Tiểu luận môn hóa sinh Chất mùi tự nhiên sử dụng trong thực phẩm cách chiết và tinh chế

Vì vậy trong sản xuất thực phẩm,người ta tìm mọi biện pháp kỹ thuật để bảo vệ chất mùi tự nhiên, mặt khác người ta còn thực hiện một số biện pháp để tạo hương thơm cho sản phẩm như sau:

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN MÔN HÓA SINH

ĐỂ TÀI:

CHẤT MÙI TỰ NHIÊN SỬ DỤNG

TRONG THỰC PHẨM CÁCH CHIẾT VÀ TINH CHẾ

GVHD: Th.s Nguyễn Thị Mai Hương Lớp : DHTP6ALT

Nhóm : 15

TP HCM, ngày 8 tháng 1 năm 2015

MỞ ĐẦU

Ngày nay, trong đời sống nhân loại, mùi có vai trò rất quan trọng gần như làmột nhu cầu thiết thiết yếu của con người Trong rất nhiều sản phẩm như tronglĩnh vực mỹ phẫm, dược phẩm, hóa chất, môi trường, công nghệ thực phẩm được

sử dụng làm chất gia hương cho bánh kẹo, chè, thuốc lá, nước giải khác, rượu…Mùi bao gồm mùi tự nhiên, mùi nhân tạo từ các phản ứng hóa học…

Để hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của mùi có nguồn gốc tự nhiên được sử dụngtrong thực phẩm như thế nào nên nhóm chúng em chọn đề tài: “ Chất mùi tự nhiên

sử dụng trong thực phẩm, cách chiết và tinh chế ”.Qua đó chúng em sẽ có cơ hội tìm hiểu sâu hơn về nguồn gốc, vai trò cũng như sự đóng góp xây dựng các sản phẩm thực phẩm và cũng như cách sản xuất chúng

Mặc dù bài tiểu luận đã được thực hiện một cách rất nghiêm túc và đã hoànthành nhưng không tránh khỏi những thiếu sót do thời gian tìm hiểu có hạn cùngnhiều hạn chế về chuyên môn, tài liệu tham khảo Do đó, chúng em rất mong sựđóng góp ý kiến của cô và các bạn để có bài tiểu luận hoàn thiện hơn Từ đó, tíchlũy những kinh nghiệm bổ ích cho cuộc sống cũng như nghề nghiệp trong tươnglai

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÙI

1 1 Ý nghĩa của chất mùi trong sản xuất thực phẩm:

Ngoài màu sắc, mùi vị cũng là một tính chất cảm quan quan trọng của thựcphẩm, vì chúng có những tác dụng sinh lý rất rõ rệt Mùi còn là chất rất quan trọngtrong đời sống Chất mùi có ảnh hưởng trực tiếp đến trạng thái cơ thể của từngngười như hệ tuần hoàn, sự tiêu hóa, xúc giác, hệ hô hấp và từ đó ảnh hưởng đếntâm trạng, đến tình cảm của mỗi con người Vì vậy trong sản xuất thực phẩm,người ta tìm mọi biện pháp kỹ thuật để bảo vệ chất mùi tự nhiên, mặt khác người

ta còn thực hiện một số biện pháp để tạo hương thơm cho sản phẩm như sau:

- Chất mùi vốn dễ bay hơi và thường không bền, vì vậy người ta đã dùng cácbiện pháp kỹ thuật và thiết bị phức tạp để thu hồi các chất mùi đã bị tách ra khỏisản phẩm trong quá trình gia nhiệt, tạo điều kiện giữ chúng lại, hấp thụ trở lại vàothành phẩm các chất mùi tự nhiên vốn có trong nguyên liệu ban đầu

- Chưng cất và cô đặc các chất mùi tự nhiên rồi cho vào các sản phẩm khácnhau

1 2 Khái niệm về mùi:

Mùi là một cảm giác tâm sinh lý, nó được tạo nên do tác dụng sinh hóa mộttác nhân lên cơ quan khứu giác, tác nhân tạo nên mùi gọi là chất thơm Mùi còn làhỗn hợp phức tạp của nhiều đơn mùi, có nguồn gốc từ tự nhiên hoặc tổng hợp.Trong hơn hai triệu chất hữu cơ, thì có khoảng 400000 chất có mùi nhiều hoặc ít

