در داخل آزمایش تقطیر روغن اسانسی آویشن: از علف خشک‌شده تا لایه‌ای پاک از روغن

در داخل ظرف تقطیر اسانس آویشن: از علف خشک‌شده تا لایه‌ای پاک از روغن

تقطیر با بخار در ظاهر ساده به نظر می‌رسد. آب را گرم کنید، بخار را از میان علف عبور دهید، آن را مایع کنید و روغن را جمع‌آوری کنید. هر کسی که واقعاً یک دستگاه تقطیر را به کار گرفته باشد، می‌داند که دشواری در جای دیگری قرار دارد: در سی سانتی‌متر شیشه‌ای که در آن مایع تقطیر شده باید تصمیم بگیرد که آیا به‌صورت پاک از هم جدا می‌شود یا به امولسیونی تبدیل می‌شود که تمام روز را صرف تعقیب آن خواهید کرد.

این هفته ما یک نمونه آزمایشی از آویشن خشک‌شده را با یکی از مجموعه‌های تقطیر ما که روی شاسی نصب شده‌اند، اجرا کردیم. تصاویر زیر از همین اجرای واقعی گرفته شده‌اند، نه از یک تصویر تجسمی و نه از یک تصویر ذخیره‌شده — و این دقیقاً همان نکته است. هر کسی می‌تواند عددی برای بازده اعلام کند. اما آنچه خریدار واقعاً نیاز دارد این است که ببیند آیا تجهیزات لایه‌ای از روغن با مرزهای مشخص و قابل تشخیص را در پایان فرآیند تولید می‌کنند یا خیر.

پایان فرآیند: یک نوار روغن طلایی-زرد با مرزهای مشخص روی لایه‌ای شفاف از هیدروسول درون جداکننده شیشه‌ای.

دلیل اجرای یک نمونه آزمایشی پیش از ارائه پیش‌نهاد خط تولید

آویشن ماده‌ای بخشش‌ناپذیر نیست. روغن آن در غده‌های برگ و ساقه‌های ظریف ذخیره می‌شود، اجزای ارزشمند آن فرار هستند و این گیاه با مقدار زیادی گرد و غبار و برگ‌های شکسته به دست می‌رسد که اگر اجازه داده شود، دو پدیدهٔ نامطلوب را ایجاد می‌کند: سوختن روی سطح گرم‌کننده و پایدار کردن امولسیون در جداکننده.

بنابراین پیش از اینکه کسی اندازهٔ ظرف، ظرفیت بخار یا سطح خنک‌کننده را تعیین کند، ما یک بار واقعی از مواد خود مشتری را بارگذاری کرده و مشاهده می‌کنیم که چه اتفاقی می‌افتد. انجام یک آزمایش تقریباً یک روز زمان می‌برد. اما انتخاب نادرست اندازه‌گیری ممکن است یک فصل را هزینه‌بر کند.

مرحلهٔ اول — و مرحله‌ای که اغلب از آن صرف‌نظر می‌شود: وزن کردن گیاه خشک‌شده پیش از بارگذاری، تا هر عدد بعدی مخرجی مشخص داشته باشد.

مرحلهٔ ۱ — وزن کردن ماده، سپس بررسی ظاهری آن

این باره به صورت آویشن خشک‌شده و ریزشده — شامل برگ، ساقه‌های ظریف و مقدار قابل‌مشاهده‌ای گرد و غبار — تحویل داده شد. قبل از هر اقدام دیگری، آن را در سطلی از جنس استیل ضدزنگ روی یک ترازوی الکترونیکی کفی وزن کردیم، زیرا هر عددی که نشان‌دهندهٔ بازده باشد ولی وزن ورودی آن مشخص نباشد، یک شایعه است نه یک اندازه‌گیری.

دو نکته در این مرحله از اهمیت بیشتری نسبت به خود وزن برخوردارند:

میزان ذرات ریز. گرد و غبار و برگ‌های شکسته، لایه‌ای متراکم ایجاد می‌کنند. سپس بخار از راهی با کمترین مقاومت — یعنی دور این لایه — عبور می‌کند نه از میان آن، و در نتیجه استخراج نامتعادل انجام می‌شود.

رطوبت. گیاه خشکِ کاملاً بی‌آب در دستگاه به‌آهستگی و نامتعادل دوباره آب‌گیری می‌کند؛ در مقابل، گیاه بسیار مرطوب انرژی بخار را صرف گرم کردن آب اضافی می‌کند. در هر دو حالت، بیست دقیقهٔ اول کارکرد متفاوتی دارد.

