ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 18, NO 3, 2020 21 NGHIÊN CỨU NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT TINH DẦU TRẦM HƯƠNG INVESTIGATING FACTORS AFFECTING THE DISTILLATION PROCESS OF AGARWOOD OIL Ngô Phi Mạnh1, Trần Văn Vang1, Mã Phước Hoàng1, Võ Kim Quỳnh2, Nguyễn Nhật Huy2 Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; npmanh@dut.udn.vn Sinh viên Khoa Công nghệ Nhiệt Điện lạnh - Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng Tóm tắt - Tinh dầu trầm hương sản phẩm có giá trị kinh tế cao, chiết xuất chủ yếu phương pháp chưng cất từ gỗ trầm hương Tuy nhiên, trình chưng cất tinh dầu trầm hương phức tạp hiệu trình chưng cất phụ thuộc vào nhiều yếu tố Trong báo này, mơ hình thiết bị chưng cất tinh dầu kiểu ngập thiết kế chế tạo với suất kg nguyên liệu/ mẻ Những thí nghiệm tiến hành mơ hình nhằm khảo sát yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu trình chưng cất tinh dầu trầm hương, là: Thời gian chưng cất, cơng suất nhiệt đốt, thời gian ngâm nguyên liệu Kết nghiên cứu cho thấy, với thời gian chưng cất 30 giờ, nguyên liệu ngâm 21 ngày mức công suất nhiệt kW, chưng cất lượng dầu lớn khoảng 4,5 mL/ kg nguyên liệu.mẻ Hiệu suất chưng cất đạt 0,09% Abstract - Agarwood oil is a product of very high economic value which is mainly extracted from agarwood chips by means of the distilling method Yet, the process of distilling agarwood oil is very complicated and its efficiency depends on many factors In this article, a hydro-distillation model was designed and constructed with its capacity output of kg agarwood chips per batch Experiments were carried out based on this model in order to investigate three major influential factors affecting the oil yield from the distillation process: Distillation time, heating capacity of the burner, and soaking time The results of the study show that the amount of extracted oil reached the highest level of 4.5 mL per batch - kg agarwood chips under conditions of 30-hour extraction time, kW heating capacity, and 21-day soaking time Accordingly, the distillation yield reached 0.09% Từ khóa - Tinh dầu trầm hương; trình chưng cất; thiết bị chưng cất Key words - Agarwood oil; distillation process; hydro-distillation model Đặt vấn đề Trầm hương phần gỗ có giá trị hình thành Dó bầu (tên khoa học Aquilaria) Trầm hương quốc gia có tên gọi khác nhau, Jinko (Nhật Bản), Gaharu (trong tiếng Hindi nước Malaysia, Indonesia…) Tại khu vực Đơng Nam Á, có loại Dó có khả tạo trầm, Aquilaria Crassna, Aquilaria Subintegra Aquilaria Malaccensis [1] Cơ chế tạo trầm Dó bầu phức tạp chưa có giả thuyết thuyết phục đưa để giải thích chế hình thành trầm hương Trầm hương nói chung tinh dầu trầm hương nói riêng mang giá trị tín ngưỡng tơn giáo lớn nước Trung Đông Đặc biệt, tinh dầu trầm hương có giá trị cao công nghiệp sản xuất nước hoa