METODI DI ESTRAZIONE DEGLI OLI ESSENZIALI

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Quanto segue fa parte della trascrizione parziale di alcuni incontri di carattere pratico operativo per spiegare la distillazione degli oli essenziali in ambito amatoriale e la possibilità per tutti di autoprodursi un ottimo olio essenziale con la tecnica dell'estrazione "in corrente di vapore"

Gli Oli Essenziali prodotti oleosi, volatili, odorosi si estraggono dai vegetali con vari metodi (ad esempio per Incisione del vegetale o per Separazione con l’aiuto del calore) tra i quali si sceglie in funzione delle caratteristiche del tipo di pianta, del tessuto che li contiene, della natura e delle proprietà fisiche dell’Olio Essenziale che si intende estrarre. 
Una volta estratti gli Oli Essenziali subiscono una fase di Purificazione (detta anche rettificazione)

Estrazione Oli Essenziali per Spremitura

Questo metodo viene scelto quando gli Oli Essenziali, come nei frutti delle Rutaceae (Arancia, Limone, Bergamotto, Mandarino, ecc.), si trovano negli otricoli dell'epicarpo del frutto. E' conveniente la spremitura a freddo. La spremitura può essere: manuale (sfumatura) su di una spugna, che, di tanto in tanto, viene spremuta in un recipiente di raccolta, o meccanica con macchina sfumatrice opportuna. Con questo metodo di estrazione si ricavano contemporaneamente gli Oli Essenziali e il succo della polpa.

Estrazione Oli Essenziali per Enfleurage

Il metodo Enfleurage (Infioramento) viene scelto per estrarre Oli Essenziali da parti di specie vegetali molto delicate (fiori interi o petali) che non sopporterebbero la raccolta, il trasporto e l’eccessiva manipolazione o anche quando gli Oli Essenziali siano presenti in quantità così bassa da non rendere possibile la separazione mediante distillazione; si disperderebbero nell'acqua. Viene anche usato per quei fiori che, prolungando la loro vita, danno più Essenza di quella (estraibile per distillazione) presente al momento della raccolta come per esempio la Tuberosa. L'Enfleurage risulta molto costoso per via della mano d'opera richiesta. Consiste nell'appoggiare i fiori, immediatamente dopo la raccolta, su di uno strato di una opportuna miscela di grassi animali (tipicamente maiale e bue o toro) purificati. I fiori vengono sostituiti ogni due o tre giorni e, dopo circa trenta sostituzioni il grasso risulta saturo di essenza (pommade). l grasso siffatto dovrà essere estratto con alcool assoluto o altro solvente che sarà poi fatto evaporare sotto vuoto. La "pommade N° 30" significa che è stata ottenuta sostituendo 30 volte i fiori sul grasso. 30 è il così detto "valore fiorale". Una variante di tale sistema estrattivo è la "Macerazione o Assorbimento a caldo" che consiste nel miscelare i fiori con un amalgama di grassi animali o vegetali, resi liquidi a bagnomaria a 50-70 °C. L’amalgama così composto ogni ventiquattro ore viene spremuto ed i fiori sostituiti con altri appena raccolti. Anche in questo caso il grasso si satura di essenza (Pommade) e deve essere estratto come appena descritto. I fiori possono essere immersi nel grasso chiusi in sacchetti di lino. Tale procedimento non può essere eseguito con fiori che contengono principi attivi termolabili e soffre di una certa perdita di oli essenziali dovuta alla loro evaporazione.

Estrazione Oli Essenziali con Solventi organici volatili

Questo metodo è usato per vegetali, dal profumo delicato poco ricchi di Oli Essenziali, i quali sono facilmente alterabili dall’aumento di temperatura nel processo di distillazione (ad esempio Gelsomino). Si usano delle apposite apparecchiature dentro cui si mette il vegetale, che viene fatto attraversare da un opportuno solvente. Il solvente non deve reagire con gli Oli Essenziali, essere basso bollente, immiscibile con l'acqua, avere bassa tossicità, odore assente o non cattivo ed essere possibilmente poco costoso. Una volta finita l'estrazione si procede all’allontanamento del solvente che, essendo basso bollente (volatile), è possibile allontanare sottovuoto e con moderato riscaldamento. Rimarrà così la "concreta ", massa solida non cristallina. Da essa viene eliminata la cera, tramite estrazione con Etanolo e raffreddamento fino a -20 °C, per farla precipitare e poterla eliminare mediante filtrazione o centrifugazione. Si elimina, infine, l'alcool tramite distillazione a pressione ridotta ottenendo così I'assoluta.

