استخلاص ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج: الطريقة الثالثة

Premiere Peau 11 min

لحظة، إذا سبق لك أن سحقت ورقة من الكشمش الأسود بين أصابعك، حين تكون الرائحة المتصاعدة مكتملة إلى هذا الحد، ومتعددة الطبقات إلى هذا الحد، وحية بوضوح، بحيث تدرك فورًا لماذا لم تتمكن أي رائحة للكشمش الأسود من التقاطها حقًا. الوخزة الخضراء، والمسك الشبيه برائحة القطط، والنفحة الكبريتية الخافتة، والعصارة الحلوة الحامضة التي توشك على الظهور، كل ذلك يوجد ربما لثانيتين قبل أن تتناثر الجزيئات المتطايرة في الهواء وتنهار الرائحة إلى شيء أبسط. أكثر تسطحًا. ميت.

تستغرق القراءة 10 دقائق

تلك النافذة التي تدوم ثانيتين هي الكنز المنشود في الاستخلاص. فكل طريقة ابتكرتها صناعة العطور عبر تاريخها هي، في جوهرها، محاولة لالتقاط تلك اللحظة وتثبيتها. طوال خمسمئة عام، كانت لدينا طريقتان للمحاولة. وكلتاهما تفشلان بطرق تعليمية. أما الآن فهناك طريقة ثالثة.


التقطير وما يدمّره heat

أقدم طريقة هي التقطير. تأخذ مادة نباتية، أزهارًا وأوراقًا ولحاءً وجذورًا، وتعرّضها للبخار. تمزق الحرارة جدران الخلايا. فتصعد الجزيئات العطرية المتطايرة، الأخف من الماء، مع البخار، ثم تتكثف في ملف تبريد وتنفصل إلى طبقة من الزيت العطري تطفو فوق الهيدرولازول. إنها بسيطة من حيث المبدأ: جهاز تقطير نحاسي، ونار، وصبر. ولم تتغير التكنولوجيا بأي شكل جوهري منذ أن طوّر العالم العربي جابر بن حيان وخلفاؤه هذه الطريقة في القرنين الثامن والتاسع. ولا يزال جهاز التقطير والمكثف أساس إمداد صانع العطور بالمواد الخام.

لكن الحرارة عنف. فالتقطير بالبخار يعرّض المواد الخام لدرجات حرارة تتراوح بين 80°C و100°C، وغالبًا لساعات. عند درجات الحرارة هذه، لا تتحرر الجزيئات فحسب، بل تتحول. تتحلل الإسترات مائيًا. وتعيد التربينات ترتيبها. وتتأكسد الألدهيدات. فالزيت العطري الذي يتجمع في دورق فلورنسي ليس صورة أمينة للنبات. إنه ترجمة، ومثل كل الترجمات، يحمل لهجة المترجم. صحيح أن زيت اللافندر العطري تفوح منه رائحة اللافندر، لكنه يفوح برائحة لافندر مطهو، النسخة الكافورية والعشبية والمبسطة من زهرة حية تشمل رائحتها جوانب شمعية وعسلية وشبه حيوانية تدمرها الحرارة قبل أن تصل إلى المكثف.

ولهذا لا يمكن تقطير بعض المواد إطلاقًا. الياسمين، ومسك الروم، والنرجس، والميموزا: جزيئاتها الأساسية هشة جدًا أو ثقيلة جدًا أو شديدة التفاعل بحيث لا تنجو من عنف البخار الحراري. ولهذه المواد، طوّرت صناعة العطور طريقتها الثانية: الاستخلاص بالمذيبات.

يختلف منطق الاستخلاص بالمذيبات. فبدلًا من الحرارة، تستخدم الكيمياء. تغسل المادة الخام في مذيب عضوي متطاير، كان تاريخيًا إيثرًا بتروليًا، أما الآن فهو الهكسان في كل الحالات تقريبًا، الذي يذيب المركبات العطرية إلى جانب الشموع والأصباغ وغيرها من المواد المحبة للدهون. ثم تبخّر المذيب تحت التفريغ، وما يتبقى هو معجون شمعي عميق اللون يُسمى كونكريت. تغسل الكونكريت بالإيثانول لفصل الجزء العطري عن الشموع، ثم تبرده وترشحه وتبخر الإيثانول، وما يتبقى هو أبسولوت: مادة عطرية مركزة ذات غنى مذهل.

الأبسولوت مواد رائعة. فأبسولوت الياسمين أو أبسولوت الورد يتمتع بعمق وتعقيد لا يمكن للزيت العطري المقابل أن يقترب منهما. تحافظ الطريقة على الجزيئات الأثقل، وهي الجزيئات التي تمنح الأزهار قوامها ودفئها وعمقها الإندولي. لكن الاستخلاص بالمذيبات ينطوي على تكاليفه الخاصة، وهي ليست تافهة.

التكلفة الأولى هي البقايا. فلا يوجد تبخير مثالي. تبلغ درجة غليان الهكسان 69°C، ويمكن إزالته تحت التفريغ إلى مستويات منخفضة للغاية. وتسمح معايير IFRA بما يصل إلى 50 جزءًا في المليون من المذيب المتبقي في الأبsolutes النهائية، لكن «المنخفض جدًا» لا يعني صفرًا. يحمل كل أبسولوت شبحًا من مذيبِه. وما إذا كان ذلك مهمًا من الناحية السمية عند هذه التركيزات أمر قابل للنقاش. أما أنه مهم فلسفيًا فليس كذلك. فالمستخلص ليس نقيًا. إنه أثر ملوث، ولو بشكل ضئيل، بالعملية الصناعية التي أنشأته.

التكلفة الثانية هي الانتقائية، أو بالأحرى غيابها. فالهكسان ليس مذيبًا دقيقًا. إنه يذيب ما تريده (الجزيئات العطرية) وكثيرًا مما لا تريده (الشموع والكلوروفيل وبعض بقايا المبيدات إن وُجدت). وتُعد عمليات الغسل اللاحقة بالإيثانول عملية تنظيف، واعترافًا بأن الاستخلاص الأولي كان عنيفًا أكثر من اللازم. فالأبسولوت منتج مكرر مرتين، وكل عملية تكرير تزيل شيئًا كان إما غير مرغوب فيه أو ضررًا جانبيًا.

التكلفة الثالثة بيئية. فالهكسان مشتق بترولي. وهو سام عصبيًا عند مستويات التعرض المهني. وقابل للاشتعال. ويسهم في انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة. ويعتمد إنتاجه على بنية تحتية للوقود الأحفوري. لا يستبعده شيء من هذا (فالكميات المستخدمة في صناعة العطور متواضعة مقارنة بالتطبيقات الصناعية)، لكنه يضع الاستخلاص بالمذيبات بوضوح ضمن نموذج بتروكيميائي بدأ القرن الحادي والعشرون يتساءل عنه، ببطء.

طوال خمسة قرون، كانت هذه هي الخيارات الوحيدة: الحرارة أو المذيب. العنف بالحرارة أو العنف بالكيمياء. كل مادة طبيعية في مختبر كل صانع عطور كانت تصل عبر أحد هذين البابين. كانت خريطة الاستخلاص مكتملة، أو هكذا بدا الأمر.


البارون كانيار دو لا تور والحالة فوق الحرجة

في عام 1822، أغلق البارون شارل كانيار دو لا تور الإيثر والكحول في سبطانتَي مدفع منفصلتين، وسخنهما إلى ما بعد نقطتي غليانهما مع الحفاظ على ضغط كافٍ لمنعهما من الغليان فعليًا، ولاحظ أمرًا غريبًا. عند عتبة معينة من الحرارة والضغط، تختلف من مادة إلى أخرى، توقفت الحالة السائلة والحالة الغازية ببساطة عن الوجود كحالتين متميزتين. واختفى السطح الفاصل بين السائل والغاز. وما تبقى كان مائعًا متجانسًا واحدًا بخصائص الاثنين: كثافة السائل وقدرته على الإذابة، وقابلية الغاز للانتشار ولزوجته المنخفضة.

كان قد اكتشف الحالة فوق الحرجة، ولم تكن لديه أي فكرة عما يمكن فعله بها. ولم يكن لدى أي شخص آخر فكرة أيضًا، لنحو مئة وخمسين عامًا.

النقطة الحرجة لثاني أكسيد الكربون هي 31.1°C و73.8 bar. وهذا مريح على نحو غير معتاد وفق المعايير الصناعية. فواحد وثلاثون درجة أعلى بقليل من درجة حرارة الغرفة. أما 74 bar فهي تعني ضغطًا كبيرًا، نحو أربعة وسبعين ضعف الضغط الجوي، لكنها تقع ضمن قدرة معدات الهندسة الكيميائية القياسية. وثاني أكسيد الكربون نفسه رخيص، ووفير، وغير سام، وغير قابل للاشتعال، وخامل كيميائيًا، وغاز في الظروف المحيطة، ما يعني أنه عند تحرير الضغط بعد الاستخلاص يتبخر ببساطة. بالكامل. دون أثر. بلا بقايا. بلا شبح.