cao cấp, có nhiều tác dụng quý sức khỏe như: Giảm căng thẳng, lọc khơng khí gia đình, chống nhăn, lão hóa da, trị sẹo… [2] Vì vậy, tinh dầu trầm hương có giá trị kinh tế lớn thị trường Theo nghiên cứu phân tích đánh giá chất lượng tinh dầu trầm hương Malaysia, giá trị 12 ml tinh dầu trầm hương dao động từ 126 đô la Mỹ (≈2,898 triệu đồng) đến 633 la Mỹ (14,559 triệu đồng) [3] Vì khai thác mức mà trầm hương tự nhiên ngày khan hiếm, giá thành trầm tự nhiên cao Do đó, nay, trầm hương ni cấy nhân tạo (Cultivated agarwood) đóng vai trị đảm bảo nguồn cung ổn định cho nhu cầu trầm hương ngày tăng thị trường Để chưng cất tinh dầu trầm hương, nguyên liệu đầu vào loại trầm hương nhân tạo Quá trình chiết xuất tinh dầu trầm hương dựa phương pháp phổ biến nhất: Chưng cất kiểu lôi nước (steam distillation) chưng cất kiểu ngập (Hydro distillation) Vì lượng tinh dầu nguyên liệu nhỏ, thời gian hình thành tinh dầu diễn lâu dài, liên kết tinh dầu cấu trúc gỗ Dó bầu bền, nên trình chưng cất tinh dầu trầm hương khó so với chưng cất loại tinh dầu thiên nhiên khác sả, gừng, quế (gỗ) Chính khó khăn q trình chưng cất dẫn đến chi phí vận hành thiết bị lớn, làm giảm hiệu kinh tế trình chưng cất so sánh tương quan với giá bán tinh dầu Chính vậy, báo này, nhóm nghiên cứu muốn tập trung vào khảo sát 03 yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến trình chưng cất tinh dầu trầm hương, bao gồm: Thời gian chưng cất, mức công suất nhiệt sử dụng, thời gian ngâm nguyên liệu Mục tiêu nghiên cứu tìm quy trình vận hành thiết bị chưng cất tinh dầu trầm hương với thời gian ngắn nhất, mức công suất nhiệt thấp nhất, thời gian ngâm phù hợp Từ đó, góp phần nâng cao hiệu kinh tế mơ hình chưng cất tinh dầu trầm hương Việt Nam Thiết kế chế tạo thiết bị chưng cất 2.1 Phân tích lựa chọn kiểu thiết bị chưng cất Hiện nay, có kiểu thiết bị chưng cất tinh dầu trầm hương sử dụng phổ biến: Kiểu ngập (hydro distillation) kiểu lôi nước (steam distillation) Với kiểu lôi nước, nguyên liệu không nhúng trực tiếp vào nước, Hình Nước gia nhiệt đến sôi, nước xuyên qua lớp nguyên liệu nước cung cấp từ nồi bên Tinh dầu nước chuyển dịch khỏi nguyên liệu bị theo dòng Hổn hợp nước tinh dầu ngưng tụ lại thành nước ngưng tinh dầu dạng lỏng thiết bị ngưng tụ Dựa vào khác biệt tỷ trọng tinh dầu nước mà tinh dầu tách khỏi nước Kiểu thiết bị chưng cất phù hợp với nguyên liệu dạng mỏng, độ xốp nguyên liệu lớn, sả, bạc hà, gừng, bưởi, quế, oải hương, tràm… Với trầm hương, để sử dụng thiết bị này, trầm 22 Ngơ Phi Mạnh, Trần Văn Vang, Mã Phước Hồng, Võ Kim Quỳnh, Nguyễn Nhật Huy nguyên liệu phải xay nhỏ thành dạng dăm Nếu xay mịn (dạng bột), trở lực dịng qua lớp ngun liệu lớn, bột trầm sau hấp thụ nước dính kết lại với gây cản trở trình tách tinh dầu Hình Mơ hình thiết bị chưng cất tinh dầu kiểu lôi nước (Steam distillation) Với thiết bị chưng cất kiểu ngập (hydro-distillation), nguyên liệu ngâm trực tiếp nước, Hình kiểu ngập chiết xuất tinh dầu trầm hương Trong nghiên cứu này, nhóm tiến hành thiết kế chế tạo 01 mơ hình thiết bị chưng cất tinh dầu trầm hương bán tự động kiểu ngập, với suất mẻ kg nguyên liệu dạng bột 2.2 Sơ đồ cấu tạo hệ thống thiết bị chưng cất Vì thời gian chưng cất tinh dầu trầm hương dài, liên tục từ [5] đến ngày [4] Do đó, việc tiến hành thí nghiệm mơ hình tốn nhiều cơng sức cho việc bổ sung nước cho nồi chưng cất, cung cấp nước làm mát cho thiết bị ngưng tụ Vì vậy, nhóm nghiên cứu thiết kế chế tạo mơ hình thiết bị chưng cất kiểu ngập có khả tự động việc bổ sung nước vào nồi chưng cất tránh tình trạng cháy nguyên liệu thiếu nước, đảm bảo cung cấp nước làm mát tự động cho thiết bị ngưng tụ Mơ hình thiết bị biểu diễn Hình Các thiết bị bao gồm: nồi chưng lớp dung tích 70 L (5); 01 thiết bị ngưng tụ kiểu ống xoắn giải nhiệt nước (6); thiết bị thu gom tự động tách dầu (7); 01 điều khiển tự động hồi nước ngưng bình chứa bao gồm bơm (8), timer (9), van điện từ (1), van chiều (2) van chặn (3); điều khiển tự động cung cấp nước làm mát vào thiết bị ngưng tụ, bao gồm rơ le nhiệt độ (4) van điện từ (10); đốt gas LPG Hình Mơ hình thiết bị chưng cất tinh dầu kiểu ngập (Hydro distillation) Khi vận hành, hỗn hợp nước nguyên liệu gia nhiệt Dưới tác dụng nhiệt, tinh dầu tách khỏi nguyên liệu dạng khỏi mặt thống dịng Hỗn hợp nước tinh dầu dẫn qua thiết bị ngưng tụ Tại đây, chúng nhả nhiệt cho môi trường làm mát (chủ yếu nước) ngưng tụ lại thành dạng lỏng Sau đó, tinh dầu tách khỏi nước dựa vào khác tỷ trọng Kiểu thiết bị đặc biệt phù hợp với trầm nguyên liệu dạng bột mịn Theo nghiên cứu [4], thiết bị chưng cất kiểu ngập có hiệu cao so với kiểu lôi nước Cụ thể, với 30 kg trầm nguyên liệu, thiết bị chưng cất kiểu lôi nước khoảng ngày để thu lượng dầu 100 mL Trong đó, thiết bị chưng cất kiểu ngập ngày, với lượng dầu thu 150 mL Tại Việt Nam, theo khảo sát nhóm nghiên cứu, sở chưng cất tinh dầu trầm hương sử dụng thiết bị chưng cất kiểu ngập Nguồn nhiệt cung cấp cho trình chưng cất chủ yếu từ trình đốt cháy phần thân Dó bầu khơng chứa trầm hương Vì tính hiệu thơng dụng thiết bị chưng cất Hình Sơ đồ bố trí mơ hình thiết bị chưng cất trầm hương kiểu ngập Hình Kết cấu nồi chưng cất lớp Thêm vào đó, nhóm nghiên cứu có cải tiến thiết kế nồi chưng cất so với kiểu thiết bị sử dụng thực tế sở chưng cất tinh dầu trầm hương, Hình Trong thiết bị nồi chưng cất thực tế, phần diện tích nhận nhiệt đáy nồi Thì ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 18, NO 3, 2020 nồi chưng tại, khói sau gia nhiệt cho hỗn hợp nguyên liệu nước phần đáy nồi tiếp tục chuyển động dọc theo phần thân nồi lên (có độ rộng 50 mm), tiếp tục gia nhiệt cho hỗn hợp mơi trường ống khói Với thiết kế này, diện tích trao đổi nhiệt hiệu nồi chưng khói tăng lên lần so với nồi truyền