Die Rolle des Vakuums bei der Extraktion und Destillation ätherischer Öle

Zu den Anwendungen, in denen das Vakuum eine entscheidende Rolle spielt, gehört zweifellos die Extraktion ätherischer Öle, Aromen und natürlicher Verbindungen für die Parfümerie, die Kosmetik und die Lebensmittelindustrie.

Ätherische Öle bestehen aus flüchtigen und häufig wärmeempfindlichen Aromaverbindungen: Zu hohe Temperaturen können ihre Zusammensetzung verändern, das Aromaprofil verschieben und die Qualität des Endprodukts mindern. Deshalb setzen immer mehr Extraktions- und Destillationsprozesse für natürliche Aromen auf Vakuumtechnologien, die bei deutlich niedrigeren Temperaturen als herkömmliche Verfahren arbeiten.
 
Bei natürlichen Aromen und Pflanzenextrakten hängt die Qualität des Endprodukts wesentlich davon ab, wie schonend der Trennprozess geführt wird. Die Vakuumdestillation senkt den Druck in der Anlage und damit die für die Verdampfung der flüchtigen Verbindungen erforderliche Temperatur. So lassen sich Aromen und ätherische Öle unter schonenderen Bedingungen gewinnen als bei der atmosphärischen Destillation, und ihre chemischen und organoleptischen Eigenschaften bleiben erhalten.
 
Die Vakuumpumpe erfüllt dabei eine zentrale Funktion: Sie erzeugt und hält den Unterdruck, der für einen stabilen, kontrollierten und reproduzierbaren Prozessablauf erforderlich ist.

So funktioniert die Vakuumdestillation

 
Das physikalische Prinzip ist dasselbe wie bei jedem Phasenübergang von flüssig zu dampfförmig: Die Siedetemperatur eines Stoffes hängt vom Druck ab, dem er ausgesetzt ist. Wird der Druck in der Kolonne oder im Reaktor gesenkt, sinkt der Siedepunkt der Aromaverbindungen deutlich. Sie lassen sich so von der Pflanzenmatrix abtrennen, ohne auf die bei der atmosphärischen Destillation erforderlichen Temperaturen erhitzt werden zu müssen.
 
Das ist für ätherische Öle besonders relevant, da ihre Moleküle (Terpene, Ester, aromatische Aldehyde) bei längerer Wärmeeinwirkung abgebaut werden, oxidieren oder polymerisieren können. Unter Vakuum zu arbeiten bedeutet daher nicht nur eine niedrigere Prozesstemperatur, sondern auch eine kürzere Wärmeeinwirkung bis zum Abschluss der Extraktion.

Die Vorteile der Vakuumdestillation ätherischer Öle

 

• Schutz wärmeempfindlicher Verbindungen 

Die niedrigere Prozesstemperatur begrenzt das Risiko des thermischen Abbaus der empfindlichsten Aromastoffe und bewahrt Moleküle, die bei Atmosphärendruck verloren gingen oder verändert würden.
 

• Höhere Qualität des Endprodukts 

Bei niedrigeren Temperaturen bleiben die organoleptischen und aromatischen Eigenschaften des ätherischen Öls besser erhalten, und das Profil entspricht dem Ausgangsrohstoff getreuer.
 

• Bessere Prozesskontrolle 

Über die Druckregelung lassen sich die Betriebsbedingungen an die Eigenschaften des Rohstoffs und der zu extrahierenden Verbindungen anpassen, sodass der Prozess über verschiedene Chargen hinweg reproduzierbar wird.
 

• Geringerer Wärmeenergiebedarf 

Die niedrigere Prozesstemperatur kann den Energiebedarf für die Beheizung senken, mit direkter Auswirkung auf die Betriebskosten der Anlage.
 

• Gewinnung empfindlicher Verbindungen 

Die Vakuumdestillation ermöglicht die Gewinnung von Stoffen, die bei einer Behandlung mit höheren Temperaturen abgebaut würden oder verloren gingen, und erhöht so die nutzbare Ausbeute des Prozesses.

Die Rolle der Vakuumpumpe: Technologie und Anwendungen

 
Das für diesen Prozess erforderliche Vakuumniveau wird von einer eigens dafür vorgesehenen Vakuumpumpe erzeugt und gehalten. Im Programm von Italvacuum ist die Kolben-Vakuumpumpe Saurus939, erhältlich in ein- und zweistufiger Ausführung, die Lösung, die auch in der Vakuumdestillation von Duft- und Aromastoffen pflanzlichen Ursprungs eingesetzt wird: dank ihrer hohen Unempfindlichkeit gegenüber Stäuben, Kondensaten und den bei der Verdampfung entstehenden Nebenprodukten.
 
Für Anwendungen mit brennbaren Lösungsmitteln oder organischen Stäuben ist zudem eine Ausführung für ATEX-Zone 0 erhältlich. Die Kombination mit einem Roots-Kompressor erhöht das Saugvermögen und senkt den Enddruck weiter ab, wenn der Prozess dies erfordert.
 
Vor der Extraktion wird der pflanzliche Rohstoff häufig getrocknet, um seinen Feuchtegehalt zu stabilisieren. Auch in dieser Phase bieten die Technologien der Vakuumtrocknung denselben Vorteil wie die Destillation (niedrigere Temperaturen bei gleichem Ergebnis) und schützen wärmeempfindliche Verbindungen bereits in der Vorbehandlung.


 

Häufig gestellte Fragen

 
Warum wird bei der Destillation ätherischer Öle mit Vakuum gearbeitet?

Weil das Vakuum den Prozessdruck und damit die Temperatur senkt, die zur Verdampfung der flüchtigen Verbindungen nötig ist. Das schützt die wärmeempfindlichen Aromamoleküle, die sich bei höheren Temperaturen zersetzen oder einen Teil ihres organoleptischen Profils verlieren würden.
 
Worin unterscheiden sich Vakuumdestillation und atmosphärische Destillation bei ätherischen Ölen?

Die atmosphärische Destillation arbeitet bei Umgebungsdruck und benötigt höhere Temperaturen, um die Aromaverbindungen zu verdampfen. Die Vakuumdestillation senkt den Druck und damit die Prozesstemperatur; das verringert das Risiko des thermischen Abbaus und verbessert die Qualität des Endprodukts.
 
Welche Vakuumpumpe eignet sich für die Destillation ätherischer Öle?

Eine Pumpe, die Stäube, Kondensate und die für den Verdampfungsprozess typischen Nebenprodukte verträgt, wie die Kolben-Vakuumpumpe Saurus939, die auch in zweistufiger Ausführung und als ATEX-Ausführung für Prozesse mit brennbaren Lösungsmitteln erhältlich ist.
 
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