Các phương pháp chưng cất tinh dầu – Quy trình và nguyên lý

Tháng Mười Hai 18, 2024

Tùy thuộc vào loại nguyên liệu và mục đích sử dụng, các phương pháp chưng cất tinh dầu như lôi cuốn hơi nước, ép lạnh hay chiết xuất dung môi đều mang lại hiệu quả riêng biệt. Vậy làm thế nào để chọn được phương pháp phù hợp nhất? Hãy cùng Kodo khám phá chi tiết qua bài viết sau để hiểu rõ hơn về quy trình và những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả chưng cất tinh dầu!

>>>> XEM NGAY: Tinh dầu thiên nhiên Kodo – 100% Tự nhiên, nguyên chất

1. Tổng quan về phương pháp chưng cất tinh dầu

Chưng cất là quá trình tách, chiết xuất các chất để thu được chất lỏng hoặc hỗn hợp chất lỏng. Phương pháp này hoạt động trên nguyên tắc sự khác biệt trong nhiệt độ sôi của các chất khác nhau. Phương pháp chưng cất tinh dầu là quá trình chiết xuất chất từ thực vật. Đây là cách tách các hợp chất có giá trị cao trong cây cỏ, đặc biệt là các loại hương liệu và hoạt chất tự nhiên.

Tinh dầu chiết xuất từ thực vật

Tinh dầu thu được sau quá trình chưng cất được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Sản phẩm này có thể được sử dụng trong lĩnh vực mỹ phẩm, làm đẹp, y học, và liệu pháp hương thơm,….

>>>> TÌM HIỂU THÊM: Công nghệ ép lạnh tinh dầu hoạt động như thế nào?

2. Các phương pháp chưng cất tinh dầu phổ biến nhất hiện nay

2.1 Phương pháp chưng cất hơi nước

Chưng cất hơi nước là phương pháp chiết xuất tinh dầu phổ biến nhất từ thực vật. Phương pháp này dựa vào hơi nước để giúp các hợp chất dễ bay hơi thoát ra khỏi nguyên liệu, rồi ngưng tụ lại thành dạng lỏng để tách tinh dầu. Phương pháp chưng cất tinh dầu này phù hợp với nhiều loại nguyên liệu thực vật có hàm lượng tinh dầu cao, chịu được nhiệt độ như tràm, bạc hà, khuynh diệp,…

Quy trình chưng cất tinh dầu bằng hơi nước gồm các bước chi tiết sau:

Chuẩn bị nồi chưng cất (để chứa nguyên liệu và nước), bình ngưng (làm lạnh và ngưng tụ hơi nước và tinh dầu), ống dẫn, bộ phận tách tinh dầu, và bộ điều khiển nhiệt độ.
Lựa chọn và sơ chế nguyên liệu, loại bỏ tạp chất, rửa sạch và để ráo nước. Bạn có thể cắt nhỏ hoặc nghiền để tăng diện tích tiếp xúc, giúp tinh dầu dễ dàng được giải phóng.
Nguyên liệu được đưa vào nồi chưng cất cùng với nước. Nước được đun đến khi tạo ra hơi nước, giúp giải phóng tinh dầu từ nguyên liệu thực vật.
Hơi nước đi qua lớp nguyên liệu, lôi cuốn theo các phân tử tinh dầu và hình thành hỗn hợp hơi nước – tinh dầu. Hỗn hợp hơi nước và tinh dầu di chuyển qua ống dẫn đến bình ngưng để ngưng tụ thành dạng lỏng.
Hỗn hợp tinh dầu và nước sau ngưng tụ được chứa trong bình tách. Tinh dầu thường nhẹ hơn nước nên sẽ nổi lên trên. Quá trình tách có thể thực hiện bằng cách để lắng và tách lớp, hoặc dùng vòi hay xi phông để tách riêng tinh dầu ra khỏi nước.
Tinh dầu thô có thể cần được lọc và lắng lại để loại bỏ tạp chất và nước còn sót lại, đảm bảo tinh dầu nguyên chất đạt chuẩn chất lượng cao nhất.

Phương pháp chưng cất tinh dầu qua hơi nước khá đơn giản

Ưu điểm phương pháp chưng cất hơi nước:

Quy trình thực hiện khá đơn giản, dễ dàng thực hiện
Thiết bị gọn nhẹ, dễ dàng chế tạo hoặc tìm kiếm
Không đòi hỏi các vật liệu phụ như những phương pháp khác
Thời gian thực hiện khá nhanh
Tối ưu chi phí hơn các phương pháp khác

Nhược điểm phương pháp chưng cất tinh dầu bằng hơi nước:

Cần lượng nước khá lớn để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng nên dễ gây tốn kém
Không phù hợp với những nguyên liệu thực vật có hàm lượng tinh dầu thấp

>>>> TÌM HIỂU NGAY: Pha chế nước hoa từ tinh dầu: Hướng dẫn chi tiết từ A – Z

2.2 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Chưng cất lôi cuốn hơi nước là một trong các phương pháp chưng cất tinh dầu phổ biến và hiệu quả. Phương pháp này sử dụng hơi nước để tách các hợp chất dễ bay hơi có trong thực vật, như tinh dầu, ra khỏi nguyên liệu.