thống Giúp giảm tổn thất nhiệt khói mang mơi trường, góp phần tiết kiệm nhiên liệu cung cấp cho trình chưng cất Và với thời gian chưng cất tinh dầu trầm hương dài, cải tiến có ý nghĩa việc tiết kiệm chi phí nhiên liệu đốt, góp phần nâng cao hiệu hiệu kinh tế mơ hình sản xuất tinh dầu trầm hương Các thơng số nồi chưng cất thể Bảng Bảng Các thơng số cấu tạo nồi chưng cất TT Thông số Đường nồi chưng cất, Di Độ dày nồi (inox 304) Chiều cao nồi chưng cất, H Tổng thể tích nồi Thể tích hữu ích (hỗn hợp nguyên liệu nước) Độ lớn Đơn vị 400 mm mm 1.200 mm 70 Lít 50 Lít Hình Bố trí mơ hình thiết bị dạng 3D Chú thích: 1- Cụm van điện từ cấp nước làm mát; 2- Thiết bị ngưng tụ; 3- Timer cảm biến nhiệt độ; 4- Cụm van điên từ, van chiều van chặn đường nước ngưng hồi về; 5- Nồi chưng cất; 6- Bình gas; 7- Bình gom tách dầu tự động; 8- Thùng chứa bơm hồi nước ngưng Hình Bố trí mơ hình thiết bị chưng cất tinh dầu trầm hương kiểu ngập thực tế 23 Mơ hình thiết bị sau thiết kế chế tạo lắp đặt phòng thí nghiệm thuộc khoa Cơng nghệ Nhiệt – Điện lạnh, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng Hình mơ hình bố trí thiết bị dạng 3D Trong đó, Hình thể bố trí mơ hình thiết bị thực tế phịng thí nghiệm Thí nghiệm phân tích kết thí nghiệm 3.1 Ngun liệu cơng tác chuẩn bị thí nghiệm Để tiến hành mẻ thí nghiệm, cần có bước sau: Chuẩn bị nguyên liệu, đấu nối đường ống dẫn gas từ bình chứa vào đốt, đấu nối đường nước làm mát vào đường nước nóng từ thiết bị ngưng tụ Trong khâu chuẩn bị nguyên liệu, nguyên liệu trầm hương thu mua khu vực tỉnh Khánh Hòa, Việt Nam Nguyên liệu dạng dăm bào (Hình 7a), cung cấp Cơng ty TNHH Hương Trầm Đất Quảng có trụ sở TP Đà Nẵng Nguyên liệu, sau đó, xay thành dạng bột mịn có đường kính trung bình 1-2 mm (Hình 7b) Bột nguyên liệu tiếp tục ngâm nước thùng nhựa theo tỷ lệ khối lượng 1:10 (Tức là, kg nguyên liệu ngâm 10 kg nước [5]), thời gian định Tiếp đến, nguyên liệu lấy khỏi thùng ngâm phơi khô trước đưa vào nồi chưng cất Nước cho vào nồi chưng với nguyên liệu theo tỷ lệ 1:6 (1 kg nguyên liệu tương ứng với lít nước) Với suất thiết kế cho kg nguyên liệu mẻ, lượng nước cần thiết cung cấp vào nồi chứa 30 Lít (a) (b) Hình Ngun liệu dạng dăm bào (a) dạng bột (b) Sau kết thúc bước chuẩn bị, đốt bật trình chưng cất bắt đầu Sau thời gian gia nhiệt, hỗn hợp nước tinh dầu từ nồi chưng cất nhã nhiệt cho nước làm mát thiết bị ngưng tụ, chuyển thành pha lỏng Dung dịch bao gồm nước ngưng tinh dầu trầm đưa vào bình gom dầu Bình gom dầu thiết kế dựa sở khác tỷ trọng tinh dầu nước Do đó, tinh dầu giữ lại bình gom dầu nước ngưng tự động chảy vào bình chứa nước ngưng Trong bình chứa nước ngưng có lắp đặt bơm nước điều khiển rơ le thời gian (timer) Sau kết thúc thí nghiệm, tinh dầu thu hồi vào phễu tách ly tinh dầu thủy tinh Sau đó, nước loại bỏ khỏi tinh dầu lần Tinh dầu thu sau cơng đoạn cịn lẫn nước Do