Σύμφωνα με τον ορισμό της απόσταξη ονομάζεται η μέθοδος με την οποία απομονώνεται ένα «καθαρό» υγρό από ένα μείγμα. Η μέθοδος έγκειται στην θέρμανση του μείγματος μέχρι που αρχίζει η αλλαγή φάσης της ουσίας που θέλουμε να πάρουμε (υγρό – αέριο), σχηματίζονται δηλαδή ατμοί. Οι ατμοί αυτοί οδηγούνται σε σχετική διάταξη ενός μέσου που ονομάζεται συμπυκνωτής όπου εκεί ψύχονται (συνήθως με την βοήθεια νερού το οποίο είναι άφθονο και έχει πολύ καλή ψυκτική ικανότητα λόγω της μεγάλης του θερμοχωρητικότητας) και λαμβάνει χώρα η αντίστροφη αλλαγή φάσης (αέριο – υγρό).

Σύμφωνα με την Φυσική, κατά την συγκεκριμένη αλλαγή φάσης πρώτης τάξης η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή μέχρι το πέρας της. Η απόσταξη δεν χρησιμοποιείται μόνο για την τέρψη των ανθρώπων (παραγωγή αλκοολούχων ποτών με υψηλή συγκέντρωση οινοπνεύματος) αλλά για τεχνολογικούς σκοπούς (διαχωρισμός πετρελαίου από τα παράγωγά του) και επιστημονικούς σκοπούς (παραγωγή «απόλυτα» καθαρών ουσιών).

Η μέθοδος της απόσταξης για την παραγωγή και απομόνωση των αιθέριων ελαίων, εφαρμόστηκε για πρώτη φορά από ανατολικούς λαούς και ιδίως από τους Ινδούς, Πέρσες και Αιγυπτίους. Η πρώτη λεπτομερής περιγραφή απόσταξης αιθέριων ελαίων, ανήκει στον Καταλανό γιατρό Arnald de Villanova (1235-1311). Η απόσταξη σαν μέθοδος παραλαβής του αιθέριου ελαίου από τα φυτά, με τη βοήθεια της θερμότητας, πραγματοποιήθηκε από τον Ελβετό Bombastus Paracalsus von Honhehheim (1493-1541). Μέχρι τον 18ο αιώνα αρκετοί ερευνητές, κυρίως φαρμακοποιοί, ασχολήθηκαν και περιέγραψαν τις μεθόδους παραλαβής και την φύση των αιθέριων ελαίων. Ο 18ος αιώνας μπορεί να χαρακτηριστεί ως ο αιώνας των Άγγλων βοτανολόγων.

Είναι μια μέθοδος διαχωρισμού των συστατικών ενός μείγματος υγρών με εξάτμιση και επανυγροποίηση ορισμένων από τα συστατικά του. Ας υποθέσουμε λοιπόν, ότι έχουμε ένα μίγμα τριών υγρών Α, Β και Γ με σημεία ζέσης που διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους. Σκοπός της απόσταξης είναι είτε η απομόνωση ενός εκ των παραπάνω συστατικών, είτε ο διαχωρισμός των παραπάνω υγρών σε 3 διαφορετικά μέρη (κλάσματα). Η απόσταξη μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σαν μέθοδος καθαρισμού ενός υγρού από προσμίξεις που ενδεχομένως να περιέχει. Η λογική του διαχωρισμού στηρίζεται την εξάτμιση των υγρών λόγω προσφοράς θερμότητας.

Το μείγμα των υγρών που θέλουμε να διαχωρίσουμε τοποθετούνται σε μία σφαιρική φιάλη. Το κάθε υγρό που διαχωρίζεται αν πρόκειται για κλασματική απόσταξη έχει διαφορετικά σημεία ζέσεως. Με τη θέρμανση της σφαιρικής φιάλης (λύχνο Bunsen), η θερμοκρασία αρχίζει να αυξάνεται σταδιακά, γεγονός που αποτυπώνεται και στην άνοδο της στήλης του Hg στο θερμόμετρο (το θερμόμετρο δεν κλείνει αεροστεγώς με την σφαιρική φιάλη, διαφορετικά θα έχουμε έκρηξη του συστήματος).

