Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg

Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ

Mục lục
LỜI NÓI ĐẦU

LỜI NÓI ĐẦU
Từ xa xưa cha ông ta đã biết sử dụng dược liệu, hương liệu triết suất từ các loài
cây, hoa… để làm đẹp, thuốc chữa bệnh, và những công dụng không tưởng của chúng.
Việc sử dụng tinh dầu để làm đẹp, tạo hương thơm đang là một xu thế nó làm đa dạng sản
phẩm nước hoa cao cấp trên thị trường, tạo ra những hương thơm khác biệt rất cuốn hút,
với việc sử dụng các vật liệu có nguồn gốc tự nhiên đang là mối quan tâm lớn của người
sử dụng, đặc biệt ở các quốc gia lớn mạnh và có kinh nghiệm lâu năm như Pháp, Anh,
Nga. Trong nhiều năm gần đây thị trường tinh dầu được người dân Việt Nam ta quan tâm
hơn và cũng có nhiều công ty đi đầu trong việc phát triển các sản phẩm từ tinh dầu của
các loại cây, hoa…
Nhận thấy được tiềm năng lớn của thị trường tinh dầu và cần phát triển hơn nữa
những sản phẩm về tinh dầu của thị trường trong nước. Trong đồ án này em muốn nghiên
cứu, thử nghiệm để sản xuất tinh dầu nói chung và thử nghiệm trên sản phẩm tinh dầu xả
nói riêng. Mục đích lớn hơn là đi sâu tìm hiểu để cải thiện hiệu quả của các quá trình sản
xuất ra sản phẩm tinh dầu cả về số lượng lẫn chất lượng. Dưới sự hướng dẫn của GVUT.
Nguyễn Minh Hệ đồ án này em sẽ trình bày về “Tính toán thiết kế thiết bị chưng cất tinh
dầu sả năng suất 50kg/mẻ ”.

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 1


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ

1 PHẦN 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

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 những hỗn hợp khác nhau của những chất bốc hơi nguồn thực vật (rất
ít khi có nguồn gốc động vật), các chất này thường có mùi thơm và có cấu tạo, tính chất,
điểm chảy, điểm sôi, độ tan trong nước hay trong các dung môi rất khác nhau, phần lớn
chúng không tan, chính xác là ít hay rất ít tan trong nước. Các hợp phần của tinh dầu hòa
tan lẫnvào nhau. Nếu một lượng tinh dầu nào đó là một khối đồng nhất (một pha), nó sẽ
bắt đầu sôi ở một nhiệt độ phụ thuộc vào thành phần và tỷ lệ các hợp chất trong nó.

1.2 Tính chất vật lý và các thành phần hóa học của tinh dầu.
1.2.1 Tính chất vật lý của tinh dầu.
Tinh dầu thường tồn tại dạng thể lỏng ở nhiệt độ thường, mùi thơm, ít khi có màu
trừ tinh dầu chứa aluzen có màu xanh. Tinh dầu có tỉ trọng thấp so với nước, chỉ số khúc
xạ cao. Tinh dầu bay hơi được, ít tan trong nước nhưng làm cho nước có mùi thơm, tinh
dầu là hỗn hợp nên không có nhiệt độ sôi nhất định, nhiệt độ sôi thường cao trên 200°C.
Tinh dầu tan trong cồn, ete, dung môi hữu cơ và các chất béo.
1.2.2 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. Tinh dầu được ví như là nhựa sống của cây, vì vậy đã mang sức
sống, năng lượng và mạnh hơn 100 lần các loại thảo dược sấy khô. Hầu hết các loại tinh
dầu đều trong, ngoại trừ vài loại tinh dầu như dầu cây hoắc hương, dầu cam,
"lemongrass" thì đều có màu vàng hoặc hổ phách.
Bất kỳ một loại tinh dầu nào cũng đều có những thành phần sau:
- Monoterpenes: Tìm thấy trong hầu hết các loại tinh dầu. Monoterpenes có công
thức phân tử là C10H16 là chất khử trùng và thuốc bổ trong tự nhiên. Chúng được lọc
không khí tốt mà có khoảng 10 nguyên tử cacbon trong đó. Mặc dù Monoterpenes có mặt
trong hầu hết các tinh dầu khác, một tỷ lệ lớn trong số họ được tìm thấy trong các loại
dầu Citrus. Họ là không màu, rất dễ bay hơi và xấu đi nhanh chóng. Do đó, họ cần phải
được xử lý với việc chăm sóc và giữ ở nhiệt độ mát mẻ. Limonene hàng tại Lemon dầu,

pinen hàng tại Pine và camphene hàng tại Long não là những ví dụ của các loại tinh dầu.
- Sesquiterpene: Mặc dù không phải là dễ bay hơi như Monoterpenes,
sesquiterpene có hiệu quả và có khoảng 15 nguyên tử cacbon trong đó. Họ có một tác
dụng làm dịu, là chống viêm và chống nhiễm trùng. Zingiberene trong dầu gừng, cedrene
tại Cedarwood và caryophellene trong dầu đinh hương là một trong những sesquiterpene
tìm thấy trong các loại tinh dầu.
- Phenol: Các chất khử trùng hầu hết hóa chất có trong thực vật, kích thích cơ thể
phenol chức năng với liều lượng nhỏ. Tuy nhiên, liều lớn có thể là một chất độc cho hệ
thần kinh và có thể gây kích ứng da cũng như các tiện nghi tiêu hóa cho những người
Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 2


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
nhạy cảm. Thymol hàng tại Thyme dầu và eugenol hàng tại Đinh hương là những ví dụ
của phenol.
- 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. Lavendulol trong Lavender, nerol trong
Neroli và geraniol hàng tại Géranium dầu là những ví dụ của rượu trong các loại dầu.
- Xeton: Thuốc chống đông máu, Xeton có thể thư giãn, nghiêm trang và chữa
lành các mô sẹo, hệ thống miễn dịch hoặc hệ thống hô hấp trong cơ thể. Tuy nhiên, Xeton
có thể có hại cho hệ thần kinh và có thể dẫn đến sẩy thai, co giật và bệnh động kinh.
- Ete/ Este: Ête và este có tính chất tương tự nhưng ete là mạnh mẽ hơn của cả hai.
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. Cinnamyl acetate trong Quế và myrtinly
acetate trong Myrtle.
- Aldehyt: chống viêm, Aldehyt có tính chất tương tự như Xeton và cồn. Tuy
nhiên, vượt Aldehyt có thể gây ra kích thích lớn cho da và các màng nhầy. Furfurol trong

Lavender, Đàn hương, quế và Cypress là aldehyt.
- Coumarin: Anti-convulsant và chống đông, coumarin và thuốc an thần có tác
dụng thư giãn. Khi các hóa chất này có thể được cảm quang, các loại tinh dầu với các
thành phần càn được sử dụng cẩn thận và không được tiếp xúc với ánh nắng mặt trời.
Bergaptene ừong Bergamot, angelicine trong Angelica và Citroptene trong các loại dầu
Citrns là những ví dụ của coumarin.

