Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày bằng dung môi

MỤC LỤC

DANH SÁCH BẢNG
1


Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày bằng dung môi

DANH SÁCH HÌNH

2


Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày bằng dung môi

3


Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày bằng dung môi

LỜI MỞ ĐẦU
Bưởi là một loại quả được rất nhiều người ưa chuộng bởi vị ngọt thanh, dễ ăn và
rất tốt cho sức khỏe. Hiện nay, trên thị trường đã có một số sản phẩm làm từ bưởi như:
nước ép bưởi, rượu bưởi, nem chay….Ngoài công dụng là thực phẩm, những tinh chất
chiết xuất từ quả bưởi tạo nên tinh dầu bưởi có công dụng tốt hơn rất nhiều những sản
phẩm công nghệ khác. Chiết xuất tinh dầu bưởi giúp con người tận dụng nguồn vỏ
bưởi phế phẩm từ các công ty sản xuất nước ép bưởi, rượu bưởi… góp phần nâng cao
giá trị kinh tế của cây bưởi.
Tinh dầu bưởi có rất nhiều tác dụng đặc biệt hữu ích trong cuộc sống của chúng


1.1.2 Đặc điểm thực vật của quả bưởi
Cây cao khoảng 5 đến 10m, thường có gai lớn (khi trồng bằng hạt), nhánh non có
lông tơ.
Rễ:có một rễ cái và nhiều rễ nhánh,từ rễ nhánh mọc ra những rễ lông yếu ớt. Sự
phát triển của rễ thường xen kẽ với sự phát triển của thân, cành trên mặt đất. Rễ mọc ra
từ hạt thường khỏe, mọc sâu, nếu đất thoáng nước tốt và tơi xốp rễ có thể mọc sâu đến
4m.
Thân, cành: thuộc thân gỗ, các cành chính thường mọc ra ở các vị trí trong
khoảng 1m cách mặt đất. Cành có thể có gai, nhất là khi trồng bằng hạt. Cành phát
triển theo lối hợp trụ, khi cành mọc dài đến một khoảng nhất định thì ngừng lại. Trong
một năm cây có thể cho 3 đến 4 đợt cành, tùy theo chức năng của cành mà chúng có
tên khác nhau như: cành mang trái, cành mẹ, cành dinh dưỡng và cành vượt.

5


Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày bằng dung môi
Lá: thuộc lá đơn gồm có cuống lá, cánh lá và phiến lá. Lá lớn, có cành lá to,
phiến lá hình xoan đến bầu dục, dạng trái tim, dài từ 12 đến 15cm, mặt dưới gân lá
thường có lông.
Hoa: hoa bưởi lớn, mọc đơn hay chùm, cánh hoa màu trắng kem, có từ 20-25 nhị
đực, bầu noãn có 11-16 ngăn, đường kính rộng từ 2,5-4cm, rất thơm, thường là hoa
lưỡng tính. Thời gian từ khi ra hoa đến khi hoa tàn thay đổi tùy giống và điều kiện khí
hậu, trung bình là một tháng.
Trái: Bưởi có trái lớn, hình cầu hay hình trái lê, đường kính từ 10 đến 40cm, có
màu xanh và vàng nhạt khi chín, vỏ dày, tép lớn màu vàng nhạt hay hồng. Trái nặng
trung bình từ 1-2kg. Trái bưởi có 3 phần chính: ngoại bì, trung bì, nội bì. Thời gian
chín của trái thay đổi từ 7 đến 8 tháng sau khi thụ phấn. Quá trình phát biển của bưởi
chia làm 3 giai đoạn: từ 4-9 tuần sau khi đậu trái, trái chủ yếu phát triển kích thước và

KJ/calo

Năng lượng

(128/30)

Hàm lượng

Nước

%

91,4

Năng lượng

KJ

126

Chất béo

g

0

Protein

g


Sắt
Đồng

mg
mg
mg
mg
mg
µg

0,02
0,036
159
23
0,5
120

(Nguồn: Viện Dinh Dưỡng, 2007)

