File 20220503 233239 thiết kế thiết bị chưng cất tinh dầu quế

Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii

Mục Lục
Lời mở đầu…………………………………………………………………… 2
Phần I.Tổng quan chung…………………………………………….........................3
1.1. Tổng quan về tinh dầu quế và phương pháp sản xuất tinh dầu…………………..3
1.2. Giới thiệu về cây quế, tinh dầu Quế……………………………................ 7
1.3. Tổng quan phương pháp chưng cất tinh dầu…....…………………….. 9
1.4. Tổng quan về thiết bị chưng cất……………………………………... 15
Phần 2. Giới thiệu cây Quế, tinh dầu Quế ……………………………………22
2.1.

Quy trình chưng cất tinh dầu quế………………………………………... 22

2.2.

Thuyết minh quy trình………………………………………………… 23

Phần 3. Tính tốn và thiết kế thiết bị……………………………………… 25
3.1

Cân bằng vật chất và năng lượng…………………………………….. 25

3.2.

Lượng nước cần thiết để làm bay hơi………………………………..

25

3.3

Nhiệt độ chưng cất…………………………………………………...

27

3.4

Nhiệt lượng cần cung cấp cho nồi chưng…………………………….

27

Phần 4. Tính tốn thiết kế các thiết bị trong hệ thống…………………..

33

4.1. Thiết bị chưng cất……………………………………………………...

33

4.2. Nồi hơi ………………………………………………………………...

36

4.3. Thiết bị ngưng tụ ……………………………………………………….

37

4.4. Thiết bị phân ly ………………………………………………………..

40

Kết luận ……………………………………………………………………..

45

Tài liệu tham khảo …………………………………………………………… 46

GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 1


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii

Lời nói đầu
Tinh dầu được ví như nhựa sống, tinh hoa của cây, mang đầy đủ những phẩm chất
quý giá mà thiên nhiên ban tặng cho mỗi loại cây như: mùi hương, vị, màu sắc, tình chất
hóa học, lý học …... Từ lâu con người đã biết sử dụng tinh dầu để phục vụ đời sống như
dùng trong chế biến các món ăn, dùng để đuổi cơn trùng, chữa bệnh, làm đẹp … nhưng
do chưa biết cách thu hồi và sử dụng tinh dầu nên chưa sủ dụng được hết tiềm năng của
các loại tinh dầu.
Ngày nay với sự phát triền của khoa học kỹ thuật, con người đã biết các thu nhận tinh
dầu phục vụ cho nhiều lĩnh vực trong đời sống hơn. Tinh dầu được sử dụng trong hầu
hết các lĩnh vực trong đời sống .Nó giúp trị các bệnh như cảm cúm, nhức đầu, các bệnh
về gan, thận, viêm khớp,…Dối với sắc đẹp tinh dầu giúp loại bỏ cấc tế bào chết trên da,
giữ và làm cho da mềm mịn….Với mùi thơm nhẹ nhàng tinh dầu còn được sử dụng để
sản xuất nước hoa, ngồi ra nó cịn được sử dụng thay thế mĩ phẩm thơng thường bởi có
tính an tồn.
Trong các loại tinh dầu,Tinh dầu quế là một trong những loại tinh dầu phổ biến, có
giá trị kinh tế cao và được sử dụng nhiều .Với những tác dụng thiết thực như xua đuổi
muỗi gián và cơn trùng, xoa bóp, kháng khuẩn làm lành vết thường ngoài da, điều trị

cảm cúm, giúp giả cân hay làm gia vị… Ngồi ra tinh dầu quế cịn có tác dụng đặc biệt
như: ngăn ngừa ung thư, giúp ích hệ tiêu hóa, điều trị rối loạn kinh nguyệt, chống trầm
cảm và có lợi cho hệ thần kinh. Bằng những phương pháp truyền thống tinh dầu quế đã
trở thành người bạn thân thiết và món đồ thường dùng của nhiều gia đình. Trong mỹ
phẩm, y dược, làm gia vị …. Với mục đích tìm hiểu về một quy trình sản xuất tinh dầu,
được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo – TS. Nguyễn Ngọc Hồng, đồ án này em
được trình bày về “Tính tốn thiết kế thiết bị chưng cất tinh dầu quế năng suất
350kg/mẻ”.
Với nội dung bao gồm những phần sau:
Phần I : Tổng quan chung về tinh dầu và tinh dầu quế.
Phần II : Quy trình sản xuất.
Phần III : Tính tốn và thiết kế thiết bị.
GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 2


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii
Em xin đặc biệt cảm ơn TS. Nguyễn Ngọc Hoàng đã tận tình hướng dẫn và giải đáp
thắc mắc cho em trong q trình làm việc. Cùng đó cảm ơn cấc bạn trong nhóm sản xuất
tinh dầu đã cùng hỗ trợ bàn bạc trong suốt quá trình làm đồ án.Đồ án vẫn có thể vẫn cịn
sai xót mong thầy và các bạn sẽ cùng đóng góp ý kiến để bài được hoàn thiện hơn!

GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 3


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii

Phần 1: Tổng quan chung
1.1 Tổng quan về tinh dầu và phương pháp sản xuất tinh dầu
1.1.1 Khái niệm về tinh dầu.
Tinh dầu là một loại chất lỏng chứa các hợp chất thơm, dễ bay hơi được chiết xuất
bằng một trong những phương pháp sau như cơ học, trích ly, hấp thụ hoặc chưng cất hơi
nước, từ lá cây, thân cây, hoa, vỏ cây, rễ cây, hoặc những bộ phận khác của các loại cây
cỏ trong tự nhiên. Một số trường hợp có thể thu tinh dầu từ động vật như tinh dầu cánh
kiến, tinh dầu xạ hương.
1.1.2 Tính chất vật lý và các thành phần hóa học của tinh dầu.
❖

Tính chất vật lý của tinh dầu.

