TEMAT PRACY DYPLOMOWEJ

POZYSKIWANIE OLEJKÓW ETERYCZNYCH
METODĄ DESTYLACJI Z PARĄ WODNĄ.
OPTYMALIZACJA METODY
Karolina Śpiewak
Kierujący pracą:
dr hab. inż. Marek Gliński
Opiekun naukowy pracy:
dr inż. Julia Gibka (Politechnika Łódzka)
Wprowadzenie
Olejki eteryczne to wieloskładnikowe mieszaniny lotnych związków chemicznych
wyodrębniane z roślin olejkodajnych. Znajdują one zastosowanie jako naturalne substancje
zapachowe w kompozycjach perfumeryjnych i aromatach spożywczych oraz jako składniki
mieszanek leczniczych. Na skalę przemysłową wydziela się ponad 250 rodzajów olejków, z
czego około 30 ma istotne znaczenie użytkowe. Destylacja z parą wodną określonych części
roślin jest główną metodą pozyskiwania olejków eterycznych. Jednym z częściej stosowanych
wariantów tej metody jest metoda hydrodestylacji (HD), w której surowiec roślinny jest w
trakcie procesu zanurzony w wodzie podgrzewanej do temperatury wrzenia.
Przedmiotem pracy było przeprowadzenie badań wpływu warunków prowadzenia procesu
hydrodestylacji i dwóch procesów złożonych: hydrodestylacji-ekstrakcji (HDE) oraz
ekstrakcji-hydrodestylacji (EHD) na wydajność, skład i jakość olejku eterycznego
pozyskiwanego z wybranego surowca roślinnego.
Celem pracy było określenie optymalnych warunków otrzymywania wybranego olejku
eterycznego wybranymi metodami.
Jako surowiec roślinny do badań wybrano suszony kwiat lawendy.
Wyniki i dyskusja
Określono warunki pozyskiwania lawendowego olejku eterycznego w wyniku zastosowania
następujących metod: HD, HD z zamkniętym obiegiem wody (trzy modyfikacje: azeo, norm,
mod), HDE oraz EHD. Wyniki przedstawiono w Tabeli 1.
Skład otrzymanych frakcji olejków z podziałem na klasy związków: monoterpeny (M),
tlenowe pochodne monoterpenów (TPM), seskwiterpeny (S) i tlenowe pochodne
seskwiterpenów (TPS) zebrano w Tabeli 2.
W obydwu metodach z udziałem ekstrakcji (HDE, EHD) uzyskano najwyższe wydajności
produktu, przy czym tylko produkt pozyskany metodą HDE charakteryzuje się jedną z
najwyższych zawartości TPM (75,7%) stanowiących o jakości olejku. Obydwie frakcje
pozyskane metodą EHD są niskiej jakości, pierwsza zawiera 50,5% TPM, a druga tylko
15,1% związków tej klasy. Wśród metod hydrodestylacji najwyższej jakości olejek
otrzymano metodą HD norm, przy nieco niższej wydajności pozyskania olejku w stosunku do
HD mod zawiera on aż 78,0% TPM. W metodzie HD jedynie I frakcja olejku może być
traktowana jak olejek o dobrej jakości, co powoduje, że metoda ta jest niskowydajna.
Tabela 1. Wydajności olejku lawendowego w przeliczeniu na 100 g surowca roślinnego w
zależności od metody pozyskania.
Metoda
HD
HD azeo
HD norm
HD mod
EHD
HDE
Wydajność olejku [g/100 g surowca]
I fr + II fr
Σ
1,192 + 0,208
1,400
0,822 + 0,488
1,310
1,352 + 0,000
1,352
1,410 + 0,000
1,410
1,608 + 0,600
2,208
2,722 + 0,000
2,722
Tabela 2. Wyniki zbiorcze składu pozyskanych olejków lawendowych w zależności od
metody pozyskania z podziałem na klasy związków.
Zawartość poszczególnych klas związkówa [%]
Metoda
M
TPM
S
TPS
Inne
HD
3,5
68,9
1,6
3,3
22,7
b
1,4
38,5
3,0
4,3
52,8
HD azeo
2,9
71,3
2,3
2,7
20,8
b
1,1
60,5
3,4
1,4
33,6
HD norm
3,0
78,0
1,0
2,9
15,1
HD mod
4,3
73,0
2,1
3,2
17,4
EHD
0,4
50,5
2,8
3,2
43,1
b
0,0
15,1
1,3
1,6
82,0
HDE
5,1
75,7
1,5
3,4
14,3
a
– M = monoterpeny; TPM = tlenowe pochodne monoterpenów; S = seskwiterpeny;
TPS = tlenowe pochodne seskwiterpenów, b - II frakcja.
Wnioski
1. Określono warunki pozyskiwania lawendowego olejku eterycznego z surowca
roślinnego - wysuszonych kwiatów lawendy w wyniku zastosowania następujących metod:
hydrodestylacji prostej (HD), hydrodestylacji z zamkniętym obiegiem wody (trzy
modyfikacje: HDazeo, HDnorm i HDmod), hydrodestylacji-ekstrakcji (HDE) oraz
ekstrakcji-hydrodestylacji (EHD).
2. Wykazano, że spośród zastosowanych metod pozyskiwania olejku lawendowego
złożona metoda hydrodestylacji-ekstrakcji (HDE) pozwala na uzyskanie najwyższej
wydajności olejku wynoszącej 2,7 g olejku ze 100 g suchej masy. Otrzymany olejek
charakteryzuje się bardzo wysoką jakością zapachową.
3. Druga złożona metoda ekstrakcji-hydrodestylacji (EHD) dostarcza olejku lawendowego
o bardzo niskiej jakości zapachowej, ubogiego w tlenowe pochodne monoterpenów (TPM)
i z obniżonym stosunkiem linalolu do octanu linalilu w porównaniu do wzorca.
4. Stwierdzono, że metody hydrodestylacji dostarczają olejku lawendowego dobrej jakości,
ale ze zdecydowanie niższą wydajnością niż metoda hydrodestylacji-ekstrakcji (HDE).
Zaletą większości tych metod jest niewątpliwie prostota prowadzenia procesu.
5. Ze względu na skomplikowaną budowę aparatu do hydrodestylacji-ekstrakcji i trudności
jego obsługi wydaje się zasadne rozważenie rozpoczęcia prac dotyczących uproszczenia jego
konstrukcji i wyeliminowania trudności związanych z jego pracą.