1.1.4Đặc diểm vỏ bưởi
Vỏquả chứa flavonoid như: naringosid, hesperidin, diosmin, diosmetin,
hesperitin…vỏ bưởi thường chiếm 40-45% khối lượng trái
+ Vỏ quả ngoài chứa: coumarin, carotene và tinh dầu (chủ yếu là d-limonen)
+ Vỏ quả giữa: rất giàu naringin có vị rất đắng, pectin và một ít limonin.
Vỏ bưởi có chứa hàm lượng lớn chất cellulose, pectin, các loại vitamin và chất
đắng khác. Chất cellulose có tác dụng phòng ung thư ruột kết, xơ vữa động mạch, sỏi
mật. Với người thừa cân, cellulose đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện vóc
dáng vì có công dụng làm giảm mỡ máu, tan mỡ thừa và ngăn chặn sự tích tụ chất béo
gây béo phì. Pectin thuộc nhóm các chất làm đông tụ, đóng vai trò cực kì quan trọng
trong việc làm màng bao bọc các sản phẩm, tạo ra cấu trúc gel được ứng dụng đặc biệt

sản lượng bưởi năm roi cung cấp thị trường tết”).

Toàn tỉnh Vĩnh Long hiện có 7958,8 ha trồng bưởi với sản lượng gần 55.000
tấn/năm, năm 2015 đã được Trung tâm khuyến nông tỉnh Vĩnh Long trao chứng nhận
GlobalGAP cho diện tích 25 ha, đối với vùng bưởi Năm Roi Bình Minh hiện có
1.916ha bưởi đang cho quả, những năm gần đây bưởi được thị trường ưa chuộng nên
sản lượng tiêu thụ ổn định người trồng bưởi cũng liên tục trúng mùa(trích “Đặc sản
bưởi Năm Roi – Vĩnh Long” trang Danviet.vn ).

8


Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày bằng dung môi
1.2 Tổng quan về tinhdầu bưởi
1.2.1 Khái niệm về tinh dầu
Tinh dầu là những hỗn hợp khác nhau của những chất bốc hơi nguồn thực vật (rất
ít khi nguồn động vật), các chất này thường có mùi thơm và thành phần hóa học, cấu
tạo, tính chất, điểm chảy, điểm sôi, độ tan trong nước hay trong các dung môi rất khác
nhau, phần lớn không tan, chính xác là ít hay rất ít tan trong nước. Các hợp phần của
tinh dầu hòa tan lẫn nhau.

Hình 1.3Tinh dầu bưởi
(Nguồn: Tinh dầu Adeva, 2017)

1.2.2 Tính chất của tinh dầu bưởi
Tinh dầu bưởi tồn tại dạng lỏng ở nhiệt độ thường, có mùi thơm nhẹ, không màu
hoặc màu vàng nhạt. Ở 20oC, tinh dầu bưởi có tỷ trọng 0,923 - 0,926, nhỏ hơn tỷ trọng
của nước nên nhẹ hơn nước.
Tinh dầu bưởi bay hơi được, ít tan trong nước nhưng tan tốt trong các dung môi
hữu cơ như etanol, eter...

Octanol có tính sát trùng, kháng khuẩn cao, rất tốt cho thần kinh và kích thích
phản ứng miễn dịch trong cơ thể.

10


Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày bằng dung môi

Hình 1.8 Octanol

Nootkatone là thành phần quan trọng nhất của bưởi, là một trong những thành
phần hóa học chính tạo nên mùi và hương vị của bưởi.Nootkatone được sử dụng làm
thuốc chống trừ sâu bọ, côn trùng... một cách thân thiện với môi trường vì nó rất dễ
bay hơi. Nootkatone không độc hại với con người nên được sử dụng để làm phụ gia
thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm...

Hình 1.9Nootkatone

Nerolidol có mùi thơm nhẹ, được sử dụng làm hương liệu và nước hoa. Nerolidol
cũng đang được thử nghiệm để làm chất tăng cường sự thẩm thấu của thuốc qua da.

Hình 1.10 Nerolidol

Farnesol có mặt trong nhiều loại tinh dầu như xả, hoa hồng, hoa huệ,... được sử
dụng để làm tăng thêm mùi nước hoa. Farnesol còn là một loại thuốc trừ sâu tự nhiên,
cũng như là thành phần hương liệu và phụ gia cho thuốc lá...

