Quy trình sản xuất tinh dầu

Quá trình chưng cất tinh dầu diễn ra như thế nào?

Đặc tính chung và phân loại:

Nguyên liệu tinh dầu là các loại thực vật có chứa tinh dầu. Trong thực vật, tinh dầu có thể ở vỏ, hạt, hoa, lá, rễ, thân, củ… Có một số thực vật trong mọi bộ phận của cây đều có chứa tinh dầu. Để khai thác chúng trong công nghiệp, người ta thường sử dụng bộ phận nào trong cây có chứa nhiều tinh dầu nhất và tinh dầu có chất lượng cao nhất. Hàm lượng tinh dầu trong thực vật thường không lớn lắm, có loại chứa 15% và có loại chỉ vài phần nghìn. Những nguyên liệu chứa tinh dầu ít thường quý và đắt tiền (tinh dầu hoa hồng, tinh dầu trầm hương,…).
Tinh dầu là một hợp chất hữu cơ có mùi thơm, mùi thơm của tinh dầu là mùi của cấu tử có nhiều trong tinh dầu (cấu tử chính). Ví dụ: Mùi của tinh dầu hoa hồng là mùi Phenyl Etilic (cấu tử chính), mùi của tinh dầu hoa nhài là mùi của Jasmine, mùi của tinh dầu chanh là mùi của Limonen (chiếm khoảng 90% trong tinh dầu chanh). Đa số tinh dầu thường rất dễ bay hơi với hơi nước, có mùi thơm, không hòa tan trong nước và khối lượng riêng thường nhỏ hơn nước. Có một vài tinh dầu có khối lượng riêng lớn hơn nước như tinh dầu quế, tinh dầu đinh hương… Vì những lý do trên người ta thường dùng phương pháp chưng cất để tách tinh dầu.
Khác với dầu béo, thành phần của tinh dầu là những hợp chất thuộc dãy Terpen, công thức chung là (C₁₀H₁₆)n và những dẫn xuất có chứa oxy của Terpen như rượu, Xeton, Andehyt. Còn dầu béo là các hợp chất thuộc dãy Parafin, Olefin… không thuộc dãy Terpen. Dầu béo không bay hơi với hơi nước nên không chưng cất được, dầu béo sau khi tinh chế thường không có mùi thơm đặc trưng, thường trong quá trình bảo quản dầu béo, dầu có thể có mùi bị ôi khét, hư hỏng.

Các loại nguyên liệu có chứa tinh dầu gồm các loại như sau:

Nguyên liệu quả và hạt: Hồi, Mùi Già (Ngò Ta), Màng Tang, Thì Là, Nhục Đậu Khấu…
Nguyên liệu lá, cành: Sả, Bạc Hà, Hương Nhu, Húng Quế, Tía Tô Tím, Lá Trầu Không, Lá Chanh, Lá…
Nguyên liệu rễ, củ: Gừng, Long Não (nhiều nhất ở rễ), Nghệ, Củ Hành Tây, Củ Riềng…
Nguyên liệu vỏ: Cam, Chanh, Quýt, Bưởi….
Nguyên liệu hoa: Hoa hồng, hoa lài, hoa lavender, hoa ngọc lan, hoa cam….

Giới thiệu một số nguyên liệu chứa tinh dầu:

Hồi: Hoa có hình sao, trồng nhiều ở Lạng Sơn, Cao Bằng, hàm lượng tinh dầu 13 ÷15% (tính theo hoa khô), 3 ÷3,5% (tính theo hoa tươi). Tinh dầu hồi dùng để chế biến rượu mùi, dùng trong y dược (cồn xoa bóp), dùng làm chất phụ gia trong kem đánh răng.
Sả: Là một loại cây thân thảo, sống một vài năm, trồng bằng tép. Sau khi trồng 3 ÷4 tháng thì thu hoạch lá và cứ 40 ÷45 ngày thu hoạch một lứa, năng suất bình quân 50 tấn lá/ha. Hàm lượng tinh dầu 0,7 ÷1,5%, thành phần chính của tinh dầu sả là Geraniol (23%) và xitronenlal (32 ÷35%). Lá sả thường được chưng cất ở dạng tươi hoặc khô. Sả trồng được ở vùng đồi núi vì chịu được khô hạn.
Bạc hà: Là loại cây thân thảo sống được vài năm, sau khi trồng vài tháng có thể thu hoạch được. Hàm lượng tinh dầu 1,3 ÷1,6%, cấu tử chính là Menthol (70 ÷90%). Tinh dầu bạc hà thường được dùng trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.
Quế: Trồng nhiều ở Quảng Ninh, Yên Bái, Quảng Nam, Quảng Ngãi. Vỏ và lá đều có chứa tinh dầu nhưng nhiều nhất là ở vỏ. Để sản xuất tinh dầu người ta thường dùng cành và vỏ vụn. Hàm lượng tinh dầu ở vỏ khô 1 ÷2,5%, ở lá 0,2 ÷0,5%. Cấu tử chính của tinh dầu quế là Andehyt Xinamic (90%). Tinh dầu quế được dùng trong công nghiệp thực phẩm (gia vị) và trong dược phẩm.

