فرایندهای تولید عرقیات و اسانس گیاهان دارویی

فرایندهای تولید عرقیات و اسانس گیاهان دارویی بسیاری از كشورها معطوف به تولید عرقیات گیاهی از استحصال بخار سرد شده آن‌ها برای تولید مایعات مقوی و شفابخش استفاده است. یكی از اولین روش‌های تولید عرقیات گیاهی مانند روش گلاب گیری است که همچنان در اقصی نقاط كشور به صورت سـنتی انجـام می‌شود. اما با پیشرفت فناوری‌های فرآوری گیاهان دارویی، تولید عرقیات و مواد موثره آن‌ها به شیوه صنعتی و مكانیزه با کیفیت بالا و سریع قابل انجام است. در ادامه این مقاله تعدادی از آن‌ها شرح داده‌ایم.

برای دریافت مشاوره کسب و کار در ایران و دیگر کشورها می‌توانید با کارشناسان مرکز کاردوک از طریق شماره 02166418908 تماس بگیرید.

تولید عرقیات گیاهی از کدام گیاهان انجام میشود؟

عرقیات گیاهی فرآورده‌هایی هستند كه از تقطیر مواد فرار موجود در اندام‌ها و قسمت‌های مختلف گیاهان (به کمک حلال‌ها و فرایندهای خاص) به دست می‌آیند. این محلول همان چیزی است که  “عصاره” گیاه نام دارد. عرقیات از بسیاری از گیاهان همانند كاسنی، نعناع، خارشتر، شوید، بهار نارنج، بیـد، زیـره سـبز، زیره سیاه، رازیانه، آویشن شیرازی، زنیان، شنبلیله، گزنه و كلپـوره و بسیاری دیگر از گیاهان داوریی به دسـت می‌آید. برای مشاهده طرح توجیهی عرقیات گیاهان دارویی کلیک کنید.

اسانس گیاهی یا روغن‌های فرار و معطر گیاه

اسانس گیاهـان مواد فراری هستند که بر اثر حرارت به راحتی تبخیر می‌شوند. آن‌ها ترکیبی از عناصر مختلفی هستند که کیفیت و چگونگی تاثیرات آن‌ها را سبب می‌شوند. این مواد مخلـوط پیچیـده‌ای از مـواد شیمیایی آلی مانند ترپنوئیدها، استرها، آلدئیدها، الكل‌ها، فنل‌ها، كتون‌ها را تشکیل می‌دهند.

منشا اسانس گیاهان

اسانس منشا رایحه و طعم خاص گیاهان است که از بخش های مختلف آن استخراج می‌شوند. اسانس برخی از گیاهان مانند یاس در گل و برخی دیگر مانند رزماری در برگ‌ها ذخیره هستند. در انواع دیگر گیاهان در دانه‌ها، ریشه و درختان نیز در چوب و پوست آن‌ها  وجود دارند.

امروزه بیش از دویست نوع اسانس طبیعی از گیاهان به دست می‌آید. در بعضی از گیاهان اسانس به میزان بسیار اندک و میکروسکوپی و در برخی دیگر به میزان فراوان وجود دارند و همچنین استخراج بعضی از این روغن‌ها آسان و برخی دیگر بسیار دشوار است. یاس که رایحه فراوانی دارد، تنها مقدار اندکی اسانس از خود تراوش می‌کند. از سوی دیگر مرکبات دارای سه نوع روغن پایه در گل‌ها، برگ‌ها و پوست هستند که هر یک نوع خاصی  اسانس را دارند.

استخراج روغن از پوست و مغز میوه این دسته از گیاهان به آسانی قایل انجام است و با فشردن میوه مرکبات به وسیله دستگاه، عصاره فراوانی از آن استخراج می‌شود. گل‌ها و گیاهان باغچه‌ای مقدار اندکی از روغن پایه را در هوا تراوش می‌کنند. بعضی از این روغن‌ها دارای رایحه‌های بسیار ماندگاری هستند، اسانس سنبل و اسطوخودوس از این دسته‌اند. در گذشته از گل‌های خشک شده این گیاهان به عنوان خوشبو کننده استفاده می‌شد.