1.3 Phương pháp sản xuất tinh dầu
1.3.1 Phương pháp chưng cất
1.3.1.1 Nguyên tắc phương pháp
Phương pháp này dựa trên sự khuếch tán, thẩm thấu, hòa tan và lôi cuốn theo hơi
nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô thực vật (hoa, lá, vỏ
quả, hạt, thân, cành, rễ, ...) khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao.
Điều quan trọng là tính chất giảm nhiệt độ sôi của hỗn hợp các cấu tử không hòa
tan vào nhau. Chính điều này làm cho phương pháp chưng cất trở nên có ý nghĩa.
1.3.1.2 Cơ sở lí 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 mô
chứa tinh dầu là bị vỡ và cho tinh dầu thoát tự do ra ngoài theo hơi nước lôi cuốn đi.
Phần lớn tinh dầu còn lại trong các mô thực vật sẽ tiến dần ra ngoài bề mặt
nguyên liệu bằng sự hòa tan và thẩm thấu. Ta có thể mô tả quá trình này như sau: “Ở
nhiệt độ nước sôi, một phần tinh dầu hòa 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 lôi
cuốn đi. Còn nước đi vào nguyên 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 mô thoát
ra ngoài hết.”
Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 3

Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
Sự khuếch tán, hòa 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 quá cũng không 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.
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
quá 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 sôi 100°C, tinh dầu có nhiệt độ sôi thường khoảng trên 200°C.
Vậy tại sao ta có thể lôi cuốn tinh dầu theo hơi nước được?
Đó là nhờ đặc tính giảm nhiệt độ sôi của hỗn hợp các chất lỏng không hòa tan vào
nhau. Nhiệt độ sôi của hỗn hợp các cấu tử không hòa 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 3 cấu tử là nước, Citral, Geraniol không hòa tan
vào nhau. Nhiệt độ sôi của hỗn hợp này khi đó sẽ luôn là dưới 100°C. Nhờ vậy Citral,
Geraniol sẽ bay hơi cùng với nước thoát ra, ta thu được hỗn hợp gồm 3 cấu tử trên. Kết
quả là đã tách được Citral, Geraniol từ trong tể bào củ xả ra thành hỗn hợp nước, Citral,
Geraniol.
1.3.1.3 Phân loại
Trong công nghiệp, dựa trên thực hành người ta chia các phương pháp chưng cất
hơi nước ra ba loại chính:

-

Chưng cất bằng nước
Chưng cất bằng hơi nước không có nồi hơi riêng
Chưng cất bằng 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, nhưng phải chừa một khoảng
không gian tương đối lớn phía trên lớp nước, để tránh khi nước sôi mạnh làm văng chất
nạp qua hệ thống hoàn 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). Trong trường hợp chất
nạp quá mịn lắng chặt xuống đáy nồi gây hiện tượng cháy khét nguyên liệu ở mặt tiếp

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 4


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
xúc với đáy nồi, lúc đó nồi phải trang bị những cánh khuấy trộn đều bên trong trong suốt
thời gian chưng cất.
Sự chưng cất này thường không thích hợp với những tinh dầu dễ bị thủy giải.
Những nguyên liệu xốp và rời rạc rất thích hợp cho phương pháp này. Những cấu phần có
nhiệt độ sôi 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, vì thế người ta chỉ dùng phương pháp này khi không thể sử dụng các phương pháp

khác.
b. Chưng cất bằng hơi nước không có nồi hơi riêng
Trong phương pháp này, nguyên 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 hoặc dùng hơi nước từ nồi hơi dẫn
vào lớp bao chung quanh phần đáy nồi. 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 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 trường hợp này quan trọng hơn nhiều so
với phương pháp trước, vì hơi nước 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 không 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 phá xuyên lên. Như vậy phần lớn chất nạp sẽ không
được tiếp xúc với hơi nước. Ngoài ra, luồng hơi nước đầu tiên mang tinh dầu có thể bị
ngưng tụ và tinh dầu rơi ngược lại vào lớp nước nóng bên dưới gây hư hỏng thất thoát.
Do đó việc chuẩn bị chất nạp cần được quan tâm nghiêm túc và đòi 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 ngăn được tình trạng quá 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 nhưng vẩn còn kém hơn phương pháp
chưng cất bằng hơi nước sẽ đề cập sau.
So với phương pháp chưng cất bằng nước, ưu điểm của nó là 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 sôi.
Phương pháp này cũng tốn ít nhiên liệu, tuy nhiên nó không thể áp dụng cho những
nguyên liệu dễ bị vón cục.
Khuyết điểm chính của phương pháp là do thực hiện ở áp suất thường, nên cấu

phần có nhiệt độ sôi cao sẽ đòi hỏi một lượng rất lớn hơi nước để hóa hơi hoàn toàn 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.

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 5


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
c. Chưng cất bằng hơi nước có nồi hơi riêng
Hơi nước tạo ra từ nồi hơi, thường có áp suất cao hơn không 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.
Điểm ưu việt của phương pháp này là người ta có thể 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.
Việc sử dụng phương pháp này cũng lệ 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 sôi thấp, hoặc làm chất nạp khô quăn khiến hiện tượng thẩm thấu không xảy ra. Do
đó trong thực hành, nếu dòng 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
công 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. Không có

một quy tắc chung nào cho mọi loại nguyên liệu vì mỗi chất nạp đòi hỏi một kinh nghiệm
và yêu cầu khác nhau.
1.3.1.4 Ưu nhược điểm
a. Ưu điểm:
-

Thiết bị khá gọn gàng, dễ chế tạo, qui trình sản xuất đơn giản
Không đòi 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.

b. 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.
Không lấy được các loại nhựa và sáp có trong nguyên liệu (đó là những
chất định hương thiên nhiên rất có giá trị).
Hàm lương tinh dầu còn lại trong nước chưng (nước sau phân ly) tương đối
lớn.

1.3.2 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
Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 6


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
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.
1.3.3 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 độc 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, alcool, acetone hoặc các loại khí hóa lỏng như CO2
lỏng tại áp suất lớn 60-70 atm.
1.3.4 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
công, 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 không 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, không khí thải ra ngoài. 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
không bay hơi còn lại.
1.3.5 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 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 Vài nét về thị trường tinh dầu
1.4.1 Thị trường tinh dầu xuất khẩu trên thế giới
Tinh dầu là một chất lỏng được chiết suất từ những cây thảo mộc có mùithơm hay mùi
hắc đặc trưng cho loài cây mà ta chiết suất từ nó. Những vị thuốc có tinh dầu khi ép giữa
hai tờ giấy để lại một vết trong mờ, nhưng để lâu hay hơ nóng thì bay mất (lưu ý phân
biệt với chất béo. Vì chất béo khi ép giữa hai tờ giấy cũng để lại một vết mờ, nhưng để
lâu hay hơ nóng vết mờ vẫn để lại hình dáng bađầu.) Hàng năm, trên toàn thế giới tiêu
thụ hàng vạn tấn nguyên liệu chứa tinh dầu. Theo tài liệu của GATT, hàng năm sản lượng
tinhdầu được sản xuất trên thế giớithay đổi từ 25000- 35000 tấn Các nước Châu Á chiếm
khoảng 28% Các nước Châu Âu chiếm khoảng 20%. Các nước Bắc Mỹ chiếm khoảng
26%, Các nước NamMĩ chiếm khoảng 14%. Các khu vực khác chiếm khoảng 12%.
Những nước cung cấp tinh dầu chủ yếutrên thế giới. Bình quân hàng năm, đơn vị nghìn
tấn.
Trung Quốc

