طرح توجیهی استخراج كافئين از ضايعات چای

طرح توجیهی استخراج و تولید كافئين از ضایعات چای
كافئين نوعی ماده آلكالوئيد است كه به طور طبيعی در بيش از 60 نوع گياه از جمله دانه قهوه، گوارانا، چای، كاكائو و … يافت می شود و همين كافئين است كه سبب ايجاد طعم تلخی می گردد. كافئين اولين بار در سال 1827 ميلادی توسط دانشمندی به نام Runge از دانه قهوه استخراج شد و مدتی بعد، اين ماده در بعضی گياهان ديگر نيز شناسايی شد.

خلاصه اطلاعات مالی و اقتصادی طرح توجیهی استخراج كافئين از ضايعات چای

ظرفيت پيشنهادی طرح	3000 تن ورودی ضايعات چای
سرمايه ثابت طرح	28874121 هزار ریال
میزان سرمايه در گردش	817679690 هزار ریال
هزینه خرید مواد اوليه	3854520 هزار ریال
اشتغال زايی	60 نفر
مساحت زمين موردنياز	6675  مترمربع
زیر بنا قسمت اداری	200 متر
سالن تولید	256 متر
انبار مواد اوليه	1200 متر
انبار محصول	800 متر
آزمایشگاه	50 متر
ساختمان نگهبانی	40 متر
مصرف سالانه آب	24300 متر مکعب
مصرف سالانه برق	1593465 کیلووات بر ساعت
مصرف سالانه سوخت گاز	450000 متر مکعب
مصرف سالانه بنزین	6000 لیتر
محل پيشنهادی برای احداث طرح	استان گيلان يا مازندران

(توجه : هزینه ها برای سال 1390 و با نرخ ارز 1250 تومان بررسی شده برای سفارش اختصاصی این طرح توجیهی طبق نرخ بروز ارز برای گرفتن موافقت اصولی یا مجوزهای مربوطه و وام با شماره : 09056370500 تماس بگیرید.)

به زبان عاميانه كافئين همان ماده ای است سبب كشش و رقبت انسان به نوشيدن چای و قهوه به صورت مستمر و روزمره می گردد. در گذشته به كافئين موجود در چای تئين گفته می شد زيرا چنين تصور می كردند كه كافئين موجود در چای چيزی جدای از كافئين موجود در قهوه می باشد.

منابع كافئين
منابع	تركيب درصد
گوارانا	5/5 – 3/5
ماته	3/4 – 0/8
چای سبز	3 – 1
چای سياه	3 – 1
قهوه خام	1/8 – 1
عصاره كولا	2 – 1
كاكائو	0/2 – 0/15

كد آیسیک استخراج كافئين

• نام محصول : كافئين (Caffeine)
  
• كد آيسيک 3 ثبت شده برای اين ماده در پرتال سازمان صنايع و معادن 15491230 می باشد.
• شماره تعرفه گمركی قيد شده برای تولید كافئين در گمرک جمهوری اسلامی ايران 29393000 می باشد.

تجهیزات و ماشين آلات طرح توجیهی استخراج و تولید كافئين

1	سيكلون
2	اسیاب
3	سيلو ذخيره ضايعات چاي
4	پمپ خلاء
5	تانک استخراج
6	پمپ آب بدون يون
7	RO دستگاه
8	سانتريفوژ
9	گرانولاتور مرطوب (رنده)
10	خشک كن FBD
11	ميكسر رسوب گيری
12	فيلتر پرس
13	ميكسر استخراج 1 ، 2 و 3
14	پمپ انتقال محلول دو فازی
15	تانک ذخيره 1- پروپانول
16	تانک ذخيره نرمال هگزان
17	فاز سپراتور
18	كريستاليزور و اواپراتور
19	اوا پراتور و راكتور ريكاوری
20	كندانسور ريكاوری هگزان
21	خشک كن خلاء
22	كندانسور كريستاليزور

بررسی حداقل ظرفيت اقتصادی و سرمايه گذاری ثابت طرح استخراج كافئين

مهمترين عوامل موثر در انتخاب ظرفيت يک واحد توليدی عبارتند از : نياز بازار ، بررسی رقبا (كيفی و كمی) ، قيمت تمام شده محصول ، نقطه سربه سر و سرمايه ثابت موردنياز .

