นวัตกรรมสกัดน้ำมันหอมระเหย เพิ่มมูลค่าสมุนไพรชุมชน
ประเทศไทยตั้งอยู่ในเขตร้อน เอื้อต่อการเจริญเติบโตของพืชนานาชนิดทั้งไม้ดอกไม้ประดับ พืชสมุนไพรจำนวนมากที่เป็นทั้งพืชอาหารและยา พืชหลายชนิดมีน้ำมันหอมระเหยสะสมอยู่ในผนังเซลล์ เป็นผลพลอยได้จากกระบวนการเจริญเติบโตของพืชและเป็นระบบป้องกันตัวเองของพืชเพื่อรักษาแผลและป้องกันการระเหยของน้ำ รวมทั้งใช้กลิ่นไล่แมลงศัตรูพืชและล่อแมลงมาช่วยผสมเกสร
น้ำมันหอมระเหยอาจจะอยู่ภายในส่วนใดส่วนหนึ่งของพืช เช่น ราก ใบ ดอก เปลือก หรือเมล็ดก็ได้ ตัวอย่างพืชที่มีน้ำมันหอมระเหย เช่น ดอก – ดอกกุหลาบ มะลิ ดอกส้ม กระดังงา กานพลู ราก – รากขิง กระชาย แฝกหอม ผลและเมล็ด – ผักชี ยี่หร่า กระวาน จันทร์เทศ ใบ – มะนาว ตะไคร้หอม ตะไคร้ ยูคาลิปตัส เนื้อไม้และเปลือกไม้ – อบเชย สน เรซิ่น (ใช้ผลิตธูปหรือเครื่องหอม) กำยาน ยางไม้หอมต่างๆ เปลือกผลไม้ – ส้ม มะนาว มะกรูด ซึ่งน้ำมันหอมระเหยและกลิ่นหอมเหล่านี้ ถูกเรียกรวมกันว่า “เครื่องหอม” เนื่องจากน้ำมันหอมระเหยในพืชมีปริมาณน้อย ดังนั้น ราคาซื้อขายของน้ำมันหอมระเหยจึงค่อนข้างสูง
ปัจจุบันน้ำมันหอมระเหยจากพืชเหล่านี้ เป็นที่ต้องการสูงในอุตสาหกรรมน้ำหอม ใช้เป็นสารแต่งกลิ่นในอุตสาหกรรมอาหาร เครื่องดื่ม และอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อแต่งกลิ่นสร้างความพึงพอใจแก่ผู้บริโภค ในแต่ละปี ประเทศไทยต้องนำเข้าเครื่องหอมจากต่างประเทศเป็นมูลค่าหลายพันล้านบาท และตัวเลขการนำเข้าเครื่องหอมมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง
สร้างมูลค่าสมุนไพรชุมชน
สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) และกองอำนวยการรักษาความมั่นคงภายในราชอาณาจักร (กอ.รมน.) เล็งเห็นคุณประโยชน์ของน้ำมันหอมระเหย จึงสนับสนุนทุนวิจัยให้ ผศ.จีระศักดิ์ เพียรเจริญ และ รศ.ดร.จารุวัฒน์ เจริญจิต จากคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย (มทร.ศรีวิชัย) พัฒนานวัตกรรมเครื่องสกัดน้ำมันหอมระเหย พร้อมถ่ายทอดองค์ความรู้ดังกล่าวสู่ชาวบ้าน
วช. และ กอ.รมน. คาดหวังว่า หลังจากชาวบ้านในชุมชนท้องถิ่นได้รับการถ่ายทอดนวัตกรรมเครื่องสกัดน้ำมันหอมระเหยไปแล้ว จะช่วยสร้างมูลค่าเพิ่มสินค้าเกษตร โดยเฉพาะพืชสมุนไพร เช่น ตะไคร้ ใบมะกรูด ขิง กะเพรา กระชาย ขมิ้น ฯลฯ สร้างและยกระดับผลิตภัณฑ์ OTOP ชุมชน ในรูปแบบต่างๆ เช่น พืชสมุนไพร สารป้องกันแมลงศัตรูพืช ช่วยสร้างอาชีพและรายได้ที่ยั่งยืนให้ชุมชนเข้มแข็ง สามารถพึ่งตนเองได้ตามนโยบายรัฐบาลแล้ว ยังเป็นแหล่งวัตถุดิบป้อนเข้าสู่อุตสาหกรรมเครื่องหอม อุตสาหกรรมยา อุตสาหกรรมอาหาร และอุตสาหกรรมอื่นๆ ลดการนำเข้าเครื่องหอมจากต่างประเทศ พร้อมกระตุ้นการเติบโตทางเศรษฐกิจให้กับประเทศไทยในอนาคต
ถ่ายทอดเทคโนโลยีให้ชาวสระบุรี
ที่ผ่านมา ผศ.จีระศักดิ์ เพียรเจริญ และ รศ.ดร.จารุวัฒน์ เจริญจิต อาจารย์ประจำสาขาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย (มทร.ศรีวิชัย) ได้ลงพื้นที่ถ่ายทอดนวัตกรรมเครื่องสกัดน้ำมันหอมระเหยด้วยน้ำและไอน้ำ ให้กับชาวบ้านในพื้นที่ ศูนย์การเรียนรู้ปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง ตำบลบ้านลำ อำเภอวิหารแดง จังหวัดสระบุรี