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

3.350

Trang 7


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
Ấn Độ

3.065

Mĩ

2.400

ĐàiLoan

2.300

Inđônexia

2.400

Braxin

1.970

Malagas

1.000

Srilanca

450

Maroc

388

Paragoay

316

Ai Cập

300

Pê Ru

150

Thái Lan

100

Việt Nam (1990 đến nay)

650

Tổng Cộng

18839

Như vậy, mức tiêu dùng và cung cấp tinh dầu các nước trên thế giới là tương
đối lớn có khả năng đem lại thu nhập cao cho nền kinh tế quốc dân.
1.4.2 Thị trường nhập khẩu tinh dầu trên thế giới.
Một số cây dược liệu để chiết suất tinh dầu do không thích nghi được với khí
hậu một số nước trên thế giới, nên những nước này không sản xuất được tinh dầu
và phải nhập một số lượng lớn tinh dầu để phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế
trong nước hoặc nhập gia công để tái xuất các sản phẩm chiết từ tinh dầu.
Những nước nhập khẩu tinh dầu chủ yếu là Mĩ, Anh, Pháp, Hà Lan, Nhật
Bản và một số nước châu Âu khác. Trên thế giới nhiều nước nhập khẩu tinh dầu

như Trung Quốc, Braxin.
Hàng năm, Mĩ nhập khoảng 20 mặt hàng tinh dầu các loại. Những nước công
nghiệp phát triển như Đức, Anh, Pháp, Nhật Bản... cũng đều nhập khẩu tinh dầu
hàng năm với số lượng và giá trị lớn. Tuỳ theo tình hình phát triển công nghiệp và
nhu cầu của mình mà mỗi nước nhập khẩu các loại tinh dầu với số lượng khác
nhau để phục vụ cho nền kinh tế.
Ví dụ
Mĩ:
-Tiêu dùng sả từ 476 tấn /năm (1983) tăng lên 853 tấn /năm (1992)
-Tiêu dùng hồi từ 28 tấn /năm (1983) tăng lên 54 tấn /năm (1992)
-Tiêu dùng tràm từ 271 tấn /năm tăng lên 392 tấn / năm
-Tiêu dùng xá xị bình quân 200 tấn /năm
Pháp:
Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 8


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
-Tiêu dùng sả từ 250 tấn /năm (1983) giảm còn 240 tấn/năm (1992)
-Tiêu dùng bạc hà từ 677 tấn /năm tăng lên 985 tấn /năm
-Tiêu dùng tràm từ 444tấn /năm tăng lên 721 tấn / năm
1.4.3 Thị trường tinh dầu nội địa
Ở Việt Nam tinh dầu sản xuất ra chủ yếu dành cho xuất khẩu, tiêu dung trong nước
không đáng kể. Để thực hiện chủ trương của nhà nước: gắn sản xuất với thị trường thế
giới nhằm giảm bớt khâu trung gian làm cho hàng hoá Việt Nam thích ứng với thị trường
thế giới. Các doanh nghiệp Nhà nước, doanh nghiệp tư nhân và các nhà sản xuất rất chú ý
đến việc sản xuất thu mua và xuất khẩu tinh dầu. Một số doanh nghiệp chuyên kinh
doanh hàng tinh dầu cũng cạnh tranh nhau rất gay gắt trong việc xuất khẩu mặt hàng này.
Lượng tinh dầu trong nước tăng lên không đáng kể trong khi đó số người được phép xuất

khẩu rất lớn nên xảy ra tình trạng cạnh tranh nhau để thu mua được tinh dầu làm cho giá
tinh dầu trong nước mất ổn định. Mặt khác, khi có tình trạng cạnh tranh như vậy dẫn đến
tình trạng người sản xuất không chú ý tới chất lượng của sản phẩm mà chỉ chú Thời gian
gần đây, đã có tình trạng khan hiếm tinh dầu xả nên chưa đến ngày ý đến số lượng sản
phẩm thu hoạch họ đã cắt để chưng cất tinh dầu, kết quả là hàm lượng tinh dầu chỉ đạt 28
đến 30 % Citronella mà đáng ra tinh dầu xả xuất khẩu phải đạt hàm lượng 35%. Do vậy,
sẽ dẫn đến hiện tượng lộn xộn về chất lượng và giá bán làm giảm uy tín tinh dầu Việt
Nam trên thị trường thế giới gây thiệt hại cho người kinh doanh và người sản xuất. Cạnh
tranh trong việc tạo nguồn hàng cung ứng hàng tinh dầu xuất khẩu rất gay gắt, việc cạnh
tranh mua bán dẫn đến cung cấp hàng kém chất lượng. Hàng xuất khẩu chưa đáp ứng
được nhu cầu của khách hàng ngoài nước. Sở dĩ, việc tạo nguồn hàng xuất khẩu còn non
yếu là do các yếu tố đảm bảo cuộc sống cho người sản xuất tinh dầu còn thấp, chính sách
giá cả cho hợp lý. Cuộc sống du canh du cư cũng là một nguyên nhân tàn phá những cây
trồng để chiết suất tinh dầu. Việc cung ứng tinh dầu xuất khẩu do tư thương nắm giữ là
chủ yếu thông qua các doanh nghiệp nhà nước mua lại sản phẩm hoặc xuất khẩu uỷ thác,
sự cạnh tranh giữa người mua với người mua, người bán với người bán diễn ra gay gắt.
Bên cạnh đó cũng xuất hiện sự cạnh tranh không lành mạnh giữa các nhà xuất khẩu trong
nước đã đẩy giá tinh dầu nội địa lên cao. Mặt khác, các nhà doanh nghiệp xuất khẩu tinh
dầu lại tranh nhau chào bán cho khách hàng nước ngoài dẫn đến thương nhân nước ngoài
có điều kiện ép giá tinh dầu xuất khẩu của ta. Ngoài ra các công ty nước ngoài còn sử
dụng người Việt Nam làm môi giới đại lý. Vì vậy sự xâm nhập thị trường tinh dầu Việt
Nam của khách nước ngoài ngày càng tinh vi hơn, cạnh tranh ngày càng trở nên khốc liệt
hơn. Sự cạnh tranh của các nước xuất khẩu tinh dầu cũng ảnh hưởng lớn đến khả năng
xâm nhập thị trường thế giới của tinh dầu nước ta. Chính những nguyên nhân trên dẫn
đến kim ngạch xuất khẩu tinh dầu hang năm của Việt Nam chưa cao.Tỷ trọng mặt hàng
tinh dầu của Việt Nam so với khối lượng tinh dầu của các nước xuất khẩu chủ yếu trên
thế giới như sau:

Tỷ trọng mặt hàng tinh dầu của Việt Nam so với các nước xuất khẩu
chủ yếu trên thế giới.