نياز بازار در طرح توجیهی استخراج كافئين :

معمولاً ظرفيت يک واحد توليدی بر اساس مقداری برابر يا نزديک به تناژ سالانه بازار مصرف تعيين می گردد . در غير اين صورت با بالاتر در نظر گرفتن ظرفيت توليد به دليل نبود بازار مصرف همواره بخشی از ظرفيت توليد خالی می ماند . نياز بازار داخلی از مرز 60000 كيلوگرم در سال فراتر خواهد رفت لذا ظرفيت توليد را بر اساس 60000 كيلوگرم كافئين در سال تعيين می گردد كه معادل مصرف 3000 تن ضايعات چای در سال می باشد .

بررسی رقبا در طرح توجیهی استخراج كافئين :

استخراج كافئين از گياهان در چند كشور پرورش دهنده اين گياه صورت می گيرد كه عمدتاً كشورهای آسيايی می باشند لذا بايستی در بسياری لحاظ (كيفی ، قيمت) از رقبا پيش افتاده تا بخشی از بازار جهانی اين ماده را نيز كسب نمود.

قيمت تمام شده طرح توجیهی استخراج كافئين :

از ديگر عوامل مهم در تعيين ظرفيت اقتصادی بهای تمام شده كالای توليدی در ظرفيت توليد می باشد كه هرچه ميزان ظرفيت توليد افزايش پيدا كند به دليل كاهش ميزان هزينه های ثابت در قيمت تمام شده محصول ، شاهد كاهش رقم ريالی قيمت تمام شده محصول می باشيم .

نقطه سر به سر طرح توجیهی استخراج كافئين :

نقطه سربه سر درصدی از ظرفيت است كه اگر راندمان واحد توليدی به اين درصد برسد هزينه و درآمد اين واحد توليدی با هم برابر می شود و از اين نقطه به بعد واحد توليدی سودده و از اين تقطه پايين تر زيانده محسوب می گردد . هرچه اين نقطه پايين تر باشد واحد توليدی در هنگام نواسانات
بازار و كاهش توليد ريسک پذيرتر خواهد بود .

بررسی سرمايه ثابت طرح توجیهی استخراج كافئين :

سرمايه ثابت در احداث يک واحد توليدی با افزايش ظرفيت توليد افزايش می يابد و اين خود يک عامل بازدارنده در تعيين ظرفيت های بالا می باشد كه با توجه به محدوديت تامين منابع مالی لازم جهت احداث اين واحدها به آسانی ميسر نمی باشد . و ديگر اين كه هرچه رقم ريالی افزايش پيدا كند ريسک
سرمايه گذاری نيز بالاتر می رود .

برآورد سرمايه گذاری ثابت در حداقل ظرفيت اقتصادی

• سرمايه گذاری ثابت طرح شامل موارد زير می باشد :
• هزينه های مقدماتی
• زمين ، محوطه سازی ، احداث ساختمان های صنعتی و غيرصنعتی
• تاسيسات
• تجهیزات
• تجهيزات اداری و اثاثيه
• وسايل نقليه

مواد اوليه موردنياز طرح توجیهی استخراج و تولید كافئين

ماده اوليه اصلی اين واحد توليدی ضايعات چای می باشد كه عموماً به عنوان كمپوست مصرف می گردد و ارزش ريالی ندارد مقدار ورودی به اين واحد 3000 تن ضايعات چای در سال می باشد كه با احتساب متوسط 2.8 % كافئين و 0.7 % راندمان استخراج ( پايين ترين حد ممكن ) در حدود 60 تن كافئين با گريد دارويی استحصال می گردد. جهت فراوری اين مقدار ضايعات چای در سال نياز به اقلام زير به عنوان مواد اوليه و بسته بندی می باشد كه بر اساس 3000 تن ورودی ضايعات و 60 تن خروجی كافئين و در حدود 2900 تن كمپوست تهيه شده .

1	ضايعات چای
2	1- پروپانول
3	هگزان
4	اكسيد كلسيم
5	كلريد سديم
6	پلاستيک سفيد و مشکی
7	پلمپ
8	كيسه گونی 30 كيلويی
9	ليبل كاغذی

مكان مناسب اجرای طرح استخراج كافئين

با توجه به اين كه 90 درصد كل چای توليدی در ايران در استان گيلان و 10درصد باقيمانده در استان مازندران توليد می گردد و همچنين بازار مصرف محصول نيز بيشتر در استان تهران متمركز شده است و با عنايت به تفاوت فاحش تناژ مواد اوليه ورودی به محصول خروجی بهترين نقطه احداث اين واحد توليدی در درجه اول استان گيلان و در درجه دوم در استان مازندران می باشد تا هزينه های حمل و نقل به حداقل ممكن برسد .