- Tinh dầu thường tồn tại dạng thể lỏng ở nhiệt độ thường, trừ một số thành phần ở
thể rắn như Menthol, borneol, camphor, vanilin, heliotropin.
- Đa số tinh dầu không màu hoặc vàng nhạt. Do hiện tượng oxy hóa, màu có thể
sẫm lại. Một số có màu đặc biệt: Các hợp chất azulen có màu xanh lục.
- Mùi: đặc biệt, đa số có mùi thơm, 1 số có mùi hắc, khó chịu như tinh dầu câu dầu
giun ( còn được gọi là kinh giới đất, rau muối dại,..).
- Vị: cay. Ngoài ra 1 số có vị ngọt: Tinh dầu quế, hồi.
- Bay hơi được ở nhiệt độ thường.
- Tỉ trọng đa số thấp hơn so với nước ( nhỏ hơn 1 ), một số lớn hơn nước (lớn hơn
1) như: quế (1.05-1.07), đinh hương, hương nhu. Tỷ lệ thành phần chính ( aldehyd
cinnamic, eugenol ) quyết định tỷ trọng tinh dầu. Nếu hàm lượng các thành phần chính
thấp, những tinh dầu này có thể nhẹ hơn nước.
- Độ tan: Không tan, hay đúng hơn là tan ít trong nước, nhưng làm nước có mùi
thơm. Tan trong alcol và các dung môi hữu cơ khác.
- Độ sôi: Phụ thuộc vào thành phần cấu tạo, có thể dùng phương pháp cắt phân
đoạn để tách riêng từng thành phần trong tinh dầu. Nhiệt độ sôi thường trên 200℃ .
- Chỉ số khúc xạ của tinh dầu rất cao, từ 1,4500 – 1,5600.

GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 4


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii
- Rất dễ oxy hóa, sự oxy hóa thường xảy ra cùng với sự trùng hiệp hóa, tinh dầu sẽ
chuyển thành chất nhựa.
- Một số thành phần chính trong tinh dầu cho các phản ứng đặc hiệu của nhóm
chức, tạo thành các sản phẩm kết tinh hay cho màu, dựa vào đặc tính này để định tính và
định lượng các thành phần chính trong tinh dầu.
❖

Thành phần hóa học của tinh dầu.

Tinh dầu là một loại chất lỏng được tinh chế (thông thường nhất là bằng cách
chưng cất bằng hơi hoặc nước) từ lá cây, thân cây, hoa, vỏ cây, rễ cây, hoặc những thành
phần khác của thực vật.
Hidro cacbon có chứa trong tinh dầu chủ yếu là dạng tecpen, nó là thành phần
chính của tinh dầu một số loại quả (cam, chanh,…) và một số loại lá (sả, bạc hà…).
Tecpen là hợp chất mạch thẳng hoặc mạch vịng, có cơng thức tổng qt là
(C10H16)n và những hợp chất có chứa oxy của tecpen như rượu, xeton, andehyt.
-

-

Với n = 1 ta có hợp chất monotecpen
Với n = 1,5 ta có hợp chất secquytecpen
Với n = 2 ta có hợp chất ditecpen

Với n = 3 ta có hợp chất tritecpen
a. Monotecpen
Monotecpen thẳng:
● Mirxen, Linalol, Xitral là các hợp chất có chứa trong tinh dầu.
Monotecpen mạch vịng:
● Limonene, nhóm menton, pinen và camphen là các chất có chứa trong
những loại cây chứa nhiều tinh dầu.
b. Secquytecpen
Secquytecpen mạch thẳng: facnezol.
Neronidol nó được coi là một chất cố định mùi thơm quý.
Xantonin nhưng ít được dùng trong CNTP.
c. Ditecpen
Có nhiều trong nhựa và axit nhựa, ditecpen có nhiệt độ bay hơi cao, nó không bị
bay hơi cùng với hơi nước.
d. Tritecpen

GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 5


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii
- Hợp chất phổ biến có nhiều trong tinh dầu các loại thực vật, trong tự nhiên nó tồn
tại ở dạng este, gluxit hoặc ở trạng thái tự do.
e. Phenol.
- Các chất khử trùng hầu hết hóa chất có trong thực vật. Tuy nhiên, liều lượng lớn
có thể là một chất độc cho hệ thần kinh và có thể gây kích ứng da và cũng như các
tiện nghi tiêu hóa cho những người nhạy cảm.
f. Một số chất khác
- Rượu: rất nhiều rượu cũng có mặt trong các loại tinh dầu. Cao chất sát trùng,

kháng khuẩn, chống nấm rượu và thuốc kháng sinh, thuốc bổ rất tốt cho hệ thần
kinh và kích thích phản ứng miễn dịch trong cơ thể.
- Xeton: thuốc chống đơng máu. Xeton có thể thư giãn và chữa làng các mô sẹo, hệ
thống miễn dịch hoặc hệ thống hơ hấp trong cơ thể. Tuy nhiên nó có thể có hại
cho hệ thần kinh và có thể dẫn đến sẩy thai, co giật và bệnh động kinh.
- Ete/este: Chống co thắt, kháng khuẩn và chống viêm, ete là nhẹ nhàng trên da và
giúp đỡ trong việc tái cân bằng của hệ thần kinh có hiệu quả.
- Aldehyt: chống viêm.
- Coumarin: chống đông, coumarin và thuốc an thần có tác dụng thư giãn.
Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng tinh dầu
Muốn đánh giá phẩm chất của tinh dầu có thể dựa vào các chỉ số lý hóa sau
❖

Chỉ số lý học.
a. Màu sắc, trạng thái:
- Màu sắc: không màu, vàng nhạt, vàng thẫm, đỏ sẫm, đen…
- Trạng thái: trong suốt, hơi đục, đục, rất đục…
b. Tỷ trọng:
- Đối với từng loại tinh dầu tỷ trọng là một chỉ tiêu đặc trưng
- Tinh dầu có tỷ trọng nhỏ hơn 1: Sả, bạc hà, thảo quả….
- Tinh dầu có tỷ trọng lớn hơn 1: quế, hương bài…
- Tinh dầu vừa nặng vừa nhẹ hơn nước: hương nhu…
c. Năng suất quay cực:

GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 6


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii

- Phần lớn tinh dầu đều có tính quay cực, nhờ vào chỉ tiêu này người ta có thể phát
hiện sự pha trộn trong tinh dầu.
d. Độ hòa tan
- Độ hòa tan trong etanol: phần lớn tinh dầu tan rất ít trong nước nhưng dễ tan trong
etanol hoặc dung môi khác. Thường thường những tinh dầu có nhiều hợp chất chứa
oxy dễ tan trong etanol hơn những tinh dầu có nhiều tecpen, nhưng nếu là
Sesquiterpen có oxy thì lại khó tan.
-