Năm 2000
Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 9


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ

Như vậy, khối lượng tinh dầu được sản xuất và xuất khẩu ở Việt Nam chiếm một tỉ
trọng rất nhỏ so với lượng tinh dầu được sản xuất và xuất khẩu trên thế giới.
Vì vậy, tình hình thay đổi giá cả, khối lượng của tinh dầu Việt Nam trên thị trường tinh
dầu thế giới không ảnh hưởng đến tình hình chung của thị trường này. Hay nói cách khác.
Việt Nam là nước chấp nhận giá trong xuất khẩu tinh dầu ra nước ngoài do đặc điểm là
một nước xuất khẩu với khối lượng nhỏ. Điều này cũng mở ra hướng phát triển cho
ngành tinh dầu Việt Nam. Nếu chúng ta biết tận dụng và khai thác tốt lợi thế có sẵn, tổ
chức tất hoạt động sản xuất kinh doanh tranh thủ được những diều kiện có lợi thì sẽ có
khả năng khai thác tốt thị trường này, đem lại một nguồn thu nhập không nhỏ cho nền
kinh tế quốc dân. Cầu trên thế giới của mặt hàng này là rất lớn so với khả năng cung của
Việt Nam. Cần thiết phải có một sự đầu tư thích đáng để phát triển ngành hàng xuất khẩu
còn non trẻ này. Trên cơ sở nền tảng sẵn có, vẫn cần phải có một hướng đi đúng đắn để
sản phẩm tinh dầu của công ty xuất khẩu trên thị trường thế giới ngày một nhiều hơn và
có chất lượng cao hơn, góp phần làm tăng kim ngạch xuất khẩu của toàn ngành kinh tế.

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 10


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ

2 PHẦN 2: GIỚI THIỆU VỀ CÂY SẢ, TINH DẦU SẢ
2.1 Giới thiệu về cây Sả
2.1.1 Cây Sả
Tên khoa học : Cymbopogon sp.
Sả là một loại cây thân thảo, thuộc họ Hòa thảo. Thường mọc thành từng bụi cao
khoảng 1-1,5m (tùy theo dinh dưỡng trong đất nhiều hay ít hoặc cách chăm sóc tốt hay
xấu). Thân có mầu trắng hoặc hơi tím, có nhiều đốt. Sả có kiểu rể chùm, mọc sâu vào đất,
rể phát triển mạnh khi đất tơi, xốp. Lá hẹp dài, mép lá hơi nhám. Bẹ lá ôm chặt với nhau
rất chắc, tạo thành một thân giả (mà ta thường gọi là củ). Sả đẻ chồi ở nách lá tạo thành
nhánh như nhánh lúa. Với cách sinh sản này từ một nhánh trồng ban đầu về sau chúng sẽ
sinh sôi ra nhiều nhánh tạo thành một bụi sả (giống như bụi lúa). Trong lá có nhiều tinh
dầu, dược dùng làm nguyên liệu cất tinh dầu cùng với thân (bó bẹ lá).
Sả có thể phát triển tốt trên các loại đất cằn cỗi), bạc màu, có khả năng chống xói
mòn cũng như cải tạo đất, phát triển tốt từ miền núi tới vùng biển. Sả Java được trồng
phổ biến tại tỉnh Tuyên Quang, mỗi năm có thể sản xuất 30 tấn tinh dầu. Sả còn được
trồng tại Hàm Yên, Sơn Dương, Yên Sơn, Hà Giang, Đắc Nông, Nghệ An, Hà Tĩnh.
Việt Nam có 15 loài sả, trong đó có 11 loài có mùi thơm. Về mặt hóa học có 3
nhóm chính:
-

Sả cho xitronelal: Sả Java còn gọi là sả xòe (Cymbopogon winterianus
Jawitt), sả Xrilanca còn gọi là sả bẹ (Cymbopogon nardus (L.) Rendle). Hai
loài này được trồng nhiều ở Việt Nam.
Sả cho geraniol: Sả hoa hồng (Cymbopogon martiniivar motia Burk) đang
được nghiên cứu trồng lớn để khai thác. Sả hoa hồng cho tinh dầu rất thơm
và có giá trị kinh tế cao do thành phần chính là geraniol lên tới 80%.
Sả cho xitral: Sả chanh sồm 2 loài: Cymbopogon tortilis A.Camus và
Cymbopogon flexnosus Stapf. Các chủng loại này cũng đang được nghiên
cứu để đưa vào trồng trọt.

Nhân dân ta trồng sả từ lâu đời. Sau năm 1975, sả được trồng diện tích lớn
ở một số tỉnh thuộc khu 5 cũ, miền Đông Nam bộ và Tây Nguyên. Gần đây ta có di thực
một số loài sả giàu geraniol xitral.
2.1.2 Tác dụng sinh học và công dụng
Sả là vị thuốc chữa cảm cúm, nhức đầu, chóng mặt, dung phối hợp với một số vị
dược liệu khác dưới dạng thuốc xông. Sả giúp cho tiêu hóa. Sả có tác dụng thông tiểu và
làm ra mồ hôi.
Sả là gia vị cho thức ăn (thịt, cá).
Tinh dầu sả có tác dụng xua đuổi ruồi, muỗi.
Tinh dầu sả thường (Sả Java, sả Xrilanca) là nguồn cung cấp xitronelal và geraniol
– những hương liệu dùng trong mỹ phẩm. Geraniol có mùi thơm của tinh dầu hoa hồng,
nên được dung trong ngành nước hoa, xà phòng thơm. Geraniol còn là nguyên liệu điều

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 11


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
chế nhiều hương liệu quý: xitronelol, dimetyloctanol hoặc nhiều ester khác có tác dụng
điều hương hay định hương. Geraniol còn có tác dụng trị giun.
Tinh dầu sả hoa hồng là nguyên liệu rất giàu geraniol.
Tinh dầu sả chanh là nguồn cung cấp xitral. Xitral làm thuốc giảm đau và chống
viêm, là nguyên liệu điều chế nhiều chất thơm (α-ionon, β-ionon xitronelal, xitronelal…)
và thuốc trị khô mắt, vitamin A.