Quy trình chưng cất lôi cuốn hơi nước chi tiết:

Chuẩn bị một nồi chứa lớn gọi là “Still” (thùng chưng cất). Nồi chứa này cần làm bằng thép không gỉ để đảm bảo an toàn và không ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu. Dụng cụ này là nơi chứa các bộ phận thực vật (hoa, lá, hoặc thân) và hơi nước.
Hơi nước được bơm vào nồi chứa qua một đường ống riêng, đi qua nguyên liệu thực vật, làm giải phóng các phân tử thơm. Quá trình này giúp chuyển hóa các hợp chất thực vật từ dạng lỏng hoặc rắn sang dạng hơi.
Hỗn hợp hơi (bao gồm hơi nước và tinh dầu) sau đó di chuyển đến bình ngưng tụ (Condenser). Tại đây, hơi được làm nguội và ngưng tụ thành dạng lỏng.
Chất lỏng thu được sẽ chảy vào một ngăn gọi là Separator (bộ phân tách). Do tính chất không hòa tan của tinh dầu trong nước, tinh dầu sẽ nổi lên trên mặt nước. Trong một số trường hợp, như tinh dầu đinh hương (Clove), do có trọng lượng riêng cao hơn nước nên chúng lắng xuống đáy.
Nhà sản xuất cuối cùng sẽ tách riêng lớp tinh dầu để có sản phẩm tinh dầu tinh khiết.

Quy trình chưng cất tinh dầu lôi cuốn hơi nước

Ưu điểm khi chưng cất tinh dầu bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước:

Phương pháp này khá đơn giản và có thể thực hiện mà không cần trình độ chuyên môn cao
Thiết bị nồi chưng cất có thể tự chế tạo hoặc mua với chi phí không quá cao
Phương pháp này có thể hoạt động với nhiều loại nhiên liệu như điện, gas, than, và củi nên linh hoạt trong vị trí.
Phương pháp này giúp tinh dầu giữ nguyên các giá trị về màu sắc, mùi hương và thành phần.
Không sử dụng dung môi hóa học nên tinh dầu có chất lượng tự nhiên và an toàn cho các ứng dụng làm đẹp, y học.

Nhược điểm khi chưng cất tinh dầu khi chưng cất bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước:

Quá trình chưng cất thường kéo dài từ 4 – 5 giờ, đặc biệt đối với các loại thực vật có hàm lượng tinh dầu thấp.
Để đảm bảo quá trình ngưng tụ diễn ra liên tục, lượng nước cần cung cấp cho hệ thống làm mát khá lớn, gây tốn kém, đặc biệt trong các khu vực thiếu nguồn nước sạch.
Đối với các loại hoa hoặc thực vật có hàm lượng tinh dầu thấp như hoa hồng, đinh hương, và hoa nhài, phương pháp này không hiệu quả vì lượng tinh dầu thu được không cao.

Chưng cất lôi cuốn hơi nước được áp dụng nhiều để sản xuất các loại tinh dầu phổ biến như sả, khuynh diệp, quế, và tràm gió. Đây là những loại thực vật dễ tiếp cận và có hàm lượng tinh dầu khá cao.

2.3 Phương pháp ép lạnh

Phương pháp ép lạnh (cold press extraction) là một kỹ thuật đặc biệt để thu tinh dầu từ các loại trái cây có vỏ như cam, chanh, bưởi, quýt,….

Quy trình chưng cất tinh dầu bằng cách ép lạnh

Quy trình thực hiện chiết xuất tinh dầu bằng phương pháp ép lạnh:

Vỏ quả sẽ được đặt vào một thiết bị ép cơ học chuyên dụng. Quá trình ép này giúp làm vỡ các túi chứa tinh dầu nằm dưới lớp vỏ của quả, giải phóng dầu và các hợp chất khác.
Toàn bộ quả được ép để thu lấy tinh dầu và nước trái cây. Tinh dầu từ vỏ quả sẽ hòa lẫn với nước trái cây và các tạp chất.
Hỗn hợp tinh dầu và nước trái cây sau đó sẽ được ly tâm để loại bỏ các tạp chất (như vỏ, pulp, v.v.). Sau khi ly tâm, tinh dầu sẽ được tách ra và thu vào một ngăn chứa riêng biệt.