đó, tinh dầu tiếp tục đưa qua thiết bị tách dầu kiểu ly tâm Cuối cùng, tinh dầu thu định lượng để đánh giá hiệu trình chưng cất tinh dầu trầm hương Mục tiêu nghiên cứu khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu q trình chưng cất tinh dầu trầm Ngơ Phi Mạnh, Trần Văn Vang, Mã Phước Hoàng, Võ Kim Quỳnh, Nguyễn Nhật Huy 24 hương: Thời gian chưng cất, mức công suất nhiệt đốt thời gian ngâm nguyên liệu Mỗi yếu tố ảnh hưởng này, nhóm tiến hành thí nghiệm Như vậy, tổng cộng có thí nghiệm tiến hành 3.2 Ảnh hưởng mức công suất nhiệt Mục tiêu việc gia nhiệt nguyên liệu q trình chưng cất tinh dầu nói chung, tinh dầu trầm hương nói riêng cung cấp lượng để phá vỡ liên kết tinh dầu nguyên liệu, giúp tinh dầu tách khỏi nguyên liệu khuếch tán vào nước Hỗn hợp tinh dầu nước dẫn vào thiết bị ngưng tụ chuyển thành pha lỏng Mức công suất nhiệt phù hợp để cung cấp cho trình chưng cất thơng số cần xác định Vì thời gian chưng cất tinh dầu dài, nên với mức công suất lớn đồng nghĩa lượng tiêu thụ nhiên liệu tăng lớn, ngược lại Do đó, nghiên cứu này, nhằm khảo sát ảnh hưởng cơng suất nhiệt đến hiệu q trình chưng cất tinh dầu trầm hương Nhóm nghiên cứu sử bếp đốt gas cơng nghiệp có mã hiệu Excel TL-280C, lựa chọn điều chỉnh mức công suất nhiệt 6,65 kW, 7,7 kW 8,7 kW Đây mức công suất nhiệt hoạt động ổn định thiết bị, tức hỗn hợp (nước nguyên liệu) đạt nhiệt độ sơi (100C) Có thí nghiệm chưng cất tinh dầu tương ứng với mức công suất nhiệt Trong thí nghiệm này, kg nguyên liệu ngâm thời gian 33 giờ, thời gian chưng cất 30 Kết thí nghiệm thể Bảng Trong Bảng 2, hiệu suất trình chưng cất tinh dầu (the oil yield) tính theo cơng thức sau: 𝐺𝑑 𝑌= ∗ 100, % 𝐺𝑛𝑙 Trong đó, 𝐺𝑑 , 𝐺𝑛𝑙 − Lần lượt khối lượng tinh dầu chưng cất trầm hương nguyên liệu, g Bảng Kết thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng công suất nhiệt Chỉ số khảo nghiệm Công suất nhiệt Đơn Kết mẻ chưng cất vị Mẻ Mẻ Mẻ kW 6,65 7,7 8,7 Khối lượng nguyên liệu kg 5 Thời gian chưng cất 30 30 30 Lượng gas tiêu thụ kg 15 16,8 18,8 Lượng dầu thu mL 1,5 1 0,5 Hiệu suất chưng cất, Y % 0,03 0,02 0,01 Từ Bảng thấy, mức cơng suất nhiệt sử dụng lớn lượng tinh dầu thu nhỏ Cụ thể, mức công suất 8,7 kW; 7,7 kW 6,65 kW lượng dầu thu tương ứng khoảng 0,5 mL; mL 1,5 mL Và hiệu suất chưng cất tương ứng 0,01%; 0,02% 0,03% Theo nhóm nghiên cứu, kết giải thích sau: Khi mức cơng suất nhiệt q lớn, q trình hóa diễn nhanh, lượng nước nồi chưng cất giảm nhanh Trong khi, việc hồi nước ngưng không kịp thời để trình mức nước nồi chứa Điều khiến phần hỗn hợp nước dầu bị nhiệt phần nồi chưng cất Dưới tác dụng nhiệt độ cao, tinh dầu bị biến chất (cháy dầu), biển đổi thành chất khí khơng ngưng Kết lượng dầu thu giảm xuống Điều củng cố tinh dầu thu mức cơng suất nhiệt lớn có mùi màu sắc không giống đặc trưng tinh dầu trầm hương Bên cạnh đó, mức cơng suất nhiệt sử dụng lớn lượng