2.2 Quy Trình Sản Xuất
2.2.1 Quy trình chưng cất tinh dầu Sả

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 12


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ

Nguyên liệu

Xử lý nguyên liệu

Chưng cất

Bã

Ngưng tụ
Phơi

Phân ly
Chất đốt

Nước chưng

Tinh dầu thô

Tinh dầu thành phẩm
2.2.2 Thuyết minh quy trình
2.2.2.1 Nguyên liệu
Nguyên liệu dùng cho quá trình chưng cất ở đây là Sả Chanh. Hàm lượng tinh dầu
trong cây sả chanh từ 0,46 % đến 0,55 %. Thành phần chính của tinh dầu Sả Chanh là

citral ( 65-85%) bao gồm geranial và neral. Trước khi chưng cất cần phải xử lý nguyên
liệu.
2.2.2.2 Xử lý nguyên liệu
Nguyên liệu là củ lẫn lá sả tươi đạt độ chín kỹ thuật, tức là lúc đầu lá (tính từ
ngoài vào) đã khô từ 5 ÷ 10% thì thu hoạch, sau khi thu hoạch xong sả được cắt nhỏ để
tạo thêm bề mặt tiếp xúc, thuận tiện hơn khi bỏ vào nồi chưng. Hoặc có thể phơi héo để
Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 13


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
độ ẩm giảm đi khoảng 50%. Trước khi đưa lá sả vào nồi cất, cần chú ý loại các tạp chất
như cỏ rác lẫn vào trong quá trình thu hái. Giả sử độ ẩm sau khi xử lý là 45%.
2.2.2.3 Chưng cất
Sau khi nạp liệu xong, vặn chặt các khóa nắp thiết bị và tiền hành chưng cất bằng
đun bằng than đá thong qua lò đốt trực tiếp. Giữ nhiệt độ đun ổn định để giữ áp suất sao
cho hỗn hợp nước ngưng chảy đều và liên tục. Đồng thời mở nước lạnh vào thiết bị
ngưng tụ và tiếp tục đun. Nguyên liệu nạp vào nồi cất phải đảm bảo từ 180 ÷ 200 kg/m3
thể tích thiết bị, thời gian chưng cất (lá héo) khoảng 2,5 giờ. Cần khống chế nhiệt độ
nước làm lạnh trong khoảng 35 ÷ 40C.
Tại nồi nấu, hỗn hợp được gia nhiệt bằng maixo. Ở trong nồi, hơi nước bốc từ
dưới lên đi qua nguyên liệu và được dẫn ra phần ngưng tụ.
2.2.2.4 Ngưng tụ
Hơi được dẫn vào thiết bị ngưng tụ. Tại đây, bên ngoài ống dẫn hơi được lắp đặt
đường ống làm lạnh đi ngược chiều với hơi nóng. Khi hơi tiếp xúc với đường ống dẫn
nước lạnh sẽ bị ngưng tụ, do vậy nồng độ cấu tử dễ bay hơi tang dần theo chiều dài ống
dẫn hơi. Cấu tử dễ bay hơi có nhiệt độ sôi thấp hơn cấu tử khó bay hơi nên khi nồng độ
của nó tang thì nhiệt độ sôi của dung dịch giảm. Hơi sau khi được ngưng tụ thành lỏng và
chảy vào phễu thủy tinh và đi vào thiết bị phân ly.

2.2.2.5 Phân ly
Dung dịch lỏng thu được gồm có tinh dầu và nước. Tinh dầu Sả có trọng lượng
riêng nhẹ hơn nước nên phân lớp nổi lên trên, tách ra sẽ thu được tinh dầu. Nước chưng
chảy ra đáy phễu còn chứa 1 lượng tinh dầu nặng hơn nên được hồi lưu về phễu chứa dầu
nặng, rồi hồi lưu về nồi nấu để chưng cất tiếp.
Dung dịch lỏng sau ngưng tụ được tách tinh dầu bằng cách sau:
-

-

Phương pháp lắng: Bản chất của phương pháp này là dựa vào sự khác nhau
về tỷ trọng của tinh dầu và nước. Tinh dầu khi để lắng 1 thời gian, nhờ
trọng lượng riêng khác nước sẽ lắng xuống tạo thành hai lớp và có thể tách
ra dễ dàng.
Phương pháp lọc: Phương pháp này dựa trên tính thấm ướt chọn lọc của các
chất lọc khác nhau. Khi đó người ta cho hỗn hợp thu được một chất dễ
thấm nước, dễ giữ nước và tách chúng ra khỏi tinh dầu. Phương pháp này
đơn giản, đạt hiệu quả cao đồng thời có khả năng tách cả nước lẫn muối
nhưng vấn đề khó là phải lien tục thay màng lọc. Sau khi lọc ta thu được
tinh dầu thương phẩm. Tinh dầu thu được cho vào lọ thủy tinh màu nâu có
nắp kín và được bảo quản ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Tinh dầu sả khử
hết nước có màu sáng, được đóng chai bảo quản.

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 14


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ

3 PHẦN 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ
3.1 Cân bằng vật chất và năng lượng
Qua tìm hiểu và tổng hợp, ta có các thông số giả định như sau:
Chưng cất 50 kg lá Sả Chanh đã được cắt nhỏ. Hàm lượng tinh dầu Sả chiếm
0,46 ÷ 0,55% khối lượng lá Sả (lấy 0,5%). Khối lượng riêng của Sả là 881
kg/m3.
Nhiệt độ ban đầu của nguyên liệu, nước đều đạt 20°C.
Hiệu suất quá trình chưng cất là 96%.
Thời gian chưng cất (lá héo) khoảng 2,5 giờ.
Qua đó ta có lượng tinh dầu Sả thu được sau quá trình chưng cất là:
3.1.1 Lượng nước cần thiết để bay hơi
Phần lớn tinh dầu ít hòa tan trong nước, bởi vậy để nghiên cứu những yếu tố cơ
bản của chúng khi chưng cất bằng hơi nước cẩn phải xem xét một cách đầy đủ và an toàn.
Do đó để tính toán được một cách gần đúng lượng hơi nước cần thiết khi chưng cất người
ta thường coi tinh dầu như một cấu tử, thành phần của cấu tử này trong tinh dầu càng lớn
thì độ hòa tan trong nước càng giảm và tính toán càng chính xác hơn. Dù rằng cấu thử đó
có hòa tan ít nhiều trong nước, ta vẫn coi như trong đó gồm hai pha lỏng và như vậy hệ
thống này xem như tương ứng với hỗn hợp hai cấu tử, không hòa tan lẫn vào nhau. Ta coi
như chưng cất tinh dầu Sả trong cây Sả chính là quá trình chưng cất tinh dầu Sả.
Trên bề mặt của hỗn hợp như vậy sẽ có áp suất hơi của mỗi một cấu tử chứa trong
đó và theo Định luật Dalton: áp suất chưng cất hỗn hợp bằng tổng số áp suất riêng phần
của các cấu tử (với điều kiện rằng các chất lỏng có trong dung dịch không tác dụng hóa
học với nhau):
(1)
PA, PB là áp suất riêng phần của cấu tử A và B có trong thành phần hỗn hợp,
trường hợp này các chất lỏng không hòa tan lẫn vào nhau, áp suất hơi riêng phần sẽ cân
bằng với áp suất hơi của các cấu tử đó ở dạng nguyên chất. Từ định luật Dalton, Boi
Mariot ta biết rằng thể tích tương đối của các chất khí hoặc hơi khác nhau chứa trong hỗn
hợp thì tỉ lệ với áp suất hơi riêng phần của chúng. Vì vậy, nếu VA, VB ký hiệu là thể tích
tương đối của các chất khí, chất hơi đó thì ta có:

(2)
Nếu trọng lượng các chất khí đó là GA, GB và tỷ trọng của chúng là dA, dB thì ta
có:
(3)
Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 15


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
(4)
Nếu chia (3) cho (4) và thay tỉ số từ (2), ta được:
GA PA .d A
=
GB PB .d B

( 5)

