استخلاص العطور

يُعدّ استخلاص المواد العطرية بالمذيبات العضوية التقنية الأكثر شيوعًا وأهمية من الناحية الاقتصادية في صناعة العطور الحديثة. تُغمر المواد الخام وتُحرّك في مذيب قادر على إذابة المركبات العطرية المطلوبة. ومن المذيبات الشائعة الاستخدام في عملية النقع/الاستخلاص بالمذيبات: الهكسان ، وثنائي ميثيل الإيثر .

في عملية الاستخلاص بالمذيبات العضوية، تُستخلص المركبات العطرية، بالإضافة إلى مواد أخرى قابلة للذوبان في الماء، مثل الشمع والأصباغ . يُخضع المستخلص لعملية معالجة بالتفريغ لإزالة المذيب وإعادة استخدامه. قد تستغرق هذه العملية من ساعات إلى شهور. غالبًا ما تُستخلص بهذه الطريقة المركبات العطرية من المواد النباتية الخشبية والليفية، وكذلك جميع المواد العطرية من المصادر الحيوانية. يمكن أيضًا استخدام هذه التقنية لاستخلاص الروائح التي يصعب تقطيرها أو التي تتأثر بسهولة بالحرارة. تُعرف الكتلة الشمعية المتبقية باسم " الخرسانة" ، وهي عبارة عن خليط من الزيوت العطرية والشموع والراتنجات ومواد نباتية أخرى محبة للدهون (قابلة للذوبان في الزيت)، حيث تزيل هذه المذيبات جميع المركبات الكارهة للماء في المادة الخام. بعد ذلك، يُزال المذيب بعملية تقطير عند درجة حرارة منخفضة ويُعاد استخدامه.

على الرغم من رائحتها العطرة، إلا أن الخرسانة شديدة اللزوجة - بل صلبة - في درجة حرارة الغرفة، مما يجعلها غير عملية. ويعود ذلك إلى وجود شموع وراتنجات غير عطرية ذات وزن جزيئي عالٍ. لذا، يجب استخدام مذيب آخر، غالباً ما يكون الإيثانول ، الذي يذيب فقط المركبات العطرية ذات الوزن الجزيئي المنخفض، لاستخلاص الزيت العطري من الخرسانة. يُزال الكحول بعملية تقطير ثانية، تاركاً وراءه المستخلصات المطلقة . تُسمى هذه المستخلصات، المُستخرجة من نباتات مثل الياسمين والورد، بالمستخلصات المطلقة.

بسبب انخفاض درجات الحرارة في هذه العملية، قد يكون المستخلص أكثر وفاءً للرائحة الأصلية للمادة الخام، التي تتعرض لدرجات حرارة عالية أثناء عملية التقطير.

يُعدّ استخلاص السوائل فوق الحرجة تقنية حديثة نسبيًا لاستخلاص المركبات العطرية من المواد الخام، وغالبًا ما يُستخدم فيها _ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج كمذيب للاستخلاص. عند تعريض ثاني أكسيد الكربون لضغط عالٍ عند درجة حرارة أعلى بقليل من درجة حرارة الغرفة، يتكوّن سائل فوق حرج (في ظل الضغط العادي، يتحوّل _ثاني أكسيد الكربون مباشرةً من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية في عملية تُعرف بالتسامي ). ولأن _ثاني أكسيد الكربون مركب غير قطبي ، فإنه يتميّز بتوتر سطحي منخفض وسهولة التبلل، ويمكن استخدامه لاستخلاص المركبات العطرية الكارهة للماء عادةً من المواد النباتية. تُشابه هذه العملية إحدى تقنيات تحضير القهوة منزوعة الكافيين .

في عملية الاستخلاص بالسوائل فوق الحرجة ، يُستخدم غاز ثاني أكسيد الكربون عالي الضغط (حتى 100 ضغط جوي) كمذيب. ونظرًا لانخفاض حرارة العملية وقلة تفاعل المذيب المستخدم، فإن المركبات العطرية المستخلصة غالبًا ما تُشابه رائحة المادة الخام الأصلية. وكما هو الحال في الاستخلاص بالمذيبات، تتم عملية الاستخلاص بثاني أكسيد الكربون _عند درجة حرارة منخفضة، حيث يتم استخلاص مجموعة واسعة من المركبات، مع الحفاظ على المركبات العطرية دون تغيير بفعل الحرارة، مما ينتج عنه خلاصة أقرب إلى الأصل. ولأن _ثاني أكسيد الكربون غاز عند الضغط الجوي العادي ، فإنه لا يترك أي أثر له في المنتج النهائي، مما يسمح بالحصول على المستخلص النقي مباشرةً دون الحاجة إلى معالجة أي مادة. إنها عملية تتم عند درجة حرارة منخفضة، ويمكن إزالة المذيبات بسهولة. وتُعرف المستخلصات المنتجة بهذه الطريقة باسم مستخلصات _ثاني أكسيد الكربون .