Hình 1.11Farnesol

11



Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày bằng dung môi

Hình 1.13Tinh dầu bưởi trong kích thích mọc tóc

1.2.4.3 Trong thực phẩm
Rượu bưởi có tác dụng kích thích tiêu hóa, giải cảm, tăng cường vitamin cho
người mới ốm dậy, rất tốt cho người muốn giảm cân hoặc dùng để hỗ trợ điều trị mỡ
máu cao.
Vỏ bưởi có chứa hàm lượng lớn cellulose, pectin, các loại vitamin và chất đắng
khác. Chất cellulose có tác dụng phòng ung thư ruột kết, xơ vữa động mạch, sỏi mật.
Với người thừa cân, cellulose đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện vóc dáng vì
có công dụng làm giảm mỡ máu, tan mỡ thừa và ngăn chặn sự tích tụ chất béo gây béo
phì. Pectin thuộc nhóm các chất làm đông tụ, đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc
làm màng bao bọc các sản phẩm, tạo ra cấu trúc gel được ứng dụng đặc biệt với các
món mứt. Vì vậy, món mứt bưởi sau khi bào chế sẽ cực kì an toàn cho sức khỏe, dễ
bảo quản và không bị mất đi các tinh chất vốn có trong vỏ bưởi tự nhiên. Mứt vỏ bưởi
còn có tác dụng nhuận trường, tính sát khuẩn cao nên có thể ngăn ngừa viêm họng,
viêm miệng hiệu quả.
Khi hấp, nước do gà và vỏ bưởi tiết ra, hòa quyện vào nhau xen kẽ một chút vị
đắng của bưởi, một chút vị ngọt nước gà. Món ăn vừa có chất dinh dưỡng, vừa giúp hỗ
trợ chữa bệnh gan nhiễm mỡ, rất tốt cho sức khỏe người dùng.
Bên cạnh đó,tinh dầu bưởi còn có thể tiêu diệt các tác nhân gây bệnh, đồng thời
lấy đi lượng thuốc trừ sâu còn tồn đọng trong thực phẩm bằng cách nhỏ 20 giọt tinh
dầu bưởi vào một chai xịt, có chứa 1 thìa canh bột nổi, 1 chén dấm trắng và 1 chén
nước, sau đó xịt dung dịch trên lên bề mặt của thực phẩm và để trong 5 phút.
1.2.4.4 Một số ứng dụng khác của tinh dầu bưởi
Giúp thư giãn, làm giảm căng thẳng, giúp trấn tĩnh, lấy lại tinh thần. Hương thơm
của tinh dầu bưởi còn có tác dụng giải rượu giúp tỉnh táo, minh mẫn. Khi tắm cho vài

Bả

Tách dung môi

Lắng, lọc

Bả thải

Dung môi

Tách dung môi

Dung môi

Tinh chế

Cancrêt
Tách sáp bằng ethanol
Làm lạnh

Etanol

Lọc

Sáp

Tách etanol

Tinh dầu thành phẩm


- Dung môi không ăn mòn thiết bị, không gây mùi lạ cho tinh dầu và đặc biệt
không gây độc hại.
- Dung môi phải rẽ tiền và dễ mua.
Có thể sử dụng dung môi dễ bay hơi như etanol, dầu hỏa, acetol... hay các dung
môi khó bay hơi như mỡ động vật, vaselin... Gần đây, người ta còn sử dụng khí đốt ở
dạng lỏng hoặc CO2 lỏng để trích ly tinh dầu.