Μόλις η θερμοκρασία του μίγματος φτάσει στην θερμοκρασία ή στις θερμοκρασίες ζέσεως του συστατικού που θέλουμε να διαχωρίσουμε παρατηρούμε ότι η ένδειξη του θερμομέτρου παραμένει σταθερή στην θερμοκρασία αυτή για κάποιο χρόνο. Στον χρόνο αυτό, η ουσία περνά από την υγρή στην αέρια κατάσταση (δηλαδή εξατμίζεται).

Όλα τα παραπάνω, φανερώνουν τον τρόπο με τον οποίο πραγματοποιείται ο διαχωρισμός των συστατικών του μίγματος. Με το παραπάνω όμως σύστημα, οι ατμοί του κάθε συστατικού θα διαφεύγουν στην ατμόσφαιρα, καθιστώντας τον διαχωρισμό πρακτικά άχρηστο. Για τον λόγο αυτό το σύστημα, θα πρέπει να περιέχει και έναν ψυκτήρα, εντός του οποίου θα υγροποιούνται οι ατμοί και τελικά θα συλλέγονται. Ο ψυκτήρας αποτελείται από έναν κύλινδρο εντός του οποίου εισέρχονται οι ατμοί και υγροποιούνται.

Εξωτερικά του κυλίνδρου αυτού υπάρχει ένας δεύτερος κύλινδρος, ο οποίος κλείνει στα άκρα του ερμητικά με τον εσωτερικό και ο οποίος φέρει 2 ανοίγματα, στο πλάι. Ένα για την είσοδο και ένα για την έξοδο του νερού (ψυκτικό μέσο). Ο ψυκτήρας, δηλαδή, λειτουργεί σαν εναλλάκτης θερμότητας. Στο τέλος του ψυκτήρα τοποθετούμε ένα σκεύος (ποτήρι ζέσεως, κωνική, κ.α.) προκειμένου να συλλέγουμε τους υγροποιημένους ατμούς του κάθε συστατικού.

Μέθοδοι απόσταξης

1. Υδροαπόσταξη (water distillation)

Το είδος αυτό της αποστάξεως χρησιμοποιήθηκε ευρύτατα στο παρελθόν, λόγω όμως των πολλών μειονεκτημάτων του η χρησιμοποίηση του έχει περιορισθεί αισθητά. Στην υδροαπόσταξη, το προς απόσταξη φυτικό υλικό, τοποθετείται σε σφαιρική φιάλη με νερό, που συνδέεται με ψυκτήρα και με θερμαντική συσκευή. Το χαρακτηριστικό της μεθόδου αυτής είναι ότι το νερό και το φυτικό υλικό είναι σε άμεση επαφή. Στην υδροαπόσταξη το προς απόσταξη φυτικό υλικό τοποθετείται στον άμβυκα αποστάξεως που περιέχει νερό. Στη συνέχεια το υλικό θερμαίνεται με φωτιά ή με ατμό που κυκλοφορεί στα τοιχώματα του άμβυκα με ειδικές σωληνώσεις.

Η ταχύτητα της απόσταξης ρυθμίζεται από την ένταση της φωτιάς ή την ποσότητα των ατμών που κυκλοφορούν στα τοιχώματα και στις σωνηλώσεις του άμβυκα. Στην αρχή της απόσταξης η ταχύτητα της είναι μικρή και στη συνέχεια αυξάνεται για να ληφθεί το μέγιστο ποσοστό του αιθέριου ελαίου. Στην υδροαπόσταξη πρέπει να αποφεύγεται η υπερθέρμανση του φυτικού υλικού για να αποφεύγεται η θερμική διάσπαση των συστατικών των αιθέριων ελαίων. Τα πλεονεκτήματα που συγκεντρώνει η υδροαπόσταξη είναι η απλότητα, η ευχρηστότητα, το χαμηλό κόστος και η ευκολία μεταφοράς.

Επίσης, είναι κατάλληλη για απόσταξη τεμαχισμένων ή λειοτριβημένων καρπών-ριζών ή άλλων υλικών, τα οποία είναι δύσκολα να αποσταχθούν με άλλο τρόπο. Τα σημαντικότερα μειονεκτήματα της τεχνικής είναι ο μεγάλος χρόνος απόσταξης και η σχετικά μικρή απόδοση σε αιθέρια έλαια. Ακόμη, τα αιθέρια έλαια (που παραλαμβάνονται) είναι συνήθως κατώτερης ποιότητας, λόγω αποσυνθέσεως διαφόρων συστατικών λόγω υψηλών θερμοκρασιών. Σήμερα χρησιμοποιείται κυρίως σε τριμμένους καρπούς ή ρίζες, ροδοπέταλα και άνθη εσπεριδοειδών.