Theo quy luật Avogadro thể tích bằng nhau của các chất khí khác nhau, ở điều
kiện nhiệt độ áp suất giống nhau thì có chứa một lượng phân tử như nhau. Do đó, khối
lượng riêng hoặc trọng lượng riêng của các chất khí khác nhau nếu lấy cùng một thể tích
như nhau thì sẽ tỷ lệ với trọng lượng phân tử của chúng:
GA PA .M A
=
GB PB .M B

(7)

MA, MB: khối lượng phân tử của hai cấu tử A và B
Xác định lượng hơi tinh dầu Sả trong hỗn hợp, khi chưng cất chất này bằng hơi

nước. Ta có trọng lượng phân tử tinh dầu sả là 152,24 g/mol (khối lượng mol ), tổng áp
suất hơi riêng phần là 11,03 mmHg.
Theo định luật Dalton, tổng áp suất của hỗn hợp:
(mmHg)
Hỗn hợp chỉ bắt đầu sôi khi áp suất hơi hỗn hợp cân bằng với áp suất của không
khí bên ngoài (trong điều kiện thiết bị có tiếp xúc với không khí bên ngoài) có nghĩa là ở
760 mmHg.
Khi tổng áp suất của hỗn hợp là 771 mmHg thì áp suất hơi của xitronelal là 11
mmHg.
Khi tổng áp suất của hỗn hợp là 760 mmHg thì áp suất hơi của xitronelal là:
Tương tự, ta tính được áp suất hơi riêng phần của hơi nước:
Đặt tất cả số liệu biết được vào công thức (7) ở trên ta có:
Có nghĩa là khi hỗn hợp bay hơi ra cứ có một phần tinh dầu Sả cần 8,17 phần
nước. Ta có lượng tinh dầu thu được sau quá trình chưng là: Gd = 0,24 kg, suy ra lượng
nước bay hơi cần cho quá trình chưng là:
Do tinh dầu nằm trong các tế bào gỗ của cây nên hiệu suất chuyển khối lượng tinh
dầu từ các tế bào gỗ ra rồi được hơi nước lôi cuốn rất thấp, chỉ khoảng 20%.
Lượng nước bay hơi thực tế cần cho quá trình chưng là:

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 16


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ

3.1.2 Nhiệt độ chưng cất
Để xác định nhiệt độ chưng cất bằng hơi nước của một số cấu tử riêng biệt trong
tinh dầu, hoặc một số loại tinh dầu nói chung bằng cách tính theo số cấu tử chính trong
đó. Người ta có thể dựa theo định luật Dalton: “hỗn hợp chất lỏng sôi khi tổng số áp suất

hơi riêng phần của các cấu tử không hòa tan lẫn nhau cân bằng với áp suất bên ngoài”.
Ta đã có áp suất mặt thoáng là 760 mmHg, áp suất riêng phần của hơi nước là
749,2 mmHg. Tra tài liệu [5], ta có:
T = 98,6 °C ở 760 mmHg.
3.1.3 Nhiệt lượng cung cấp cho nồi chưng.
Lượng nhiệt cung cấp để đốt nóng nguyên liệu từ 20 tới 98,6oC [1]
Q1= G..( ) = G.(). )
= 50.().(98,6 - 20).1000.4,18 = 1,1.107(J)
Vì

Cc =

Wc .1 100 − Wc
+
0.4
100
100

Trong đó:
-

G: Khối lượng nguyên liệu cho vào thiết bị (kg)
Wc: Độ ẩm nguyên liệu tính theo %
Cc: Nhiệt dung riêng của nguyên liệu ở độ ẩm tương ứng

Lượng nhiệt làm nóng lượng tinh dầu trong nguyên liệu từ 20 – 98,6oC [1]:
Q2 = G×××( )
= 50.1,2..(98,6 - 20).1000.4,18= 6,1.104 (J)
Trong đó:
G: Khối lượng nguyên liệu cho vào thiết bị (kg)

mc: Hàm lượng tinh dầu
CM = 1,2C’ =

1, 2.

1,8C + 2,3H + 40
M

Lượng nhiệt hóa hơi tinh dầu [1]:
Q3 = G× + = G× = [50.+ ]1000.4,18
= 5,8.104 (J)
Trong đó:
-

G: khối lượng nguyên liệu
mc hàm lượng tinh dầu có trong nguyên liệu %

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 17


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
-

rM Ẩn nhiệt hóa hơi của tinh dầu
T: Nhiệt độ bay hơi của cấu tử chính ở nhiệt độ tương ứng
M: Trọng lượng phân tử chính

Nhân với 1000.4,18 để đổi từ đơn vị KcalJ

Lượng nhiệt đun nóng và hóa hơi lượng nước ngấm vào nguyên liệu [1]
Q4 = MN.CN.(t2-t1) + GN.rN
= 18.4200.(100 - 20) + 9,8.2253.103 = 2,8.107 (J)
Trong đó:
-

MN =18 là tổng số Kg nước ở trong nồi chưng, 13kg nước cho thêm vào và
5kg nước chứa trong nguyên liệu( coi như nước chiếm 10% nguyên liệu)
CN nhiệt dung riêng của nước
GN khối lượng nước cần hóa hơi
rN Ẩn nhiệt hóa hơi của nước

Tổng lượng nhiệt lý thuyết [1]:
QLT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
= 1,1.107 + 6,1.104 + 5,8.104 +2,8.107 = 3,9.107 (J)
Tổng lượng nhiệt thực tế:
QTT = QLT.130% = 3,9.107 .130% = 5.107 (J)
Lưu lượng nhiệt cần cung cấp là
QTT
L = h = = 5650,5 (J/s)

Chọn Mayso cái có công suất là 6000 W

3.2 Tính toán thiết bị
3.2.1 Thiết bị chưng cất
3.2.1.1 Kích thước thiết bị chưng cất
Nồi cất tinh dầu phải đảm bảo được những yêu cầu chính sau:
- Quá trình chưng cất được tiến hành nhanh chóng thuận lơi, tránh tình trạng
nguyên liệu bị giữ lâu quá trong nồi cất.

- Đảm bảo cho hỗn hợp hơi bay ra khỏi nồi cất được bão hòa nhiều tinh dầu nhất,
vì vậy cần phải tạo điều kiện sao cho hơi nước đi qua lớp nguyên liệu nhiều nhất.

