تولید عرقیات گیاهی | فرایندهای تولید عرقیات و اسانس گیاهان دارویی

در بسیاری از كشورها برای تولید عرقیات گیاهی از استحصال بخار سرد شده آن‌ها برای تولید مایعات مقوی و شفابخش استفاده می‌کنند. 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 به آن “عصاره” گیاه گفته می‌شود. 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 شده. در انواع دیگر گیاهان در دانه‌ها، ریشه و درختان نیز در چوب و پوست آن‌ها انباشته شده اند.

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.

تولید عرقیات گیاهی | ویژگی‌های عرقیات گیاهی

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 اعلام شده 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 شده است.

برای به دست آوردن بهترین و مؤثرترین عصاره، توجه به نکاتی از جمله خصوصیات ماده گیاهی، انتخاب حلال مناسب و دقت در مراحل عصاره‌گیری 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 شده 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 تولید شده به مخزن تقطیر تزریق می‌شود تا روغن‌ها و مولکول‌های معطر گیاه آزاد شود، سپس آنها را به بخار تبدیل می کند تا ترکیبات گیاهی تبخیر شده 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 خنک شده 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.

تولید عرقیات گیاهی با روش روغن های جاذب

روش عصاره‌گیری با روغن‌های جاذب در بیشتر مناطق دنیا منسوخ شده، 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 می‌گذارند و به روغن زمان می‌دهند تا اسانس گیاه آرام آرام جذب چربی شده 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 شده را پماد می‌نامند. پماد اشباع شده را در الکل حل می‌کنند 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 به دست آوردن عصاره خالص در الكل فراوری می‌کنند. روغن پایه استحصال شده در صنعت عطر یا برای اهداف آروماتراپی و یا عطرها و محصولات آرایشی استفاده می‌شود.

تولید عرقیات گیاهی با روش حلال CO2

استخراج با دی اکسیدکربن در مقایسه با سایر روش‌ها علیرغم پیچیدگی تکنولوژیکی روشی نوین است که بر استخراج با دیگر حلال‌ها ترجیح داده می‌شود. در استخراج با دیگر حلال‌ها اندکی نگرانی از میزان حلال موجود در مخلوط ساروجی و باقیمانده در عصاره خالص وجود دارد که استخراج با دی‌اکسیدکربن 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 خروجی محصولات روش تقطیر در خواص رایحه درمانی عطرهای طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

روغن‌ها و اسانس‌های حاصل از تقطیر بخار بسته به دما، فشار و مدت زمان اعمال شده 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

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 دمای اعمال شده، 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 استخراج شده 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 نه بدن انسان و نه محیط اطراف در این فعالیت آلوده نمی‌گردد.

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. در 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 وارد مخزن در بسته اختلاط با روغن می‌کنیم، سپس حلال به آن اضافه می‌شود.

مخلوط حاصل می‌تواند تا 1هفته بماند و طول دوره ماندگاری گاهی اوقات در ظرف حرکت داده می‌شود. مایع جدا شده مخلوط به مراه مایع ناشی از پرس تفاله جامد در مرحله بعد به بخش فیلتراسیون مایع انتقال می‌یابد. باقیمانده جامد فشار داده شده که مایع باقیمانده بازیابی شده است 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

این روش پرس و تیغ‌زنی نیز نامیده می‌شود. 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 فشار داده می‌شود 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 که در فرآیند تقطیر بخار وارد می‌شوند، بهم گره خورده، جمع و فشرده می‌شوند، بنابراین موثرترین روش استخراج در این شرایط غوطه‌ور 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 تغلیظ شده و گرم شده در دیگ پی از تبخیر در کنئانسور خنک شده و امکان جداسازی عرقیات گیاه را از روغن پایه فراهم می‌سازد. آب باقیمانده معطر گل یا عرقیات گیاهی است که در فرایند تقطیر بدست آمده است.

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.