Tinh dầu để lâu bị nhựa hóa khó hịa tan hơn, trừ một số loại đặc biệt như tinh dầu

hồi khi bị nhựa hóa lại dễ hịa tan hơn.
- Độ hịa tan trong các dung mơi khác: ngồi etanol ra tinh dầu cịn có thể tan trong các
dung mơi hữu cơ khác như ete, etylic, chloroform, benzene,…
e. Độ đông đặc
- Khi xác định độ đông đặc, tinh dầu bị quá lạnh đông kết lại, lập tức phát nhiệt kết
tinh, lúc này nhiệt độ lên cao nhanh chóng, khi đến 1 trị số nhất định nào đó thì dừng lại
rồi bắt đầu hạ xuống và giữ nguyên trong suốt quá trình đông đặc gọi là nhiệt độ đông
đặc.
- Khi hàm lượng chất kết tinh trong tinh dầu tăng lên thì độ đơng đặc lên đến giới hạn
lớn nhất vì vậy nó là một hằng số vật lý để phán đoán hàm lượng của thành phần kết tinh
trong tinh dầu.
f. Độ sôi
- Tinh dầu có thành phần phức tạp nên khơng thể coi như là một chất có độ sơi nhất
định mà người ta thường chỉ nói đến độ sơi của các phần chính trong tinh dầu đó
1.2 Giới thiệu về cây Quế, tinh dầu Quế :
a. Giới thiệu về cây Quế:
- Tên khoa học : Cinnamomum
GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 7


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii
- Cây Quế là cây thân gỗ , sống lâu năm , cao trung bình 18-20m , đường kính ngang
có thể tới 40-50 cm , thân thẳng tròn , tán lá tương đối hẹp , vỏ màu xám nâu . Vỏ , lá
có mùi thơm dễ chịu .
- Phiến lá cứng có 3 đường gân đặc trưng của lá quế
- Hoa tựa chum sim , đầu cành nhánh có các hoa trắng nhỏ hoặc phớt vàng
- Trong lá , rễ hay vỏ của cây quế chứa nhiều tinh dầu được dùng để chưng cất tinh
dầu
- Quế có tính ấm , hương vị ngọt cay
b. Phân bố và thu hái
- Quế rừng thường mọc hỗn giao trong những khu rừng nhiệt đới ẩm tự nhiên . Nước
ta thường quy hoạch các vùng cạnh cây tự mọc định hướng thành 4 vùng trồng Quế
chủ chốt bao gồm :
 Miền Trung :vùng Quế Trà Mi Trà Bồng
 Miền Bắc :vùng Quế Yên Bái
 Vùng Quế Yên Phong Thường Xuân ( thuộc tỉnh Thanh Hóa )
 Vùng Quế Quảng Ninh
Thời vụ và thu hoạch
- Quế thường được trồng vào tháng 1-2 âm lịch , trồng từ 10-15 năm cho thu hoạch
- Quế thu hoạch 2 vụ là tháng 4 và tháng 8 âm lịch , trong đó tháng 4 là mùa vụ chính
- Để cây quế cho thu hoạch đầu , các hộ thường trồng quế theo kiểu gối vụ giữa các
năm . Giai đoạn đầu thường xuyên bón phân và phát cỏ
c. Tác dụng sinh học và công dụng
-

Tác dụng của quế gồm kích thích tuần hồn máu (lưu thơng huyết), tăng cường hơ
hấp. Ngồi ra, nó cịn gây co mạch, tăng bài tiết, co bóp tử cung và tăng nhu động

ruột. Tinh dầu quế có tính sát trùng mạnh
Giảm viêm: Với một thìa bột quế mỗi ngày có thể giúp giảm viêm khớp, giảm đau và
sưng tấy.
Làm ấm cơ thể: Vào mùa đông, khi thêm quế vào chế độ ăn uống giúp bạn tăng
nhiệt độ cơ thể để chống lại cái giá lạnh của thời tiết.
Giảm đau khớp: Uống dung dịch 1/2 thìa cà phê quế pha với 1 thìa cà phê mật ong
vào buổi sáng có thể cắt cơn đau khớp ngay sau một tuần.
Kìm hãm vi khuẩn phát triển: Các nhà khoa học Mỹ thuộc Kansas State University
khẳng định, quế có tác dụng tiêu diệt khuẩn E.coli, Những nghiên cứu trong phịng
thí nghiệm ban đầu và nghiên cứu trên cơ thể động vật cho thấy quế có thể phát huy
tác dụng chống vi trùng và chống nấm. Quế trộn vào thực phẩm sẽ kìm hãm sự phát

GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 8


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii
triển của vi khuẩn và tốc độ ôi thiu sản phẩm, phát huy tác dụng như chất bảo quản
tự nhiên, không độc hại.
1.3 Tổng quan phương pháp chưng cất tinh dầu
1.3.1 Nguyên tắc phương pháp
- Dựa trên sự khuếch tán, thẩm thấu, hịa tan, lơi cuốn theo hơi nước của những hợp
chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô của thực vật khi tiếp xúc với hơi nước
ở nhiệt độ cao.
- Đặc biệt nhiệt độ sôi của hỗn hợp các cấu tử khơng hịa tan với nhau sẽ giảm so với
nhiệt độ sôi của từng cấu tử đã giúp phương pháp này chưng cất dễ hơn.
1.3.2.Cơ sở lý thuyết
a. Sự khuếch tán, thẩm thấu, hòa tan
- Ngay khi nguyên liệu được làm vỡ vụn rồi đưa vào chưng cất thì chỉ có một số mơ

