết kế loại thiết bị trích ly kiểu thùng quay có sơ đồ cấu tạo như sau:

1: Cửa cho nguyên liêu vào2: Ống dẫn dung môi vào

3: Hơi nước trực tiếp vào4: Giỏ chứa nguyên liệu

5: Cửa tháo bả6: Ống tháo mitxen

7. Thiết bị truyền nhiệt

 Nguyên liệu được cho vào các giỏ chứa 4 lắp trên một khung quay ở bên trong thiết bị. Dung môi nằm cố định trong phần dưới của thiết bị, nhờ khung quay nên các giỏ chứa nguyên liệu được nhúng liên tục vào dung môi, khi nguyên liệu đã hết tinh dầu, mitxen được tháo ra ở cửa 6, sau đó cho hơi nước vào vỏ nhiệt của thiết bị theo ống 3 để tách dung môi từ bả trích ly.