Estrazione Oli Essenziali per Distillazione

Questa è la tecnica per l'estrazione degli Oli Essenziali più usata a tutti i livelli. Considerata come la più naturale è chiamata anche Estrazione in corrente di vapore. E’ la più usata a tutti i livelli: hobbistico, dal piccolo laboratorio, dalla grande industria. Andremo a descriverla nel dettaglio in quanto è la più usata per la gran parte delle piante da cui estrarre l’Olio Essenziale. Questo metodo sfrutta alcune delle proprietà fisiche degli Oli Essenziali in precedenza riportate. Più precisamente quelle riguardanti: la volatilità, la solubilità in acqua e la densità. La distillazione è, infatti, un procedimento attraverso cui si separano gli Oli Essenziali dai tessuti della pianta che li contiene, mediante il loro "trasporto" da parte del vapore acqueo. Una proprietà fisica degli Oli Essenziali è la volatilità, cioè la capacità di essere facilmente trascinabili (vaporizzati) dal vapore acqueo, nonostante il loro alto punto di ebollizione. Una volta vaporizzati, gli Oli Essenziali si fanno facilmente trascinare dal flusso di vapore acqueo. 
Il vegetale, opportunamente preparato, viene posto in una "camera di distillazione", nella quale è poi introdotto il vapore acqueo. Questo trascina con sé gli Oli Essenziali formando un miscuglio Olio Essenziale+Vapore acqueo che, passando in una colonna refrigerante, condensa e separa rapidamente l’acqua dall’Olio Essenziale. Questa separazione avviene perché l'acqua e gli Oli Essenziali sono immiscibili tra loro e sono anche di densità differente. Si separano per semplice decantazione. Questo tipo di estrazione è il metodo più usato per estrarre gli Oli Essenziali in quanto offre una serie di vantaggi:
A ) La temperatura di ebollizione della miscela vapore/Olio Essenziale è prossima ai 100 °C, ancora lontana da quella di ebollizione degli Oli Essenziali. Essa non aumenta per tutta la durata della lavorazione e questo evita i rischi di deterioramento degli Oli Essenziali ed assicura una buona volatilità degli stessi. 
B) Il vapore acqueo gonfia i tessuti vegetali, ne dilata i pori, rompe le cellule essenzifere, facilitando la fuoriuscita degli Oli Essenziali. 
C) L'Olio Essenziale così ottenuto si separa facilmente dall'acqua condensata per decantazione grazie al fatto che i due composti sono immiscibili tra loro e di densità differente. 
D) Vi è una perdita minima di Olio Essenziale grazie alla sua bassissima solubilità in acqua. Tale perdita può essere ulteriormente contenuta utilizzando l'acqua aromatica, che si è appena separata dagli Oli Essenziali, per rigenerare vapore. 
E) Il procedimento ha un costo molto contenuto (si usa acqua potabile del rubinetto) e non crea particolari problemi per la sicurezza sul lavoro.
F) Il flusso di vapore acqueo non contiene ossigeno, quindi gli Oli Essenziali non sono soggetti ad ossidazione. Unico svantaggio il rischio di andare incontro ad eventuali degradazioni termiche e processi idrolitici.

La Distillazione può avvenire con tre diverse tecniche: Distillazione diretta o a fuoco diretto, Distillazione in corrente di vapore, Distillazione a pressione ridotta.

Distillazione diretta o a fuoco diretto

La caldaia del distillatore ha un setto divisorio bucherellato (Griglia) ad altezza regolabile che divide la caldaia in due parti: in quella bassa (circa 20-30% del volume) viene messa l'acqua; in quella alta (70- 80% del volume) viene messo il vegetale da distillare. In realtà molto dipende dal tipo di vegetale che si andrà a distillare. Questo tipo di distillatore può creare problemi nel caso rimanga con poca acqua nella caldaia: problemi tipo formazione di sostanze dall'odore sgradevole, che fanno perdere le caratteristiche organolettiche dell'essenza e/o dell'acqua distillata. Può inoltre creare problemi l’uso di un sistema di riscaldamento a fiamma poco controllata. Il rischio è di riscaldare anche le pareti della caldaia che sono a contatto diretto con il vegetale.