tiêu thụ gas cho cho mẻ chưng cất lớn 15 kg (6,65 kW), 16,8 kg (7,7 kW) 18,8 kg (8,7 kW) Đồng thời, lượng nước làm mát tiêu tốn cho trình chưng cất tăng lên Từ kết luận trên, phạm vi thí nghiệm thấy, mức công suất nhiệt đốt hiệu 6,65 kW Với mức công suất này, lượng dầu chiết tách nhiều nhất, chất lượng dầu (cảm quan sơ bộ: Màu sắc mùi) đảm bảo Kết cung cấp sở giới hạn mức công suất nhiệt cần sử dụng sở chưng cất tinh dầu trầm hương nay, tránh tình trạng sử nhiên liệu đốt điện lãng phí Tuy nhiên, cần tiến hành thêm nhiều nghiên cứu mức nhiệt thấp cần thực để tìm mức công suất nhiệt tối ưu chưng cất tinh dầu trầm hương có điều kiện chưng cất với mơ hình thiết bị 3.3 Ảnh hưởng thời gian ngâm nguyên liệu Ngâm xem công đoạn tiền xử lý trầm nguyên liệu trước đưa vào thiết bị chưng cất Công đoạn giúp tăng lượng tinh dầu chiết tách Hiện tại, nguyên liệu ngâm nhiều loại dung môi khác nước, cồn, acetone, axit hữu cơ… Nhưng đó, nước dung môi truyền thống, rẻ tiền, sạch, không ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu Khi ngâm trầm nguyên liệu nước, q trình hydrat hóa xảy Thời gian ngâm lâu, tế bào gỗ (nguyên liệu) bị phá hủy, giải phóng tinh dầu Cụ thể, tế bào gỗ nhận nước giãn nở chúng hoàn toàn bị phá vỡ Bên cạnh đó, tính axit nước ngâm ngun liệu tăng lên gây ăn mịn vách tế bào Do đó, việc ngâm nguyên liệu giúp tăng lượng dầu thu trình chưng cất Tuy nhiên, thời gian ngâm dài, tinh dầu giải phóng trước chưng cất, tinh dầu khuếch tán vào nước ngâm Bên cạnh đó, ngâm nguyên liệu lâu, tinh dầu thu có mùi gỗ bị úng làm giảm chất lượng tinh dầu Vì vậy, tìm thời gian ngâm thích hợp quan trọng sản xuất tinh dầu trầm hương Trong quy mô nghiên cứu này, nguyên liệu ngâm mốc thời gian tuần, tuần tuần Ba thí nghiệm tiến hành điều kiện công suất đốt, khối lượng nguyên liệu thời gian chưng cất lượt 6,65kW, kg 30 Theo Bảng 3, với lượng nguyên liệu đầu vào kg, mức công suất nhiệt đốt sử dụng 6,65 kW, thời gian chưng cất 30 giờ, lượng dầu chưng cất với thời gian ngâm tuần cho kết tốt với 4,5 mL, tiếp đến mL với tuần ngâm, lượng dầu thu nhỏ mL ứng với thời gian ngâm ngắn tuần ngâm Kết thí nghiệm chứng tỏ thời gian ngâm nguyên liệu có ảnh hưởng đến hiệu trình chưng cất tinh dầu trầm hương, cụ thể lượng dầu thu Trong đó, theo kết luận nghiên cứu [5], với mốc thời gian ngâm 0, 1, 2, tuần, lượng tinh dầu thu tối đa ứng với thời gian ngâm tuần Từ đó, nhóm tác giả kết luận thời gian ngâm tối ưu tuần, việc ngâm nguyên liệu tuần ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 18, NO 3, 2020 không làm tăng lượng dầu chưng cất Sự khác biệt kết nghiên cứu nghiên cứu [5] đến từ khác biệt kích thước nguyên liệu trầm hương ngâm hai nghiên cứu Do đó, để có kết luận xác ảnh hưởng thời gian ngâm nguyên liệu đến hiệu trình chưng cất tinh dầu trầm hương, cần xem xét kết hợp ảnh hưởng kích thước nguyên liệu Theo nghiên