ویژگی‌های عرقیات گیاهی |فرایندهای تولید عرقیات و اسانس گیاهان دارویی

بخش‌های گیاهی مورد استفاده در تولید عرقیات اعم از شاخه و برگ و گل باید سالم و عاری از آفت زدگی و علائم بیماری‌های گیاهی بذرها و مواد خارجی باشد. باقیمانده سموم آفت كش نیز باید کمتر از حد مجاز باشند. كیفیت عرقیات گیاهی، به واریته و تازگی گیاه مورد اسـتفاده، كیفیـت و مقـدار آب مصـرفی (در تقطیـر بـا آب)، شدت و سرعت بخار ورودی به مخـازن تقطیـر، مـدت زمـان تقطیـر، حجـم عرقیـات گیـاهی بـه دسـت آمـده و عملكرد مبردها، بستگی دارد.

مجموعه این عوامل بـر روی ویژگـی‌هـای شـیمیایی عرقیـات حاصـل از جملـه مقدار اسانس و اسیدیته محصول تاثیر می‌گذارد. شاخص‌های بررسی کیفیت مطابق استاندارد شامل ویژگی‌های حسی (طعم و بوی زیره سبز، بیرنگ تا كمی كدر)، میزان اسانس، عدد اسیدی، عدد استری، عدد یدی، عدد اكسیداسیون و میزان PH محلول می‌باشد.

شیوه های مختلف استخراج عرقیات و اسانس گیاهان دارویی

روغن‌های گیاهی جایگزین مناسبی برای تولیدات مصنوعی و مخاطره آمیز در آزمایشگاه‌ها هستند. عصاره گیاهی با روش‌های حذف زواید یا استخراج مواد موثره از  قسمت خاصی از گیاه انجام می‌شود. کاهش زمان عصاره گیری، کاهش میزان حلال مصرفی، افزایش بازده استخراج و تقویت کیفیت عصاره حاصله از گیاهان به کمک فناوری‌های روز دنیا میسر است.

برای تولید بهترین و مؤثرترین عصاره، توجه به نکاتی از جمله خصوصیات ماده گیاهی، انتخاب حلال مناسب و دقت در مراحل فراوری ضروری است. برخی از روش‌های استخراج مناسب انواع خاصی از گیاهان و بخش‌هایی از آن‌ها هستند.

روش‌های کاربردی و نوین استخراج عرقیات و اسانس‌های گیاهی عبارتند از: تقطیر بخار، استخراج با حلال، انفلواراژ، استخراج سرد و تقطیر آب، استخراج عصاره گیاهان با فراصوت، استخراج با مایع تحت فشار، استخراج با آب داغ تحت فشار، استخراج با حلال، استخراج با امواج مایکروویو و استخراج به همراه مایع فوق بحرانی اشباع CO2.

تولید عرقیات گیاهی با روش تقطیر بخار

متداول‌ترین روش استخراج روغن‌ها روش عصاره گیری تقطیر با بخار است که از آن برای استخراج و جداسازی اسانس گیاهان برای استفاده در محصولات طبیعی استفاده می‌شود. در این فرایند مواد موثره و ترکیبات فرار گیاه به همراه بخار از گیاه جدا  و در نهایت فرایند چگالش و جمع آوری آن انجام می‌شود.

نحوه کار بدین صورت است که بخش یا بخش‌های مناسب هر گیاه را برای عصاره گیری در مخزن استیل ضدزنگ  اولیه دستگاه تقطیر قرار می‌دهند. سپس بخار  به مخزن تقطیر تزریق  وارد می‌شود تا روغن‌ها و مولکول‌های معطر گیاه آزاد شوند، سپس آنها بخار می کنند تا ترکیبات گیاهی تبخیری به درون یک دستگاه متراکم کننده و فلاسک میعانات یا کندانسور سردکننده دارای دو لوله جداگانه خروج آب گرم و ورود آب سرد وارد می‌شود.

بخار در کندانسور سرد و دوباره به حالت مایع برمی‌گردد. محصول جانبی عرقیات خروجی از کندانسور در درون یک ظرف در زیر آن جمع می‌شود. از آنجا که اسانس و آب با هم مخلوط نمی‌شوند، روغن پایه روی آب شناور می‌شود. بعضی از روغن‌های پایه سنگین‌تر از آب هستند مانند اسانس میخک، بنابراین در پایین جداکننده یافت می‌شوند و به مجرای جمع‌آوری (که عمل خنک کنندگی در آنجا صورت می‌گیرد) می‌رسد.