นวัตกรรมการกลั่นด้วยน้ำและไอน้ำ (Water and Steam distillation) เป็นเทคโนโลยีสกัดน้ำมันหอมระเหยที่นิยมใช้กันอย่างกว้างขวางในการผลิตน้ำมันหอมระเหยเชิงการค้า สำหรับการสกัดน้ำหอมระเหยวิธีนี้ ใช้ตะแกรงกรองที่จะกลั่น ให้เหนือระดับน้ำในหม้อกลั่น ต้มให้เดือด ไอน้ำจะลอยตัวขึ้นไปผ่านพืชที่จะกลั่น ส่วนน้ำจะไม่ถูกกับตัวอย่างเลย ไอน้ำจากน้ำเดือด เป็นไอน้ำที่อิ่มตัว หรือเรียกว่า ไม่ร้อน นับเป็นการสกัดกลิ่นที่สะดวกที่สุด คุณภาพของน้ำมันออกมาดีกว่าวิธีการกลั่นด้วยน้ำร้อน (Water distillation & Hydro-distillation)
วิธีสกัดน้ำมันหอมระเหยด้วยน้ำและไอน้ำ
สำหรับนวัตกรรมเครื่องสกัดน้ำมันหอมระเหยโดยใช้น้ำและไอน้ำของ มทร.ศรีวิชัย มีจุดเด่นสำคัญคือ สามารถใช้กับวัตถุดิบได้หลากหลายประเภทกว่าวิธีอื่นและมีประสิทธิภาพสูง ใช้เทคนิคการผลิตที่ง่าย ไม่ซับซ้อน ชาวบ้านในชุมชนสามารถใช้งานได้สะดวก ทีมนักวิจัย มทร.ศรีวิชัยได้แนะนำให้ชาวบ้านนำองค์ความรู้นี้ไปใช้ สกัดพืชสมุนไพรที่มีอยู่ในชุมชน เช่น ใบมะกรูด ผลมะกรูด และตะไคร้หอม
ผศ.จีระศักดิ์ เพียรเจริญ เล่าถึงกลไกของเครื่องสกัดน้ำมันหอมระเหยว่า ภายในถังต้มหรือหม้อกลั่นจะมีตะแกรงสำหรับใส่วัตถุดิบสมุนไพรปริมาณครั้งละ 5 กิโลกรัม ไว้เหนือระดับน้ำ จากนั้นจึงปิดฝาและล็อกให้สนิท ทำการเติมน้ำสะอาดปริมาณ 20-25 ลิตร เข้าไปในถัง โดยการใส่ให้เหนือระดับฮีตเตอร์เพียงเล็กน้อย เพื่อเป็นการประหยัดพลังงาน ให้ความร้อน ด้วยกำลังไฟ 3,500 วัตต์
เมื่อน้ำเดือดจนกลายเป็นไอน้ำที่อิ่มตัวหรือไอเปียก ใช้เวลา 40 นาที ไอน้ำจะลอยไปสัมผัสกับวัตถุดิบซึ่งอยู่เหนือระดับน้ำร้อน ไอน้ำจะไปละลายสารเคมีและน้ำมันที่อยู่ที่วัตถุดิบ จนลอยไปปะปนกับไอน้ำ และเข้าไปยังถังคอนเดน ไอน้ำภายในท่อจะสัมผัสกับน้ำหล่อเย็น ที่มีการควบคุมอุณหภูมิน้ำให้อยู่ที่ประมาณ 15-25 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิปกติ ทำให้ไอน้ำเปลี่ยนสภาพกลายเป็นของเหลว ซึ่งมีน้ำและน้ำมันปะปนมาด้วย
การกลั่นใช้เวลาประมาณ 4 ชั่วโมง จนได้เป็นน้ำกลั่น หรือน้ำที่มีการแยกเป็น 2 ส่วน คือ น้ำมันจากสมุนไพรที่ลอยอยู่ด้านบน และน้ำจากการกลั่นที่อยู่ด้านใต้ ได้ปริมาณน้ำมัน 30-50 ซีซี สามารถนำน้ำทั้ง 2 ส่วน มาแยกออกจากกันด้วยวิธีการค่อยๆ เทออกมานั่นเอง ทั้งนี้ ปริมาณน้ำมันจากการสกัดจากพืชแต่ละชนิดจะแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับชนิดสมุนไพรและอุณหภูมิน้ำที่มีการควบคุมไว้ การกลั่นโดยวิธีนี้พืชที่กลั่นจะไม่สัมผัสกับความร้อนโดยตรง ทำให้น้ำมันหอมระเหยมีคุณภาพสูง
อย่างไรก็ตาม ทีมนักวิจัยและนักศึกษามหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัยกำลังพัฒนามาตรฐานน้ำมันหอมระเหย และเรียนรู้การสร้างผลิตภัณฑ์สมุนไพรจากแพทย์แผนไทย เพื่อให้เกิดเป็นผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย เช่น สเปรย์ฉีดกันยุง สเปรย์ปรับอากาศ ผลิตภัณฑ์ลดกลิ่นอับ หรือแม้แต่สเปรย์ที่สามารถหยดลงไปในอาหารได้ โดยองค์ความรู้เหล่านี้จะนำไปถ่ายทอดแก่ชุมชน เพื่อพัฒนาเป็นสินค้า OTOP สร้างอาชีพและรายได้ให้กับชุมชนต่อไป