همچنين عمليات استخراج کافئین كه نياز به آب فراوان دارد كه استانهای شمالی كشور از اين نقطه نظر نيز بهترين مكان می باشند . نكته ديگر بحث تامين نمک موردنياز است كه می توان آنرا از استان سمنان كه اكثر معادن نمک در آن جا متمركز شده و بعد مسافت چندانی نيز ندارد تامين نمود .

ارائه استانداردها

استانداردهای توليد دارو شامل دو بخش می باشد :

1 – الزامات و استاندارد های طرح توجیهی استخراج و تولید كافئين

الزاماتی كه يک شركت توليد دارو يا مواد اوليه دارو بايستی اخذ نمايد تاييديه “GMP” می باشد كه شامل مجموعه قوانين و دستورالعمل های مورد توافق بين المللی در ساخت، كنترل، نگهداری و عرضه كليه محصولات دارويی، مشتمل بر مواد اوليه، محصول و بسته بندی است.

اين تاييديه به منزله مجوز عرضه محصول توليدی به بازار مصرف بوده و اين “GMP” است كه تعيين می نمايد كه هر نوع محصولی (مواد اوليه دارو، داروهای خوراكی، داروهای تزريقی و …) در چه شرايطی توليد گردد.

يكی از رفرنس های مورد تاييد وزارت بهداشت درمان و آموزش پزشكی GMP ايران می باشد كه اخيرا توسط جناب آقای دكتر مهدی زاده تاليف و جهت استفاده در دسترس قرار گرفته است.

2 – استاندارد بين المللی فرآورده های دارويی

استاندارد فرآورده های داروی مطابق با استاندارد های بين المللی است و اين فراورده ها مستقيماً توسط وزارت بهداشت و آموزش پزشكی بر اساس آخرين استانداردهای بين المللی (فارماكوپه آمريكا USP و فارماكوپه بريتانيا BP) كنترل می گردد.

موارد مصرف و كاربرد کافئین

به طور كلی اقلامی كه در استخراج و تولید كافئين استفاده شده در دو بخش عمده قرار می گيرد :

1. تولید كافئين و کاربرد آن در محصولات غذايی
شكلات تلخ و شيرين	875 ميلی گرم در هر كيلوگرم
شكلات شيری	210 تا 100 ميلی گرم در هر كيلوگرم
نوشيدنی انرژی زا	350 ميلی گرم در هر ليتر
نوشيدنی غير الكلی كافئين دار	100 تا 270 ميلی گرم در هر ليتر

از ساير خوراكی های حاوی كافئين كه به طور طبيعی كافئين در آن وجود دارد می توان چای سياه، چای سبز، كاكائو، قهوه و اسپرسو را نام برد.

كافئين در بيش از 60 نوع دارو مورد استفاده قرار می گيرد كه پر مصرف ترين آن به قرار جدول زير است :

2. استخراج كافئين و کاربرد در محصولات دارويی
Ergotamin + caffeine (100mg)	Caffergot
Paracetamol + Aspirin + caffeine(32.5mg)	A.C.A
Paracetamol + caffeine (65mg)	Panadol
Ibuprofen + Paracetamol + caffeine(40mg)	Acifen
Caffeine (200mg)	Caffeine

در بيشتر كشورها كافئين را جزء مواد طعم دهنده تقسيم بندی می نمايند. و در كشورهای اتحاديه اروپا هر ماده ای كه ميزان كافئين آن بيشتر از 150 ميلی گرم در ليتر باشد بايد روی بسته آن هشدار داده شود. كه گاهاً اين هشدار روی بطری نوشابه های انرژی زا ديده می شود.

بررسی كالاهای جايگزين استخراج كافئين

تولید كافئين در صنايع داروسازی به عنوان يک مخدر ضعيف تلقی شده و معمولا همراه با ساير مسكن ها مصرف می گردد. با توجه به اين كه مخدرهای بسيار قويتری (كدئين و مشتقات آن) نيز در اين صنعت به كار گرفته می شوند به راحتی توسط اين مخدرها جايگزين می گردند.