Ưu điểm phương pháp ép lạnh tinh dầu:

Tinh dầu chất lượng và không dễ dàng bị biến đổi
Cho ra thành phẩm chất lượng với giá thành rẻ hơn các phương pháp khác
Quy trình ép lạnh khá đơn giản.

Hạn chế của phương pháp ép lạnh tinh dầu:

Phương pháp này chủ yếu áp dụng cho các loại vỏ quả chứa nhiều dầu như cam, quýt, chanh,… nhưng không thể sử dụng cho các loại cây khác không có đủ lượng tinh dầu trong vỏ.
Quá trình ép lạnh có thể không thu được lượng tinh dầu lớn bằng các phương pháp khác như chưng cất hơi nước.

2.4 Phương pháp chiết xuất dung môi

Phương pháp chiết xuất tinh dầu bằng dung môi (Solvent Extraction) thường lấy tinh dầu từ các nguyên liệu có hàm lượng dầu thấp hoặc hợp chất thơm của chúng không thể chịu được áp suất cao trong quá trình chưng cất hơi nước. Phương pháp này dùng các dung môi như hexan và ethanol để chiết xuất tinh dầu từ các loại thực vật.

Tinh dầu từ quá trình chiết xuất dung môi

Phương pháp chiết xuất tinh dầu bằng dung môi gồm có 2 loại chính:

Dung môi không bay hơi:

Dung môi được làm nóng ở nhiệt độ từ 60-70°C trong khoảng thời gian 12-48 giờ.
Nguyên liệu sẽ được ngâm trong dung môi nhiều lần (10-15 lần) cho đến khi dung môi bão hòa tinh dầu.
Sau khi thu được hợp chất thơm, dung môi sẽ được tách ra bằng cách sử dụng cồn (alcohol).
Tinh dầu được giải phóng khỏi dầu béo khi hòa tan trong cồn, và sau đó cồn được thu hồi dưới áp suất giảm.

Dung môi dễ bay hơi:

Dung môi dễ bay hơi được sử dụng để chiết xuất tinh dầu từ hoa hoặc các phần nhỏ của nguyên liệu thực vật.
Sau khi chiết xuất, dung môi sẽ được cất dưới áp suất giảm, thu được một hợp chất có chứa tinh dầu nhưng lẫn tạp chất.
Để làm sạch, tinh dầu này sẽ được hòa tan trong cồn cao độ.
Dung dịch được làm lạnh để loại bỏ phần tạp chất.
Tinh dầu được tách ra bằng phương pháp cất kéo hơi nước.

Ưu điểm của cách chiết xuất dung môi:

Phương pháp này giữ lại hương thơm và các hợp chất tự nhiên, giúp tinh dầu có mùi thơm rất đặc trưng và tinh khiết.
So với các phương pháp như chưng cất hơi nước, phương pháp này tiết kiệm thời gian và chi phí, sản lượng cao hơn.
Dễ dàng sản xuất tinh dầu với số lượng lớn phục vụ cho các ngành công nghiệp như sản xuất nước hoa và mỹ phẩm.

Nhược điểm chiết xuất dung môi:

Vì sử dụng dung môi, tinh dầu thu được có thể chứa một số tạp chất như sáp, đặc biệt là khi sử dụng dung môi dễ bay hơi như ether hoặc xăng công nghiệp.
Nếu dung môi không được loại bỏ hoàn toàn, có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng và độ an toàn của tinh dầu.

2.5 Phương pháp tách hương liệu của hoa

Phương pháp tách hương liệu của hoa (Enfleurage) là một kỹ thuật chiết xuất tinh dầu rất cổ điển, đặc biệt phù hợp cho các loài hoa có cánh mỏng và dễ tàn như hoa lài (jasmine), ylang-ylang,… Phương pháp này có nguồn gốc từ Pháp và vẫn được coi là một trong những kỹ thuật thủ công tuyệt vời để tạo ra tinh dầu cao cấp.

Phương pháp tách hương của hoa có mặt từ lâu đời

Quy trình chiết xuất tinh dầu bằng phương pháp tách hương liệu của hoa:

Một lớp mỡ động vật (thường là mỡ lợn hoặc mỡ bò) không mùi và tinh khiết được quét lên khung sắt hoặc kính (gọi là Chassis).
Cánh hoa tươi hoặc cả cành hoa được đặt lên lớp mỡ và ép xuống. Thời gian hấp thụ hương thơm có thể kéo dài từ 1-3 ngày hoặc vài tuần, tùy thuộc vào loài hoa.
Các cánh hoa bị hút hết hương và tinh chất sẽ được thay thế bằng những cánh hoa tươi mới, và quá trình này được lặp lại cho đến khi lớp mỡ bão hòa hương liệu.
Sau đó, mỡ này được hòa tan bằng cồn (Alcohol). Cồn sẽ tách tinh dầu ra khỏi lớp mỡ.
Sau khi cồn bay hơi hoàn toàn, tinh dầu nguyên chất còn lại chính là absolute – một loại tinh dầu có chất lượng cao và mùi thơm giữ nguyên bản chất của hoa tươi.