Distillazione in corrente di vapore a caldaia separata

Questo è un metodo che sfrutta le proprietà fisiche delle Essenze, in particolare la loro volatilità. Consiste nel separare l'Olio Essenziale dalla pianta originaria servendosi di un getto di vapore acqueo, che investe i tessuti vegetali e "trasporta" con sé l'Essenza. Dal processo si ottengono due prodotti finali: il Distillato e l'Acqua Aromatica. Quest'ultima deriva dalla condensazione dello stesso vapore ed è riutilizzata per generare nuovo vapore oppure può essere raccolta e posta in commercio (Acque Aromatiche) . Essendovi separazione fra la caldaia, dove è prodotto il vapore acqueo, e la camera di distillazione, in cui è posta la pianta e dove i vapori passano e vaporizzano gli Oli Essenziali, si evitano i rischi sopra descritti nella distillazione diretta e in particolare le bruciature del vegetale.

Distillazione a pressione ridotta

Viene in questo caso applicato al distillatore una pompa da vuoto. Questa toglie l’aria dall'interno del distillatore creandovi una depressione. In questo modo la temperatura di ebollizione dell’acqua si abbassa. Il vuoto più o meno spinto, dà una serie di vantaggi che tendono a salvaguardare quegli Oli Essenziali particolarmente instabili se sottoposti ad elevata temperatura, ovvero: 
A) - Vengono, se non del tutto eliminate, per lo meno attenuate le reazioni chimiche (idrolisi), e la degradazione termica che sarebbero favorite da temperature elevate; 
B) – Si evitano ossidazione e resinificazione degli Oli Essenziali grazie all’assenza di aria ovvero di ossigeno. 
C) – Si distillano sostanze altoebollenti che, a pressione, si distillerebbero ad elevate temperature con conseguente degradazione delle altre componenti; 
D) - Economia di combustibile.

 

APPARECCHIO PER LA DISTILLAZIONE IN CORRENTE DI VAPORE

L'apparecchio distillatore può essere di forma e di dimensioni differenti a seconda delle esigenze di distillazione e della quantità di vegetale da distillare. Quindi si può andare da distillatori dimostrativi, in cui si distillano poche centinaia di grammi di vegetale, a distillatori di enorme dimensione (anche da 50.000 litri) in cui si inseriscono delle masse enormi di vegetale che vengono caricate e scaricate tramite un paranco o una carrucola salvo collegare direttamente l’apparecchio distillatore ai carichi in arrivo dal campo. 
Il materiale costruttivo. durante il funzionamento, deve sopportare aumenti di temperatura e di pressione a volte anche notevole ed è diverso in funzione delle dimensioni dell’apparecchio distillatore. Per i distillatori di piccola dimensione si usa il vetro, giacché soggetti a facile rottura, ed il rame perché  ottimo (10 volte più dell'acciaio) conduttore termico e facile da modellare. Il rame, tuttavia, è instabile e, durante i periodi di sosta, forma ossidi che vengono poi rilasciati durante le successive lavorazioni. Inoltre è più soggetto ad ammaccature e fratture. Per distillatori di grandi dimensioni si usa l'acciaio inossidabile per evitare possibili rotture ed anche perché "eterno", facile da pulire, non si ossida nei periodi di non uso e non rilascia mai sostanze. Altri materiali che si ossidano con facilità sono sconsigliati perché gli ossidi sono poi rilasciati nell'acqua e vanno ad alterare le proprietà organolettiche del distillato.

Qualunque sia la sua dimensione, la sua forma e il materiale utilizzato per la costruzione si possono, comunque e sempre, riconoscere tre parti principali: 
1) Caldaia, 
2) Camera di distillazione, 
3) Condensatore.