با نگاه ديگری به اين قضيه می توان دريافت كه در سالهای اخير در اروپا و آمريكا جهت كم كردن مصرف كدئين و مشتقات آن كه به نوعی اعتياد آور محسوب می گردند سعی شده از كافئين استفاده گردد و به عنوان كالای جايگزين برای كدئين و مشتقات آن مطرح می گردد.

يكی از امتيازات آن در مقابل كدئين تفاوت قيمت فاحش آن می باشد. كافئين در صنايع غذايی به عنوان يک طعم دهنده كاربرد دارد كه در برخی موارد می توان استفاده از آن را محدود نمود.

كافئين در صنايع غذايی جايگزين و رقيب قدرتمندی ندارد اما می توان محصول جايگزينی برای استخراج كافئين ارائه نمود كه در رقابت با آن سبب كاهش مصرف آن گردد. به عنوان مثال نوشابه های توليد شده با عصاره كوكا در بين مردم بسيار محبوب می باشند.

كه اين نوشابه ها همگی دارای كافئين می باشند، حال می توان نوشابه های پرتقالی را به عنوان رقيبی برای اين نوشابه ها در نظر گرفت اما همان گونه كه در بررسی بازار مشهود است نوشيدنی های كافئين دار جايگاه ويژه ای نزد مردم داشته و به راحتی جايگزين نمی گردند ولی ممكن است مقدار مصرف را كاهش دهد.

اهميت استراتژيكی کافئین

منظور از كالاهای استراتژيک، كالاهای ضروری و يا كالاهايی كه به دليل تكنولوژی بالای به كار رفته در ساخت آنها توليد آنها انحصاری بوده و فقط در دست يک يا چند شركت خاص می باشد.

به عنوان مثال از يكی از كالاهای ضروری استراتژيک گندم می باشد كه فراورده های آن بخصوص نان قوت غالب افراد يک جامعه را تشكيل می دهد و يا قطعات حساس الكترونيكی و مخابراتی كه به دليل تكنولوژی بالای به كار رفته در آنها جزء كالاهای استراتژيک محسوب می گردد.

كافئين در هيچ كدام از اين دو گروه قرار نمی گيرد زيرا با نبود آن سلامت جامعه به خطر نمی افتد در حقيقت این محصول در بخش داروسازی عموما به عنوان آلكالوئيد جايگزين برای كدئين محسوب می شود و مسكن های عمومی معمولا به وفور يافت شده و به راحتی جايگزين يكديگر می گردند.

در صنايع غذايی نيزعموماً از كافئين به عنوان يک طعم دهنده استفاده شده و نبود آن خللی در روند عرضه محصولات مشابه در بازار ايجاد نمی كند لذا استخراج كافئين محصول استراتژيكی محسوب نمی گردد.

روش های استخراج كافئين از ضايعات چای

تولید كافئين از ضايعات چای به دو روش كلی صورت می گیرد :

با فرآيند سنتز

در اين روش تولید كافئين از متيلاسيون مولكول های : متيل گزافئين، تئوفيلين و تئوبرومين در شرايط خاص و در طی فرآيندهای پيچيده شيميايی مولكول كافئين به صورت خالص سنتز می گردد كه به وسيله Fischer و Strecher شرح داده شده است.

اين روش به دليل تكنولوژی بالای به كار رفته در آن در اختيار كشورهای محدودی از جمله آمريكا، فرانسه، آلمان و اسپانيا می باشد. تولید محصول به اين روش معمولاً در صنايع داروسازی (داروهای گرانقيمت و خاص) و همچنين فعاليت های دقيق آزمايشگاهی و به عنوان رفرنس مورد استفاده قرار می گيرد.

تولید كافئين با فرآيند استخراج

روش های استخراج آلكالوئيدها از منابع آن كه عمدتاً گياهان می باشند متفاوت بوده و بستگی به وضعيت ماده خام آن دارد. معمولاً دو روش عمده در فرآیند استخراج وجود دارد كه به قرار ذيل است :

1. ماده گياهی پودر شده را با آب مرطوب و سپس با اكسيد كلسيم مخلوط می كنند. اكسيد كلسيم با اسيدها و تاننها و تركيبات فنلی ديگر تركيب شده و آلكالوئيد را به صورت باز آزاد در می آورد (در صورتی كه در گياه به شكل ملح باشد) و سپس عصاره گيری با حلال های آلی سبک انجام می پذيرد. مايع آلی تغليظ شده را با محلول اسيد در آب مخلوط كرده و اجازه داده می شود كه دو فاز جدا شوند. املاح كلوئيدی در فاز آبكی وارد شده، ولی بسياری از ناخالصی ها در فاز آلی باقی می ماند.