Ưu điểm của phương pháp tách hương liệu của hoa:

Enfleurage cho ra tinh dầu có mùi hương tinh khiết, giữ nguyên bản chất của hoa tươi.
Các tinh dầu thu được qua phương pháp này có hương thơm bền lâu, không bị thay đổi do nhiệt độ hoặc quá trình chưng cất.

Nhược điểm của phương pháp tách hương liệu của hoa:

Vì phương pháp này rất thủ công và tốn thời gian, sản phẩm tinh dầu thu được có giá thành cao, không phù hợp với các sản phẩm sản xuất đại trà.
Quá trình này có thể kéo dài khá lâu, hiệu suất chiết xuất thấp.

2.6 Phương pháp chiết ngâm dầm

Phương pháp chiết ngâm dầm là một trong những kỹ thuật chiết xuất đơn giản và hiệu quả, được sử dụng chủ yếu trong các ngành dược phẩm, thực phẩm và mỹ phẩm. Quy trình này bao gồm việc ngâm nguyên liệu vào dung môi trong một khoảng thời gian nhất định để các thành phần hòa tan trong nguyên liệu được chiết xuất ra.

Tinh dầu thu được từ phương pháp chiết ngâm dầm chiết xuất kỳ công

Quy trình chiết xuất tinh dầu bằng phương pháp chiết ngâm dầm:

Cắt nhỏ hay nghiền nguyên liệu.
Trộn nguyên liệu với dầu nền trong bình kín.
Để hỗn hợp yên trong khoảng một tuần.
Lọc để thu được dầu chiết.

Ưu điểm của phương pháp chiết ngâm dầm:

Quá trình này đơn giản, không yêu cầu thiết bị phức tạp, tiết kiệm chi phí.
Thích hợp cho các nguyên liệu dễ chiết xuất và các hợp chất dễ hòa tan.

Nhược điểm của phương pháp chiết ngâm dầm:

Quá trình chiết xuất có thể mất thời gian dài.
Chỉ thích hợp cho các hợp chất nhất định, không phù hợp để ứng dụng rộng rãi.

3. Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả chưng cất tinh dầu

Hiệu quả chưng cất tinh dầu bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau như:

Nhiệt độ: Khi đun sôi ở nhiệt độ quá cao, tinh dầu sẽ dễ dàng bị phá hủy. Do đó, cần phải điều chỉnh nhiệt độ sao cho vừa đủ để làm bay hơi các hợp chất dễ bay hơi mà không gây phân hủy.
Thời gian: Thời gian chưng cất cũng cần được kiểm soát để không kéo dài quá lâu. Vì quá trình này có thể làm giảm chất lượng của tinh dầu. Mỗi loại thực vật có thể yêu cầu thời gian khác nhau để chiết xuất tối ưu.
Sự khuếch tán: Là quá trình tinh dầu hòa tan vào trong nước, thấm qua bề mặt nguyên liệu thực vật và bị hơi nước cuốn đi. Việc thiếu hoặc dư thừa nước trong nồi sẽ ảnh hưởng lớn đến chất lượng tinh dầu thu được.
Quá trình sơ chế nguyên liệu: Trước khi đưa vào chưng cất, nguyên liệu thường được băm nhỏ, thái lát hoặc nghiền để tạo độ xốp. Điều này giúp hơi nước dễ dàng xuyên qua mô tế bào thực vật và tăng hiệu quả chiết xuất tinh dầu.
Chất lượng nồi nấu chưng cất tinh dầu: Cần được làm từ chất liệu inox dày và bền, tránh bị gỉ sét và rò rỉ. Các chi tiết như kẹp miệng nồi, gioăng cao su và các khớp nối phải kín để tránh thất thoát hơi nước và tinh dầu.

Việc lựa chọn đúng các phương pháp chưng cất tinh dầu không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất mà còn đảm bảo chất lượng tinh dầu thu được. Hy vọng bài viết đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích để áp dụng hiệu quả trong thực tiễn. Nếu có thắc mắc, đừng ngần ngại để lại câu hỏi để Kodo giải đáp nhé!

>>>> BÀI VIẾT HỮU ÍCH KHÁC: