Essential & Volatile oils:
1 Essential & Volatile oils Lecture 2: Productions
Production of essential oils:
Production of essential oils By steam Simple steam distillation Saturated steam distillation Hydrodiffusion By expression Other Methods Concretes & Resinoids may be produced By solvent extraction By methods using oils & fats By extraction by supercritical gasses 2
Distillation:
Distillation นิยมใช้กับวัตถุดิบหลายชนิดที่ทนความร้อนได้ดี เป็นการกลั่นโดยให้ความร้อนกับวัตถุดิบ น้ำมันระเหยออกมาจากการควบแน่น มีน้ำเป็นตัวช่วย แบ่งออกเป็น 3 แบบคือ Simple distillation – water distillation Saturated steam distillation - water-steam distillation Hydrofusion – steam distillation 3
Still for water distillation:
Still for water distillation 4
Retort:
Retort 5
Condensor:
Condensor 6
Florentine - oil separator:
Florentine - oil separator 7
Distillation:
Distillation Simple distillation ตัวอย่างพืชจมอยู่ในน้ำต้มจนเดือด Still – อุปกรณ์สำหรับกลั่น ไอน้ำ ( Heterogeneous vapours ) ไอน้ำจะเกิดการควบแน่นบริเวณอุณหภูมิต่ำ Essential oil แยกออกจากกันได้ โดยใช้ density - ความหนาแน่น immiscibility - ส่วนที่แยกออกจากกัน 8
Distillation:
Distillation Water-steam distillation วัตถุดิบไม่ได้สัมผัสกับน้ำโดยตรง น้ำอยู่ด้านล่าง ไอน้ำผ่านขึ้นมาทาง perforated trays. สามารถทำได้ในสภาพความดันปกติ ข้อดี เกิดการเปลี่ยนแปลงของส่วนประกอบในน้ำมันน้อยลง ระยะเวลาสกัดสั้นลง ประหยัดเวลา สามารถดัดแปลงเป็นระบบกลั่นอัติโนมัติหรือกลั่นแบบต่อเนื่อง 9
Distillation:
Distillation Steam distillation Dry steam ไอน้ำรัอนถูกผลิตคนละที่แล้วส่งผ่านท่อเข้ามาใน still ความดันไอน้ำจะค่อยๆ ลดลง (จากด้านล่าง – บน) ข้อดี ได้ product ปริมาณสูง มีคุณภาพดี ประหยัดเวลาและประหยัดเชื้อเพลิง 10
Expression:
Expression Expression/mechanical expression ใช้แรงบีบอัดวัตถุดิบให้ต่อมน้ำมันแตกออก แรงดันบีบน้ำมันออกมา หรือใช้น้ำเข้าไปชะแล้วนำมาแยกชั้น วัตถุดิบเนื้อนิ่ม (fleshy) มีปริมาณ essential oil มาก เปลือกผลไม้กลุ่ม Citrus root, rhizome Citrus มี 4 วิธีที่นิยมใช้ในปัจจุบัน Pellatrice process Sfumatrice process FMC extractor Brown Peel Shaver 11
Expression:
Expression Pellatrice Process วัตถุดิบจะถูกส่งลงมาตาม Hopper ด้านล่างจะมีจานหมุนที่มีผิวขรุขระ เปลือกจะสัมผัสกับจานหมุน ต่อมน้ำมันแตกออก ด้านล่างจะมีลูกกลิ้งที่มีหนามแหลม Oil + water emulsion Centrifugal separators เพื่อแยก pure oil Bergamot, lemon 12
Expression:
Expression Sfumatrice Process วัตถุดิบจะถูกตัดครึ่ง - peek pulp, juice ถูกแยกออก นำไปแช่ในอ่างน้ำปูนใส 1 คืน เปลือกแข็งขึ้นและ neutralize ความเป็นกรด – hydrolyses decomposition Press, bent – release oil Wash by fine spray of water Centrifuge to separate the essential oil 13