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 18


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
- Tiết diện của thiết bị chưng cất cần thiết kế sao cho nguyên liệu được phân bố
đều, đảm bảo tốc độ chưng cất không thay đổi khi đi qua lớp nguyên liệu.
Thể tích lượng Sả Chanh cần chưng cất mỗi mẻ là:
Thể tích chứa đầy và thể tích để cấp hơi chiểm 30 % thiết bị.
Thể tích thiết bị chưng cất: V = = 0,23

(m3)

Chọn tỉ lệ giữa đường kính trong thân thiết bị chưng cất với chiều cao thân thiết bị
là 1,5. Ta có đường kính thân thiết bị là D:

Suy ra chiều cao thân thiết bị:
Kiểm tra lại ta có:
Để thuận tiện cho chế tạo
Chiều cao thân thiết bị chưng cất h = 0,9 m
Đường kính trong thân thiết bị chưng cất D = 0,6 m
3.2.1.2 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
hoặc chỏm cầu. Nắp thiết bị có thể đóng mở dễ dàng, kín.
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 không có amiang có thể dùng gioăng cao su. Nếu
chưng cất dưới áp suất không lớn, mỗi 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.
Qua chọn lựa, ta sẽ làm nắp thiếp bị có dạng chỏm cầu, được kết nối với phần thân
thiết bị chưng bằng bích nối bắt bu lông, có gioăng cao su thực phẩm bịt kín. Gioăng cao
su thực phẩm là loại vật liệu chịu dầu, chịu nhiệt rất tốt và được cho phép sử dụng trong
ngành thực phẩm.
3.2.1.3 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 thoát ra không 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 có đến nay, các loại cổ nồi có lưới chắn như
vậy vẫn không 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.

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 19


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
Bởi vì nguyên liệu chưng cất là sả được làm héo, cắt nhỏ nên có bụi bẩn bay lên,
ta cần làm lưới chắn bụi.
3.2.1.4 Vòi voi
Vòi voi là một phần của thân nồi nhằm nối liền nắp nồi với thiết bị ngưng tụ, vòi
voi cần phải có kích thước tương ứng sao cho hỗn hợp hơi bay ra không vị trở lực lớn,
không làm giảm tốc độ chưng cất. Vòi voi cần phải có cấu tạo sao cho dung dịch lỏng
trong thiết bị không được đi qua đó để vào ống dẫn tới thiết bị ngưng tụ. Vì vậy, vòi 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 vòi voi nhỏ dần để hơi thoát ra dễ dàng, vòi voi không nên
dài quá 1,5 – 3m. Nếu quá nhắn thì hỗn hợp hơi bay ra sẽ ngưng tụ đột ngột gân nên áp
suất dư, ảnh hưởng tới quá tình chưng cất, nếu quá dài thì hỗn hợp bay hơi ta sẽ rất chậm,
ảnh hưởng tới tốc độ chưng cất.
3.2.1.5 Đáy thiết bị
Đáy thiết bị trụ tròn, mặt phẳng đáy thẳng để dễ dàng đặt lên bếp gia nhiệt
3.2.1.6 Giỏ đựng nguyên liệu
Bộ phận chứ đựng nguyên liệu đáp ứng được các yêu cầu sau:
-

Đưa nguyên liệu vào và lấy nguyên liệu ra được thuận tiện
Trong quá trình chưng cất diện tích tiếp xúc giữa hơi nước và nguyên liệu
phải cao nhất.
Để đáp ứng được các yêu cầu trên, chọn thiết bị chứa dạng giỏ dạng lưới
với kích thước lỗ 3mm, có móc treo để có thể lấy nguyên liệu ra mội cách
thuận tiện

Chọn giỏ hình trụ có đường kính 0,5m; chiều cao 0,6 m.
3.2.1.7 Vật liệu làm thiết bị chưng cất
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
còn 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 vòi voi trong trường hợp chưng cất thủ công 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.

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 20


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
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 ăn toàn cho thực phẩm, dược phẩm, đồng thời
có tính bền, khả năng chịu mài mòn cao.
Inox 304 đã thể hiện được khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của mình khi được
tiếp xúc với nhiều loại hóa chất khác nhau. Inox 304 có khả năng chống gỉ trong hầu hết
ứng dụng của ngành kiến trúc, trong hầu hết các môi trường của quá trình chế biến thực
phẩm và rất dễ vệ sinh. Ngoài ra, Inox 304 còn thể hiện khả năng chống ăn mòn của mình
trong ngành dệt nhuộm và trong hầu hết các Acid vô cơ.
Inox 304 thể hiện được khả năng oxi hóa tốt ở nhiệt độ 870°C, và tiếp tục thể hiện
được lên đến nhiệt độ 925 °C Trong những trường hợp yêu cầu độ bền nhiệt cao, thì
người ta yêu cầu vật liệu có hàm lượng carbon cao hơn.
Inox 304 thể hiện khả năng dẻo dai tuyệt vời khi được hạ đến nhiệt độ của khí hóa
lỏng và người ta đã tìm thấy những ứng dụng tại những nhiệt độ này. Giống như các loại
thép trong dòng Austenitic, thì từ tính của Inox 304 là rất yếu và hầu như là không có.
Khả năng gia công Inox 304 có khả năng tạo hình rất tốt, nó có thể dát mỏng mà

không cần gia nhiệt. Điều này làm cho Inox này độc quyền trong lĩnh vực sản xuất các
chi tiết Inox. Ví dụ: chậu rửa, chảo, nồi… Ngoài ra, tính chất này còn làm cho Inox 304
được ứng dụng làm dây thắng trong công nghiệp và các phương tiện như ô tô, xe máy, xe
đạp… Inox 304 thể hiện khả năng hàn tuyệt vời, loại inox này phù hợp với tất cả các kỹ
thuật hàn (trừ kỹ thuật hàn gió đá). Khả năng cắt gọt của Inox 304 kém hơn so với các
loại thép Carbon, khi gia công vật liệu này trên các máy công cụ, thì phải yêu cầu tốc độ
quay thấp, quán tính lớn, dụng cụ cắt phải cứng, bén và không quên dùng nước làm mát.
3.2.1.8 Độ bền nồi chưng cất
Độ dày của thân nồi chưng cất được tính theo công thức tính giá trị bền hàn của
thân hình trụ như sau:
Trong đó:
-

p: là áp suất làm việc

-

p1 : áp suất khí quyển, p1 = 1 atm = 1.105 Pa
p2 : áp suất phần nước trong thân thiết bị

Suy ra:
D: là đường kính thân thiết bị (D = 0,9 m)
[σ]: là ứng suất bền (đối với thép không gỉ SUS 304, [σ]= 500.106 Pa [6])
C: là đại lượng bổ sung, phụ thuộc vào độ ăn mòn và dung sai của chiều dày.
Xác định đại lượng C theo công thức C = C1 + C2 + C3 (m)

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 21

Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
-

-

-

C1 - bổ sung do ăn mòn, xuất phát từ điều kiện ăn mòn vật liệu của môi
trường và thời gian làm việc của thiết bị. Đối với vật liệu bền như SUS 304
ta lấy 0,05 mm/ năm, cho thời gian làm việc 20 năm. Vậy lấy C1 = 0,05.20 =
1 mm.
C2 - đại lượng bổ sung do hao mòn chỉ cần tính đến trong các trường hợp
nguyên liệu chứa các hạt rắn chuyển động với tốc độ lớn trong thiết bị. Đại
lượng này thường được chọn theo thực nghiệm. Đối với trường hợp chưng
cất các nguyên liệu thực vật trong môi trường nước, đại lượng này có thể bỏ
qua. Vậy lấy C2 = 0.
C3 - đại lượng bổ sung do dung sai của chiều dày, phụ thuộc vào chiều dày
tấm vật liệu. Dối với vật liệu SUS 304 có chiều dày từ 3 – 5mm, lấy C3 = 0,8
mm.

