Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ
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 côn 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 như: thực phẩm, dược
phẩm, mỹ phẩm, y tế, văn hóa …. mang lại hiểu quả cao cho kinh tế, nâng cao chất
lượng sống cho xã hội.
Tinh dầu sả là một trong những loại tinh dầu phổ biến, có giá trị kinh tế cao và
được sử dụng nhiều 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 Hoàng, đồ án này em được trình bày về
“Tính toán thiết kế thiết bị chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ “.
GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Hoàng
SVTH: Lưu Kiều Oanh – MSSV: 20123393 Trang 1
Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ
MỤC LỤC
PHẦN 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
I – Tổng quan về tinh dầu và phương pháp sản xuất tinh dầu
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

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 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.
GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Hoàng
SVTH: Lưu Kiều Oanh – MSSV: 20123393 Trang 3
Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ
- 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

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
GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Hoàng
SVTH: Lưu Kiều Oanh – MSSV: 20123393 Trang 5
Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ
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.

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.
GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Hoàng
SVTH: Lưu Kiều Oanh – MSSV: 20123393 Trang 7
Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ

GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Hoàng
SVTH: Lưu Kiều Oanh – MSSV: 20123393 Trang 8
Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ
- 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.
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.
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 CO
2
lỏng tại áp suất lớn 60-70 atm.

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
GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Hoàng
SVTH: Lưu Kiều Oanh – MSSV: 20123393Trang 10
Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ
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 – Tác dụng sinh học và công dụng:
Sả là vị thuốc chữa cảm cúm, nhức đầu, chóng mặt, dung phối hợp với một số

Tinh dầu thô
Tinh dầu thành phẩm
Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ
II – Thuyết minh quy trình
1. Nguyên liệu
Nguyên liệu dùng cho quá trình chưng cất ở đây là Sả Java. Thành phần chính của
tinh dầu Sả là geraniol ( 23%) và xitronelal ( 32-35%). Trước khi chưng cất cần
phải xử lý nguyên liệu.
2. Xử lý nguyên liệu
Nguyên liệu là lá sả tươi đạt độ chín kỹ thuật, tức là lúc đầu lá (tính từ ngoài
vào) đã khô từ 5 ÷ 10% thì cắt, sau khi cắt xong lá sã được phơi héo đến độ ẩm còn
50 % so với ban đầu. Ở độ ẩm này, lá sã bảo quản được một số ngày ở nơi cất, hơn
nữa, cất lá sả héo sẽ giảm được 35 % nhiên liệu và 27 % thời gian chưng cất.
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%.
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) từ 2 ÷2,5 giờ. Cần
khống chế nhiệt độ nước làm lạnh trong khoảng 35 ÷ 40C.
Tại nồi nấu, hỗn hợp được gia nhiệt bằng hơi nước bão hòa đến nhiệt độ sôi.
Ở trong nồi, hơi bốc từ dưới lên vào ống dẫn hơi.
GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Hoàng
SVTH: Lưu Kiều Oanh – MSSV: 20123393Trang 13
Tinh dầu thành phẩm
Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ
4. Ngưng tụ
Hơi được dẫn vào thiết bị ngưng tụ. Tại đây, bên ngoài ống dẫn hơi được lắp

khối lượng lá Sả. Khối lượng riêng của Sả là 855 kg/m
3
- 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) từ 2 ÷2,5 giờ.
Qua đó ta có lượng tinh dầu Sả thu được sau quá trình chưng cất là:
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)
GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Hoàng
SVTH: Lưu Kiều Oanh – MSSV: 20123393Trang 15
Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ
P
A
, P
B
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

B
: 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 154,25 g/mol, tổng áp suất hơi
riêng phần là 11,03 mmHg.
Theo định luật Dalton, tổng áp suất của hỗn hợp:
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.
GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Hoàng
SVTH: Lưu Kiều Oanh – MSSV: 20123393Trang 16
Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ
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 8,1 phần
nước. Ta có lượng tinh dầu thu được sau quá trình chưng là: G
d
= 2,2 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:
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

(J)
 Lượng nhiệt đun nóng và hóa hơi lượng nước ngấm vào nguyên liệu:
Q
4
= 150.4200.(100 - 20) + 150.2253020 = 3,9.10
8
(J)
 Tổng lượng nhiệt lý thuyết:
Q
LT
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
= 4,2.10
8
(J)
 Tổng lượng nhiệt thực tế:
Q
TT
= Q
LT
.10% + Q
LT
= 4,2.10
8

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.
- 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 Java 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 = = 0,3 (m
3
)
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:
Vậy cuối cùng ta có:
GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Hoàng
SVTH: Lưu Kiều Oanh – MSSV: 20123393Trang 19
Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ
Chiều cao thân thiết bị chưng cất h = 0,95 m
Đường kính trong thân thiết bị chưng cất D = 0,65 m
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 và có thể có cửa để cho nguyên liệu vào. 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

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.
1.5. 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 không còn đọng hơi lại ở
trong nồi. Đồng thời phải dễ dàng trong việc tháo hay rửa sạch cặn bã nguyên liệu
còn sót lại.
Ta làm đáy thiết bị có dạng hình chỏm cầu, được hàn kín với thân thiết bị.
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.
GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Hoàng
SVTH: Lưu Kiều Oanh – MSSV: 20123393Trang 21
Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ
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

hóa lỏng và người tađã 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.
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
p
1
:áp suất khí quyển, p
1
= 1 atm = 1.10
5
Pa
p
2
: 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

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 d
x
=
0,2 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.
GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Hoàng
SVTH: Lưu Kiều Oanh – MSSV: 20123393Trang 24
Tính toán và thiết kế hệ thống chưng cất tinh dầu sả năng suất 150kg/mẻ
2. Thiết bị ngưng tụ
2.1. Các thông số đã biết
- Lượng tinh dầu thu được sau quá trình chưng là: G
d
= 2,2 kg
- Lượng nước bay hơi cần cho quá trình chưng là:

= 89,1 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 = = =36,5 (kg/h)
- Nhiệt độ nước mát đầu vào là 25°C  = 25°C
- Nhiệt độ nước mát đầu ra là 45°C  = 45°C
- Nhiệt độ hơi nóng đi vào: t
D
= 100
o
C