Expression:
Expression FMC Juice Extractor เป็นระบบแยกน้ำส้มและ essential oil ออกจากกันได้ทันที Juice extractor ประกอบด้วยสองส่วน ส่วนบนลักษณะเป็นซี่ๆ คล้านิ้วมือ ส่วนล่าง มีท่อสำหรับเสียบเข้าไปกลางผล – รับน้ำส้ม Jet water ล้างน้ำมันส้มที่บีบได้ Centrifuge separator ใช้มากที่สุดในการผลิตน้ำมันผิวส้ม 14
Expression:
Expression Brown Peel Shaver ผลถูกส่งเข้าเครื่อง ที่มีลูกกลิ้ง 2 ชุด การบีบอัดผ่านลูกกลิ้งที่มีเข็มจำนวนมาก ผิวส้มจะถูกเจาะเป็นรูพรุนทั้งผล Oil water emulsion ถูกชะออกด้วยน้ำที่ไหลผ่านอย่างต่อเนื่อง Emulsion ผ่านเครื่องแยกกาก Centrifuge separator 15
Other methods:
Other methods Steam distillation by microwaves under vacuum วัตถุดิบอยู่ในภาชนะพิเศษ ได้รับความร้อนจากคลื่นไมโครเวฟ ความดันภายในลดลงอย่างต่อเนื่อง อาศัยน้ำภายในวัตถุดิบ น้ำมันหอมระเหยมากับไอน้ำ ลดระยะเวลาในการสกัดลงมาก eg. ดอกลาเวนเดอร์แห้ง ใช้เวลาสกัด 6 นาที การกลั่นใช้ 30 นาที 16
Extraction processes:
Extraction processes ใช้กับกลุ่มของ aromatic components hydrolyzed ได้ง่ายเมื่อโดนความชื้น decomposed เมื่อได้รับความร้อน มีปริมาณน้อยมาก แบ่งประเภทของตัวทำละลายออกเป็น 3 กลุ่มคือ Volatile solvents – มีจุดเดือดต่ำ Non-volatile solvent – ไขมันชนิดต่างๆ Supercritical gases – CO 2 17
Volatile solvents:
Volatile solvents หลักในการเลือกตัวทำละลายขึ้นอยู่กับ เทคนิคและต้นทุน Selectively – ละลายน้ำมันหอมระเหยที่ต้องการได้ ไม่ละลายสารอื่นๆ ที่ไม่ต้องการ eg. wax. pigments, albuminous compounds Stability – ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำมันหอมระเหย คงตัว Boiling point – มีจุดเดือดไม่สูงเกินไป หรือต่ำเกินไป Safety – ไม่ไวไฟ Cost - ราคาไม่สูงเกินไป 18
Solvent:
Solvent solvent ที่นิยมใช้ในการสกัดน้ำมันหอมระเหย Diethyl ether b.p. 35 o C** Petroleum ether b.p. 35 o C** Hexane b.p. 69 o C Chloroform b.p. 61 o C Dichloromethane b.p. 40 o C Toluene b.p. 111 o C Benzene – good solvent but high toxic 19
Solvent extraction:
Solvent extraction เมื่อสิ้นสุดกระบวนการสกัด ตัวทำละลายจะถูกระเหยออก product ที่ได้จากการสกัดด้วยตัวทำละลาย Concrete – waxy semi-solid material free from solvent Resinoids – viscous to semi-solid mixture of resin-rich materials Oleoresin – solvent extract of dried spice or herbs free from extracting solvent: food, pharmaceutical industries Absolute - extract from concrete or resinoids in absolute alcohol 20
Disadvantage of solvent extraction:
Disadvantage of solvent extraction Lack of selectivity – ละลายสารอื่นที่ไม่ต้องการออกมาด้วย – lipophillic substance จะต้องนำไป purify อีกครั้ง Toxicity of solvents เป็นอันตราย เพิ่มความร