16


Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày bằng dung môi

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ CÂN BẰNG VẬT CHẤT TRONG THIẾT BỊ
TRÍCH LY
2.1 Tính toán thiết kế trong thiết bị trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi
- Thiết bị trích ly: 100kg/mẻ
- Tỷ lệ dung môi : nguyên liệu = 2:1
- Dùng dung môi ethanol: 200 lít
Vtổng = 100 + 200 = 300 lít
- Chọn thể tích khoảng không gian dự phòng là 200 lít
- Thiết kế tháp trích ly thể tích:
V = Vtổng + Vdự phòng = 300 + 200 = 500 lít
- Tháp trích ly gồm 2 phần chính:
+ Phần 1 từ nắp đến vĩ ngăn nguyên liệu có hình trụ (V1)
V1 = Vbưởi + Vdung môi + Vdự phòng = 100 + 100 + 200 = 400 lít
+ Phần 2 từ vĩ ngăn nguyên liệu đến ống xả sản phẩm (V2)
V2= Vdung môi= 100 lít
Để thiết kế một thiết bị trích ly, cần tìm diện tích thùng nhỏ nhất để có thể đạt
hiệu quả trích ly tốt nhất và đạt được giá trị kinh tế tốt nhất.
- Ta có: V = π.r2.h →

r = 0,5m
V1 = π.r2.h1 = 400 lít

↔

h1 = = 0,5m

- Thể tích hình chóp: chứa 100lít dung môi, r = 0,5m
V2 = .π.r2.h2

↔

h2 = = 0,38 ~ 0,4m

- Quan hệ giữa chiều cao H và đường kính D được xác định theo yêu cầu của
công nghệ sản xuất hóa chất là:
H/D ≤ 10

=>

0,9/1 ≤ 10

- Vậy chiều cao H và đường kính D đều đạt yêu cầu đưa ra.

18


Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày bằng dung môi
2.2 Thiết bị trích ly tinh dầu


8. Thiết bị lọc

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ

Vỏ bưởi sau khi được xay nhuyễn đem vào hệ thống trích ly. Đưa vào mỗi thiết bị
100kg vỏ bưởi, hoạt động 3 thiết bị là 300kg vỏ bưởi. Cho 200 lít dung môi vào thiết bị
1, sau đó tự bơm đối lưu tuần hoàn trong 6 giờ. Tiếp đến bơm mitxen từ thiết bị 1 qua
thiết bị 2, bơm thêm dung môi hao hụt cho thiết bị 2 (vì lúc này có 10% dung môi bám
lại vỏ bưởi ở thiết bị 1 là 20 lít) và thêm 180 lít dung môi mới vào thiết bị 1, thiết bị 1
và thiết bị 2 sẽ hoạt động cùng lúc và bơm đối lưu tuần hoàn trong 6 giờ. Sau 6 giờ tiếp
theo mitxen thiết bị 2 được bơm qua thiết bị 3 và bổ sung thêm dung môi hao hụt cho
thiết bị 3 (vì lúc này có 10% dung môi bám lại vỏ bưởi là 20 lít ở thiết bị 2), mitxen từ
thiết bị 1 bơm qua thiết bị 2 lúc này thiết bị 1 đã hết dung môi nên bổ sung thêm 180 lít
dung môi. Lúc này, 3 thiết hoạt động cùng lúc và tương tự nhau cũng bơm đối lưu tuần
hoàn trong 6 giờ. Kết thúc 6 giờ, thiết bị 3 (dung môi đã qua 3 lần trích ly) bắt đầu xả
mitxen qua bồn chứa, tiếp theo thiết bị 2 bơm mitxen qua thiết bị 4 thêm lượng dung
môi hao hụt vào thiết bị 4 (vì lúc này có 10% dung môi bám lại vỏ bưởi là 20 lít ở thiết
bị 3), thiết bị 1 bơm mitxen qua thiết bị 3, ở thiết bị 1 tiến hành bỏ bã(nguyên liệu qua
3 lần trích ly) để thay vỏ bưởi mới. Sau đó, bơm dung môi mới vào thiết bị 2, ba thiết

20


Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày bằng dung môi
bị 2, 3, 4 hoạt động cùng lúc.Cứ như thế ba thiết bị sẽ hoạt động còn một thiết bị tiến
hành xả bã vệ sinh.
Mitxen đem đến thiết bị chưng cất thu hồi lại dung môi.Dung môi từ bả trích ly
và dung môi ở thiết bị cất thu hồi được đem đi tinh chế để sử dụng trở lại. Mitxen đã
tách dung môi xong gọi là cancrêt. Cancrêt là hỗn hợp gồm tinh dầu, sáp, nhựa thơm
và một số tạp chất khác (acid hữu cơ). Tiếp theo hòa tan cancrêt bằng etanol, sau đó