Thu hoạch, bảo quản và chế biến sơ bộ:

Nguyên liệu chứa tinh dầu cần phải thu hoạch vào lúc có nhiều tinh dầu nhất và tinh dầu có chất lượng cao nhất. Tùy theo dạng nguyên liệu mà người ta xác định độ chín kỹ thuật để thu hoạch, thường thu hoạch vào lúc sáng sớm, lúc tan sương (vì trong ngày hàm lượng tinh dầu giảm dần từ sáng đến tối). Khi thu hoạch cần tránh làm dập nát và lẫn tạp chất. Thu hoạch xong cần đưa về cơ sở sản xuất ngay. Trong quá trình vận chuyển cần cẩn thận để tránh hư hỏng nguyên liệu. Các cơ sở sản xuất không nên quá xa vùng nguyên liệu (<20Km). Một số nguyên liệu sau khi thu hoạch nếu chế biến ở dạng khô cần phải phơi hoặc sấy khô. Mục đích của việc phơi sấy là làm bay hơi nước để bảo quản được lâu dài. Khi thu nhận nguyên liệu cần chú ý đến độ tươi của nguyên liệu, sau khi thu hoạch nếu chưa chế biến cần rải mỏng nguyên liệu, tránh chất đống để phòng ngừa hiện tượng tự bốc nóng.
Để chuẩn bị cho quá trình sản xuất được tốt, nguyên liệu cần phải được chế biến sơ bộ, quá trình này gồm:
Làm sạch tạp chất: thường dùng phương pháp sang phân loại
Nghiền: Tinh dầu trong thực vật thường nằm trong các mô của tế bào, vì thế nghiền nhằm mục đích để giải phóng tinh dầu ra khỏi mô để khi tiến hành sản xuất tinh dầu dễ thoát ra ngoài, từ đó rút ngắn quy trình sản xuất. Để nghiền người ta thường dùng máy nghiền búa hoặc nghiền trục. Nghiền càng nhỏ thì hiệu suất phá vỡ các tế bào càng cao nhưng dễ gây tắc ống dẫn hơi (tinh dầu + nước) và độ xốp bé làm ảnh hưởng đến quá trình chưng cất. Mức độ nghiền được biểu diễn bằng dung trọng (trọng lượng của một đơn vị thể tích nguyên liệu). Mỗi nguyên liệu có một dung trọng thích hợp và được xác định trong phòng thí nghiệm.

Kỹ thuật khai thác tinh dầu – Các phương pháp khai thác tinh dầu:

Tùy thuộc từng loại nguyên liệu và trạng thái của tinh dầu trong nguyên liệu (tự do hoặc kết hợp), mà người ta dùng các phương pháp khác nhau để tách chúng.
Các phương pháp tách tinh dầu cần phải đạt được những yêu cầu cơ bản như sau:
Giữ cho tinh dầu thu được có mùi vị tự nhiên ban đầu
Quy trình chế biến phải phù hợp, thuận lợi và nhanh chóng
Phải tách được triệt để tinh dầu trong nguyên liệu, tổn thất tinh dầu trong quá trình chế biến và hàm lượng tinh dầu trong nguyên liệu sau khi chế biến (bã) càng thấp càng tốt
Chi phí đầu tư vào sản xuất là ít nhất
Dựa vào những yêu cầu đã nêu trên, người ta thường dùng những phương pháp khai thác tinh dầu sau:
Phương pháp hóa lý: chưng cất và trích ly (trích ly có thể dùng dung môi bay hơi hoặc dung môi không bay hơi)
Phương pháp cơ học: dùng các quá trình cơ học để khai thác tinh dầu như ép, bào, nạo.
Phương pháp kết hợp: khai thác tinh dầu bằng cách kết hợp giữa quá trình hóa lý và quá trình cơ học, hoặc sinh hóa (lên men) và cơ học, hoặc sinh hóa và hóa lý. Ví dụ, trong quả Vani, tinh dầu ở dạng liên kết Glicozit nên dùng Enzym để thủy phân, phá hủy liên kết này rồi sau đó dùng phương pháp chưng cất (hóa lý) để lấy tinh dầu.