2. ماده گياهی پودر شده را با آب يا مخلوط آب و الكل كه حاوی اسيد رقيق است عصاره گيری می نمايند. مواد رنگی و ديگر مواد نا خواسته را به وسيله انحلال در حلال های آلی جدا می سازند. سپس بی كربنات سديم يا آمونياک به محلول آبی عصاره اضافه می نمايند تا آلكالوئيدها به صورت باز آزاد رسوب كند. سپس با عصاره گيری با حلال ها يا فيلتراسيون آلكالوئيدها را جدا می نمايند.

در طرح توجیهی استخراج كافئين در بحث انتخاب حلال، در ابتدا مقدار حلاليت كافئين را در حلال های مختلف مقايسه می نمايند موارد ذيل بيانگر اين موضوع است كه حلال های زيادی وجود دارند كه می توان برای عمل استخراج از آنها استفاده نمود ولی تمامی آنها با شرايط و پارامترهای لازم منطبق نيستند اهم اين پارامترها عبارتند از :

• امتزاج ناپذيری با آب
• حلاليت قابل ملاحظه كافئين در آن
• پايداری ويژه
• غيرسمی بودن
• اختصاصی بودن
• در دسترس بودن
• قيمت مناسب
• انبارداری آسان
• قابل بازيافت بودن

حلالی كه در دهه 60 تا 70 از آن برای تولید كافئين استفاده می شد كلرفرم بود ولی در دهه 80 اين حلال جای خود را به دی كلرومتان داد. اما به علت سميت بالا و احتمال سرطان زايی و همچنين خطرات عملياتی، هر دوی اين مواد كنار گذاشته شد و در اواخر دهه 80 و اوايل دهه 90 حلالی جديد با ويژگی های خاص جهت عمل استخراج از محلول آبی معرفی گرديد كه 1- پروپانول نام دارد.

در اثر تجربه مشخص شد اين ماده يكی از بهترين حلالهای موجود برای عمل استخراج كافئين است و راندمانی بالغ بر 80% دارد. علاوه بر آن در شرايط عادی نگهداری اين حلال به آسانی امكان پذير است.

ضريب توزيع كافئين بين 1- پروپانول و فاز آبی 3.7 مرتبه كمتر از مقادير متناظر برای سيستم های كلرفرم – آب و دی كلرو متان – آب است. شايان ذكر است ضريب توزيع كافئين برای سيستم كلرفرم – آب 8.3 است.

روش عملی استخراج كافئين

علاوه بر حلال های متفاوت روشهای متفاوتی نيز برای عمليات استخراج وجود دارد كه عموماً برپايه استخراج كلرفرم پی ريزی شده اند كه به اجمال به آن خواهيم پرداخت. اين روش ها در اغلب مناطقی از جهان مانند چين و هند كه با فرآیند استخراج تولید كافئين می نمايند مورد استفاده قرار می گيرد.

شرح فرآيند استخراج كافئين

1. متد استخراج General

در ابتدا چای را در آب با دمای 95 درجه سانتيگراد غوطه ور نموده و به مدت 15 الی 30 دقيقه عمل اختلاط را انجام می دهند. كليه مواد آلی موجود در چای وارد آب می گردد. سپس مخلوط را فيلتر نموده و به فيلتريت با حفظ دما تركيبات بازی استات سرب، سود، آهک يا محلول آمونياک اضافه می نمايند تا تانن موجود در محلول رسوب كند.

سپس جهت خنثی سازی به محلول اسيد سولفوريک رقيق يا اسيد كلريدريک رقيق اضافه نموده و مجدداً فيلتر می نمايند تا تانن های رسوب كرده جداسازی شوند. در این مرحله از تولید كافئين به فيلتريت كربن اكتيو اضافه نموده و مقداری حرارت می دهند و مجدداً فيلتر می نمايند تا رنگ كه جذب كربن گرديده است از محيط حذف شود.