Về bản chất, các chất mùi có thể là hydrocacbon, alcolhol, cacbonyl, ester, lactone

và các thành phần khác

Mùi phụ thuộc vào thành phần hóa học, phụ thuộc vào cấu tạo hóa học củaphân tử chất thơm Chất mùi có thể là đơn chất hay hỗn hợp các hợp chất, có thể làchất rắn, chất lỏng, hay chất khí

Đa số chất thơm có mùi đặc trưng riêng của mình Mùi của chúng do các nhómnguyên tử đặc biệt gọi là nhóm mang mùi quyết định Tuy nhiên nếu tăng số nhómmang mùi trong một phân tử lên thì không làm tăng mùi mà lại yếu mùi đôi khicòn làm tắt mùi hoàn toàn

Có thể tăng mạnh hoặc làm yếu mùi này bằng một mùi khác, hoặc cho mùi mới

mà đôi khi không giống và hoàn toàn khác với mùi cũ Chẳng hạn, mùi xạ hươngcủa trinitrobutyltoluen hoàn toàn mất đi khi thêm vào một lượng nhỏ quininesunlfat là chất vốn không có mùi

Các chất rất giống nhau về cấu tạo và tính chất có thể có mùi khác nhau Vd:

- Công thức của hai chất họ hàng eugenol và dihydroxyeugenol chỉ khác nhau

ở mạch bên nhưng eugenol là thành phần chủ yếu của dầu đinh hương và có mùiđinh hương mạnh, còn dihydroxyeugenol lại hầu như không có mùi

- Vanilin và izovanilin chỉ khác nhau ở vị trí của nhóm thế nhưng vanillin làhương liệu nổi tiếng nhất của mùi dễ chịu, còn izovaninlin chỉ bắt đầu có mùi khiđun sôi

Ngược lai, các chất hoàn toàn khác nhau có thể cho mùi giống nhau Vd: côngthức của xạ hương và các chất thay thế nó không giống nhau nhưng lại có mùigiống nhau

Đôi khi mùi còn phụ thuộc vào nồng độ của chất trong không khí Chẳng hạn,mùi của ionon đậm đặc giống bá hương nhưng ở trạng thái loãng thì ionon có mùicây hoa tím

Như vậy chúng ta cũng thấy được rằng, nhiều hiện tượng liên quan đến mùikhông thể giải thích được một cách chắc chắn, vì chưa có một quan niệm đầy đủ

về khứu giác làm việc như thế nào và tại sao một chất nào đó lại có mùi

1.3 Thuyết hóa học về mùi:

Năm 1920, nhà hóa học Thụy Điển Leopond Rujit đã đề ra giả thuyết về mùinhư sau: chất có mùi rơi vào mũi, đầu tiên nó lan rộng ra trong chất lỏng bao phủvùng khứu giác, sau đó chất có mùi bắt đầu liên kết với một chất hóa học đặc biệtgọi là chất tiếp nhận mùi Kết quả là một chất mới sinh ra và tác động đến đầucuối dây thần kinh Chất mới này không bền và nhanh chóng bị phân hủy Điềunày đã giải thích tại sao mùi không được duy trì Khi có mùi rất mạnh thì tất cảcác chất tiếp nhận mùi đều giữ bởi các phân tử chất có mùi Do đó mùi khôngđược thụ cảm nữa, vì chúng đã quen và đã hoàn toàn thích ứng với mùi mạnh vàbền

Còn 2000 năm về trước, nhà thơ và triết gia Lucrexia Car cho rằng trong mũi

có nhưng lỗ nhỏ, khi có hạt chất mùi rơi vào lỗ đó thì mũi sẽ được cảm thụ Điềunày cho thấy đặc trưng của mùi phụ thuộc vào tính tương ứng của hình dáng củahạt chất mùi và của các lỗ nhỏ trong hố mũi

Và cách đây không lâu, một nhà xứ Ecôt tên Moncrieff (1951) cũng đã đề ramột giả thuyết tương tự như ước đoán của Lucrexia Car Ông giả định rằng trongmũi có một vài kiểu tế bào cảm giác Mỗi kiểu tế bào chỉ tác dụng với một mùi cơbản nhất định Theo ông, mỗi một mùi phức tạp có thể chia thành một loạt các mùi

cơ bản và mỗi mùi cơ bản sẽ có thể bao hàm một mùi bất kỳ nào đó

Đến năm 1962, nhà hóa học hữu cơ Amoore đã nghiên cứu hàng trăm hợp chấthữu cơ và đưa ra kết luận có bảy mùi cơ bản:

- Mùi băng phiến (long não)

- Mùi xạ hương (pentadecanciacton)