يُعدّ استخلاص الإيثانول نوعًا من أنواع الاستخلاص بالمذيبات، ويُستخدم لاستخلاص المركبات العطرية مباشرةً من المواد الخام الجافة، وكذلك من الزيوت أو الخرسانة غير النقية الناتجة عن الاستخلاص بالمذيبات العضوية، أو العصر، أو التقطير. تُسمى مستخلصات الإيثانول من المواد الجافة بالصبغات ، بينما تُسمى غسولات الإيثانول المستخدمة لتنقية الزيوت والخرسانة بالمستخلصات المطلقة .

تُخلط المواد أو الزيوت غير النقية مع الإيثانول، وهو أقل كراهية للماء من المذيبات المستخدمة في الاستخلاص العضوي، مما يؤدي إلى إذابة كمية أكبر من المكونات العطرية المؤكسدة ( الكحولات ، والألدهيدات ، وما إلى ذلك)، تاركًا وراءه الشمع والدهون وغيرها من المواد الكارهة للماء عمومًا. يُبخر الكحول تحت ضغط منخفض، تاركًا وراءه مستخلصًا مطلقًا . يمكن معالجة هذا المستخلص المطلق بشكل إضافي لإزالة أي شوائب متبقية من عملية الاستخلاص بالمذيبات.

لا يُستخدم استخلاص الإيثانول عادةً لاستخلاص العطور من المواد النباتية الطازجة؛ إذ تحتوي هذه المواد على كميات كبيرة من الماء، والتي سيتم استخلاصها في الإيثانول، على الرغم من أن هذا الأمر لا يمثل مصدر قلق في بعض الأحيان.

يُمرر بخار الماء المغلي عبر المادة الخام لمدة تتراوح بين 60 و105 دقائق، مما يؤدي إلى إزالة معظم مركباتها العطرية المتطايرة. يُجمع المكثف الناتج عن التقطير، والذي يحتوي على الماء والمركبات العطرية، في دورق فلورنسي . يُسهل هذا فصل الزيوت العطرية عن الماء، حيث يطفو الزيت إلى أعلى المقطر ويُزال، تاركًا وراءه المقطر المائي. يُسمى الماء المُجمع من المكثف، والذي يحتفظ ببعض المركبات العطرية والزيوت من المادة الخام، بالهيدروسول ، ويُباع أحيانًا للاستخدام المنزلي والتجاري. تُستخدم هذه الطريقة غالبًا مع المواد النباتية الطازجة مثل الأزهار والأوراق والسيقان . من أنواع الهيدروسول الشائعة : ماء الورد، وماء الخزامى، وماء زهر البرتقال. تتميز العديد من أنواع الهيدروسول النباتية بروائح كريهة، ولذلك لا تُباع.

تُقطّر معظم الزيوت في عملية واحدة. ويُستثنى من ذلك زيت الإيلنغ ( Cananga odorata )، الذي تستغرق عملية تقطيره 22 ساعة. ويُقطّر هذا الزيت تقطيراً تجزيئياً ، مما ينتج عنه عدة درجات (الإيلنغ "الممتاز"، والدرجات الأولى والثانية والثالثة، و"الكامل"، حيث تتم عملية التقطير من البداية إلى النهاية دون انقطاع).

تُعرف هذه العملية أيضاً باسم التقطير ، حيث تُسخّن المواد الخام مباشرةً في جهاز التقطير دون استخدام مذيب ناقل كالماء. غالباً ما تخضع المركبات العطرية المنبعثة من المواد الخام بفعل الحرارة العالية لعملية تحلل حراري لا مائي ، مما ينتج عنه تكوين مركبات عطرية مختلفة، وبالتالي روائح عطرية متنوعة. تُستخدم هذه الطريقة لاستخلاص المركبات العطرية من الكهرمان الأحفوري والأخشاب العطرية (مثل قطران البتولا ) عندما يُراد الحصول على رائحة "محروقة" أو "محمصة" بشكل مقصود.

باستخدام عمود التقطير التجزيئي ، يمكن استبعاد أجزاء مختلفة من المادة المقطرة بشكل انتقائي للتحكم في رائحة المنتج النهائي. على الرغم من أن المنتج الناتج يكون أغلى ثمناً، إلا أن هذه العملية تُستخدم أحياناً لإزالة الروائح غير المرغوب فيها من المادة، مما يمنح صانع العطور مزيداً من التحكم في عملية تركيبه. غالباً ما تُجرى هذه العملية كخطوة ثانية على مادة سبق استخلاصها، بدلاً من إجرائها على المادة الخام.