برای موادی با این میزان گرد و غبار، ما آن را به‌صورت شل و بدون فشرده‌سازی در دستگاه می‌ریزیم و در ابتدای کار نرخ تزریق بخار را محتاطانه نگه می‌داریم تا لایهٔ گیاهی پیش از آنکه بخواهد روغن را آزاد کند، به‌طور کامل مرطوب شود.

مرحلهٔ دوم — خود دستگاه

دستگاه مورد استفاده در اینجا بر روی یک شاسی ضدزنگ ساخته شده است: شامل ظرف استخراج با درپوش فلنج‌دار و واشردار، سر موتوردار، خط انتقال بخار عایق‌بندی‌شده، کندانسور، جداساز شیشه‌ای روغن و آب با شیر قطع‌کننده از جنس PTFE، ظرف پذیرندهٔ ضدزنگ زیر آن، و یک پنل لمسی PLC برای کنترل گرمایش و فرآیند است.

مجموعهٔ کاری: ظرف استخراج، لولهٔ عایق‌شدهٔ بخار، خنک‌کننده، جداساز شیشه‌ای و ظرف پذیرنده روی یک قاب، با یک PLC صفحه‌لمسی در سمت راست.

سه جزئیات از ساخت این دستگاه ارزش توجه دارند، زیرا این جزئیات معمولاً در واحدهای ارزان‌قیمت حذف می‌شوند:

جداساز از جنس شیشه است و در مسیر بخار قرار دارد تا بتوانید آن را ببینید. جداساز فولاد ضدزنگ ارزان‌تر و مقاوم‌تر است، اما تنها ابزار تشخیصی موجود را پنهان می‌کند. با وجود شیشهٔ مشاهده، می‌توانید روند تشکیل نوار روغن، کاهش ضخامت آن یا توقف آن را مشاهده کنید — و در عرض چند ثانیه متوجه می‌شوید که فرآیند به‌درستی انجام می‌شود یا اینکه خنک‌کننده سرریز کرده است.

جداساز دارای شیر تخلیهٔ واقعی و حجم ماندگاری واقعی است. روغن برای بالا آمدن به زمان آرام نیاز دارد. جداسازی که صرفاً یک اتصال T در لوله‌کشی باشد، روغن را به داخل ظرف پذیرنده منتقل می‌کند و بعداً آن را در درام هیدروسول خواهید یافت.

تمام قطعاتی که با مواد مایع تماس پیدا می‌کنند از فولاد ضدزنگ هستند و واشرها از جنس سیلیکون یا PTFE می‌باشند. روغن‌های اسانسی مانند حلال رفتار می‌کنند. آن‌ها با خوشحالی نرم‌کننده را از درزبند ارزان قیمت جذب می‌کنند و شما آن را در روغن نهایی بو می‌کنید.

مرحلهٔ سوم — بخار، آب مưngور، و اولین قطره کدر

آب وارد می‌شود، ظرف دربسته می‌شود و گرما افزایش می‌یابد. اولین آب مưngوری که به جداکننده می‌رسد روغن نیست — بلکه جریانی شیری و نیمه‌شفاف از هیدروسول است که در آن ذرات ریز روغن پراکنده‌اند. این امر طبیعی است. همچنین این لحظه‌ای است که جداکننده‌ای با طراحی نامناسب شروع به اشکال می‌کند: اگر جریان بیش از حد سریع باشد یا مسیر بیش از حد کوتاه، این مایع شیری مستقیماً از داخل عبور می‌کند و روغن همراه با آب خارج می‌شود.

سپس پراکندگی حل می‌شود. ذرات به هم می‌پیوندند، فاز سبک‌تر بالا می‌رود و نواری در بالای جداکننده تشکیل می‌شود.

آنچه جداکننده واقعاً نشان داد

مرز تیز، لایهٔ پرزدار نداشتن، نبودن نوار شیری، و هیدروسول شفاف در زیر — این سه مورد چیزهایی هستند که پیش از اعلام موفقیت عملیات بررسی می‌شوند.

تا نیمهٔ عملیات تصویر کاملاً روشن بود:

نوار روغنی طلایی-زرد مشخص روی فاز آبی قرار گرفته است، با یک سطح تماس صاف و پایدار به جای شیب تدریجی.

هیچ حلقه‌ای از امولسیون وجود ندارد. هیچ حلقه‌ی شیری‌رنگی در مرز سطح شیشه چسبیده نیست؛ این پدیده زمانی رخ می‌دهد که ذرات ریز، گرما و آشفتگی با هم ترکیب شوند.