- Mùi hoa thơm (phenylmetyletylcacbinoi)

- Mùi bạc hà (mentol)

- Mùi ete (dicloetylen)

- Mùi cay (hăng) (axit formic)

- Mùi thối (butylmercaptan)

- Theo ông khi trộn những mùi đó theo tỉ lệ nhất định có thể thu đượchương thơm bất kỳ nào đó Và ông còn cho rằng, hình học lập thể và hình củaphân tử vật chất có vai trò quyết định đối với mùi của nó Mỗi mùi cơ bản sẽtương ứng với một kiểu tế bào cảm giác nhất định

Ngoài ra ông còn nghiên cứu về hình dạng của chúng, ông cho rằng mùi băngphiến thì các phân tử của chúng có hình cầu hoặc gần giống hình cầu Các phân tửcủa mùi xạ hương thì có hình đĩa Nếu đĩa mà có thêm phần tương tự đuôi thìđược mùi hoa Mùi ete có phân tử hình gậy Đối với chất có mùi bạc hà thì ngoàihình dáng là cái chêm thì còn phải có những nhóm nguyên tử có khả năng tạo liênkết hydro ở những vị trí nhất định Mùi hăng và mùi thối không liên quan đến hìnhdáng của phân tử mà liên quan đến trạng thái điện của chúng Điện tích dương lớnthì có mùi cay, mùi chua, điện tích âm thì có mùi thối

Theo lý thuyết hóa lập thể, trên bề mặt của màng tế bào khứu giác phải cónhững hố, rãnh và khe có hình dáng và kích thướt tương ứng với các phân tử cómùi cơ bản Phụ thuộc vào hình dáng của mình mà phân tử có mùi sẽ được đặt vào

hố kiểu này hay kiểu khác Đa số phân tử chất mùi có hình dáng phức tạp như:hình que, hình chêm, hình cầu… Do đó có thể thích ứng được với nhiều kiểu hốkhác nhau về hình dáng của tế bào khứu giác Kết quả sẽ phát sinh ra không phảimột mùi đơn giản mà là một mùi hỗn hợp

Nhờ vào lý thuyết hóa lập thể mà ông đã thành công trong việc đoán được mùicủa nhiều chất mới được tạo ra

1 4 Thuyết lý học về mùi:

Theo lý thuyết lý học, nguyên nhân của mùi không phải là hình dáng của phân

tử mà là khả năng phát sóng điện từ của chúng Theo thuyết này thì tất cả các chấtthơm đều phát các tia hồng ngoại một cách mạnh mẽ, mỗi chất có một phổ riêngcủa mình Như vậy, phân tử chất có mùi được xem như một máy phát tia hồng

ngoại độc đáo Các tia này được thu hồi hằng ngày bằng máy thu là tế bào thầnkinh khứu giác Như vậy, sự khứu giác gần với sự vị giác Như chúng ta đã biết,các phân tử có màu thường kém bền hơn và dễ dàng bị kích thích hơn các chấtkhông màu Sự dao động của phân tử các chất có mùi được chồng lên trên sự daođộng riêng của các hạt chất màu nên sẽ bị cộng hưởng và sẽ gây nên sự phân bốlại điện tích ở trong mô thần kinh Cuối cùng sẽ dẫn đến sự xung động thần kinh,

đó là tín hiệu về mùi

Như vậy có thể cho ta thấy được, lý thuyết hóa học và lý học về mùi bổ sunglẫn nhau Có thể các phân tử có hình dạng gần giống nhau sẽ dao động như nhau

và các phổ bức xạ của chúng sẽ ít khác nhau

CHƯƠNG 2: CHẤT MÙI TỰ NHIÊN

1.Tinh dầu và nhựa

Các chất có mùi thường gặp trong tự nhiên thường là tinh dầu và nhựa.Tinhdầu va nhựa thuộc nhóm hợp chất izoprenoit,nghĩa là những hợp chất được coinhư là dẫn xuất của izopren.Các nhóm thuộc hợp chất này có đặc tính chung làkhông hòa tan trong nước mà hòa tan trong các dung môi hữu cơ.Tinh dầu và nhựađược tạo thành và thoát ra trong các cơ quan đặc biệt của cây; trong lông tuyến vàvẩy đối với tinh dầu và trong ống nhựa đối với nhựa.Tinh dầu và nhựa có hươngthơm nhất định quyết định mùi của nhiều cây, của hoa và của quả

Về bản chất hóa học, tinh dầu và nhựa thường là hỗn hợp các chức khác nhau :

hydrocacbon, rượu, phenol, aldehit, xeton Este, Quan trọng và thường gặp hơn

cả trong hợp phân tinh dầu là terpen và các dẫn xuất chứa oxy của terpen

• Terpen la hydrocacbon mạch thẳng hoặc vòng có công thức chung là(C10H10)n

• Mirxen có trong một loạt tinh dầu Trong tinh dầu của hoa huplong có 50% mirxen.

