อุปกรณ์สกัดน้ำมันแพทชูลี: การกลั่นด้วยไอน้ำโดยตรงภายใต้ความดันต่ำ

อุปกรณ์สกัดน้ำมันแพทชูลี: การกลั่นด้วยไอน้ำโดยตรงภายใต้ความดันต่ำ

1. เหตุใดแพทชูลีจึงไม่ใช่น้ำมันที่สามารถเร่งรีบได้

แพทชูลี (Pogostemon cablin) ปลูกขึ้นเป็นหลักเพื่อสกัดน้ำมันหอมระเหยอันมีค่า ซึ่งกลั่นจากใบและกิ่งอ่อนของพืช น้ำมันชนิดนี้ประกอบด้วยเซสควิเทอร์ปีนหนักเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งมีจุดเดือดสูงและระเหยยาก ดังนั้นไอน้ำจึงจำเป็นต้องพาสารเหล่านี้ออกมาอย่างช้าๆ ภายในช่วงเวลาการกลั่นที่ยาวนาน

สมุนไพรแพทชูลีแห้ง — ใบและกิ่งอ่อน ลำต้นแก่ที่แข็งมากเกือบไม่มีน้ำมันเลย จึงต้องตัดออกก่อนบรรจุลงหม้อกลั่น

เอกสารทางเทคนิคที่เผยแพร่ต่อสาธารณะเกี่ยวกับแพทชูลีสอดคล้องกันในสี่ประเด็นหลัก

1. การอบแห้งต้องทำก่อนเป็นอันดับแรก สมุนไพรจะถูกทำให้แห้งเป็นระยะเวลาหลายวันจนมีความชื้นเหลือ 15–20% สมุนไพรแห้งจะมีน้ำหนักประมาณหนึ่งในห้าของน้ำหนักสด ลำต้นส่วนที่แก่และแข็งมากเกือบไม่มีน้ำมันเลย จึงควรตัดออก เพราะจะทำให้ใช้ไอน้ำมากขึ้นและลดอัตราการสกัดน้ำมัน
2. กระบวนการกลั่นใช้เวลา 6–8 ชั่วโมง การกู้คืนน้ำมันเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ตามระยะเวลา และถึงจุดสูงสุดระหว่างชั่วโมงที่หกถึงชั่วโมงที่แปด
3. อัตราการกู้คืนอยู่ที่ 2.0–2.5% พืชสมุนไพรแห้งหนึ่งตันโดยเฉลี่ยให้น้ำมันแพทชูลีได้ 20–25 กิโลกรัม
4. คุณภาพของน้ำมันพัฒนาขึ้นในช่วงปลายของการกลั่น แอลกอฮอล์แพทชูลี — สารบ่งชี้หลัก ซึ่งมีขอบเขตมาตรฐานที่อ้างอิงกันทั่วไปที่ร้อยละ 25–30 — จะบรรลุความเข้มข้นสูงสุดเฉพาะเมื่อถึงประมาณชั่วโมงที่สี่ของการกลั่น

งานวิจัยจากจีนเกี่ยวกับการกลั่นแพทชูลีแบบแบ่งช่วงเวลา ยืนยันข้อสรุปเดียวกันด้วยความละเอียดสูงกว่า โดยวัดอัตราการสกัดน้ำมันในช่วงเวลา 0–10, 10–30, 30–60 และ 60–360 นาที พบค่าเท่ากับ 0.14%, 0.18%, 0.20% และ 0.57% ตามลำดับ

ชั่วโมงแรกเป็นเพียงช่วงเตรียมความร้อน ผลผลิตที่แท้จริงเริ่มขึ้นหลังจากนั้น

ข้อสรุปเชิงปฏิบัติคือ คุณไม่สามารถเพิ่มผลผลิตน้ำมันแพทชูลีได้ด้วยการเพิ่มแรงดันไอน้ำอย่างรุนแรงตั้งแต่ช่วงเริ่มต้น หากใช้ไอน้ำไปมากในชั่วโมงแรก ช่วงที่เหลืออีกห้าถึงเจ็ดชั่วโมงจะขาดแคลนไอน้ำ ส่งผลให้ส่วนท้ายของการกลั่นช้าลง และลดอัตราการกู้คืนรวมลง ดังนั้นสิ่งที่แพทชูลีต้องการคือแรงดันต่ำ การไหลอย่างสม่ำเสมอ และแหล่งจ่ายไอน้ำที่มีเสถียรภาพเป็นเวลานาน