پس از خنک شدن روغن پایه و آب باقی می‌مانند و در انتهای فرایند  اسانسی که بر روی آب مانده از طریق جداکننده از سطح آن جمع آوری می‌شود. بعضی از گیاهان مانند یاس به این روش به خوبی جواب نمی‌دهند، چرا که حرارت بخار سبب از بین رفتن رایحه آن‌ها می‌شود. در این موارد از دو روش دیگر استفاده می‌شود که محصول آن‌ها را عصاره خالص می‌نامند.

روش روغن های جاذب |فرایندهای تولید عرقیات و اسانس گیاهان دارویی

روش عصاره‌گیری با روغن‌های جاذب در بیشتر مناطق دنیا منسوخ  است. برخی از عطرسازان اروپایی این روش را به صورت نمایشی برای بازدیدکنندگان انجام می‌دهند. عصاره‌گیری با روغن‌های جاذب روشی بسیار پرزحمت و کند است، ولی در نهایت عصاره خالص بسیار با کیفیتی به دست می‌آید.

در این روش ابتدا گل‌های معطر همانند یاس را به وسیله دست بر روی سینی‌های شیشه‌ای حاوی نوع خاصی چربی بسیار تمیز و بدون بو که در دمای اتاق جامد هستند، پخش می‌کنند. سپس سینی‌ها را بر روی هم  به روغن زمان می‌دهند تا اسانس گیاه آرام آرام جذب چربی شود و خود را ببندد. این فرایند هم به صورت سرد و هم به صورت گرم انجام می‌شود.

گلبرگ‌های تخلیه شده جایگزین می‌شوند و روند کار تکرار می‌شود. تا زمانی که چربی از اسانس گیاه اشباع شود. این عمل را با گل‌های تازه آنقدر تکرار می‌کنند تا چربی روی شیشه‌ها از روغن پایه اشباع شود. این چربی اشباع را پماد می‌نامند. پماد اشباع را در الکل حل می‌شود تا عصاره خالص یاس به دست آید. چربی باقی مانده از این روش را دور نمی‌ریزند، چرا که هنوز رایحه یاس در آن موجود است و از این چربی برای تولید محصولات بهداشتی همانند صابون استفاده می‌کنند.

روش استخراج عصاره و اسانس گیری گیاهان با حلال

روش دیگر جداسازی اسانس‌ها از گیاهان معطر همانند یاس روش استخراج با حلّال است. در این فرایند از حلال‌های متناسبی همانند هگزان و اتانول برای جداسازی مواد موثره گیاهانی که مقدار کمی روغن پایه ولی باارزش دارند استفاده می‌کنند. این روش را برای استخراج اسانس‌های گیاهانی که تا حد زیادی شبیه رزین هستند و یا مواد معطر ظریفی هستند و نمی‌توان آن‌ها را با فشار و تجزیه از راه تقطیر بخارآب جدا سازی نمود، استفاده می‌کنند. این روش استخراج قادر است عطر و بوی ظریف و خوشبوتری را  نسبت به هر روش تقطیر از گیاهان خاصی استحصال کند. از طریق این فرآیند، مواد گیاهی غیر فرار مانند موم و رنگدانه‌های گیاه نیز قابل استخراج می‌باشند که گاهاً از طریق فرآیندهای دیگر استخراج از بین می‌روند.

در این روش گل‌ها (و یا هر بخش مناسب دیگر گیاه) در حلالی مانند هگزان درون مخزنی خیسانده و مخلوط می‌شوند. سپس مخلوط را حرارت می‌دهند تا ماده حلال و روغن پایه که یک ترکیب معطر مومی است، تبخیر شود که اگر با الکل مخلوط شود، ذرات روغن آن آزاد می‌شوند و در ظرف اولیه تفاله گیاه بر جای بمانند. این مخلوط که نیمی حلال و نیمی روغن پایه است را مخلوط ساروجی می‌نامند. در مرحله بعدی و پس از سرد شدن مخلوط عصاره خالص گیاه را از مخلوط جدا می‌کنند و حلال دوباره به فرایند اولیه برمی‌گردد. بعضی از این رزینوئیدها را برای استحصال  عصاره خالص در الكل فراوری می‌شوند. روغن پایه در صنعت عطر یا برای اهداف آروماتراپی و یا عطرها و محصولات آرایشی ک می‌شود.