30-• Linalol có trong hoa lan chuông,trong quýt và trong cây mùi, linalol đượcdùng trong hương phẩm dưới nguyên dạng hay dưới dạng este axetat

• Geraniol gặp trong tự nhiên ở trạng thái tự do cũng như ở dạng este Cótrong tinh dâu khuynh diệp hay tinh dầu hoa hồng

• Xitral có chứa trong tinh dầu họ cam quýt,và trong tinh dầu khác

• Xitronelol có trong tinh dầu hoa hồng, phong lữ va các tinh dầu khác.Xitronelol có mùi hoa hồng

1.2 Sesquiterpen

Sesquiterpen có thể xem là hợp chất do ba đơn vị izopen tạo nên Đa sốsesquiterpen là hợp chất đơn vòng hoặc đa vòng Những sesquiterpen tiêu biểu làfarnezen, xinhiberen, humulen, cardinen Trong đó đặc biệt là xinhiberen có nhiềutrong tinh dầu gừng, humulen có trong tinh dầu huplong.Farnezol rất phổ biếntrong tự nhiên,có trong tinh dầu cam, chanh, hoa hồng, và một số tinh dầu khác

Axit abietic là chất tiêu biểu cỉa axit nhựa chiếm phần chính trong canifol.

So với axit nhựa khác, axit abietic tương đối bền vững mặc dù nó rất dễ bị oxyhóa trong không khí

1.4 Triterpen

• Triterpen thường gặp trong thực vật dưới dạng este, glucozit hoặc ở trạngthái tự do.Tiêu biểu cho triterpen là squalen.Squalen có trong chất béo của gan cámập,cũng như trong các cá khác

2.Tính chất chung của tinh dầu

• Tinh dầu hoà tan rất ít trong nước nhưng hoà tan nhiều trong rượu đậm đặc

Độ hòa tan lẫn nhau của hai chất lỏng càng nhiều thì độ có cực của phân tử chúng

càng lớn.Dưới tác dụng của oxy, một phần tinh dầu chủ yếu là các hợp chất không

no bị oxy hóa và cho mùi nhựa.Nói chung mùi thơm của tinh dầu là do este,phenol, aldehit, xeton và những hợp chất hữu cơ khác quyết định.Tổng lượng chấtnày thường chiếm đến 10% lượng tinh dầu, còn 90% còn lại là những chấtđệm.Sesquiterpen là chất ổn định hay chất đệm đó

CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT MÙI

1 Phân loại các phương pháp sản xuất mùi

Sản xuất chất thơm phụ thuộc vào dạng liên kết chất thơm trong nguyên liệu màngười ta sử dụng các phương pháp tách, chiết khác nhau Các phương pháp nàyphải đạt các yêu cầu sau:

- Chất thơm thu được phải có mùi vị ban đầu của nguyênl liệu

- Qui trình kỹ thuật thuận lợi và nhanh chóng

- Tách triệt để và tách được hết chất thơm trong nguyên liệu

Cơ sở tách chất thơm dựa vào một số tính chất của chất thơm như sau:

- Không hòa tan trong nước( Chất thơm ít hòa tan trong nước)

- Bay hơi và lôi cuốn hơi nước

- Hòa tan trong một số hợp chất hữu cơ bay hơi và không bay hơi cũng như cókhả năng hấp thụ khi ở dạng khí

Phương pháp cơ học tương đối đơn giản, dùng để tách chất thơm trong thực vật

ở những nguyên liệu mà chất thơm thường phân bố trong những túi tế bào nằmphía ngoài bề mặt và dễ bị phá vỡ khi ta tác dụng lên một lực cơ học Phương phápnày dùng phổ biến cho các loại quả như: cam, chanh, quýt, bưởi

 Yêu cầu:

- Quả thu hoạch lúc vừa chín tới, độ chín đồng đều.