2. ทำไมต้องใช้การกลั่นด้วยไอน้ำโดยตรงที่ความดันต่ำ

2.1 ไอน้ำโดยตรง: แยกกระบวนการผลิตไอน้ำออกจากหม้อกลั่น

การกลั่นด้วยไอน้ำมีสองวิธีหลักคือ

• การกลั่นด้วยไอน้ำและน้ำ — ต้มน้ำภายในหม้อกลั่น ไอน้ำเกิดขึ้นภายในภาชนะเองแล้วลอยขึ้นผ่านวัตถุดิบสมุนไพรที่วางอยู่บนตะแกรง
• การกลั่นด้วยไอน้ำโดยตรง — ไอน้ำถูกผลิตขึ้นใน หม้อต้มแยกต่างหากภายนอกหม้อกลั่น แล้วฉีดเข้าไปโดยตรง ลงในชั้นของวัตถุดิบสมุนไพร สมุนไพรไม่เคยสัมผัสกับน้ำเลย

สำหรับการกลั่นปริมาณมากเป็นเวลานาน เช่น น้ำมันแพทชูลี่ การใช้ไอน้ำโดยตรงให้ข้อได้เปรียบสองประการที่ชัดเจน:

ข้อแรก ควบคุมปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าได้ เมื่อไอน้ำถูกสร้างขึ้นภายในหม้อกลั่น ผลผลิตจะขึ้นอยู่กับกำลังความร้อนและระดับน้ำ — หากเปลี่ยนปริมาณวัตถุดิบที่บรรจุในหม้อ อัตราการไหลของไอน้ำก็จะเปลี่ยนตามไปด้วย แต่หากไอน้ำถูกสร้างขึ้นภายนอก จะแยกกระบวนการผลิตไอน้ำออกจากกระบวนการกลั่นอย่างสิ้นเชิง: สามารถตั้งค่าความดันและอัตราการไหลของไอน้ำได้อย่างอิสระ ทำให้เส้นโค้งเวลาการกลั่น 6–8 ชั่วโมงคงที่และซ้ำได้ทุกครั้ง

ข้อที่สอง ไม่มีการไหม้เกรียมและไม่มีการแช่เดือด วัตถุดิบที่ถูกเก็บไว้ในน้ำภายใต้ความร้อนเป็นเวลาแปดชั่วโมงอาจกลายเป็นเจลและแข็งตัวเป็นก้อน และสารบางชนิดที่ละลายน้ำได้รวมถึงเอสเทอร์บางชนิดอาจเปลี่ยนแปลงภายใต้ความร้อนที่กระทำต่อเนื่องเป็นเวลานาน แต่เมื่อใช้ไอน้ำโดยตรง วัตถุดิบจะสัมผัสกับไอน้ำเพียงอย่างเดียว — ส่งผลให้วัตถุดิบที่ผ่านการกลั่นแล้วถูกปล่อยออกมามีความชื้นน้อยกว่า

2.2 ความดันต่ำ: ช้าลง แต่มีเหตุผล

หากใช้ไอน้ำโดยตรงที่ความดันสูง จะเกิดปัญหาสามประการ:

• ไอน้ำทะลุผ่านชั้นวัตถุดิบ ความเร็วของไอน้ำสูงทำให้วัสดุในชั้นวัตถุดิบถูกกัดกร่อนและยกตัวขึ้น อนุภาคขนาดเล็กถูกพัดพาเข้าสู่คอนเดนเซอร์ — ซึ่งอาจอุดตันท่อในกรณีที่ดีที่สุด หรือปนเปื้อนน้ำมันในกรณีที่ร้ายแรงที่สุด
• การเกิดความร้อนสูเกินไปในบริเวณท้องถิ่น เมื่อมีความร้อนมากเกินไปต่อหน่วยเวลา ทำให้อุณหภูมิของวัตถุดิบเพิ่มขึ้นเร็วกว่าที่น้ำมันจะถูกนำออกได้ ส่งผลให้สารประกอบกลิ่นที่ไวต่อความร้อนเสียหายก่อนที่จะถูกสกัดออกมาเลยแม้แต่น้อย
• เส้นโค้งที่ทรุดตัวลงหลังจากชั่วโมงแรก การระเบิดออกอย่างรุนแรงในช่วงเริ่มต้น ตามด้วยประสิทธิภาพที่ลดลงอย่างต่อเนื่อง — และส่วนประกอบหนักที่คุณต้องการจริง ๆ ยังคงค้างอยู่ภายในภาชนะเมื่อสิ้นสุดกระบวนการ