يعمل الاستخلاص بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج على النحو الآتي: تُحمّل المادة النباتية في وعاء عالي الضغط. ثم يُضخ ثاني أكسيد الكربون السائل إلى الوعاء مع رفع درجة الحرارة والضغط إلى ما بعد النقطة الحرجة. يخترق المائع فوق الحرج، الذي ليس سائلًا ولا غازًا ويمتلك خصائص كليهما، المادة النباتية بسهولة الغاز ويذيب المركبات العطرية بكفاءة السائل. يتدفق المائع المحمّل إلى وعاء فصل، حيث يُخفّض الضغط. فيعود ثاني أكسيد الكربون إلى حالته الغازية ويتسرب، تاركًا المادة المستخلصة. ثم يُستعاد ثاني أكسيد الكربون ويُعاد ضغطه وتدويره. النظام مغلق. والمذيب هو الهواء الذي تتنفسه أصلًا.

طُوّرت الطريقة للتطبيقات الصناعية بدءًا من سبعينيات وثمانينيات القرن العشرين. وكان نزع الكافيين من القهوة، الذي ابتكره كورت زوزل في معهد ماكس بلانك لأبحاث الفحم في ستينيات القرن العشرين وحصل على براءة اختراعه عام 1970، أول استخدام تجاري كبير: فالعملية التي تزيل الكافيين من حبوب القهوة الخضراء دون إزالة النكهة (أو إضافة بقايا مذيب) تعتمد بالكامل على ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج. ثم جاء استخلاص نبات الجنجل: فالأحماض ألفا المرة التي تمنح الجعة طعمها اللاذع المميز تُستخلص الآن غالبًا بهذه الطريقة، لأن البديل، أي الهكسان، يترك بقايا لا تتوافق مع معايير الأغذية التي تشددت كثيرًا منذ منتصف القرن العشرين. واعتمدت شركات الأدوية هذه الطريقة لاستخلاص المركبات الفعالة من المواد النباتية دون تحلل حراري.

لاحظت صناعة العطور ذلك. لكنها تحركت ببطء.


مستخلصات تفوح منها رائحة النبات الحي

تختلف المستخلصات الناتجة عن الاستخلاص بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج عن الزيوت العطرية والأبسولوتات معًا، والفرق ليس بسيطًا. افتح قارورة من مستخلص الزنجبيل بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج بجوار قارورة من زيت الزنجبيل العطري، وستفهم فورًا. تفوح من الزيت العطري رائحة الزنجبيل، مشرقة وحادة وحمضية ودافئة. أما مستخلص ثاني أكسيد الكربون فتفوح منه رائحة جذر الزنجبيل، ترابية ولاذعة وراتنجية، مع توابل خام تكاد تُدرك كقوام لا كرائحة. لقد تُرجم الزيت العطري. أما مستخلص ثاني أكسيد الكربون فقد نُسخ.

وتعود هذه الأمانة إلى عوامل عدة. أولًا، درجة الحرارة. يعمل الاستخلاص بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج قرب 31°C، أي في درجة حرارة محيطة تقريبًا. وفي درجات الحرارة هذه، تبقى الجزيئات الحساسة للحرارة سليمة. فتُلتقط النفحات العليا الرقيقة، والألدهيدات والإسترات الزائلة التي تتبخر أو تتحلل في التقطير بالبخار، بدلًا من تدميرها. ثانيًا، الانتقائية. فمن خلال ضبط الضغط ودرجة الحرارة، يستطيع المشغّل تعديل قدرة ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج على الإذابة بدقة بالغة. فالأضغاط الأقل تستخلص الجزيئات الأخف والأكثر تطايرًا. أما الأضغاط الأعلى فتسحب المركبات الأثقل والشموع والديتربينات والأصباغ. ويعني هذا الضبط أن بالإمكان تصميم الاستخلاص ليتوافق مع البصمة الجزيئية للمادة الخام، بدل فرض قدرة إذابة واحدة تناسب الجميع. ثالثًا، النقاء. لأن ثاني أكسيد الكربون لا يترك بقايا، فإن المستخلص هو بالضبط ما كان موجودًا في النبات، ولا شيء سواه. لا شيء مضاف. ولا شيء متبقٍ من العملية.