- Vỏ của nguyên liệu còn tươi, không bị thối, mốc

 Phân loại: có 3 phương pháp

1.1.1 Vắt, bóp.

Quả được vắt làm 2 – 3 phần, dùng thìa tách từng lớp ruột ra, dùng tay vắt bópcho chất thơm thoát ra ngoài, chất thơm sẽ được thấm vào các lớp bột xốp hoặcbông Khi những lớp này đã bão hòa chất thơm, người ta vắt chất thơm vào cốc,đem lọc, lắng thu được chất thơm Để cho việc vắt quả được dễ dàng hơn, vỏ quả

có thể đem ngâm với nước trước, sau đó khi vắt xong được đem chưng cất để táchmột phần chất thơm còn lại

Ưu điểm: Thực hiện đơn giản

Ưu điểm: Thực hiện đơn giản

Nhược điểm: Tổn thất nhiều chất thơm

1.1.3 Ép.

Quả nguyên liệu có thể để nguyên hoặc cắt đôi đem vào máy ép trục, ép vít hay

ép đĩa Sau khi ép ta được một dung dịch chất thơm và nước ép quả cộng với cácmảnh tế bào quả và tạp chất Chất thơm lúc này ở dạng huyền phù rất khó tách

riêng ra Để tách chất thơm được dễ dàng, người ta đem đun nóng dung dịch tới 70– 800C và thêm vào đó một lượng gelatin khoảng 1% thể tích dung dịch; taninnồng độ 10% khoảng 0,25% tổng thể tích Khuấy đều và để lắng yên trong mộtthời gian, trong trường hợp này tế bào quả và những dạng keo đông tụ khác sẽ bịlắng xuống, ta thu được dịch quả và chất thơm

Phương pháp này được dùng phổ biến trên thế giới để tách chất thơm từ cam,quýt, chanh, bưởi…Tại Việt Nam, để chế biến lấy chất thơm từ loại nguyên liệunày thường dùng cồn để trích ly theo các bước tiến hành sau: Cam, chanh, quýtgọt vỏ, thái nhỏ, bề dài của miếng vỏ thái không quá 1 cm, ngâm trong cồn 900,lượng vỏ so với lượng cồn theo tỷ lệ ½ Nếu dùng cồn 800 thì tỷ lệ là 1/3 Ngâmsau 48h giờ vớt lớp vỏ cũ ra, thay lớp vỏ mới vào Mỗi lượt ngâm bằng cồn nhưvậy, thay 2 – 3 lần vỏ mới, dung dịch sau khi ngâm được lọc sạch, bã còn lại chovào cất với nước, thu được dung dịch nước có rượu và chất thơm Dung dịch cồnsau khi đã lọc sạch cho thêm nước vào nồi rồi đem cất, tỷ lệ cồn và nước là 2/3.Bằng phương pháp cất này, người ta loại được một số terpene có vị đắng trongchất thơm Lượng terpene còn lại được tách bằng cách cho muối vào theo tỷ lệ 1lít rượu 400 thêm 1 g muối, sau khi khuấy đều, terpene nổi lên và được vớt riêng

ra, rồi đem cất lại, một loại phần cất ban đầu có chứa nhiều terpene, ta thu đượckhoảng 80% dung dịch cồn thơm so với lượng rượu cho vào cất

Ưu điểm:

- Loại được một số terpene có vị đắng trong chất thơm

- Thu được tinh dầu tốt nhất từ vỏ và giữ được mùi vị của nguyên liệu

1.2 Phương pháp chưng cất

1.2.1 Nguyên lý phương pháp chưng cất:

Chưng cất là một quá trình biến đổi một cấu tử hoặc một hỗn hợp thể lỏng thànhthể hơi ở một thiết bị sau đó hơi được ngưng tụ ở một thiết bị khác nhờ phươngpháp làm lạnh Là phương pháp phổ biến nhất để tách hoàn toàn hỗn hợp các cấu tử

dễ bay hơi có tính chất hòa tan một phần hòa tan hoàn toàn vào nhau.

Tính đặc biệt của chưng cất là dùng năng lượng như là phương tiện trợ giúp đểtách So với các phương tiện trợ giúp khác, thí dụ như là các chất hấp thụ hay dungmôi, năng lượng có một ưu thế lớn đó là có thể dễ dàng đưa vào và lấy ra khỏi một

hệ thống Chưng cất dựa trên nhiệt độ sôi khác nhau của các chất lỏng tham gia.Người ta cũng nói là các chất lỏng có áp suất hơi khác nhau tại cùng một nhiệt độ.Nếu đưa năng lượng vào hệ thống, vì có áp suất hơi khác nhau, chất có áp suất hơicao hơn (nhiệt độ sôi thấp hơn) bốc hơi nhiều hơn các chất khác Vì thế mà nồng độcủa chất có nhiệt độ sôi thấp hơn trong phần cất cao hơn là ở trong hỗn hợp banđầu