ไอน้ำความดันต่ำทำสิ่งตรงข้าม ความดันต่ำร่วมกับอัตราการไหลที่คงที่ ทำให้ไอน้ำซึมผ่านชั้นวัตถุดิบแทนที่จะพุ่งผ่านไปอย่างรุนแรง หลักการพื้นฐานของการกลั่นด้วยไอน้ำคือ ไอน้ำจะพาสารระเหยที่มีจุดเดือดสูงกว่าน้ำมากไปพร้อมกัน; ปัจจัยที่ควบคุมการสกัดคือ ระดับของการสัมผัสระหว่างไอน้ำกับวัตถุดิบ และระยะเวลาในการสัมผัส — ไม่ใช่ระดับความดันที่สูงเพียงใด

สำหรับพัตชูลี การใช้ไอน้ำแรงดันต่ำโดยตรงสอดคล้องกับลักษณะการกู้คืนน้ำมันอย่างแม่นยำ: กำจัดส่วนที่ระเหยง่ายออกอย่างอ่อนโยนในช่วงแรก แล้วสกัดสารเซสควิเทอร์ปีนที่หนักกว่าอย่างต่อเนื่องในช่วงหลัง ส่งผลให้กราฟมีความเรียบขึ้น ได้น้ำมันมากขึ้น และได้น้ำมันที่มีกลิ่นครบถ้วนยิ่งขึ้น ไม่จืดชืด

2.3 ข้อมูลกระบวนการอ้างอิง

3. ส่วนประกอบของโรงงานกลั่นน้ำมันแพทชูลี่

ชุดสกัดน้ำมันหอมระเหยแบบรุ่ยหยวน (Ruiyuan) ที่ใช้ระบบไอน้ำโดยตรง โดยทั่วไปจะประกอบด้วยหน่วยย่อยต่อไปนี้:

1. หม้อกลั่น

หม้อกลั่นแนวตั้งแบบปิดสนิท ทำจากสแตนเลส มีแผ่นเจาะรูภายในเพื่อแบ่งชั้นวัตถุดิบออกจากทางผ่านของไอน้ำ ทำให้วัตถุดิบไม่จมน้ำอยู่ตลอดเวลา มีฝาเปิดเร็วและกระจกสังเกตการณ์แบบกันระเบิดสำหรับการบรรจุวัตถุดิบ การระบายน้ำเสีย และการตรวจสอบชั้นวัตถุดิบ

2. หน่วยผลิตและควบคุมแรงดันไอน้ำ

ผลิตไอน้ำอิ่มตัวความดันต่ำภายนอกหม้อกลั่น และกระจายไอน้ำเข้าสู่ชั้นวัตถุดิบอย่างสม่ำเสมอจากด้านล่าง แรงดันและอัตราการไหลของไอน้ำสามารถปรับได้ ซึ่งเป็นจุดควบคุมที่สำคัญที่สุดในการทำให้กราฟการกู้คืนน้ำมันมีลักษณะเรียบสม่ำเสมอ

3. ระบบควบแน่นประสิทธิภาพสูง

คอนเดนเซอร์แบบเปลือกและท่อกลับซ้ำสองครั้ง พร้อมพื้นที่ถ่ายเทความร้อนอย่างเพียงพอสำหรับการควบแน่นอย่างรวดเร็ว โดยไม่มีไอน้ำหลุดรั่ว ถังน้ำหล่อเย็นแบบหมุนเวียน — ไม่จำเป็นต้องใช้น้ำประปาอย่างต่อเนื่อง

4. ระบบแยกน้ำมันกับน้ำอัตโนมัติ

คอลัมน์กระจกดูระดับแบบมองเห็นได้ แยกน้ำมันออกจากสารกลั่นโดยอาศัยความต่างของความหนาแน่น พร้อมวาล์วระบายน้ำมันและน้ำแยกต่างหาก การแยกแบบต่อเนื่อง เวลาหยุดนิ่งน้อยมาก สูญเสียน้ำมันต่ำ

5. ระบบควบคุมด้วย PLC

ควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำ พร้อมระบบป้องกันอุณหภูมิเกินและน้ำต่ำ สามารถบันทึกพารามิเตอร์กระบวนการได้ ทำให้เปรียบเทียบวัตถุดิบและชุดการผลิตต่าง ๆ ได้อย่างสะดวก