Suy ra:
φ: là hệ số làm yếu
Xác định đại lượng φ theo công thức:
Σd - đại lượng phụ thuộc vào số lỗ, cửa mở ra trên thân hình trụ. Trên thân hình trụ
của thiết bị chưng cất, ta mở một ống dẫn hơi nước đi vào thiết bị ngưng tự dx = 0,1
m
Vậy ta có độ dày thân nồi chưng cất là:
Dựa theo tiêu chuẩn của nồi chưng, chọn độ dày thiết bị chưng cất là s = 4 mm.
3.2.2 Thiết bị ngưng tụ

Hỗn hợp hơi nước – tinh dầu đi từ thiết bị chưng cất ra được cho vào thiết bị làm
lạnh nhằm mục đích ngưng tụ và làm lạnh hỗn hợp nước chưng đi tới nhiệt độ cần thiết.
3.2.2.1 Các thông số đã biết
- Lượng tinh dầu thu được sau quá trình chưng là: Gd = 0,24 kg
- Lượng nước bay hơi cần cho quá trình chưng là: = 9,8 kg
Vậy tổng lượng hơi cần ngưng tụ là:

- Thời gian cho quá trình ngưng tụ là 2,5h
- Lưu lượng hơi cần ngưng tụ là: L = = = 4,02 (kg/h)
- Nhiệt độ nước mát đầu vào là 25°C  = 25°C
- Chọn nhiệt độ nước mát đầu ra là 45°C  = 45°C
- Nhiệt độ dầu ra là: tH = 100oC

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 22


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
- Nhiệt độ dầu ở cuối giai đoạn làm lạnh: tK = 35oC
3.2.2.2 Nhiệt lượng để ngưng tụ hơi tinh dầu – nước hoàn toàn thành lỏng
Lượng nhiệt cần để làm ngưng tụ hỗn hợp hơi nước và tinh dầu bay lên là:
Qnt = gb.rb +gm.rm
= 9,8.2257 + 0,24.276,716 = 22185 (KJ)
Trong đó
-

gb,gm : Lượng nước và lượng tinh dầu cất ra (Kg)
cm : Nhiệt dung của tinh dầu
rm: ẩn nhiệt hóa hơi của tinh dầu rm = 276,716 (KJ/Kg)

rb: ẩn nhiệt hóa hơi của tinh dầu rb = 2257 (KJ/Kg)

Vậy nhiệt lượng để ngưng tụ hỗn hợp hơi tinh dầu – nước hoàn toàn thành lỏng:
Qnt = 22185 (KJ)
3.2.2.3 Nhiệt lượng để làm lạnh hỗn hợp tinh dầu – nước
Sau khi ngưng tụ thành dạng lỏng thì hỗn hợp tinh dầu – nước cần phải được làm
lạnh xuống nhiệt độ tối ưu để thuận tiện cho quá trình phân ly, tách anethol khỏi nước sau
này. Ta sẽ làm lạnh hỗn hợp dịch ngưng tới tC = 35°C.
Vậy nhiệt lượng để làm lạnh hỗn hợp tinh dầu – nước xuống tC = 35°C là:
Lượng nhiệt làm lạnh hỗn hợp là:
Q2 = (gb +gm.Cm).(TH-Tk)
= (9,8 + 0,24.2000).(100-35) = 31837 (KJ)
Trong đó
gb,gm : Lượng nước và lượng tinh dầu cất ra (Kg)
cm : Nhiệt dung của tinh dầu
3.2.2.4 Xác định bề mặt truyền nhiệt
Để tính toán diện tích cần thiết của thiết bị làm lạnh (ngưng tụ) ta có thể dụa vào
định luật Niuton và Furie. Theo định luật này: “Lượng nhiệt truyền qua theo hướng thẳng
vuông góc với mặt phẳng của thành ống của thiết bị làm lạnh sẽ tỷ lệ thuận với diện tích
làm lạnh F (m2) của thành ống, với thời gian (Z) mà nhiệt lượng đó đi quá với sự chênh
lệch về nhiệt độ (Δt°C) giữa hai thành ống ở hai phía”.
(J)
Trong đó:
-

Q: Lượng nhiệt truyền qua thành ống theo phương vuông góc
F: diện tích truyền nhiệt (m2)
Z: thời gian truyền nhiệt (Giờ)
Δt: Hiệu số nhiệt độ giữa hai phía thành ống (độ)

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 23


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
K: Hệ số truyền nhiệt (W/m2.độ )

-

Qua đó ta có, bề mặt truyền nhiệt được xác định:
Chọn thiết bị ngưng tụ ống xoắn ruột già.
Ống truyền nhiệt được làm bằng đồng, dng = 20mm, dtr = 20 – 2.0,5 = 19 mm, độ
dày δ = 0,5 mm.
Đường kính vòng xoắn D = 300mm
Chọn vận tốc nước đi trong ống: = 0,4 (m/s).
Chọn Bước xoắn của ống ruột gà : x = 100 mm
Chiều dài của một vòng xoắn là

( π D)

l=

2

+ x 2 = (3,14.0,3)2 + 0,12 = 0,9( m)

Hệ số nhiệt độ trung bình Δt
Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên:
∆tb =

t2 − t1
A −1
45 − 25
0, 67 − 1
=
= 12, 24
T1 − t1 A.LnA
100 − 25 0, 67.Ln0, 67
Ln
Ln
35 − 25
T2 − t1

Trong đó
A=

T − t1
= 0, 67
T − t2

Và giả sử nhiệt t2 là 45oC
Xác định hệ số truyền nhiệt K:
Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức sau:
Trong đó:
-

αN : hệ số cấp nhiệt của nước trong ống (W/m2.oK)
αR : hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ (W/m2.oK)
∑rt : nhiệt trở của thành ống và lớp cáu

3.2.2.4.1 Xác định hệ số cấp nhiệt của nước trong ống αN
Chuẩn số Reynolds:
Đây là chế độ chảy rối, công thức xác định chuẩn số Nusselt có dạng:

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 24


Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 50kg/mẻ
Trong đó:
-

: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chuẩn số Reynolds và tỷ lệ giữa chiều dài
ống với đường kính trong của ống

Tra bảng 1.3 tài liệu [7]:
PrN : chuẩn số Prandlt của nước ở 34oC PrN = 5
Prw : chuẩn số Prandlt của nước ở nhiệt độ trung bình của vách

-

Pr =

C p .µ

λ

Suy ra:

Hệ số cấp nhiệt của nước trong ống:
Nhiệt tải phía nước làm lạnh:
Với tw2 : Nhiệt độ của vách tiếp xúc với nước (trong ống).
3.2.2.4.2 Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu
Trong đó:
-

tw1 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với hỗn hợp tinh dầu – nước (ngoài ống)

-

Bề dày thành ống: δt = 1 (mm)
Hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ: λt = 17,5 (W/m.oK)
Nhiệt trở trung bình của lớp bẩn trong ống với nước sạch:

Suy ra:
Vậy:
3.2.2.4.3 Hệ số cấp nhiệt ở phía ngoài ống
Đặt:

Nguyễn Tuấn Anh– MSSV: 20140187

Trang 25