تولید عرقیات گیاهی با روش حلال CO2|فرایندهای تولید عرقیات و اسانس گیاهان دارویی

استخراج با دی اکسیدکربن در مقایسه با سایر روش‌ها علیرغم پیچیدگی تکنولوژیکی روشی نوین است. و بر استخراج با دیگر حلال‌ها ترجیح دارد. در استخراج با دیگر حلال‌ها اندکی نگرانی از میزان حلال موجود در مخلوط ساروجی و باقیمانده در عصاره خالص وجود دارد . استخراج با دی‌ اکسیدکربن این مشکل را برطرف می‌کند،  اسانس و عرقیاتی که به روش  استخراج فوق بحرانی CO2 ازگیاهان به دست می‌آیند، از نظر روغن‌های تولید شده همانند محصولات روش تقطیر در خواص رایحه درمانی عطرهای طبیعی کاربرد دارند.

روغن‌ها و اسانس‌های حاصل از تقطیر بخار بسته به دما، فشار و مدت زمان آن  در فرآیند از نظر کیفیت متفاوت هستند. بنابراین فرآیند استخراج با CO2 قادر است، اسانس‌هایی با کیفیت بالاتر را تولید کند که برخلاف فرآیند تقطیر با بخار، در اثر حرارت زیاد تغییری نکرده‌اند. در استخراج CO2، هیچ یک از اجزای تشکیل دهنده روغن در اثر حرارت آسیب نمی‌بینند. بنابراین، تفاوت بین تقطیر سنتی و استخراج فوق بحرانی این است که به جای آب یا بخار گرم از گاز CO2 به عنوان حلال استفاده شود.

تفاوت روش co2 با دیگر روش ها |فرایندهای تولید عرقیات و اسانس گیاهان دارویی

فرآیند استخراج فوق بحرانی در دمای 35 تا 38درجه سانتی‌گراد عمل می‌کند، در حالی که جداسازی در روش تقطیر با بخار در دمای بین 60 تا 100 درجه سانتیگراد عمل می‌کند. در تقطیر با بخار ، به دلیل وجود دما  ، ترکیب مولکولی ماده گیاهی و روغن پایه تغییر می‌کند.  در صورتی که CO2 از نظر ترکیب شیمیایی به ساختار عصاره گیاه اصلی که از آن گرفته شده نزدیک‌تر است، زیرا حاوی طیف وسیع‌تری از ترکیبات گیاه است.

به عنوان مثال با استخراج عصاره توسط دی‌اکسیدکربن از گل‌های بابونه عصاره‌ای سبز به دست می‌آید. بنابراین عصاره حاصل از نظر ترکیب روغن‌های اصلی مقطر، بیشتر شبیه گل اصلی است. عصاره‌های CO2 معمولاً چگال‌تر از نمونه‌های اسانس مشابه روش‌های دیگر استخراج هستند و اغلب غیر از یک اسانس مقطر، رایحه گیاهان طبیعی، ادویه یا موم گیاهان را نیز در بر می‌گیرد.

میزان استخراج مواد موثره و عصاره‌های گیاهی با CO2 بیشتر از مقدار استخراجی از همان گیاه با استفاده از تقطیر بخار است. CO2 بی‌رنگ و بدون بو است و با آزاد شدن فشار در محفظه استخراج به راحتی و به طور کامل از محلول جدا  می‌شود. این همان ماده‌ای است که در زندگی طبیعی در تنفس باز دم می‌کنیم و گیاهان برای رشد به آن نیاز دارند. در این فرایند به دلیل عدم وجود حلال‌های بالقوه مضر در استخراج ، بدن انسان و محیط اطراف در این فعالیت آلوده نمی‌ شود.

روش عصاره گیری  گیاهان با  حلال روغن

تعدادی از روغن‌های گیاهان که از آن‌ها به عنوان روغن‌های دم کرده نیز یاد می‌شود، به عنوان حلال برای استخراج مواد گیاهی استفاده می‌گردد. فواید این روغن مقطر این است که مقدار بیشتری از ذرات گیاه در آن جذب می‌شود، زیرا مولکول‌های بزرگ‌تر از مولکولهای موجود در فرآیند تقطیر را جذب می‌کند. این امر محصول را به حفظ بیشتر مواد ارزشمند گیاه نزدیک می‌کند. در این فرایند مواد گیاهی برداشت تا حد امکان خشک مورد استفاده قرار می‌گیرد، زیرا هرگونه رطوبت گیاه باعث ناپایداری روغن و رشد میکروبی می‌گردد.  این فرایند از افزودن پنج درصد روغن ویتامین E یا روغن جوانه گندم (که سرشار از ویتامین E است) استفاده می‌شود. در این روش مواد گیاهی را ابتدا به صورت ریز و یا به صورت پودر نسبتاً درشت  خرد و   وارد مخزن  اختلاط با روغن می‌کنیم،  سپس حلال به آن اضافه می‌شود.