والنتيجة الشمية هي مستخلص تفوح منه رائحة أقرب إلى النبات الحي من أي شيء يمكن أن ينتجه التقطير أو الاستخلاص بالمذيبات. ويصف صانعو العطور الذين يعملون بمستخلصات ثاني أكسيد الكربون هذه المواد بلغة تكاد تكون روحية: «شفافة»، و«ثلاثية الأبعاد»، و«حية». فمستخلص البورونيا بثاني أكسيد الكربون، مثلًا، يلتقط الجانب البنفسجي الشبيه بالأيونون في الزهرة الأسترالية إلى جانب حلاوتها الفاكهية شبه الاستوائية، وهو تعقيد لا يستطيع التقطير (الذي يفوّت الجزيئات الثقيلة) ولا استخلاص الهكسان (الذي يسوّي النفحات المشرقة) إعادة إنتاجه.


لماذا لم يصبح ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج شائعًا بعد؟

إذا كان الاستخلاص بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج متفوقًا، فلماذا لم يصبح شامل الانتشار؟ الجواب هو الاقتصاد والجمود ونوع خاص من المحافظة الصناعية التي تحكم سلسلة إمداد العطور.

المعدات باهظة الثمن. فنظام الاستخلاص فوق الحرج على نطاق الإنتاج، بما يشمله من أوعية عالية الضغط وضواغط لثاني أكسيد الكربون وبنية تحتية للفصل وإعادة التدوير، يمثل استثمارًا رأسماليًا أكبر عدة مرات من إعداد تقطير مماثل في السعة أو خط استخلاص بالمذيبات. وغالبًا ما تكون الإنتاجية أقل، لأن أوعية الاستخلاص أصغر (إذ تفرض هندسة الضغط العالي قيودًا على الأبعاد) ولأن أوقات العملية قد تكون أطول. كما يحتاج المشغّلون إلى تدريب أكثر تخصصًا. وتكون الصيانة أعلى تكلفة.

وبالنسبة إلى دار عطور تنتج آلاف الأطنان من المواد العطرية سنويًا للسوق الشامل، فإن هذه الحسابات الاقتصادية مانعة، أو بالأحرى تصبح مانعة بالنظر إلى هيكل تسعير السوق الشامل، الذي يطالب بتكاليف مواد خام تُقاس بعشرات اليورو للكيلوغرام بدلًا من المئات. فعندما تصوغ جل استحمام سيباع بأربعة يورو، لا يعود الفرق بين أبسولوت الفانيليا المستخلص بالهكسان ومستخلص الفانيليا بثاني أكسيد الكربون نقاشًا شميًا. بل يصبح نقاشًا حول هامش الربح، وينتصر هامش الربح.

وهناك أيضًا مسألة أعراف التركيب. يتعلم صانعو العطور مهنتهم باستخدام لوحة من المواد ظلت مستقرة لعقود. فالزيوت العطرية والأبسولوتات التي يتدربون عليها معروفة السلوك في التركيبات، وتفاعلاتها مع مكونات الصيغة متوقعة، وأداؤها على الجلد متوقع، وتطورها في محلول كحولي متوقع. أما مستخلصات ثاني أكسيد الكربون فتتصرف بشكل مختلف. فبصماتها الجزيئية مختلفة، ما يعني أن تفاعلاتها مع سائر مكونات الصيغة مختلفة، وثباتها وانتشارها مختلفان، وخصائص تقادمها مختلفة. ولا يستطيع صانع عطور ينتقل من أبسولوت الياسمين إلى مستخلص الياسمين بثاني أكسيد الكربون أن يستبدل أحدهما بالآخر ببساطة وبالتركيز نفسه. بل يجب إعادة تصور الصيغة. وهذه فرصة إبداعية بالتأكيد، لكنها تعني أيضًا وقتًا إضافيًا وتجارب إضافية وتكلفة إضافية.

ثم هناك الجمود المؤسسي العميق في سلسلة الإمداد. فلدى دور العطور الكبرى في غراس وجنيف ونيويورك علاقات توريد وبنية تحتية للاستخلاص بُنيت عبر أجيال. والانتقال إلى ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج لا يعني مجرد شراء معدات جديدة. بل يعني إعادة هيكلة المشتريات، وإعادة اعتماد المواد، وإعادة صياغة المنتجات، وإعادة تدريب صانعي العطور. ويعني، بمعنى حقيقي، الاعتراف بأن الأساليب التي بنت الصناعة كانت دائمًا حلولًا وسطًا لا مُثلًا عليا.


الكذبة النبيلة المتمثلة في التقاط الطبيعة بأمانة

البعد الفلسفي للاستخلاص بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج هو، بالنسبة إلى كل من يفكر بجدية في ماهية صناعة العطور وما تدعي فعله، البعد الأكثر إثارة للاهتمام.

