Sản xuất Cinnamaldehyde tự nhiên quy mô công nghiệp tại Việt Nam
1. Tổng quan về Cinnamaldehyde tự nhiên.
1.1 Cinnamaldehyde tự nhiên là gì
Cinnamaldehyde là một hợp chất hữu cơ thuộc nhóm aldehyde thơm (aromatic aldehydes), vì nó có một nhóm formyl (-CHO) gắn trực tiếp vào vòng thơm (phenyl). Cinnamaldehyde được biết đến với mùi thơm đặc trưng của quế. Đây là thành phần chính tạo nên hương thơm và vị cay của quế.
Công thức hóa học của cinnamaldehyde là C₉H₈O, và cấu trúc phân tử gồm một vòng benzene (C₆H₅) liên kết với một nhóm aldehyde (-CHO) thông qua một liên kết đôi -CH=CH-.
Cinnamaldehyde tự nhiên có một số tên gọi khác nhau, dựa trên các hệ thống đặt tên hóa học và ngữ cảnh sử dụng. Dưới đây là các tên gọi phổ biến của cinnamaldehyde:
– Cinnamic aldehyde – Tên này thường được sử dụng trong hóa học để mô tả cấu trúc của cinnamaldehyde là một aldehyde của acid cinnamic.
– (E)-Cinnamaldehyde – Đây là tên gọi dựa trên đồng phân lập thể của phân tử, trong đó “E” chỉ ra rằng các nhóm ở hai đầu liên kết đôi giữa carbon và oxygen nằm ở vị trí đối diện nhau (trans-configuration).
– 3-Phenyl-2-propenal – Tên gọi IUPAC chính thức mô tả cấu trúc của cinnamaldehyde, cho thấy phân tử này bao gồm một vòng phenyl (C₆H₅) gắn với một chuỗi propenal (CH=CH-CHO).
– Cinnamyl aldehyde – Tên gọi này cũng được sử dụng trong các ngành công nghiệp hương liệu và mỹ phẩm, mặc dù ít phổ biến hơn.
– β-Phenylacrolein – Đây là tên gọi cũ trong các tài liệu hóa học, mô tả cấu trúc của cinnamaldehyde như một hợp chất acrolein với nhóm phenyl ở vị trí beta.
– Cinnamal – Tên ngắn gọn, thường được sử dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm và nước hoa.
1.2 Các loại tinh dầu tự nhiên có chứa Cinnamaldehyde
Cinnamaldehyde là thành phần chính trong tinh dầu của một số loại thực vật, chủ yếu là từ họ quế:
Tinh dầu quế: Chiết xuất từ vỏ cây quế Cinnamomum verum và Cinnamomum cassia.
Tinh dầu lá quế: Ngoài vỏ quế, tinh dầu chiết xuất từ lá quế cũng chứa một lượng cinnamaldehyde, mặc dù tỷ lệ thấp hơn so với vỏ.
Tinh dầu cây long não (Cinnamomum camphora): Một lượng nhỏ cinnamaldehyde cũng có trong các loài cây này.
1.3 Tính chất vật lý
Trạng thái: Chất lỏng.
Màu sắc: Vàng nhạt đến vàng nâu.
Mùi: Có mùi thơm đặc trưng của quế.
Điểm sôi: Khoảng 248°C (ở áp suất khí quyển).
Điểm nóng chảy: Khoảng -7.5°C.
Tỷ trọng: 1.05 g/mL ở 25°C.
Độ tan: Tan ít trong nước nhưng tan tốt trong các dung môi hữu cơ như ethanol, diethyl ether.
1.4 Tính chất hoá học.
Phản ứng oxi hóa: Cinnamaldehyde có thể bị oxi hóa để tạo ra acid cinnamic (C₉H₈O₂) trong các điều kiện có chất oxi hóa mạnh như potassium permanganate (KMnO₄) hoặc chromate (CrO₃).
Phản ứng cộng: Nhóm aldehyde trong cinnamaldehyde dễ tham gia các phản ứng cộng nucleophile như phản ứng với bisulfite (HSO₃⁻) hoặc amin (NH₂), tạo thành các sản phẩm cộng.
Phản ứng hydrogen hóa: Cinnamaldehyde có thể bị hydrogen hóa để chuyển liên kết đôi (-CH=CH-) thành liên kết đơn, tạo ra cinnamyl alcohol (C₉H₁₀O) hoặc hydrat hóa hoàn toàn thành phenylpropanal.