- Vậy lượng tinh dầu và dung môi sau 3 lần trích ly:
= lượng tinh dầu + lượng dung môi
= 0,59 + 180 = 180,59 (lít)
- Lượng bã còn lại sau trích ly:
100 – 0,86 = 99,14 (kg)
2.4.2 Cân bằng vật chất trong hệ thống trích ly gồm 3 thiết bị:
- Tổng lượng nguyên liệu đưa vào 3 thiết bị: 300kg vỏ bưởi.
- Lượng dung môi cung cấp: 600 lít (theo tỉ lệ dung môi : nguyên liệu = 2:1)
- Ta có 100kg vỏ bưởi với 0,86kg tinh dầu. Vậy 300kg vỏ bưởi có:
0,86 x 3 = 2,58 (lít)
- Số lít tinh dầu trong 300kg vỏ bưởi:
0,8 x 3 = 2,4 lít
- Lượng tinh dầu ba thiết bị thu được:
2,4 x 73,46% = 1,77 (lít)
- Lượng tinh dầu còn sót lại trong ba thiết bị:
2,4 – 1,77 = 0,63 (lít)
- 300kg vỏ bưởi hao hụt 20lít dung môi.
- Vậy lượng tinh dầu và dung môi sau 3 lần trích ly ở 3 thiết bị:
= lượng tinh dầu + lượng dung môi
= 1,77 + 540 = 541,77 (lít)
- Lượng bả còn lại sau trích ly:
300 – 2,58 = 297,42 (kg)
2.5 Tính kinh tế
2.5.1 Tiền lời hàng tháng:
- Số tiền dùng để thu mua 300kg nguyên liệu vỏ bưởi: 1kg vỏ bưởi là 2.500 đồng
300 x 2.500 = 750.000 (đồng)
- Số tiền tiêu tốn mua 60 lít dung môi ethanol hao hụt: 1lít ethanol có giá 11.000
đồng
60 x 11.000 = 660.000 (đồng)
22

= 4 x 3,2 x 1,2 x 7,93
= 121,8048 (kg)
→ Số tiền cần chi mua thép cuộn 304: mỗi kg thép là 68.000 đồng
121,8048 x 68.000 = 8.282.726 (đồng)
23


Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày bằng dung môi
- Khối lượng thép làm nắp:
Khối lượng = 4 x 1,2 x 1,2 x 7,93= 45,6768 (kg)
→ 1kg thép làm nắp là 52.000 đồng, số tiền cần chi:
45,6768 x 52.000 = 2.375.193 (đồng)
- Khối lượng tấm lưới:
Khối lượng = 4 x 1 x 1 x 7,93 = 31,72 (kg)
→ 1kg lưới có giá 70.000 đồng, số tiền cần chi:
31,72 x 70.000 = 2.220.400 (đồng)
=> Tổng số tiền cần chi cho mua thép:
8.282.726 + 2.375.193 + 2.220.400 = 12.878.319 (đồng)
- Tiền gia công nguyên liệu:
12.878.319 x 2 = 25.756.638 (đồng)
- Một hệ thống trích ly cần có 4 máy bơm hoạt động, mỗi máy bơm có giá là
1.650.000 đồng, số tiền chi cho máy bơm:
4 x 1.650.000 = 6.600.000 (đồng)
- Máy chưng cất tinh dầu trích ly (100lít) cần 2 máy để hoạt động: 18.000.000
đồng
- Máy xay vỏ bưởi: 15.500.000 đồng
- Sử dụng đường ống có đường kính là 25mm, có chiều dài 10m:
10 x 41.700 = 417.000 (đồng)
=> Tổng số tiền cần chi cho một thiết bị:
= 12.878.319 + 25.756.638 + 6.600.000 + 18.000.000 + 15.500.000

phải thấp hơn nhiệt độ bay hơi của ethanol.
+ Tăng thời gian trích ly.
+ Tăng lượng dung môi cung cấp cho thiết bị trích ly.
+ Lắp thêm vào thiết bị trích ly cánh khuấy để tăng hiệu quả trích ly.

25