Phương pháp chưng cất ở áp suất thấp dùng cho các hỗn hợp dễ bị phân hủy ởnhiệt độ cao và các dung dịch có nhiệt độ sôi quá cao Đối với các hỗn hợp khônghóa lỏng ở áp suất thường thường sử dụng chưng cất với áp suất cao

Có rất nhiều cách phân loại phương pháp chưng cất, tuy nhiên tất cả cácphương pháp trên đều đều dựa trên cơ sở của 2 nguyên lý sau:

- Chưng cất đơn giản: là chưng cất một hỗn hợp đồng thể hay còn gọi là hệ mộtcấu tử Chất lỏng được nâng lên nhiệt độ sôi và bắt đầu bay hơi ở nhiệt độ khi ápsuất hơi của dung dịch cân bằng với áp suất của không khí bên ngoài, trong suốtthời gian sôi nếu áp suất không thay đổi thì nhiệt độ sôi cũng không thay đổi

- Khi chưng cất một hỗn hợp chất lỏng gồm hai hay nhiều cấu tử, trong quáchưng cất, cùng với sự thay đổi thành phần của thể lỏng có thể làm thay đổi thànhphần của hỗn hợp hơi Trong điều kiện áp suất không đổi tùy thuộc vào mức độ tanlẫn vào nhau của hỗn hợp và khả năng tan lẫn vào nhau của các cấu tử, dung dịchlỏng thu được bằng cách làm ngưng tụ hỗn hợp hơi bay ra sẽ có thành phần các chất

dễ bay hơi cao hơn so với thành phần chất lỏng ban đầu Nếu vẫn tiếp tục chưng cấtthì thành phần các chất dễ bay hơi sẽ càng tăng dần

Căn cứ vào mức độ hòa tan ta có thể chia dung dịch hai hay nhiều cấu tử thành

các loại sau:

- Chất lỏng hoàn toàn tan vào nhau theo bất cứ tỉ lệ nào

- Chất lỏng hòa tan một phần vào nhau

- Chất lỏng không hòa tan vào nhau

Trong bất kì một dạng chưng cất nào giữa pha lỏng và pha hơi đều được thiếtlập một cân bằng động Điều kiện để cho hệ thống lỏng và hơi ở dạng cân bằng cóthể xác lập theo quy tắc Gibbs:

C + 2 = F + T Trong đó: C: số cấu tử độc lập của hệ

Dựa trên cơ sở của phương pháp chưng cất và tính chất của tinh dầu ta có 3 dạngchưng cất tinh dầu cơ bản:

1.2.2.1 Chưng cất với nước:

Nguyên liệu và nước cùng cho vào một thiết bị Khi đun sôi, hơi nước bay ra sẽcuốn theo tinh dầu, ngưng tụ hơi bay ra sẽ thu được hỗn hợp gồm nước và tinh dầu,hai thành phần này không tan vào nhau nên dễ dàng tách ra khỏi nhau

* Ưu điểm:

Đơn giản, thiết bị rẻ tiền và dễ chế tạo, phù hợp với những cơ sở sản xuất nhỏ,vốn đầu tư ít.

+ Tốc độ và thời gian chưng cất phụ thuộc chủ yếu vào bộ phận đốt lò

1.2.2.2 Chưng cất bằng hơi nước không có nồi hơi riêng

Nguyên liệu và nước cùng cho vào một thiết bị nhưng cách nhau bởi một vỉ nồi,

để tránh nguyên liệu khỏi lọt vào nồi nước chứa Khi đun sôi, hơi nước bốc lên quakhối nguyên liệu kéo theo tinh dầu và đi ra thiết bị ngưng tụ Để nguyên liệu khỏirơi vào phần có nước ta có thể lót trên vỉ 1 hay nhiều lớp bao tải tùy theo từng loạinguyên liệu

Phương pháp nay phù hợp với những cơ sở sản xuất có qui mô trung bình

So với phương pháp trên, phương pháp này có ưu điểm hơn, nguyên liệu ít bịcháy khét vì không tiếp xúc trực tiếp với đáy thiết bị, các nhược điểm khác vẫnchưa khắc phục được Phương pháp này thích hợp cho những loại nguyên liệukhông chịu được nhiệt độ cao

1.2.2.3 Chưng cất bằng hơi nước có nồi hơi riêng

Phương pháp này phù hợp với những cơ sở sản xuất lớn, hơi nước được tạo ra từmột nồi hơi riêng và được dẫn vào các thiết bị chưng cất

+ Dễ cơ khí hóa và tự động hóa các công đoạn sản xuất, khống chế tốt hơn cácthông số công nghệ, rút ngắn được thời gian sản xuất.