فيلتريت را به مرحله استخراج منتقل نموده و به در طی 3 مرحله كلرفرم (تتراكلريدكربن يا دی كلرمتان) اضافه می نمايند و پس از اختلاط كامل كلرفرم (تتراكلريد كربن يا دی كلرمتان) را بوسيله تقطير از محيط خارج می نمايند.

در پايان اين 3 مرحله به باقيمانده تبخير مقداری آب اضافه نموده و به آهستگی تقطير را ادامه می دهند تا هنگامی كه كريستال های سوزنی شكل كافئين پديدار گردد. سپس محتويات ظرف را سانتريفوژ نموده و كافئين حاصل را به خشک كن انتقال می دهند.

كافئين مرطوب خارج شده از مرحله استخراج دو نوع رطوبت را به همراه خود دارد يكی رطوبت غيرپيوندی و ديگری وجود يک مولكول آب پيوندی با مولكول كافئين كه در مرحله خشک كردن می توان آنها را جدا نمود.

كافئين بدون آب (anhydrous Caffeine) يا كافئين به همراه يک مولكول آب (Caffeine) را در طی دو فرآيند مجزا خشک نموده و بسته به نياز مشتری بسته بندی و روانه بازار می نمايند.

2. متد Peti – velgri

در ابتدا چای را در آب با دمای 95 درجه سانتيگراد غوطه ور نموده و به مدت 15 الی 30 دقيقه عمل اختلاط را انجام می دهند. در اين مرحله تولید كافئين كليه مواد آلی موجود در چای وارد آب می گردد. سپس مخلوط را فيلتر نموده و به اواپراتور منتقل نموده و تغليظ می نمايند.

پس از تبخير قسمت اعظم آب، به باقيمانده تبخير (مخلوط غليظ) كلرفرم اضافه می نمايند و اختلاط را ادامه می دهند تا هنگامی كه تانن موجود در مخلوط رسوب نمايد و ظاهر گردد. سپس مقداری از كلرفرم را بوسيله تقطير از محيط خارج كرده و سپس مخلوط را فيلتر می نمايند.

فيلتريت حاصل را به كريستاليزاتور منتقل كرده و با خارج كردن بخش اعظم مايع كريستال كافئين ظاهر می گردد. كريستال های كافئين را با سانتريفوژ جدا نموده و جهت خالص سازی به آن اسيد سولفوريک رقيق اضافه نموده و فيلتر می نمايند سپس جهت خنثی سازی به محلول آمونياک اضافه نموده و به كريستاليزاتور فرستاده می شود. كريستال حاصل خالص می باشد كه به خشک كن منتقل می گردد.

3. متد M.B Dijkman

در اين متد در ابتدا به برگهای خشک چای كلرفرم و پودر كائولن اضافه می نمايند و 3 تا 5 ساعت سيستم را به حالت توتال رفلاكس نگه می دارند و سپس سيستم را به حالت تقطير ساده برگردانده و كلرفرم را از سيستم خارج می نمايند.

به باقيمانده تقطير آب اضافه نموده و مخلوط را فيلتر می نمايند تا تفاله های چای و كائولن موجود در سيستم دفع گردد. سپس مقداری استات سرب و كربن اكتيو به سيستم اضافه نموده و مجدداً فيلتر می كنند. به فيلتريت مجدداً كلرفرم اضافه می نمايند.

سپس سيستم را به حالت توتال رفلاكس قرار داده تا فرايند استخراج كامل شود پس طی زمان لازم كلرفرم را از فاز آبی جدا كرده و به كريستاليزور منتقل می نمايند. به كمک تقطير كلرفرم را از محيط خارج می نمايند تا رسوبات سفيد رنگ كافئين ظاهر گردد. سپس سانتريفوژ نموده و كريستال های كافئين را به خشک كن منتقل می نمايند.

4. متد استخراج كافئين با الكل

در اين متد كه شرح آن در ذيل بيان خواهد گرديد، متد منتخب جهت استخراج كافئين از چای می باشد كه مزايا و نقاط قوت آن نسبت به ساير متد در بخش 4 به تفصيل بيان خواهد گرديد.

در اين متد به ميزان 5 برابر وزنی به ضايعات چای آب در دمای 95 درجه سانتيگراد اضافه نموده و ابتدا به مدت 15 دقيقه ميكس می نماييم تا فرايند استخراج كامل گردد و سپس 15 دقيقه به مخلوط استراحت داده و سپس فيلتر می نماييم.