6. ท่อน้ำและโครงสร้างแบบสุขาภิบาล

ท่อน้ำแบบสุขาภิบาลที่ปิดสนิททั้งหมด ไม่มีการรั่วซึมและไม่มีกลิ่นรั่วออก โครงสร้างแบบชิ้นเดียว สามารถติดล้อเลื่อนได้ตามต้องการ

4. ข้อกำหนดทางเทคนิค

5. ประสิทธิภาพที่ได้จากชุดอุปกรณ์นี้

ผลผลิตที่ทำซ้ำได้ ไอน้ำที่จัดหาจากภายนอกและควบคุมแรงดันอย่างแม่นยำ จะช่วยกำจัดความแปรปรวนระหว่างรอบการผลิตที่เกิดจากปริมาณวัสดุในถังที่เปลี่ยนแปลงไป ทำให้เส้นโค้งการกู้คืนภายใน 6–8 ชั่วโมงคงที่สม่ำเสมอ

ความสมบูรณ์ของกลิ่น การสกัดที่อุณหภูมิต่ำตลอดกระบวนการ โดยไม่มีการคั่วแห้งวัตถุดิบ สูญเสียสารเซสควิเทอร์ปีนและเอสเทอร์น้อยที่สุด และสามารถกู้คืนส่วนท้ายหนักได้ครบถ้วน — ได้น้ำมันที่มีความเข้มข้นเต็มที่โดยไม่มีโน้ตที่จืดชืด

ไม่มีการลากส่วนท้าย ไอน้ำแรงดันต่ำที่ไหลคงที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับชั่วโมงที่สองถึงแปด เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียผลผลิตที่เกิดขึ้นหลังจากชั่วโมงแรกซึ่งใช้ไอน้ำมากเป็นพิเศษ

การใช้งานง่าย; ควบคุมด้วย PLC พร้อมระบบล็อกป้องกันอัตโนมัติ ผู้ปฏิบัติงานสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพหลังผ่านการฝึกเบื้องต้นเพียงสั้น ๆ โดยไม่จำเป็นต้องมีผู้เชี่ยวชาญคอยดูแลเตา

โรงงานเดียว ใช้กับพืชหลายชนิด ชุดอุปกรณ์ชุดเดียวกันสามารถประมวลผลดอกกุหลาบ ลาเวนเดอร์ โรสแมรี่ ตะไคร้ ลิตเซีย ผิวส้ม เห็ดหอมไม้กฤษณา และไม้จันทน์ — ทั้งวัตถุดิบที่เป็นดอก สมุนไพร ไม้ และเปลือก — ทำความสะอาดง่ายระหว่างการเปลี่ยนชนิดวัตถุดิบ และไม่มีการตกค้างของกลิ่นข้ามชนิด

6. จากขนาดทดลอง 10 ลิตร ไปสู่ระดับอุตสาหกรรม

ความเสี่ยงที่ใหญ่ที่สุดในการดำเนินโครงการน้ำมันหอมระเหย คือ การซื้อเครื่องจักรขนาดใหญ่ก่อนที่กระบวนการจะได้รับการพิสูจน์แล้ว แนวทางการส่งมอบของเราช่วยกำจัดความเสี่ยงนี้ออกไป

1. การทดลองตัวอย่าง — ส่งวัตถุดิบแห้งมา 3–5 กิโลกรัม; เราจะทำการกลั่นแบบเต็มช่วง (full distillation curve) บนหน่วยต้นแบบ (pilot unit) และส่งผลลัพธ์ของปริมาณน้ำมันที่ได้แยกตามช่วงเวลาคืนให้ท่าน
2. การปรับเทียบกระบวนการ — โดยอิงจากความชื้น ความหนาแน่นของชั้นวัตถุดิบ (bed density) และสารเป้าหมาย เราจะกำหนดความดันไอน้ำ เวลาในการกลั่น และแผนการเก็บแต่ละส่วน (fraction-collection scheme)
3. การวัดขนาด — ตั้งแต่หน่วยต้นแบบขนาด 10 ลิตร ไปจนถึงสายการผลิตระดับอุตสาหกรรมแบบครบวงจร ซึ่งออกแบบให้สอดคล้องกับปริมาตรภาชนะ พื้นที่ผิวของคอนเดนเซอร์ และกำลังการผลิตไอน้ำตามอัตราการผลิตต่อวันของท่าน
4. การเดินเครื่องและฝึกอบรม — การติดตั้งและทดสอบระบบจริงในสถานที่ (on-site commissioning) การตรึงพารามิเตอร์ และการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงาน

7. คำถามที่พบบ่อย

การกลั่นใบแพทชูลีใช้เวลานานจริงหรือไม่ 6–8 ชั่วโมง

ใช่ค่ะ น้ำมันชนิดนี้ประกอบด้วยเซสควิเทอร์ปีน (sesquiterpenes) ที่มีมวลโมเลกุลสูงเป็นหลัก ข้อมูลการกู้คืนน้ำมันที่ตีพิมพ์ไว้ระบุว่าได้ผลลัพธ์สูงสุดระหว่าง 6 ถึง 8 ชั่วโมง และปริมาณแอลกอฮอล์แพทชูลี (patchouli alcohol) จะเข้าสู่ระดับที่เหมาะสมที่สุดประมาณชั่วโมงที่สี่ การยุติการกลั่นก่อนครบกำหนดจะทำให้สูญเสียส่วนที่มีมูลค่าสูงที่สุดไปอย่างแน่นอน ปัจจัยที่ท่านสามารถควบคุมได้คือประสิทธิภาพของไอน้ำ — คือการเลือกความดันและอัตราการไหลที่เหมาะสม เพื่อเพิ่มผลผลิตภายในช่วงเวลาเดิม

การใช้ไอน้ำโดยตรงจะทำให้ชั้นวัตถุดิบพังทลายและอุดตันคอนเดนเซอร์หรือไม่

นั่นคือเหตุผลที่ใช้ความดันต่ำอย่างแม่นยำ ภายใต้ความดันต่ำและอัตราการไหลปานกลาง ไอน้ำจะซึมผ่านชั้นวัสดุแทนที่จะพุ่งกระทบโดยตรง ร่วมกับแผ่นเจาะรูและค่าความหนาแน่นของชั้นวัสดุที่เหมาะสม ทำให้ชั้นวัสดุคงตัว และเศษวัสดุขนาดเล็กยังคงอยู่ภายในภาชนะ

ข้อกำหนดเรื่องความชื้นมีความเข้มงวดเพียงใด

เราแนะนำให้ลดความชื้นลงเหลือ ๑๕–๒๐% (อัตราส่วนน้ำหนักแห้งต่อน้ำหนักสดโดยประมาณ ๑:๕) วัสดุที่มีความชื้นสูงเกินไปจะดูดซับความร้อนจากไอน้ำ ทำให้กระบวนการใช้เวลานานขึ้น ส่วนลำต้นที่แก่และแข็งมีน้ำมันน้อยมาก จึงควรแยกออกก่อนบรรจุลงในอุปกรณ์

น้ำมันที่ได้มีลักษณะขุ่น — ควรดำเนินการอย่างไร

แยกน้ำที่เหลืออยู่ออกจากน้ำมันด้วยเครื่องแยกน้ำมัน–น้ำ จากนั้นทำให้แห้งด้วยโซเดียมซัลเฟตแบบไม่มีน้ำ (ประมาณ ๔๐ กรัมต่อลิตร) แล้วกรองเพื่อให้ได้น้ำมันที่ใส จัดเก็บน้ำมันในที่มืด ปิดสนิท และบรรจุในภาชนะที่เต็มเกือบหมด

๘. เกี่ยวกับ Ruiyuan

บริษัท เซี่ยงไฮ้ รุ่ยหยวน แมชชีนเนอรี่ จำกัด เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีการกลั่นและการสกัด ผลิตภัณฑ์ของเราครอบคลุมโรงงานสกัดน้ำมันหอมระเหย อุปกรณ์สกัด / เข้มข้น / ทำให้บริสุทธิ์ / แยกสาร ระบบระเหยและตกผลึก อุปกรณ์หมัก สายการผลิตแบบสเตอริไลซ์ ไดร์เออร์แบบพ่นฝอย และสายการผลิตอาหารและเครื่องดื่มขนาดเล็กสำหรับงานวิจัย เราให้บริการห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัย ไร่ปลูกพืชสมุนไพร บริษัทผู้ผลิตสารแต่งกลิ่นและน้ำหอม รวมถึงผู้ผลิตสารสกัดจากสมุนไพร

เซี่ยงไฮ้ รุ่ยหยวน แมชชีนเนอรี่ จำกัด

ที่อยู่: ถนนชิงหลิง หมายเลข 168 เขตเฟิ่งเซียน เมืองเซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน

ผู้ติดต่อ: นายจาง

โทรศัพท์: +86 136 0188 4162

อีเมล: [email protected]

เว็บไซต์: www.ruiyua nextraction.com