chứa tinh dầu là bị vỡ và cho tinh dầu thoát tự do ra ngồi theo hơi nước lơi cuốn đi.
- Phần lớn tinh dầu cịn lại trong các mơ thực vật sẽ tiến dần ra ngồi bề mặt
ngun liệu bằng sự hịa tan và thẩm thấu. Ta có thể mơ tả q trình này như sau: “Ở
nhiệt độ nước sôi, một phần tinh dầu hịa tan vào trong nước có sẵn trong tế bào thực
vật. Dung dịch chứa tinh dầu này sẽ thẩm thấu dần ra bề mặt nguyên liệu và bị hơi nước
lơi cuốn đi. Cịn nước đi vào ngun liệu theo chiều ngược lại và tinh dầu lại tiếp tục
hòa tan vào lượng nước này. Quy trình này lặp đi lặp lại cho đến khi tinh dầu trong các
mơ thốt ra ngồi hết.”
- Sự khuếch tán, hịa tan, thẩm thấu sẽ dễ dàng khi tế bào chứa tinh dầu trương
phồng do nguyên liệu tiếp xúc với hơi nước bão hòa. Như vậy, sự hiện diện của nước rất
cần thiết, cho nên trong trường hợp chưng cất sử dụng hơi nước quá nhiệt, chú ý tránh
đừng để nguyên liệu bị khô. Nhưng nếu lượng nước sử dụng thừa q cũng khơng có
lợi, nhất là trong trường hợp tinh dầu có chứa những cấu phần tan dễ trong nước.
- Ngoài ra, nguyên liệu được làm vỡ vụn ra càng nhiều càng tốt, cần làm cho lớp
nguyên liệu có một độ xốp nhất định để hơi nước có thể đi xuyên ngang lớp này đồng
đều và dễ dàng.

GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 9


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii
b. Chưng cất – Sự lôi cuốn theo hơi nước
- Chưng cất có thể hiểu đơn giản là một quá trình biển đổi một cấu tử hay một hỗn
hợp nhiều cấu tử ở thể lỏng thành thể hơi rồi sau đó ngưng tụ trở lại thành thể lỏng. Sau
q trình đó, thành phần, hàm lượng cấu tử thu được sẽ biến đổi so với hỗn hợp đầu.
Đồng thời ta đã tách được cấu tử cần thiết ra khỏi hỗn hợp đầu.
- Nước có nhiệt độ sơi 100°C, tinh dầu có nhiệt độ sơi thường khoảng trên 200°C.
Nhưng ta vẫn có thể lơi cuốn tinh dầu theo hơi nước.

- Đó là nhờ đặc tính giảm nhiệt độ sơi của hỗn hợp các chất lỏng khơng hịa tan
vào nhau. Nhiệt độ sơi của hỗn hợp các cấu tử khơng hịa tan vào nhau dù ở bất kì tỉ lệ
nào cũng đều như nhau và luôn thấp hơn nhiệt độ sôi của từng cấu tử riêng biệt. Chính
vì đặc tính làm giảm nhiệt độ sôi này mà đã từ rất lâu phương pháp chưng cất hơi nước
được dùng để tách tinh dầu ra khỏi nguyên liệu thực vật.
- Lúc này ta coi như có hỗn hợp 2 cấu tử là nước, Cinnamaldehyde ,khơng hịa tan
vào nhau. Nhiệt độ sơi của hỗn hợp này khi đó sẽ ln là dưới 100°C. Nhờ vậy
Cinnamaldehyde sẽ bay hơi cùng với nước thoát ra, ta thu được hỗn hợp gồm 2 cấu tử
trên. Kết quả là đã tách được Cinnamaldehyde
1.3.3 . Phân loại
1.3.3.1 Phương pháp chưng cất
Trong công nghiệp, dựa trên thực hành người ta chia các phương pháp chưng cất
hơi nước ra ba loại chính :
Chưng cất với nước
Chưng cất với hơi nước khơng có nồi hơi riêng
Chưng cất với hơi nước có nồi hơi riêng
Cả ba phương pháp này đều có lý thuyết giống nhau nhưng khác nhau ở cách thực
hiện.
a. Chưng cất bằng nước:
- Trong trường hợp này, nước phủ kín nguyên liệu ( nguyên liệu và nước cùng cho
vào thiết bị), nhưng phải chừa một khoảng khơng gian tương đối lớn phía trên lớp nước,
để tránh khi nước sôi mạnh làm văng chất nạp qua hệ thống hồn lưu. Nhiệt cung cấp có
thể đun trực tiếp bằng củi lửa hoặc đun bằng hơi nước dẫn từ nồi hơi vào (sử dụng bình
có hai lớp đáy). Đun sôi, hơi nước bay ra sẽ cuốn theo tinh dầu, hai thành phần này
GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 10


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii

không tan vào nhau nên dễ dàng tách ra khỏi nhau. Trong trường hợp chất nạp quá mịn
lắng chặt xuống đáy nồi gây hiện tượng cháy khét nguyên liệu ở mặt tiếp xúc với đáy
nồi, lúc đó nồi phải trang bị những cánh khuấy trộn đều bên trong trong suốt thời gian
chưng cất.
Ưu điểm:
- Thiết bị chưng cất tương đối đơn giản rẻ tiền, phù hợp với điều kiện sản xuất
công nghiệp địa phương, ở những nơi mới phát triển bước đầu chưa có điều
kiện đầu tư vốn vào sản xuất (cơ sở sản xuất nhỏ hay vốn đầu tư thấp).
- Thích hợp với các nguyên liệu xốp và rời rạc.
- Khơng địi hỏi các vật liệu phụ như các phương pháp tấm trích, hấp thụ,...
- Thời gian tương đối nhanh.
Nhược điểm:
- Khơng thích hợp với những tinh dầu dễ bị thủy giải, những cấu phần có nhiệt
độ sơi cao, dễ tan trong nước sẽ khó hóa hơi trong khối lượng lớn nước phủ đầy
khiến cho tinh dầu sản phẩm sẽ thiếu những hợp chất này. Thí dụ điển hình là
mùi tinh dầu hoa hồng thu được từ phương pháp chưng cất hơi nước kém hơn
phương pháp trích ly, vì phenyl etilic (phenyl etilic tạo mùi tinh dầu hoa hồng)
nằm lại trong nước khá nhiều.
- Tinh dầu có chất lượng không cao do nguyên liệu tiếp xúc trực tiếp với thiết
bị nên dễ bị cháy khét. Đặc biệt là những chỗ trong thiết bị nguyên liệu thiếu
nước, hoặc bị bết dính vào thành thiết bị, đặc biệt khi chưng cất các loại hoa.
- Không lấy được các loại nhựa và sáp có trong nguyên liệu, đó là những chất
định hương thiên nhiên rất có giá trị.
- Khó điều chỉnh các thông số kỹ thuật (T°, p) khi chưng cất và thông thường
thời gian chưng cất bị kéo dài
- Tốc độ chưng cất và thời gian chưng cất phụ thuộc chủ yếu vào bộ phận đốt
lò.
b. Chưng cất bằng hơi nước khơng có nồi hơi riêng:
- Trong phương pháp này, ngun liệu được xếp trên một vỉ đục lỗ và nồi cất được đổ
nước sao cho nước không chạm đến vỉ.