Phản ứng Michael: Cinnamaldehyde có thể tham gia vào các phản ứng Michael (một dạng phản ứng cộng) với các nucleophile, nhờ vào sự có mặt của nhóm carbonyl.
1.5 Ứng dụng của Cinnamaldehyde tự nhiên:
Ngành công nghiệp thực phẩm: Sử dụng như một chất tạo hương vị, chủ yếu là hương vị quế trong các sản phẩm như kẹo, đồ uống, và bánh ngọt.
Ngành mỹ phẩm và nước hoa: Dùng để tạo hương trong các sản phẩm mỹ phẩm và nước hoa, mang lại mùi hương ấm áp, ngọt ngào.
Ngành dược phẩm: Cinnamaldehyde có tác dụng kháng khuẩn và kháng viêm, được nghiên cứu và sử dụng trong một số thuốc và các sản phẩm chăm sóc sức khỏe. Nó cũng có khả năng chống oxy hóa và chống nấm.
Bảo quản thực phẩm: Cinnamaldehyde có thể được sử dụng như một chất kháng khuẩn và kháng nấm tự nhiên để đảm bảo thực phẩm giữ được sự tươi ngon trong thời gian dài mà không ảnh hưởng đến sức khoẻ.
2. Sản xuất Cinnamaldehyde tự nhiên.
Công đoạn phân tách cinnamaldehyde từ tinh dầu quế là một bước quan trọng trong quy trình sản xuất cinnamaldehyde tự nhiên trên quy mô công nghiệp. Quy trình này yêu cầu sử dụng các kỹ thuật chiết xuất và tinh chế để loại bỏ các hợp chất không mong muốn và thu được cinnamaldehyde tinh khiết. Dưới đây là thông tin chi tiết hơn về các công đoạn chính:
2.1 Chưng cất phân đoạn.
Nguyên lý hoạt động: Chưng cất phân đoạn là một kỹ thuật phân tách các chất lỏng dựa trên sự khác biệt về điểm sôi của chúng. Cinnamaldehyde có điểm sôi vào khoảng 248°C, trong khi các hợp chất khác có điểm sôi thấp hơn hoặc cao hơn.
Thiết bị: Sử dụng tháp chưng cất phân đoạn, thường được sử dụng trong công nghiệp với cột chưng cất có độ dài lớn để đảm bảo phân tách hiệu quả.
Quy trình:
– Tinh dầu quế được đun nóng trong cột chưng cất.
– Các hợp chất có điểm sôi thấp hơn như eugenol và linalool sẽ bay hơi trước và được tách ra ở các đoạn thấp của cột chưng cất.
– Cinnamaldehyde với điểm sôi cao hơn sẽ được thu gom ở đoạn cao hơn của cột.
Quá trình chưng cất có thể được thực hiện dưới áp suất giảm (chưng cất chân không) để tránh nhiệt độ quá cao làm biến đổi hoặc phân hủy cinnamaldehyde. Do đó việc điều chỉnh áp suất rất quan trọng để bảo toàn chất lượng sản phẩm.
– Thông thường, quá trình chưng cất phân đoạn cinnamaldehyde sẽ được thực hiện ở áp suất khoảng từ 20 mmHg đến 100 mmHg (khoảng 2.7 kPa đến 13.3 kPa).
– Với mức áp suất này, điểm sôi của cinnamaldehyde sẽ giảm xuống khoảng 110-140°C, giúp quá trình diễn ra an toàn và giảm thiểu nguy cơ phân hủy chất.
– Tiết kiệm năng lượng: Chưng cất ở áp suất thấp yêu cầu ít năng lượng hơn để duy trì nhiệt độ, giúp tiết kiệm chi phí sản xuất trên quy mô công nghiệp.
Lưu ý: Cần có sự cân nhắc giữa việc duy trì áp suất đủ thấp để giảm nhiệt độ sôi nhưng không quá thấp đến mức làm giảm tốc độ chưng cất hoặc gây khó khăn trong điều khiển quá trình. Mức áp suất từ 20-100 mmHg thường được coi là hợp lý trong các quy trình công nghiệp.
2.2 Kết tinh (Crystallization)
Mục tiêu: Để đạt độ tinh khiết cao hơn, cinnamaldehyde sau chưng cất có thể trải qua quá trình kết tinh.
Nguyên lý: Khi dung dịch chứa cinnamaldehyde được làm lạnh, cinnamaldehyde có thể kết tinh từ dung dịch, trong khi các tạp chất khác vẫn ở dạng lỏng hoặc dung dịch.