Caldaia o generatore di calore

E' un contenitore in genere cilindrico dagli angoli, quelli formati dall'incontro tra fondo e pareti, ovalizzati (per permettere una facile pulizia) dentro il quale è posta acqua. Esso deve essere in grado di sopportare l'aumento di temperatura e un leggero aumento di pressione, perché sarà sottoposto a riscaldamento fino a portare l'acqua all'ebollizione e generare vapore. La sua dimensione, generalmente altezza doppia del diametro della base, deve essere opportuna ed è comodo avere una apertura laterale per aggiungere acqua qualora il suo livello diminuisse nel proseguimento della distillazione. Per limitare la perdita di olio essenziale dovuta alla loro solubilità, si usano apparecchi a "distillazione continua", ovvero dotati di dispositivi che permettono, in automatico, il rientro nella caldaia dell'acqua che si separa dagli Oli Essenziali. 
Il riscaldamento della caldaia può essere fatto in vari modi:

1) con vapore
2) direttamente su di una fiamma (legna, gas, ecc.)
3) elettricamente  
4) a bagnomaria, ecc. 
Come fonte energetica si preferisce gas o energia elettrica per potere regolare con precisione il riscaldamento e la corretta fuoriuscita di vapore. Il vapore acqueo che nasce nella caldaia è convogliato nella camera di distillazione.

La camera di distillazione

E' un contenitore cilindrico in cui è collocato il vegetale da distillare con un’apertura, nella parte bassa, per l'ingresso dei vapori. Lasciando un po' di spazio per consentire al vapore di spargersi per tutta la dimensione della superficie di base della camera, al di sopra di tale apertura si trova una retina, o un disco metallico bucherellato, che sorregge il vegetale consentendo il passaggio dei vapori che giungono dal basso. Al di sopra del vegetale una griglia, o un setto bucherellato, ne blocca l'eventuale innalzamento durante la distillazione. L’innalzamento del vegetale porterebbe all'ostruzione dell'elmo e del foro di uscita dei vapori impedendone il funzionamento e, con l'aumento della pressione interna, sottoporrebbe a rischio di scoppio lo stesso apparecchio (soprattutto per gli apparecchi di grandi dimensioni). La camera di distillazione è chiusa nella sua parte alta con un tappo (elmo) dotato di foro per l'uscita dei vapori. In questa posizione è utile un termometro, per controllare l'andamento della distillazione. La camera di distillazione è eventualmente dotata di un manometro per controllare la pressione alla quale si sta lavorando, ed anche di una valvola che si apre automaticamente all’eventuale superamento dei valori ritenuti anomali e pericolosi, evitando così incidenti. Nella distillazione, l'aumento di temperatura determina anche l’aumento della pressione interna e viceversa. Per un aumento di una atmosfera si ha il conseguente aumento di temperatura di circa 10 °C. 
Dal foro di uscita dei vapori parte poi un tubo collettore che, con due curve a 90° circa, si allontana dalla camera di distillazione e si dirige verso il basso, dove si trova l'ultima parte dell'apparecchiatura: il condensatore.

Condensatore o Refrigerante a serpentina

Il Condensatore è collocato lateralmente al resto del distillatore, a distanza dallo stesso, ed è fatto in modo che i vapori entrino dall'alto. E’ formato da una serpentina di rame (il miglior conduttore di calore), oppure acciaio o vetro (solo per piccoli distillatori). Il diametro interno, il numero di spire, la distanza fra le stesse e la lunghezza totale saranno proporzionate al distillatore utilizzato. La serpentina è avvolta da un’intercapedine in cui è fatta scorrere l'acqua di raffreddamento. La parte esterna dell'intercapedine presenta due attacchi per il collegamento, con tubi di gomma, dell'acqua di entrata (collegamento in basso con il rubinetto), ed uscita (collegamento in alto con lo scarico. L’acqua di raffreddamento entra dalla parte di uscita dell’Olio Essenziale. Si ha così una ottimale refrigerazione garantendo la corretta condensazione di tutti i vapori. Infatti la temperatura più bassa si registra nelle ultime spire nell’ultimo tratto del percorso, dove i vapori di acqua e gli Oli Essenziali devono essere condensati. La struttura di questo tipo di refrigeratore è importante perché la serpentina consente, in poco spazio, di avere una grande superficie di contatto col raffreddamento, permettendo ai vapori di condensare in maniera efficace. Il condensato è poi raccolto in un imbuto separatore o altro sistema analogo, posto nel punto di fuoriuscita del distillato e capace di separare gli Oli Essenziali dall'acqua.

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