به فيلتريت حاصل معادل 26% وزني كلريد سديم (نمک طعام) و 1% اكسيد كلسيم (آهک) اضافه می نماييم. اين مقدار كلريد سديم بطور قابل ملاحظه ای كمتر از مقدار مورد نياز برای سير كردن محلول آبی برای تولید كافئين است.

اگر لايه آبی با سديم كلرايد سير شود، به محض افزودن حلال بخشی از نمک متبلور خواهد شد. مخلوط را مدتی ميكس نموده و سپس به آن استراحت داده تا تانن ها و ساير تركيبات جدا شود. تانن ها تركيبات فنلی هستند كه دارای وزن مولكولی 300 الی 5000 می باشند.

تانن ها به دو دسته قابل هيدروليز و غير قابل هيدروليز تقسيم می شوند. دسته اول در اثر هيدروليز توليد گاليک اسيد و گلوكز می كنند. دسته دوم تانن ها پليمرهای بسيار متراكمی از كاتچين هستند. تانن ها به دليل داشتن گروه های فنلی و گاليک اسيد به دليل داشتن گروه كربوكسيل،

با كلسيم كربنات (باز) واكنش می دهند و توليد نمكهای كلسيم مربوط را می كنند كه بصورت رسوب در مخلوط ظاهر می گردند. سپس برای عمل جداسازی از فيلتراسيون استفاده می گردد و رسوبات از مخلوط جدا شده تا از تشكيل امولسيون در مراحل بعدی جلوگيری شود.

فيلتريت را تغليظ نموده و سپس به ظرف استخراج منتقل كرده و معادل با حجم آن 1- پروپانول اضافه نموده و ميكس می نماييم و سپس به محلول استراحت داده تا دوفاز شود و فاز آلی حاوی كافئين را جدا كرده و جمع آوری می نماييم و به فاز آبی تا دو مرحله ديگر 1- پروپانول اضافه نموده و فرآيند را تكرار می نماييم.

فاز آبی باقيمانده را دور ريخته و فاز آلی را به تبخير كننده منتقل می نماييم و با نبخير حلال كافئين موجود در آن رسوب می كنند. رسوبات حاصل را از محلول مادر جدا نموده و با هگزان يا تولوئن شستشو می دهيم تا ناخالصی های موجود در آن خارج گردد

سپس كريستال های باقيمانده را به خشک كن منتقل نموده و با دمای 50 درجه سانتيگراد خشک می نماييم. نكته حائز اهميت اختصاصی بودن حلال می باشد كه فقط كافئين را در خود حل كرده و فلانوئيدها و كلروفيل ها كه سبب ايجاد رنگ قهوه ای می گردند را در خود حل نمی كند لذا نيازی به استفاده از كربن اكتيو برای رنگبری محلول نيست.

ارائه جمع بندی و پيشنهاد نهايی احداث کارخانه استخراج كافئين از ضايعات چای

هم اكنون كل نياز كشور به اين ماده از طريق واردات تامين می گردد كه با احداث اين واحد از واردات اين محصول بی نياز و از خروج ارز از كشور جلوگيری می گردد و زمينه اشتغال 60 نفر به طور مستقيم و رونق اقتصادی چندين حرفه به طور غير مستقيم فراهم گردد . پيش بينی می گردد كه در سال 1390 نياز كشور به كافئين از مرز 60 تن در سال فراتر رفته و در سالهاي بعد نيز با يک رشد 10 درصدی ادامه يابد .

نكته نگران كننده كاهش سطح زير كشت چای بوده است كه به دليل واردات بی رويه و قاچاق چای به كشور توليد چای و به طبع آن ضايعات چای نيز كاهش يابد. برای احداث اين واحد توليدی 29 ميليارد ريال سرمايه گذاری موردنياز است و سالانه 3.9 ميليارد ريال نياز به مواد اوليه می باشد. با احتساب 10 % استهلاک برای سرمايه گذاری ، و توليد كافئين با گريد دارويی و برقراری تعرفه 20 درصدی برای واردات اين ماده با دوره برگشت سرمايه 10 ساله نسبت به احداث يک چنين واحدی اقدام نمود. (توجه : هزینه ها برای سال 1390 و با نرخ ارز 1250 تومان بررسی شده)