Quy trình:
– Cinnamaldehyde sau khi chưng cất được hòa tan trong dung môi thích hợp (thường là ethanol hoặc các dung môi hữu cơ khác).
– Dung dịch này sau đó được làm lạnh dần để cho cinnamaldehyde kết tinh ra.
– Tinh thể cinnamaldehyde được lọc và sấy khô để thu được sản phẩm có độ tinh khiết cao hơn.
2.3 Tách dựa trên dung môi (Solvent Extraction)
Nguyên lý hoạt động: Một số tạp chất trong tinh dầu quế có thể hòa tan tốt hơn trong một số dung môi hữu cơ so với cinnamaldehyde. Vì vậy, sử dụng dung môi có chọn lọc sẽ giúp loại bỏ các tạp chất.
Quy trình:
– Tinh dầu quế hoặc cinnamaldehyde thô được hòa tan trong dung môi hữu cơ có chọn lọc.
– Các hợp chất không mong muốn sẽ hoà tan vào dung môi và tách khỏi cinnamaldehyde.
– Quá trình này có thể kết hợp với chưng cất để đạt được độ tinh khiết tối ưu.
3. Kiểm soát chất lượng và tinh chế cuối cùng
Sau các giai đoạn phân tách, cinnamaldehyde thu được sẽ được kiểm tra chất lượng bằng cách sử dụng các phương pháp phân tích như:
– Sắc ký khí (Gas Chromatography – GC): Để kiểm tra độ tinh khiết của cinnamaldehyde và xác định các tạp chất còn lại.
– Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy – IR): Kiểm tra cấu trúc hóa học của sản phẩm để đảm bảo không có sự biến đổi cấu trúc trong quá trình xử lý nhiệt.
Nếu kết quả phân tích đạt tiêu chuẩn, cinnamaldehyde sẽ được đóng gói và phân phối. Nếu không đạt yêu cầu, sản phẩm có thể quay lại các giai đoạn tinh chế tiếp theo để đạt được độ tinh khiết mong muốn.
4. Xử lý và tận dụng các sản phẩm phụ
Các hợp chất như benzaldehyde, Cinnamyl Acetate, Coumarin…, được tách ra trong quá trình chưng cất phân đoạn, cũng có giá trị kinh tế cao và thường được thu gom để sử dụng trong các ngành công nghiệp khác như sản xuất mỹ phẩm và dược phẩm.
5. Cinnamaldehyde tự nhiên sản xuất tại VIPSEN.
Sản phẩm cinnamaldehyde sản xuất tại VIPSEN được đảm bảo chất lượng cao nhờ vào quy trình sản xuất nghiêm ngặt và công nghệ tiên tiến. Đội ngũ kỹ thuật viên VIPSEN kiểm soát chặt chẽ từ khâu thu hoạch nguyên liệu, sơ chế, xử lý để đảm bảo chọn lọc nguyên liệu tốt nhất từ các nguồn bền vững. Công ty áp dụng các phương pháp chưng cất phân đoạn và tinh chế, giúp tách chiết cinnamaldehyde từ tinh dầu quế một cách hiệu quả, đồng thời đảm bảo độ tinh khiết của sản phẩm.
Bên cạnh đó, VIPSEN sử dụng kỹ thuật GC-MS để kiểm soát chất lượng, giúp xác định và loại bỏ các tạp chất không mong muốn, đảm bảo cinnamaldehyde đạt tiêu chuẩn chất lượng theo yêu cầu của khách hàng trong các ngành công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm, và dược phẩm.
Nhờ vào quy trình kiểm soát chất lượng chặt chẽ, sản phẩm cinnamaldehyde của VIPSEN được khách hàng tin cậy về độ an toàn và hiệu quả trong ứng dụng.
Mọi thông tin chi tiết xin vui lòng liên hệ:
SĐT/Whatsapp/Zalo/Wechat/Kakao Talk/LINE/Skype/Viber: +84 868 855 086
Email: Info@Vipsen.vn
Địa chỉ: D7-TT9, đường Forosa, khu đô thị mới Xuân Phương, Xuân Phương, Nam Từ Liêm, Hà Nội
Địa chỉ xưởng tinh dầu: Bãi Dài, Tiến Xuân, Thạch Thất, Hà Nội.
Địa chỉ xưởng sản xuất nông sản: Thủ Độ, An Tường, Vĩnh Tường, Vĩnh Phúc.
Chia sẻ bài viết này đến bạn bè của bạn
Giúp bạn bè cuả bạn tiếp thu những kiến thức thú vị từ VIPSEN
Bài viết liên quan