- Nhiệt cung cấp có thể là ngọn lửa đốt trực tiếp. Có thể coi phương pháp này là một
trường hợp điển hình của phương pháp chưng cất bằng hơi nước với hơi nước ở áp suất

GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 11


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii
thường. Như vậy chất ngưng tụ sẽ chứa ít sản phẩm phân hủy hơn là trường hợp chưng
cất bằng hơi nước trực tiếp, nhất là ở áp suất cao hay hơi nước quá nhiệt.
- Việc chuẩn bị nguyên liệu trong trường hợp này quan trọng hơn nhiều so với phương
pháp trước , vì hơi tiếp xúc với chất nạp chỉ bằng cách xuyên qua nó nên phải sắp xếp
thế nào để chất nạp tiếp xúc tối đa với hơi nước thì mới có kết quả tốt . Muốn vậy , chất
nạp nên có kích thước đồng đều khơng sai biệt nhau quá
- Nếu chất nạp được nghiền quá mịn , nó dễ tụ lại vón cục và chỉ cho hơi nước đi qua
một vài khe nhỏ do hơi nước tự nhiên phá xuyên lên . Như vậy phần lớn chất nạp sẽ
khơng được tiếp xúc với hơi nước . Ngồi ra , luồng hơi nước đầu tiên mang tinh dầu có
thể bị ngưng tụ và tinh dầu vào lại lớp nước nóng bên dưới gây hư hỏng thất thốt . Do
đó việc chuẩn bị chất nạp cần được quan tâm nghiêm túc và địi hỏi kinh nghiệm tạo
kích thước chất nạp cho từng loại nguyên liệu .
- Tốc độ chưng cất trong trường hợp này không quan trọng như trong trường hợp chưng
cất bằng nước . Tuy nhiên , tốc độ nhanh sẽ có lợi vì tình trạng q ướt của chất nạp và
gia tăng vận tốc chưng cất . Về sản lượng tinh dầu mỗi giờ , người ta thấy nó khá hơn
phương pháp chưng cất bằng nước những vẫn còn kém hơn phương pháp chưng cất
bằng hơi nước có nồi hơi riêng sẽ đề cập sau
Ưu điểm:
- Ít tạo ra sản phẩm phân hủy. Tuy nhiên dù với thiết bị loại nào đi nữa, ta phải
đảm bảo là chỉ có phần đáy nồi là được phép đốt nóng và giữ cho phần vỉ chứa
chất nạp không tiếp xúc với nước sơi.

- Phương pháp này cũng tốn ít nhiên liệu, tuy nhiên nó khơng thể áp dụng cho
những ngun liệu dễ bị vón cục.
Nhược điểm:
- Do thực hiện ở áp suất thường, nên cấu phần có nhiệt độ sơi cao sẽ đòi hỏi một
lượng rất lớn hơi nước để hóa hơi hồn tồn và như thế sẽ tốn rất nhiều thời
gian.
- Về kỹ thuật, khi xong một lần chưng cất, nước ở bên dưới vỉ phải được thay
thế để tránh cho mẻ sản phẩm sau có mùi lạ.

GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 12


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii
c. Chưng cất bằng hơi nước có nồi hơi riêng:
Hơi nước tạo ra từ nồi hơi, thường có áp suất cao hơn khơng khí, được đưa thẳng
vào bình chưng cất. Ngày nay, phương pháp này thường dùng để chưng cất tinh dầu từ
các nguyên liệu thực vật. Lượng hơi tạo ra có thể cung cấp cho nhiều nồi cùng chưng cất
Đặc điểm nổi trội của phương pháp này :
- Người ta có thể khống chế tốt cơng nghệ như điều chỉnh áp suất, nhiệt độ như
mong muốn để tận thu sản phẩm, nhưng phải giữ nhiệt độ ở mức giới hạn để tinh
dầu không bị phân hủy.
- Điều kiện làm việc của cơng nhân nhẹ nhàng hơn, dễ cơ khí hóa và tự động hóa
các cơng đoạn sản xuất, rút ngắn được thời gian sản xuất.
- Ngoài ra phương pháp này khắc phục được tình trạng nguyên liệu bị khê, khét và
nếu theo u cầu của cơng nghệ thì có thể dùng hơi quá nhiệt, hơi có áp suất cao
để chưng cất.
Việc sử dụng phương pháp này cũng phụ thuộc vào những điều kiện hạn chế như
đã trình bày đối với hai phương pháp chưng cất nói trên cộng thêm hai yếu tố nữa là yêu

cầu
- Hơi nước không quá nóng và quá ẩm. Nếu quá nóng nó có thể phân hủy những
cấu phần có độ sơi thấp, hoặc làm chất nạp khô quăn khiến hiện tượng thẩm thấu
không xảy ra. Do đó trong thực hành, nếu dịng chảy của tinh dầu ngưng lại sớm
quá, người ta phải chưng cất tiếp bằng hơi nước bão hòa trong một thời gian cho
đến khi sự khuyếch tán hơi nước được tái lập lại, khi đó mới tiếp tục dùng lại hơi
nước quá nhiệt.
- Còn trong trường hợp, hơi nước quá ẩm sẽ đưa đến hiện tượng ngưng tụ, phần
chất nạp phía dưới sẽ bị ướt, trong trường hợp này người ta phải tháo nước ra
bằng một van xả dưới đáy nồi. trong cơng nghiệp, hơi nước trước khi vào bình
chưng cất phải đi ngang một bộ phận tách nước.
Với hơi nước có áp suất cao thường gây ra sự phân hủy quan trọng, nên tốt nhất là
bắt đầu chưng cất với hơi nước ở áp suất thấp và cao dần cho đến khi kết thúc. Khơng có
một quy tắc chung nào cho mọi loại ngun liệu vì mỗi chất nạp địi hỏi một kinh
nghiệm và yêu cầu khác nhau.
- Thiết bị sử dụng trong phương pháp này khá phức tạp và đắt tiền
Ưu nhược điểm của phương pháp
GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 13