Tách tinh dầu bằng phương pháp chưng cất (hóa lý):

Những hiểu biết cơ bản về quá trình chưng cất tinh dầu: Tinh dầu là một hỗn hợp gồm nhiều cấu tử tan lẫn vào nhau. Trong quá trình chưng cất, cùng với sự thay đổi thành phần hỗn hợp lỏng có thể làm thay dổi thành phần của hỗn hợp hơi. Trong điều kiện áp suất không đổi, dung dịch lỏng mà ta thu được bằng cách ngưng tụ hỗn hợp hơi bay ra sẽ có thành phần cấu tử dễ bay hơi cao hơn so với chất lỏng ban đầu, nếu tiếp tục chưng cất thì càng ngày thành phần dễ bay hơi trong chất lỏng ban đầu càng ít và trong chất lỏng sau ngưng tụ càng nhiều. Nếu ngưng tụ theo thời gian thì ta có thể thay đổi thành phần của tinh dầu sau ngưng tụ so với thành phần của tinh dầu có trong nguyên liệu. Việc làm này nhằm mục đích nâng cao chất lượng tinh dầu. Ví dụ, yêu cầu của tinh dầu sả là hàm lượng Xitronenlal phải >35% nhưng tinh dầu của ta thường chỉ đạt 32%, do đó có thể dùng phương pháp chưng cất ngưng tụ theo thời gian để nâng cao hàm lượng Xitronenlal trong tinh dầu sả.
Các dạng chưng cất tinh dầu: có 3 dạng chưng cất tinh dầu như sau:
Chưng cất với nước: Nguyên liệu và nước cùng cho vào một thiết bị. Khi đun sôi, hơi nước bay ra sẽ cuốn theo tinh dầu, ngueng tụ hơi bay ra sẽ thu được hỗn hợp gồm nước và tinh dầu, hai thành phần này không hòa tan vào nhau nên dễ dàng tách ra khỏi nhau.
Phương pháp này đơn giản, thiết bị rẻ tiền và đẽ chế tọa, phù hợp với những cơ sở sản xuất nhỏ, vốn đầu tư ít. Tuy nhiên, phương pháp này còn một vài nhược điểm như hiệu suất thấp, chất lượng tinh dầu không cao do nguyên liệu tiếp xúc trực tiếp với thiết bị nên dễ bị cháy khét, khó điều chỉnh các thông số kỹ thuật như tốc độ và nhiệt độ chưng cất.
Chưng cất bằng hơi nước không có nồi hơi riêng: Nguyên liệu và nước cùng cho vào một thiết bị nhưng cách nhau bởi một vỉ nồi. Khi đun sôi, hơi nước bốc lên qua khối nguyên liệu kéo theo tinh dầu và đi ra thiết bị ngưng tụ. Để nguyên liệu khỏi rơi vào phần có nước ta có thể lót trên vỉ 1 hay nhiều lớp bao tải tùy theo từng loại nguyên liệu. Phương pháp này phù hợp với những cơ sở sản xuất có qui mô trung bình.
So với phương pháp trên, phương pháp này có ưu điểm hơn, nguyên liệu ít bị cháy khét vì không tiếp xúc trực tiếp với đáy thiết bị, các nhược điểm khác vẫn chưa khắc phục được. Phương pháp này thích hợp cho những loại nguyên liệu không chịu được nhiệt độ cao.
Chưng cất bằng hơi nước có nồi hơi riêng: Phương pháp này phù hợp với những cơ sở sản xuất lớn, hơi nước được tạo ra từ một nồi hơi riêng và được dẫn vào các thiết bị chưng cất.
Phương pháp này cùng một lúc có thể phục vụ được cho nhiều thiết bị chưng cất, điều kiện làm việc của công nhân nhẹ nhàng hơn, dễ cơ khí hóa và tự động hóa các công đoạn sản xuất, khống chế tốt hơn các thông số công nghệ, rút ngắn được thời gian sản xuất. Ngoài ra, phương pháp này đã khắc phục được tình trạng nguyên liệu bị khê, khét và nếu theo yêu cầu của công nghệ thì có thể dùng hơi quá nhiệt, hơi có áp suất cao để chưng cất. Tuy nhiên, đối với một số tinh dầu trong điều kiện chưng cất ở nhiệt độ và áp suất cao sẽ bị phân hủy làm giảm chất lượng. Hơn nữa, các thiết bị sử dụng trong phương pháp này khá phức tạp và đắt tiền.