2. Υδροατμοαπόσταξη (water and steam distillation)

Το είδος αυτό της απόσταξης θεωρείται ότι είναι καλύτερο από το προηγούμενο είδος και αντικατέστησε σε μεγάλο βαθμό της απόσταξη με νερό σε πολλές χώρες. Συνδυάζει το πλεονέκτημα ότι το φυτικό υλικό δεν έρχεται σε άμεση επαφή με το νερό άλλα τοποθετείται σε πλέγμα που βρίσκεται λίγο πάνω από την επιφάνεια του νερού. Το νερό θερμαίνεται και ο ατμός που παράγεται μπαίνει σε όλη τη μάζα του φυτικού υλικού και παρασύρει το αιθέριο έλαιο. Τα πιο σημαντικά πλεονεκτήματα της υδροατμοαπόσταξης είναι ότι το φυτικό υλικό που αποστάζεται έρχεται σε επαφή μόνο με τον παραγόμενο ατμό γι’ αυτό και περιορίζεται η καταστροφή (αποσύνθεση) των διαφόρων συστατικών του αιθέριου ελαίου και η κατανάλωση καυσίμων είναι μικρότερη

3. Απόσταξη με υδρατμούς (steam distillation)

Στην απόσταξη με υδρατμούς εισάγεται ατμός, ο οποίος παράγεται σε ειδικό ατμολέβητα, που περιέχει το φυτικό υλικό και ο ατμός παρασύρει το αιθέριο έλαιο. Στην απόσταξη με υδρατμούς ανήκει η συσκευή μικροαπόσταξης – εκχύλισης Likens- Nickerson. Η συσκευή αποτελείται από το κύριο σώμα, διαμορφωμένο για οργανικούς διαλύτες ελαφρύτερους του νερού, έναν ψυκτήρα και δύο φιάλες, μια σφαιρική και μια απιοειδή. Το δείγμα τοποθετείται μαζί με νερό (σε αναλογία 1/10) στη σφαιρική φιάλη και ο οργανικός διαλύτης (κυρίως διαιθυλαιθέρας) στην απιοειδή και θερμαίνεται με υδατόλουτρο.

Οι σχηματιζόμενοι ατμοί από την σφαιρική φιάλη, που περιέχουν τα πτητικά συστατικά του αιθέριου ελαίου, φθάνουν στο ψυκτήρα, υγροποιούνται και κυλούν στον κύριο χώρο της συσκευής, όπου υπάρχει σε ισορροπία η οργανική και η υδατική φάση. Εκεί τα πτητικά συστατικά εκχυλίζονται από τον οργανικό διαλύτη. Στο τέλος της διαδικασίας (μετά από 1 ώρα τουλάχιστον) όλα τα συστατικά του αιθέριου ελαίου έχουν συγκεντρωθεί στη φιάλη.

Το είδος αυτό της απόσταξης είναι εξέλιξη της προηγούμενης μεθόδου. Είναι πιο σύγχρονο και χρησιμοποιείται από τις βιομηχανίες για αποστάξεις μεγάλων ποσοτήτων φυτικού υλικού Το αιθέριο έλαιο είναι καλύτερης ποιότητας και η ποσότητα είναι λίγο μεγαλύτερη, είναι κατάλληλο για αποστάξεις μεγάλων ποσοτήτων φυτικού υλικού και εφαρμόζεται για όλα σχεδόν τα αρωματικά φυτά εκτός από τα άνθη και τα κονιοποιημένα υλικά.

Η απόσταξη με υδρατμούς περιλαμβάνει διαφόρους τύπους από τους οποίους σημαντικότεροι είναι:

• Με ατμοσφαιρική πίεση. Είναι ο πιο κοινός τρόπος απόσταξης και χρησιμοποιείται σε όλες τις περιπτώσεις παραλαβής των αιθέριων ελαίων.

• Με ελαττωμένη πίεση. Υπερτερεί έναντι του προηγούμενου γιατί περιορίζει την αποσύνθεση των διαφόρων συστατικών και μειώνει την διάρκεια της απόσταξης. Χρησιμοποιείται σε μεγάλης, σχετικώς, αξίας αιθέρια έλαια που είναι ευπαθή σε υψηλές θερμοκρασίες.