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii
Ưu điểm:
- Thiết bị khá gọn gàng, dễ chế tạo, qui trình sản xuất đơn giản
- Khơng địi hỏi vật liệu phụ như các phương pháp trích ly, hấp phụ, ...
- Thời gian chưng cất tương đối nhanh, nếu thực hiện gián đoạn chỉ cần 5-10 giờ,
nếu liên tục thì 30 phút đến 1 giờ
- Có thể tiến hành chưng cất với các cấu tử tinh dầu chịu được nhiệt độ cao.
- Trong q trình chưng cất, có thể phân chia các cấu tử trong hỗn hợp bằng cách

phân tụ từng phần theo thời gian.
Nhược điểm:
- Không áp dụng phương pháp chưng cất vào những nguyên liệu có hàm lượng
tinh dầu thấp vì thời gian chưng cất sẽ kéo dài, tốn rất nhiều hơi và nước để
ngưng tụ.
- Tinh dầu thu được có thể bị giảm chất lượng nếu có chứa các cấu tử dễ bị thủy
phân, phân hủy bởi nhiệt độ cao.
- Khơng có khả năng tách các thành phần khó bay hơi hoặc khơng bay hơi trong
thành phần của nguyên liệu ban đầu mà những thành phần này rất cần thiết vì
chúng có tính chất định hương rất cao như sáp, nhựa thơm,..
- Hàm lương tinh dầu còn lại trong nước chưng (nước sau phân ly) tương đối lớn.
- Tiêu tốn một lượng nước khá lớn để làm ngưng tụ hỗn hợp hơi.
Dù vậy chưng cất bằng hơi nước có nồi hơi riêng có rất nhiều ưu điểm để thu được
hiệu suất cao và chất lượng tinh dầu tốt nên chúng ta sẽ chọn theo hướng chưng cất
tinh dầu xả bằng hơi nước có nồi hơi riêng.
1.3.3.2 Phương pháp cơ học

-

Phương pháp cơ học tương đối đơn giản, dùng để tách chất thơm ở dạng tự do
bằng cách ép, dùng phổ biến cho các loại quả như: cam, chanh, quýt, bưởi,... vì
đối với những nguyên liệu này chất thơm thường phân bố ở lớp tế bào mỏng phía
bên ngoài với một lượng tương đối lớn. Khi ta tác dụng một lực lên vỏ quả thì các
tế bào có chứa chất thơm sẽ bị vỡ và chất thơm sẽ bị chảy ra ngoài rất dễ dàng.
Vắt ép: ngâm nguyên liệu vào nước thường hoặc nước muối 5%. Vớt nguyên liệu
ra, vắt cho tinh dầu tuôn ra, rồi thấm phần tinh dầu này bằng miếng bông hoặc
bọt bể, vắt ráo miếng bông để lấy tinh dầu ra rồi tiếp tục thao tác như trên. Sau
cùng tách nước làm khan và lọc sạch.

GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 14


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii
-

-

Nạo xát: dùng một phễu bằng đồng, mặt trong có các gai nhỏ, dùng nguyên liệu
xát lên mặt phếu làm cho các túi dầu vỡ ra. Tách nước, làm khan, thu lấy tinh
dầu.
Ép: vừa ép nguyên liệu vừa phun nước muối 10% để tinh dầu dễ trôi ra và đồng
thời khi ngưng ép, tinh dầu không bị ép trở lại xác. Đem dung dịch li tâm hoặc
lắng gạn để thu phần tinh dầu.
Các phương pháp cơ học này, có ưu điểm là tinh dầu có mùi thơm tự nhiên do
khơng dùng đến sức nóng và dung mơi. Nhược điểm là tốn nhiều nhân cơng và
địi hỏi tinh dầu tập trung, hiệu suất không cao, tinh dầu lấy ra không triệt để, do
đó phải tìm phương pháp khác để lấy lượng tinh dầu cịn sót lại.

1.3.3.3. Phương pháp trích ly
Phương pháp này được sử dụng trong các trường hợp các thành phần hợp chất thiên
nhiên không bền ở nhiệt độ cao hoặc hàm lượng trong nguyên liệu rất thấp, không thể
dùng phương pháp chưng cất. Phương pháp trích ly thường dùng dung môi dễ bay hơi
như ethylic ether, petroleum ether, alcol, acetone hoặc các loại khí hóa lỏng như CO 2
lỏng tại áp suất lớn 60-70 atm.
1.3.3.4. Phương pháp hấp thụ
Phương pháp hấp thụ dựa trên cơ sở tính chất của một số loại hoa, quả có thể kéo dài
thời gian tạo ra hương thơm sau khi đã rời khỏi cây và khả năng hòa tan chúng của các
loại mỡ động vật trên bề mặt ( hấp phụ ). Bằng cách này thao tác tiến hành rất thủ cơng,

khó cơ giới hóa, các loại mỡ động vật đắt tiền, khó bảo quản, quá trình tiến hành kéo
dài, năng suất thấp. Gần đây người ta chuyển sang hấp phụ bằng than hoạt tính gọi là
hấp phụ động học. Bằng phương pháp này người ta tạo điều kiện cho các luồng khí ẩm
đi qua các lớp hoa, nhằm giữ cho hoa được tươi lâu. Luồng khơng khí sau khi qua lớp
hoa sẽ cuốn theo những chất thơm bay hơi đi vào buồng hấp phụ, ở đó than hoạt tính sẽ
giữ lại các chất thơm tại buồng hấp phụ, khơng khí thải ra ngồi. Lớp hoa còn lại sau khi
hấp phụ hết các chất thơm bay hơi sẽ đem đi chưng cất hoặc trích ly lấy hết những chất
thơm khơng bay hơi cịn lại.
1.3.3.5. Phương pháp lên men
Phương pháp này được áp dụng đối với các loại cây và quả có chất thơm ở trạng thái
kết hợp từng phần, hoặc kết hợp hoàn toàn, không ở trạng thái tự do mà thường ở trạng
thái liên kết glucozit. Vì vậy, muốn tách chất thơm từ những loại nguyên liệu này, đầu
GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 15


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii
tiên cần phải tiến hành sơ bộ tách bằng phương pháp lên men, sau đó dùng phương pháp
chưng cất để tách hoàn toàn.
1.4. Tổng quan về thiết bị chưng cất
1.4.1.Thiết bị chưng cất
Trong công nghệ chưng cất tinh dầu,các thiết bị chưng cất có các dạng sau

- Loại I: Nguyên liệu được phân bố đều, hơi ra tập trung nhưng khó cho ngun
liệu vào.
- Loại II: Khơng phổ biến thường dùng để chưng cất hoa hồng ( do tạo bọt nên phải
có chiều cao ), nguyên liệu cho vào dễ dàng nhưng diện tích đốt bé.
- Loại III: Tiện lợi khi chưng cất với nước vì diện tích hơi lớn nhưng năng suất
không lớn.