Những ưu nhược điểm chung của phương pháp chưng cất:

Ưu điểm:
Thiết bị khá gọn gang, dễ chế tạo, quy trình sản xuất đơn giản
Trong quá trình chưng cất, có thể phân chia các cấu tử trong hỗn hợp bằng cách ngưng tụ từng phần theo thời gian
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
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 lơi và nước ngưng tụ
Tinh dầu thu được có thể bị giảm chất lượng nếu có chứa các cấu tử dễ bị thủy phân
Không có khả năng tách các thành phần khó bay hơi hoặc không bay hơi tổng thành phần của nguyên liệu ban đầu mà những thành phần này rất cao như sáp, nhựa thơm…
Hàm lượng 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 hơn

Qui trình công nghệ chưng cất tinh dầu:

Tùy theo từng loại nguyên mà quy trình chưng cất có những điểm khác nhau nhất định. Nhìn chung, quy trình chưng cất tinh dầu phải có những công đoạn cơ bản sau
Trước khi sản xuất cần kiểm tra thật cẩn thận thiết bị chưng cất, chú ý xem nắp, vòi voi có kín không, phần ngưng tụ có bị tắc, rò rỉ không, sau đó tiến hành làm vệ sinh thiết bị.
Ba công đoạn cơ bản của quá trình chưng cất tinh dầu (chưng cất gián đoạn) gồm: Nạp liệu, chưng cất, tháo bả.
Nạp liệu: Nguyên liệu từ kho bảo quản được nạp vào thiết bị, có thể làm ẩm nguyên liệu trước khi nạp vào thiết bị để thuận lợi cho quá trình chưng cất. Việc nạp liệu có thể thực hiện bằng thủ công hoặc cơ giới, có thể nạp trực tiếp vào thiết bị hoặc nạp gián tiếp qua một giỏ chứa rồi cho vào thiết bị bằng tời hoặc cẩu. Nguyên liệu nạp vào thiết bị không được chặt quá làm cho hơi khó phân phối đều trong toàn bộ khối nguyên liệu và không được quá lỏng, quá xốp sẽ làm cho hơi dễ dàng theo những chỗ rỗng đi ra mà không tiếp xúc với toàn khối nguyên liệu. Đối với nguyên liệu là lá, cỏ khi cho vào thiết bị có thể nén chặt, trước khi nén nên xổ rung để tránh hiện tượng rỗng cục bộ. Nạp liệu xong đóng chặt mặt bích nối thiết bị với nắp, nên vặn chặt theo nguyên tắc đối nhau để nắp khỏi chênh.
Chưng cất: Khi bắt đầu chưng cất, mở van hơi cho hơi vào thiết bị, lúc đầu mở từ từ để đuổi không khí trong thiết bị và làm cho hơi phân phối đều trong toàn bộ khối nguyên liệu. Ngoài ra, mở từ từ van hơi để nguyên liệu không bị cuốn theo hơi gây tắc ống dẫn hỗn hợp hơi.
Trong quá trình chưng cất, cần chú ý điều chỉnh nhiệt độ dịch ngưng sao cho nằm trong khoảng 30- 40℃ (bằng cách điều chỉnh tốc độ nước làm lạnh) vì nếu dịch ngưng quá nóng sẽ làm tăng độ hòa tan của tinh dầu vào nước và làm bay hơi tinh dầu. Để kiểm tra quá trình chưng cất kết thúc chưa người ta có thể dùng một tấm kính hứng một ít dịch ngưng, nếu thấy trên tấm kính còn váng dầu thì quá trình chưng cất chưa kết thúc.
Tháo bả: Tháo nắp thiết bị, tháo vỉ trên rồi dùng tời kéo giỏ chứa bả ra, kiểm tra và châm thêm nước nếu cần thiết (nước châm thường là nước sau khi phân ly tinh dầu) rồi cất mẻ khác.
Hỗn hợp tinh dầu và nước được cho vào thiết bị phân ly. Sau phân ly ta được tinh dầu thô và nước chưng. Tinh dầu thô được xử lý để được tinh dầu thành phẩm, nước chưng cho ra bể tiếp tục phân ly để thu tinh dầu loại 2