+ Khắc phục được tình trạng nguyên liệu bị khê, khét, làm cho màu sắc và phẩmchất tinh dầu tốt hơn

+ Nếu theo yêu cầu của công nghệ thì có thể dùng hơi quá nhiệt, hơi có áp suấtcao để chưng cất

* Nhược điểm:

Tuy nhiên, đối với một số tinh dầu trong điều kiện chưng cất ở nhiệt độ và ápsuất cao sẽ bị phân hủy làm giảm chất lượng Hơn nữa, các thiết bị sử dụng trongphương pháp này khá phức tạp và đắt tiền

1.2.3 Những ưu nhược điểm chung của phương pháp chưng cất:

* Ưu điểm:

- Thiết bị khá gọn gàng, dễ chế tạo, qui trình sản xuất đơn giản

- Trong quá trình chưng cất, có thể phân chia các cấu tử trong hỗn hợp bằngcách ngưng tụ từng phần theo thời gian

- Thời gian chưng cất tương đối nhanh, nếu thực hiện gián đoạn chỉ cần 5-10giờ, nếu liên tục thì 30 phút đến 1 giờ

- Có thể tiến hành chưng cất với các cấu tử tinh dầu chịu được nhiệt độ cao gần

có tính chất định hương rất cao như sáp, nhựa thơm

- Hàm lương tinh dầu còn lại trong nưóc chưng (nước sau phân ly) tương đốilớn

- Tiêu tốn một lượng nước khá lớn để làm nhưng tụ hỗn hợp hơi

1.2.4 Qui trình công nghệ chưng cất

Tùy theo từng loại nguyên liệu mà qui trình chưng cất có những điểm khác nhaunhất định Nhìn chung, qui trình chưng cất tinh dầu phải có những công đoạn cơbản sau:

NGUYÊN LIỆU >XỬ LÝ >CHƯNG CẤT >HỖN HỢP

HƠI >NGƯNGTỤ NƯỚC ->TINH DẦU + NƯỚC ->PHÂN LY ->NƯỚC CHƯNGTINH DẦU THÔ ->Nước thải XỬ LÝ TINH CHẾ ->TD LOẠI II -TD THÀNHPHẨM

Trước khi sản xuất cần kiểm tra thật cẩn thận thiết bị chưng cất, chú ý xem nắp,vòi voi có kín không, phần ngưng tụ có bị tắc, rò rỉ không, sau đó tiến hành làm vệsinh thiết bị

Ba công đoạn cơ bản của quá trình chưng cất tinh dầu (chưng cất gián đoạn)gồm: nạp liệu, chưng cất, tháo bả

* Nạp liệu :

Nguyên liệu từ kho bảo quản được nạp vào thiết bị, có thể làm ẩm nguyên liệu

trước khi nạp vào thiết bị để thuận lợi cho quá trình chưng cất Việc nạp liệu có thểthực hiện bằng thủ công hoặc cơ giới, có thể nạp trực tiếp vào thiết bị hoặc nạp giántiếp qua một giỏ chứa rồi cho vào thiết bị bằng tời hoặc cẩu Nguyên liệu nạp vàothiết bị không được chặt quá làm cho hơi khó phân phối đều trong toàn bộ khốinguyên liệu và không được quá lỏng, quá xốp sẽ làm cho hơi dễ dàng theo nhữngchỗ rỗng đi ra mà không tiếp xúc với toàn khối nguyên liệu Đối với nguyên liệu lá,

cỏ khi cho vào thiết bị có thể nén chặt, trước khi nén nên xổ tung để tránh hiệntượng rỗng cục bộ Nạp liệu xong đóng chặt mặt bích nối thiết bị với nắp, nên vặn

chặt theo nguyên tắc đối nhau để nắp khỏi chênh.