تقدم صناعة العطور نفسها بوصفها فنًا لالتقاط الطبيعة، وترجمة رائحة زهرة أو غابة أو عاصفة مطر إلى شكل سائل يمكن ارتداؤه. وهذا، إلى حد ما، كذبة نبيلة. فالتقطير لا يلتقط الورد. بل يلتقط ما ينجو من لقاء الورد بالبخار. والاستخلاص بالمذيبات لا يلتقط الياسمين. بل يلتقط ما يذوبه الهكسان، ناقصًا ما يزيله غسل الإيثانول، زائدًا بضعة أجزاء في المليون من الهكسان نفسه. وكل مادة «طبيعية» على رف صانع العطور هي أثر، ومنتج معالجة صناعية لا يمثل «النبات» أكثر مما تمثل زهرة مضغوطة بين صفحات كتاب «الزهرة» نفسها.

ولا يحل الاستخلاص بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج هذه المشكلة بالكامل. فما يزال المستخلص جزءًا من كيمياء النبات الكلية، معزولًا عن السياق الحي الذي منحه معناه. لكنه الجزء الأقل تدخلًا. إنه الطريقة التي تلامس المادة بأكبر قدر من اللطف، وتفرض أقل قدر من ذاتها على ما تأخذه. يصل ثاني أكسيد الكربون، ويذيب، ويحمل، ويحرر، ثم يختفي. إنه ساعي بريد يسلّم الطرد دون أن يفتحه.

وتكمن راحة فلسفية، بل وحتى أخلاقية، في طريقة استخلاص يكون مذيبها هو الجزيء نفسه الذي استخدمه النبات، أثناء عملية التمثيل الضوئي، لبناء المركبات المستخلصة ذاتها. يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى الورقة مادةً خامًا؛ ويحوّله النبات إلى تربينات وإسترات وألدهيدات، إلى مفردات الرائحة بأكملها؛ ثم يستخدم الاستخلاص بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج الجزيء نفسه لاستعادة ما صُنع منه. وهذه الدائرة أنيقة على نحو لا يمكن للهكسان، وهو جزء بترولي لا تربطه بالنبات علاقة بيولوجية، أن يضاهيه قط.


مستخلصون حرفيون ملتزمون بالطريق الثالث

التزم عدد قليل من المستخلصين، وهم عمليات حرفية في غراس وشركات متخصصة في ألمانيا وبعض المنتجين الرائدين في الهند ومدغشقر، بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج بوصفه طريقتهم الأساسية أو الحصرية. كتالوجاتهم صغيرة. وأسعارهم مرتفعة. وعملاؤهم، بحكم الضرورة، هم الدور المستعدة لدفع ثمن الأمانة بدلًا من الحجم.

هذه ليست تكنولوجيا تنتظر أن تُكتشف. إنها تكنولوجيا تنتظر أن تُختار. فالهندسة ناضجة. والعلم محسوم. والتفوق الشمي معترف به من كل صانع عطور تقريبًا عمل مع مستخلصات ثاني أكسيد الكربون ومع بدائلها التقليدية. وما تبقى هو مسألة قيم: هل صناعة العطور، والمستهلكون الذين يدعمونها، مستعدون لدفع التكلفة الحقيقية لالتقاط رائحة النبات كما هي فعلًا؟

لن يقود السوق الشامل هذا التغيير. فهو لا يقود أي تغيير قط. وسيأتي التغيير، إن أتى، من الهامش، من الدور الصغيرة وصانعي العطور المستقلين الذين يختارون الأمانة على حساب الاقتصاد، وهم الدور نفسها التي تميل إلى الإفصاح بصدق عن إعادة الصياغة، والتي تتعامل مع المواد الخام لا بوصفها مدخلات سلعية قابلة للاستبدال، بل بوصفها شركاء في فعل ترجمة. ومن أولئك الذين يفهمون أن المسافة بين نبات حي ومستخلصه ليست مقياسًا لمقاومة الطبيعة، بل لاستعدادنا نحن لأن نكون حريصين.

واحد وثلاثون درجة. أربعة وسبعون bar. جزيء يلامس كل شيء ولا يترك وراءه شيئًا. لقد كانت الطريقة الثالثة موجودة منذ عقود. ولم يكن السؤال يومًا ما إذا كانت تنجح. بل كان السؤال: هل نهتم بما يكفي لاستخدامها؟


سبعة أبسولوتات بتركيز 20%، ومجموعة واحدة. تضم مجموعة الاكتشاف السبعة جميعًا بحجم 2 مل.

المجموعة