مخلوط حاصل  تا 1هفته می ماند و در طول دوره ماندگاری گاهی اوقات در ظرف حرکت می‌ کند. مایع جدا شده مخلوط به همراه مایع ناشی از پرس تفاله جامد در مرحله بعد به بخش فیلتراسیون مایع  می رود. باقیمانده جامد فشرده و مایع باقیمانده بازیابی و از سیستم تخلیه می‌گردد و مایعات صاف شده و استحصال شده مخلوط می‌شوند. مایعات از طریق فیلتراسیون یا فرونشست پاک و شفاف می‌شوند. بخشی از روغن  حاصل می‌تواند به عنوان “گیاه فعال” در فرمول لوازم آرایشی استفاده شود و مقدار بیشتری از آن می‌تواند جایگزین روغن پایه شود.

عصاره گیری گیاهان با فشار پرس سرد|فرایندهای تولید عرقیات و اسانس گیاهان دارویی

این روش پرس و تیغ‌ زنی نام دارد . این روش برای استحصال روغن‌های پایه از پوست مرکبات استفاده می‌شود، در ابتدای فرایند میوه کامل در دستگاهی قرار می‌گیرد که به صورت مکانیکی میوه‌ها را سوراخ می‌کند تا کیسه‌های اسانس که در زیر پوست قرار دارد، پاره شود. اسانس و رنگدانه‌ها به قسمت جمع‌آوری دستگاه می‌ریزند، سپس میوه کامل فشرده  تا  آب و روغن آن خارج شود. روغن و شیره‌ای که تولید می‌شود هنوز حاوی مواد جامد میوه‌ها مانند پوست است و باید فیلتر شود تا مواد جامد از مایعات با فیلتراسیون جدا شوند. روغن از لایه آب جدا شده و در ظرف دیگری سیفون می‌شود.

عصاره گیری گیاهان با  تقطیر  آب گرم

گل‌های ظریف مانند گل محمدی و شکوفه‌های پرتقال هنگامی در فرآیند تقطیر بخار بهم گره خورده ، جمع و فشرده می‌شوند. بنابراین موثرترین روش استخراج در این شرایط غوطه‌ ور کردن مواد گیاهی ظریف در آب جوش خالص است. آب گیاهی را که قرار است روغن آن استخراج شود در برابر گرم شدن بیش از حد محافظت می‌کند. در این فرایند مایعات غلیظ و گرم در دیگ پی از تبخیر در کنئانسور خنک و امکان جدا سازی عرقیات گیاه را از روغن پایه فراهم می‌سازد. آب باقیمانده معطر گل یا عرقیات گیاهی فرایند تقطیر است.

مشخصات عمومی، مالی و اقتصادی طرح

جهت اطلاع از  مشخصات زیر ساخت، ظرفیت تولید و محاسبات مالی و سرمایه گذاری طرح ها  بدلیل وجود  نوسانات مالی و اقتصادی لازم است با کارشناسان کاردوک است تماس بگیرید.

طرحهای مرتبط: طرح توجیهی تولید عرقیات و اسانس گیاهان دارویی

خدمات قابل ارایه  کاردوک به  طرح‌ها و واحدهای

• تهیه طرح توجیهی و امکان سنجی طرح با استفاده از نرم افزار کامفار توسط متخصصین کارآمد مهندسی
• ارائه خدمات در انتخاب ماشین آلات، تاسیسات عمومی و طراحی سایت پلان
• ارایه فرمولاسیون گیاهان قابل استفاده در تولید محصولات
• مشاوره بازاریابی و صادرات محصول با کیفیت به کشورهای دیگر
• مشاوره اصلاح تکنولوژی، نوسازی و بازسازی واحدهای قدیمی
• مشاوره ارتقا بهروری بنگاه

برای مشاهده سایر طرح توجیهی صنعتی کلیک کنید.