Hệ thống thiết bị chưng cất tinh dầu: Gồm các bộ phận sau: Thiết bị chưng cất, bộ phận tạo nhiệt cho TBCC, thiết bị ngưng tụ, thiết bị phân ly.
Hệ thống thiết bị chưng cất phải đảm bảo sao cho quá trình chưng cất được tiến hành nhanh chóng và thuận lợi, hỗn hợp hơi bay ra phải đảm bảo chứa nhiều tinh dầu, vì thế hệ thống phải có cấu tạo sao cho để hơi nước tiếp xúc đều trong toàn bộ khối nguyên liệu. Thiết bị phải có cấu tạo sao cho việc thao tác được dễ dàng và tốn ít lao động. Trong thực tế sản xuất, người ta thường dùng thiết bị chưng cất có dạng hình trị, tỉ lệ giữa đường kính và chiều cao thiết bị (D/H) phụ thuộc vào loại nguyên liệu. Cụ thể như sau:
D/H = 1 ÷ 1,7: Đối với loại nguyên liệu lá, cành, thân nhỏ, hoa
D/H = 1 ÷ 2: Đối với nguyên liệu hạt
Trong công nghệ chưng cất tinh dầu, các thiết bị chưng cất thường có các dạng sau:
Loại 1: Nguyên liệu được phân bổ đều, hơi ra tập trung nhưng khó cho nguyên liệu vào
Loại 2: Không 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 (nếu đốt ngoài trực tiếp)
Loại 3: Tiện lợi khi chưng cất với nước vì diện tích sôi lớn nhưng năng suất không lớn lắm
Loại 4: 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
Thường thì thể tích của thiết bị chưng cất khoảng 1,5 ÷ 15 mᵌ. Tuy nhiên, nếu thể tích thiết bị lớn quá thì việc nạp liệu và tháo bả phải được cơ giới hóa để tiết kiệm thời gian. Ở nước ta, hiện nay các thiết bị chưng cấy có thể tích < 3mᵌ, do đó việc cung cấp nhiệt và vận hành khá dễ dàng.
Thiết bị chưng cất thường có các bộ phận sau:
Nắp: Có thể là hình chóp (I), chỏm cầu (II) hoặc elip
Nắp phải có cấu tạo sao cho hơi thoát ra được dễ dàng và nhanh chóng. Nếu hỗn hợp hơi nằm lâu trong thiết bị sẽ sinh ra hiện tượng quá nhiệt làm tinh dầu giảm chất lượng. Ngoài ra, nắp phải đảm bảo kín khi ghép với thân thiết bị. Giữa nắp và thân thiết bị có thể vặn chặt bằng bu lông có đệm, Tuy nhiên, cũng phải tốn thời gian để vặn khi tháo dỡ. Trong điều kiện chưng cất ở áp suất dư 20 – 30 mmHg thì người ta thường dùng van nước (III) là thích hợp hơn.
Cổ nồi, vòi voi: Cổ nồi và vòi voi có thể là hai bộ phận riêng biệt hay chưng, cổ nồi có hình dáng sao cho hướng hỗn hợp ra nhanh. Đối với những loại nguyên liệu tạo bọt hoặc bụi trong khi chưng cất thì cổ nồi phải có bộ phận thay đổi tốc hơi và phải có thêm lưới chắn bụi. Các loại cổ nồi thường có hình dáng sau:
Chiều dài của vòi voi thay đổi từ 1,5-3 mét, nghiêng về phía thiết bị ngưng tụ với độ dốc 1-3 độ, đường kính nhỏ dần để hỗn hợp hơi thoát ra dễ dàng. Chiều dài của vòi voi phải thích hợp, nếu ngắn quá sẽ tạo áp suất dư trong thiết bị, dài quá sẽ có hiện tượng ngưng tụ giữa chừng, hơi thoát ra chậm, ảnh hưởng đến tốc độ chưng cất và giảm chất lượng tinh dầu.
Đáy nồi: Có cấu tọa giống nắp nồi, đáy nồi phải có cấu tạo sao cho việc tháo nước ngưng tụ được dễ dàng (nếu chưng cất gián tiếp). Trong trường hợp chưng cất trực tiếp thì đáy nồi phải có bộ phận phun hơi.