• Με υψηλή πίεση. Χρησιμοποιείται σε σπέρματα, ρίζες, φύλλα πεύκου. Η αύξηση της πίεσης του άμβυκα είναι δύο ατμόσφαιρες, με την αύξηση της πίεσης συντομεύεται η διάρκεια της απόσταξης και αυξάνεται η σχέση του αιθέριου ελαίου προς το νερό στο απόσταγμα. Παράλληλα με την αύξηση της πίεσης έχουμε και αύξηση της θερμοκρασίας που προκαλεί αποσύνθεση των συστατικών του αιθέριου ελαίου.

4. Στρόβιλο – απόσταξη (turbo distillation)

Η μέθοδος αυτή επινοήθηκε στην Γαλλία και είναι λιγότερο διαδεδομένη. Ο άμβυκας έχει διπλά τοιχώματα για να κυκλοφορεί ο ατμός και να θερμαίνεται το περιεχόμενο του. Ακόμη στον πυθμένα έχει κοπτικό όργανο (στρόβιλο) που τεμαχίζει το φυτικό υλικό που βρίσκεται μέσα στο νερό.

Τα κύρια χαρακτηριστικά είναι:

• Μικρή κατανάλωση ατμού (το μισό της παραδοσιακής)

• Μεγάλη ταχύτητα απόσταξης (4πλάσια σε σύγκριση με την παραδοσιακή απόσταξη).

• Μικρότερος χρόνος απόσταξης

• Καλύτερη ποιότητα αιθέριου ελαίου

• Πλήρης παραλαβή του αιθέριου ελαίου.

• Κατάλληλο για αποστάξεις όλων των ειδών φυτικού υλικού.

• Χωρητικότητα 200-600 Lt

5. Υδροδιαχυτική απόσταξη (hydrodiffuser)

Πρόκειται για Ελβετική εφεύρεση της οποίας κύριο χαρακτηριστικό είναι ότι η εισαγωγή του ατμού γίνεται από πάνω προς τον πυθμένα, ο άμβυκας αντί να θερμαίνεται ψύχεται. Όταν ο ατμός περάσει μέσα στο φυτικό υλικό φτάνει στα τοιχώματα του άμβυκα και υγροποιείται. Το σύστημα λειτουργεί υπό πίεση.

Τα χαρακτηριστικά του συγκροτήματος είναι τα εξής:

• Μείωση κατά 50 % του χρόνου απόσταξης. Μείωση της ποσότητας του ατμού και του νερού για ψύξη.

• Μείωση του χώρου.

• Καλύτερη ποιότητα του αιθέριου ελαίου αφού αποφεύγεται η αποσύνθεση των συστατικών του.

• Η χωρητικότητα των συγκροτημάτων αυτών κυμαίνεται από 500-4000 Lt.

6. Συνεχής απόσταξη (continuous distillation)

H συνεχής απόσταξη δεν βρήκε μεγάλη εφαρμογή στην πράξη. Πρόκειται για ένα σύστημα απόσταξης όπου ο ατμός διοχετεύεται και συγχρόνως κινείται είτε αντίθετα είτε προς την κατεύθυνση της πορείας του φυτικού υλικού.

Πηγές

Photo: Author/Depositphotos

Θοδωρής Γιαννόπουλος

Συγγραφέας Θοδωρής Γιαννόπουλος

Κάθε κύμα είναι ένας ψίθυρος της θάλασσας, ένα αιώνιο τραγούδι γραμμένο σε μια παρτιτούρα που μόνο η καρδιά μπορεί να διαβάσει. Μελωδία που ταξιδεύει σε μακρινούς τόπους, με ανθρώπους τόσο διαφορετικούς μα συνάμα τόσο ίδιους. Στην απλότητα της θάλασσας χάνεσαι, αντικρίζοντας τα κρυφά συναισθήματα. Στον απέραντο γαλάζιο ορίζοντα που κερνά, τα μάτια μεθάνε, και για όσο διαρκεί η μέθη το μυαλό αγκαλιάζει τη καρδιά.

Δείτε όλα τα άρθρα

Δείτε όλες τις εκδηλώσεις του μήνα

Διαβάστε επίσης
Έχω κάνει ήδη LIKE. Μην μου το ξαναδείξετε