* Chưng cất:

Khi bắt đầu chưng cất, mở van hơi cho hơi vào thiết bị, lúc đầu mở từ từ để đuổi

không khí trong thiết bị và làm cho hơi phân phối đều trong toàn bộ khối nguyênliệu Ngoài ra, mở từ từ van hơi để nguyên liệu không bị cuốn theo hơi gây tắc ốngdẫn hỗn hợp hơi

Trong quá trình chưng cất, cần chú ý điều chỉnh nhiệt độ dịch ngưng sao chonằm trong khoảng 30-40oC (bằng cách điều chỉnh tốc độ nước làm lạnh) vì nếu dịchngưng quá nóng sẽ làm tăng độ hòa tan của tinh dầu vào nước và làm bay hơi tinhdầu Để kiểm tra quá trình chưng cất kết thúc chưa người ta có thể dùng một tấmkính hứng một ít dịch ngưng, nếu thấy trên tấm kính còn váng dầu thì quá chưng cấtchưa kết thúc

* Tháo bả:

Tháo nắp thiết bị, tháo vỉ trên rồi dùng tời kéo giỏ chứa bã ra, kiểm tra và châmthêm nước nếu cần thiết (nước châm thường là nước sau khi phân ly tinh dầu) rồicất mẻ khác

Hỗn hợp tinh dầu và nước được cho vào thiết bị phân ly Sau phân ly ta đượctinh dầu thô và nước chưng Tinh dầu thô được xử lý để được tinh dầu thành phẩm,nước chưng cho ra bể tiếp tục phân ly để thu tinh dầu loại II

1.2.5 Hệ thống thiết bị chưng cất tinh dầu:

Gồm các bộ phận sau: thiết bị chưng cất, bộ phận tạo nhiệt cho thiết bị chưngcất, thiết bị ngưng tụ, thiết bị phân ly

*Thiết bị chưng cất

Hệ thống thiết bị chưng cất phải đảm bảao sao cho quá trình chưng cất được tiếnhành nhanh chóng và thuận lợi, hỗn hợp hơi bay ra phải đảm bảo chứa nhiều tinhdầu, vì thế hệ thống phải có cấu tạo sao cho để hơi nước tiếp xúc đều trong toàn bộkhối nguyên liệu Thiết bị phải có cấu tạo sao cho việc thao tác được dễ dàng và tốn

ít lao động Trong thực tế sản xuất, người ta thường dùng thiết bị chưng cất có dạnghình trụ, tỉ lệ giữa đường kính và chiều cao thiết bị (D/H))̣ phụ thuộc vào loạinguyên liệu Cụ thể như sau:

- D/H = 1 - 1,7 : Đối với loại nguyên liệu lá, cành, thân nhỏ, hoa

- D/H = 1 - 2: Đối với nguyên liệu hạt

Chú ý một số điểm như sau:

- Tinh dầu dễ hấp thụ mùi lạ nên thiết bị chưng cất phải được làm vệ sinh sạch

sẽ, đặc biệt khi thay đổi nguyên liệu cần phải làm vệ sinh thiết bị thật kỹ lưỡng đểkhông còn mùi của nguyên liệu trước, thường thì dùng hơi để xông vào thiết bị để

đuổi hết mùi lạ Tinh dầu chứa các axit hữu cơ sẽ gây ăn mòn thiết bị, do đó khingừng sản xuất phải tháo hết nước ngưng tụ và làm khô thiết bị.

- Thiết bị phải được cách nhiệt tốt để tiết kiệm năng lượng

*Thiết bị ngưng tu :

Hỗn hợp hơi tinh dầu và nước từ thiết bị chưng cất qua vòi voi vào thiết bịngưng tụ, ở đây hỗn hợp hơi sẽ truyền ẩn nhiệt bốc hơi cho nước lạnh và ngưng tụthành nước Thiết bị ngưng tụ thực hiện hai nhiêm vụ: ngưng tụ hỗn hợp hơi thànhlỏng và hạ nhiệt độ hỗn hợp lỏng vừa ngưng xong đến nhiệt độ yêu cầu Hai quátrình này thường không có ranh giới rõ rệt nhưng để tiện cho việc tính toán ta xemhai quá trình này nối tiếp nhau Theo thực tế sản xuất, người ta rút ra những số liệuthực nghiệm sau:

- 1 m3 thế tích của thiết bị chưng cất cần 2 - 2,5 m2 diện tích làm lạnh,

- 1 m2 diện tích làm lạnh sẽ ngưng tụ được 25 lít hỗn hợp tinh dầu + nước trong

Khi làm việc với thiết bị ngưng tụ cũng cần phảituân thủ theo những chế độ về

vệ sinh và bảo dưỡng thiết bị như đối với thiết bị chưng cất Ngoài ra, nước làmnguội sau khi ra khỏi thiết bị ngưng tụ giảm độ cứng nên cho về nồi hơi để tiết kiệm