Nếu chưng cất với hơi nước mà không có nồi hơi riêng thì đáy nồi là bộ phận đốt nóng tạo hơi, do đó đáy nồi phải có cấu tạo sao co diện tích truyền nhiệt lớn nhất.
Vỉ nồi: Để đỡ khối nguyên liệu, giữ cho nguyên liệu khỏi rơi xuống đáy nồi làm tắc ống dẫn hơi, chiều dày của vỉ nồi từ 8 ÷ 10 mm, mặt vỉ được đột hoặc khoan lổ hoặc có thể được làm bằng những thanh sắt đan. Thường thì tiết diện các lổ vỉ bằng ½ diện tích của bề mặt vỉ.
Ống phân phối hơi: Ống phân phối hơi thường có nhiều dạng khác nhau, có thể hình tròn, xoắn ốc hay chữ thập. Các lỗ phân phối hơi bố trí so le thành hai hàng hướng về phía đáy nồi để cho hơi phân phối đều và lỗ khỏi bị tắc do nguyên liệu rơi vào. Tổng tiết diện các lỗ phân phối hơi bằng 2 lần diện tích ống phân phối hơi, tiết diện của ống phân phối hơi lấy bằng tiết diện của ống dẫn hơi vào thiết bị và được xác định theo lượng hơi nước cần thiết dùng để chưng cất trong 1 giờ. Tốc độ hơi ở đây thường là 20m/s.
Vật liệu làm nồi cất ảnh hưởng khá lớn đến chất lượng tinh dầu thành phẩm, nhất là về màu sắc, một số muối kim loại tác dụng với tinh dầu sẽ cho màu khác với màu sắc tự nhiên của tinh dầu. Do đó vật liệu làm nồi cất phải không tác dụng hóa học với tinh dầu nhất là ở các bộ phận tiếp xúc trực tiếp với tinh dầu như cổ nồi, vòi voi,…các bộ phận này phải được chế tạo bằng thép không rỉ hoặc sắt tráng men, các bộ phận khác (thân đáy,..) có thể làm bằng thép CT3.
Ngoài ra, trong quá trình chưng cất cũng cần phải chú ý một số điểm như sau:
Tinh dầu dễ hấp thụ mùi lạ nên thiết bị chưng cất phải được vệ sinh sạch sẽ, đặc biệt khi thay đổi nguyên liệu cần phải làm vệ sinh TB để đuổi hết mùi lạ. Tinh dầu chứa các axit hữu cơ sẽ gây ăn mòn TB, do đó khi ngừng sản xuất phải tháo hết nước ngưng tụ và làm khô thiết bị.
Thiết bị phải được cách nhiệt tốt để tiết kiệm năng lượng.
Thiết bị ngưng tụ: Hỗn hợp hơi tinh dầu và nước từ thiết bị chưng cất qua vòi voi vào thiết bị ngưng tụ, ở đây hỗn hợp hơi sẽ truyền ẩn nhiệt bốc hơi cho nước lạnh và ngưng tụ thành nước. Thiết bị ngưng tụ thực hiện hai nhiệm vụ: ngưng tụ hỗn hợp hơi thành lỏng và hạ nhiệt độ hỗ hợp lỏng vừa ngưng xong đến nhiệt độ yêu cầu. Hai quá trình này thường không có ranh giới rõ rệt nhưng để tiện cho việc tính toán ta xem hai quá trình này nối tiếp nhau. Theo thực tế sản xuất, người ta rút ra những số liệu thực tế thực nghiệm sau:
1mᵌ thể tích của thiết bị chưng cất cần 2 ÷ 2,5m² diện tích làm lạnh
1m² diện tích làm lạnh sẽ ngưng tụ được 25 lít hỗn hợp TD + nước trong 1 giờ
1 lít hỗn hợp TD + nước ngưng tụ được cần 10 ÷28 lít nước dùng làm lạnh (tính nhiệt độ nước làm lạnh 10 ÷15℃)
Trong sản xuất tinh dầu, người ta thường dùng các loại TB ngưng tụ kiểu xoắn ruột gà, ống chùm, TB ngưng tụ loại đĩa.
Thiết bị truyền nhiệt loại đĩa có cấu tạo như sau:
Các đĩa thường được chế tạo bằng đồng lá hay nhôm, cách tính toán tương tự như đã học trong QTTB. Cần chú ý khi chọn nhiệt độ nước làm lạnh nên chọn nhiệt độ nước ở mùa nóng nhất. Hỗn hợp lỏng sau ngưng tụ phải có nhiệt độ không lớn hơn 40℃, nếu lớn hơn nhiệt độ này thì khả năng hòa tan tinh dầu trong nước lớn, nếu nhiệt độ hỗ hợp quá thấp sẽ bị đông đặc gây tắc ống truyền nhiệt, do đó nên chọ trong khoản 35 ÷40℃.
Khi làm việc với thiết bị ngưng tụ cũng cần phải tuân thủ theo những chế độ về vệ sinh và bảo dưỡng TB như đối với TB chưng cất. Ngoài ra, nước làm nguội sau khi ra khỏi thiết bị ngưng tụ giảm độ cứng nên cho về nồi hơi để tiết kiệm nước.
Thiết bị phân ly: Thiết bị này dùng để phân tinh dầu và nước thành tuengf lớp riêng biệt, tùy thuộc vào khối lương riêng của tinh dầu lớn hay nhỏ hơn so với nước mà tinh dầu sẽ được lấy ra ở phần trên hay phần dưới của thiết bị phân ly. Người ta thường dùng thiết bị phân ly như sau:
A: TBPL tinh dầu nhẹ hơn nước
B: TBPL tinh dầu nặng hơn nước
C: TBPL có nhiều ngăn
Thể tích của thiết bị phận ly thường chọn bằng 3 ÷10% thể tích của thiết bị chưng cất. Tỉ lệ giữa chiều cao của thiết bị phân ly với đường kính của thiết bị chưng cất thường là ½. Ống tháo tinh dầu và nước cần bố trí sao cho tinh dầu và nước chảy thành dòng riêng biệt (thường theo kinh nghiệm, tùy thuộc vào hàm lượng tinh dầu trong nguyên liệu).
Khi tính toán nếu thấy thể tích của thiết bị phân ly lớn hơn 80 lít thì nên dùng loại thiết bị phân ly có nhiều ngăn hoặc nhiều thiết bị phân ly để quá trình phân ly được thuận tiện hơn.
Xử lý tinh dầu thô sau chưng cất: Tinh dầu ra khỏi thiết bị phân ly là tinh dầu tho, còn chứa nhiều tạp chất như nước, một số các hợp chất hữu cơ như chất màu, nhựa, sáp hòa tan vào nên để nâng cao chất lượng tinh dầu và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình bảo quản tinh dầu phải tiến hành xử lý tinh dầu, quá trình này gồm các công đoạn sau:
Lắng: Mục đích của quá trình này là tách bớt các tạp chất vô cơ, hữu cơ và một số tạp chất khác lẫn vào tinh dầu. Thời gian lắng 24 ÷ 48 giờ trong các thiết bị lắng có đáy hình chóp.
Lọc: Mục đích của quá trình này là tách bớt các tạp chất vô cơ, hữu cơ có kích thước nhỏ, thường dùng các thiết bị lọc khung bản để thực hiện quá trình lọc.
Sấy khô nước: Sau khi lắng lọc xong, trong tinh dầu vẫn còn lại một lượng nước ở dạng phân tán hoặc hòa tan, vì vậy cần phải sấy khô nước trong tinh dầu. Người ta thường dùng Natri sunfat khan với hàm lượng 2,5 ÷ 5,5 % tùy theo hàm lượng nước có trong tinh dầu. Để thực hiện việc sấy khô nước trong tinh dầu có thể dùng phương pháp gián đoạn hoặc liên tục.
A: Thiết bị làm việc gián đoạn, sau khi làm khô nước, đem lọc để tách Na₂SO₄.
B: Thiết bị làm việc liên tục, Na₂SO₄ nằm giữa 2 lớp lưới.
Sau khi tách nước xong, Na₂SO₄ được đem đi sấy khô để sử dụng lại.
Tinh dầu sau khi lắng lọc và sấy khô nếu có màu trong sáng thì nhập kho bảo quản, nếu có màu sẩm, xấu thì dùng than hay đất hoạt tính để hấp phụ màu. Tùy thuộc vào cường độ màu mà có thể dùng lượng than từ 1 ÷ 2%.
XEM THÊM: CÁC LOẠI TINH DẦU THIÊN NHIÊN TẠI ĐÂY.