- Loại IV: Dùng phổ biến nhất, có khả năng nâng cao năng suất thiết bị bằng cách
kéo dài thiết bị, mở rộng dung tích dễ dàng.
1.4.2. Nắp thiết bị.
- Để tránh tổn thất tinh dầu và tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng, quá trình
chưng cất phải được thực hiện trong thiết bị kín. Nắp thiết bị có thể có hình chóp, chỏm
cầu hoặc elip. Nắp thiết bị phải có cấu tạo sao cho hơi thốt ra dễ dàng và nhanh chóng.
Nếu hỗn hợp nằm lâu trong thiết bị sẽ sinh ra hiện tượng quá nhiệt làm tinh dầu giảm
chất lượng. Nếu nguyên liệu được cho vào qua nắp thiết bị thì ở bộ phận mối nối giữa
cửa nguyên liệu và nắp cần phải được ghép thật kín và thuận tiện cho việc đóng mở dễ
dàng.
- Mối nối giữa thiết bị và nắp có thể dùng bằng đệm và vặn bu lông; đệm tốt nhất là
bằng sợi amiang bện, trong trường hợp khơng có amiang có thể dùng gioăng cao su.
GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 16


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii
Dùng bu lông để ghép các mối nối trong thực tế bất lợi vì tốn nhiều thời gian để tháo,
vặn.Các loại kẹp khác như mỏ vịt cũng rất bất tiện. Vì vậy nếu chưng cất dưới áp suất
khơng lớn, mối nối bằng gioăng nước là thích hợp hơn cả. Gioăng nước có thể dùng loại
đơn hoặc kép, gioăng nước thường được làm bằng cao su. Nhưng nếu áp suất nồi hơi lớn
hơn áp suất bên ngồi khoảng 25-30 mmHg thì cũng khơng dùng được gioăng nước.
- Vì vậy nhiệm vụ quan trọng là thiết kế cấu tạo thiết bị cũng như các bộ phận nối
thuận tiện dễ dàng, tạo điều kiện tốt nhất cho hỗn hợp hơi đi ra khỏi thiết bị nhanh
chóng, bảo đảm phẩn chất của tinh dầu thu được.
- Qua chọn lựa, ta sẽ làm nắp thiếp bị có dạng hình chỏm cầu (hình II),có thể mở
nắp ra để cho giỏ nguyên liệu vào và lấy bã ra, đồng thời cũng là cửa để vệ sinh thiết bị
định kì. Nắp được kết nối với phần thân thiết bị chưng bằng bích nối bắt bu lơng, có
gioăng cao su bịt kín.

1.4.3. Cổ nồi.
- Cổ nồi là một bộ phận trung gian nối liền giữa nắp và vòi voi của nồi, cổ nồi có
thể có nhiều hình dạng, nhưng yêu cầu chung là phải làm sao cho chế tạo đơn giản.
Nhiệm vụ chính của cổ nồi là để làm cho hỗn hợp hơi thoát ra được dễ dàng, trong
trường hợp chưng cất với nước, cổ nồi giúp cho hỗn hợp hơi thốt ra khơng lẫn nhiều
nước. Khi chưng cất các loại nguyên liệu hạt nghiền nhỏ, cổ nồi phải giữ lại được bụi vì
vậy ở cổ nồi thường phải đặt một tấm lưới. Nhưng đến nay, các loại cổ nồi có lưới chắn
như vậy vẫn khơng đáp ứng được yêu cầu loại bỏ tạp chất, vì vậy người ta phải làm thêm
một bộ phận lắng bụi riêng, trước khi hỗn hợp hơi đi vào thiết bị ngưng tụ.

GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 17


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii
- Bởi vì nguyên liệu chưng cất là lá Quế được cho vào giỏ chứa kim loại có nắp,
nên khơng sợ có bụi bẩn bay lên, ta khơng cần làm lưới chắn bụi.
1.4.4. Vòi voi.
- Vòi voi là một phần của thân nồi nhằm nối liền cổ nồi với thiết bị ngưng tụ, vịi
voi cần phải có kích thước tương ứng sao cho hỗn hợp hơi bay ra không bị trở lực lớn,
khơng làm giảm tốc độ chưng cất. Vịi voi cần phải có cấu tạo sao cho dung dịch lỏng
trong thiết bị khơng được đi qua đó để vào ống dẫn tới thiết bị ngưng tụ.
- Vì vậy, vịi voi thường có một độ dốc nhất định, nghiêng về về phía thiết bị ngưng
tụ, thường dao động tự 1° đến 3°. Đường kính của vịi voi nhỏ dần để hơi thốt ra dễ
dàng, vịi voi khơng nên dài q 1,5 – 3m. Nếu quá ngắn thì hỗn hợp hơi bay ra sẽ
ngưng tụ đột ngột gây nên áp suất dư, ảnh hưởng tới quá trình chưng cất, nếu quá dài thì
hỗn hợp bay hơi ta sẽ rất chậm, ảnh hưởng tới tốc độ chưng cất.

1.4.5. Đáy thiết bị.
Đáy nồi có cấu tạo giống nắp nồi nhưng phải thỏa mãn sao cho khi chưng cất bằng hơi,
hơi nước nước ngưng tụ được tháo ra dễ dàng khơng cịn đọng hơi lại ở trong nồi. Đồng
thời phải dễ dàng trong việc tháo hay rửa sạch cặn bã ngun liệu cịn sót lại.
Trong trường hợp chưng cất trực tiếp thì đáy nồi phải có bộ phận phun hơi. Nếu chưng
cất với hơi nước thì đáy nồi là bộ phận đốt nóng tạo hơi (thủ cơng), do đó đáy nồi phải
có cấu tạo sao cho diện tích truyền nhiệt tốt nhất.
Ta làm đáy thiết bị có dạng hình chỏm cầu, được hàn kín với thân thiết bị (hình 1).

GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 18


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii

1.4.6. Giỏ chứa nguyên liệu.
- Giỏ chứa có tác dụng đỡ khối nguyên liệu giữ cho nguyên liệu khỏi bị rơi xuống
đáy làm tắc ống dẫn hơi .Nhằm thuận tiện cho việc nạp nguyên liệu và tháo bã, ta sử
dụng thiết bị chưng cất kiểu giỏ chứa có cấu tạo như sau: ngồi phần thiết bị thơng
thường có thêm bộ phận chứa nguyên liệu gọi là giỏ chứa, vành đỡ giỏ chứa và các thanh
tựa giỏ chứa được gắn xung quanh đường kính trong của thiết bị.
- Giỏ chứa được cấu tạo bằng thép lá, có hình trụ như thiết bị, ở phía trên giỏ có nắp
để tránh ngun liệu bị quấn theo hơi bay vào thiết bị ngưng tụ.
- Trong trường hợp chưng cất, nguyên liệu dễ bị bết, bị vón, giỏ chứa cịn có tác dụng
giữ cho ngun liệu khỏi bết vào nhau, làm cho hơi nước đi qua ngun liệu được dễ
dàng, giỏ chứa cịn có tác dụng phân phối hơi đều khắp các thiết bị.
1.4.7. Ống dẫn phân phối hơi.
Trường hợp chưng cất bằng hơi nước cần có ống dẫn phân phối hơi vào thiết bị, vì
vậy có ảnh hưởng lớn đến năng suất chưng cất. Thực tế cho thấy, trong trường hợp

chưng cất ở thiết bị quá lớn, tác dụng của ống phân phối hơi này bị giảm. Hình dạng ống
phân phối hơi có khác nhau, hình vịng trịn, hình xoắn ốc, hình chữ nhật,... nhưng nói
chung hình vịng trịn phổ biến nhất. Các lỗ của ống phân phối hơi thường được xếp theo
hình quân cờ (so le nhau) thành hai hàng hướng về đáy của nồi cất, nhằm làm cho nồi
cất được phân phối đều và giữ cho các lỗ phun hơi khỏi bị bẩn do bụi, tạp của nguyên
liệu chế biến. Tốc độ hơi ở đây thường là 20 m/s.
1.4.8. Vật liệu làm thiết bị chưng cất

GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 19


Đồ án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội án Quá trình và Thiết bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộit bị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nộing Đại Học Bách Khoa Hà Nộii Học Bách Khoa Hà Nộic Bách Khoa Hà Nộii
Vật liệu để làm nồi chưng cất tinh dầu thường dùng loại sắt thép đặc biệt. Một số xí
nghiệp chưng cất thủ công, hoặc chưng cất gỗ trong lâm nghiệp, có thể làm nồi cất bằng
gỗ, xi măng, ...., những loại nguyên liệu này đơn giản, rẻ, dễ tìm kiếm nguyên vật liệu,
nhưng dễ bị hỏng, phải sửa chữa liên tục, dễ xảy ra tai nạn khi chưng cất với áp suất lớn.
Ngoài ra, thiết bị chưng cất như vậy thường chỉ dùng chưng cất được một loại nguyên
liệu. Nguyên liệu gỗ nói chung dễ hấp thụ tinh dầu, và sau đó muốn khử mùi rất khó
khăn do vậy lựa chọn nguyên vật liệu dùng để làm nồi chưng cất cần phải chú ý đến giá
thành, cũng như khả năng tác dụng của kim loại đó đối với tinh dầu, vì trong tinh dầu
cịn có nhiều axit hữu cơ, có thể làm cho các thành phần của thiết bị dễ bị gỉ. Nhìn
chung, theo thực tế được xác nhận tính theo mức độ không bền của các kim loại đối với
tinh dầu ta thấy như sau: trong số chì, sắt, nhôm, đồng, thiếc, thiếc tương đối bền hơn cả.
Các phần khác nhau của thiết bị cũng bị oxi hóa khác nhau. Thường ở những chỗ bề
mặt hơi nước, trực tiếp tác dụng và ngưng tụ nhiều thì dễ bị oxi hóa nhất. Ví dụ phần
trên của thiết bị, cổ nồi và vịi voi trong trường hợp chưng cất thủ cơng thì những bộ
phận đáy nồi bị tác dụng nhiệt, những chỗ ở nắp nồi chịu tác dụng lực nhiều, dễ bị gỉ và
mau hỏng nhất. Ngoài ra việc chống gỉ ta cần chú ý tới màu sắc của tinh dầu do tác dụng

của một số muối kim loại với tinh dầu tạo thành, muối sắt cho màu nâu hoặc vàng, muối
đồng cho màu xanh lục.
Xuất phát từ những yêu cầu như đã nêu ở trên, thiết bị chưng cất nên làm bằng loại thép
không gỉ SUS 304, là loại thép an tồn cho thực phẩm, dược phẩm, đồng thời có tính
bền, khả năng chịu mài mịn cao.
a, Chịu Nhiệt:
Inox 304 thể hiện được khả năng oxi hóa tốt ở nhiệt độ 870°C, và tiếp tục chịu được
nhiệt độ lên đến 925 °C. Mặc khác công nghệ chế biến tinh dầu quy mơ cơng nghiệp
thường có nồi hơi, thép khơng gỉ chịu được nhiệt rất cao vì có nhiều thành phần gồm:
crôm, niken, titan... Nồi chưng cất tinh dầu vừa phải chịu nhiệt cao lại chịu áp suất từ
nồi hơi đẩy sang, nên đặc tính chịu nhiệt này giúp cho vật liệu ít biến dạng hay xảy ra sự
cố, làm tăng hiệu quả trong q trình sản xuất nhờ tính ổn định, bền vững và tin cậy rất
cao.
a. Chịu Ăn Mòn:

GVHD : TS. Nguyễn Ngọc Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên n Ngọc Bách Khoa Hà Nộic Hoàng SVTH : Dương Thị Duyên ng Thị - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Duyên

Page 20