زیرلایه‌ی هیدروسول شفاف است. کمی کدر بودن قابل قبول است؛ اما شیری‌رنگ بودن پذیرفته‌نشدنی است، زیرا «شیر» در آب، روغنی است که برای آن پول پرداخت کرده‌اید و قصد دارید آن را دور بریزید.

این کل استدلال کیفیتی است و یک استدلال بصری. سطح تماسی پاک و شفاف نشان‌دهنده‌ی این است که بخار مواد را بیش از حد گرم نکرده، کندانسور به‌درستی عمل می‌کند، جداکننده از اندازه‌ی مناسبی برخوردار است و مواد اولیه به‌اندازه‌ی کافی تمیز بوده‌اند تا امولسیون ایجاد نشود. برای تشخیص این موضوع نیازی به آزمایشگاه نیست؛ تنها یک شیشه‌ی مشاهده و عادت به نگاه کردن به آن کافی است.

هیدروسول پسماند نیست

آب اُدویه‌ای آویشن — آب معطری که از شیرآب پایین جداساز خارج می‌شود — خود به‌عنوان محصولی قابل فروش است: پایهٔ آرایشی، مواد اولیهٔ آرایشی و محصولات خانگی. در این مجموعه، این آب از شیرآب پایین جداساز به یک ظرف پذیرندهٔ ضدزنگ منتقل می‌شود نه اینکه به کف ارسال گردد.

اگر هزینه‌یابی پروژهٔ آویشن را صرفاً بر اساس روغن انجام دهید، درآمدی را در شیرآب از دست می‌دهید. اما این درآمد تنها زمانی حاصل می‌شود که آب اُدویه‌ای به‌طور تمیز جمع‌آوری شود؛ که این امر شما را دوباره به همان نیاز اصلی بازمی‌گرداند: جداسازی‌کننده‌ای که از ابتدا به‌درستی جداسازی کند.

معنای این امر در صورت افزایش مقیاس

اجرای آزمایشی (پایلوت) بازده خط تولید را به شما نشان نمی‌دهد. بلکه این امر شکل مسئله را آشکار می‌سازد و چهار مورد از یک آزمایش ۲۰ لیتری به‌طور مستقیم به ظرف دو تنی منتقل می‌شوند:

سوالات متداول

چگونه می‌توان فهمید که تقطیر گیاه رازیانه تمام شده است؟

شما به نوار روغن نگاه می‌کنید. تا زمانی که این نوار در حال رشد است، بخار هنوز کار می‌کند. وقتی نوار دیگر بالا نمی‌آید و مایع تقطیرشده خروجی تخت و آبکی شده است، روغن قابل بازیابی تمام شده است. گذشت زمان به تنهایی شاخص مناسبی نیست، زیرا به اندازه بار، میزان خردکردن و نرخ بخار بستگی دارد.

آیا این واحد می‌تواند گیاهان دیگری را نیز تقطیر کند؟

بله — رزماری، آویشن، نعناع فلفلی، پوست مرکبات و لاوندر با تنظیمات اصلاح‌شده. تغییرات شامل نرخ بخار، مدت زمان فرآیند و به‌ویژه تمیزکردن بین دفعات است. روغن باقی‌مانده اکسید می‌شود، چسبنده می‌گردد و طعم خود را به مواد بعدی منتقل می‌کند.

آیا نیاز به جداکننده شیشه‌ای داریم یا می‌توانیم از استیل ضدزنگ استفاده کنیم؟

برای واحد آزمایشی یا تولید کوچک، حتماً از شیشه استفاده کنید. این تنها راه مشاهدهٔ بلادرنگ آنچه در فرآیند اتفاق می‌افتد است. در خطوط بزرگ، جداکننده به یک دسانتور استیل ضدزنگ تبدیل می‌شود و شما بر ابزارهای اندازه‌گیری تکیه می‌کنید — اما تا آن زمان باید از آزمایش‌ها قبلاً بدانید که اعداد چه‌گونه باید باشند.

آزمایش مواد خود

نمونه‌ای از گیاه دارویی خود — مثلاً آویشن خشک‌شده، آویشن، رزماری، لاوندر یا هر گیاهی که با آن کار می‌کنید — را برای ما ارسال کنید. ما آن را در یک واحد آزمایشی پردازش کرده و عکس‌ها، رفتار جداسازی و توصیه‌ای دربارهٔ ابعاد مناسب خط تولید را برایتان ارسال می‌کنیم. این امر هیچ تعهدی ایجاد نمی‌کند و هیچ عددی دربارهٔ بازده در پیش‌فاکتور ساخته نمی‌شود.

شرکت ماشین‌آلات شانگهای رُویوان — تجهیزات تقطیر و استخراج، که پیش از ارسال ساخته و آزمایش می‌شوند.