cứu [6], hiệu suất chưng cất tinh dầu nguyên liệu ngâm dung môi nước nằm khoảng từ 0,03% đến 4,43% Với hiệu suất chưng cất từ 0,04 % đến 0,09% mơ hình phù hợp với kết nghiên cứu kể Bảng Kết thí nghiệm khảo sát ảnh thời gian ngâm nguyên liệu Chỉ số khảo nghiệm Đơn Kết mẻ chưng cất vị Mẻ Mẻ Mẻ Thời gian ngâm nguyên liệu tuần Lượng dầu thu mL 2 3 4,5 Hiệu suất chưng cất, Y % 0,04 0,06 0,09 3.4 Ảnh hưởng thời gian chưng cất Như đề cập Mục 2.2, thời gian chưng cất tinh dầu trầm hương dài Khi thời gian chưng cất kéo dài lượng tiêu thụ nhiên liệu cho trình gia nhiệt tăng lên, chi phí nhân cơng tăng lên, suất chưng cất giảm Ngược lại, thời gian chưng cất q ngắn tinh dầu khơng tách triệt để, gây thất Vì vậy, việc tìm thời gian chưng cất phù hợp để vừa đảm lượng dầu chiết tách nhiều nhất, vừa đảm bảo tiết kiệm chi phí nhiên liệu chi phí phí vận hành Trong nghiên cứu này, khoảng thời gian chưng cất thử nghiệm mơ hình 30 giờ, 48 60 Đồng thời, với kết luận từ Mục 3.2 3.3, thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng thời gian chưng cất, công suất nhiệt đốt sử dụng mức 6,65 kW, thời gian ngâm nguyên liệu tuần (21 ngày), 5kg khối lượng nguyên liệu mẻ Bảng Kết thí nghiệm ứng khảo sát ảnh hưởng thời gian chưng cất Chỉ số khảo nghiệm Thời gian chưng cất Đơn vị Kết mẻ chưng cất Mẻ Mẻ Mẻ 30 48 60 Lượng gas tiêu thụ kg 15 23,5 30 Lượng dầu thu mL ~4,5 ~4,5 ~4,5 Hiệu suất chưng cất, Y % 0,09 0,09 0,09 Theo Bảng 4, với điều kiện chung mức công suất nhiệt đốt thời gian ngâm, lượng tinh dầu chiết tách khoảng thời gian 30 giờ, 48 60 𝐺𝑑 ≅ 4,5 mL, với hiệu suất chưng cất 0,09% Tuy nhiên, dễ dàng thấy rằng, lượng gas tiêu thụ ứng với thời gian chưng cất lâu nhiều Cụ thể, với 60 chưng cất tiêu tốn 30 kg gas, 48 chưng cất tốn 23,5 kg gas 15 kg với 30 chưng cất Do đó, thời gian 25 chưng cất phạm vi thực nghiệm nghiên cứu này, 30 thời gian chưng cất vừa đảm bảo hiệu suất chưng cất, vừa có tiêu tốn gas thấp Kết luận ngược lại với công bố nghiên cứu [4, 5] Điều giải thích khác kích thước ngun liệu, khác thời gian ngâm nguyên liệu công suất nhiệt đốt sử dụng nghiên cứu với nghiên cứu [4, 5] Kết luận kiến nghị 4.1 Kết luận Quá trình chưng cất tinh dầu trầm hương phức tạp hiệu trình phụ thuộc lớn vào yếu tố mức công suất nhiệt, thời gian ngâm nguyên liệu thời gian chưng cất Mức độ ảnh hưởng yếu tố phân tích đánh giá dựa tiêu lượng dầu chưng cất mẻ 4.2 Kiến nghị Cần mở rộng nghiên cứu với mức công suất nhiệt nhỏ hơn, nhằm tìm mức cơng suất nhiệt tối ưu (vừa đảm bảo hiệu suất chưng cất, vừa tiết kiệm chi phí nhiên liệu, vừa đảm bảo chất lượng tinh dầu) Đồng thời, cần kết hợp khảo sát yếu tố ảnh hưởng với ảnh hưởng kích thước nguyên liệu đến hiệu trình chưng cất tinh dầu trầm hương Và cuối cùng, cần xác định hàm lượng tinh dầu tiêu chất lượng tinh dầu mẫu nguyên liệu thực tế để có phân tích, đánh giá đầy đủ Lời cảm ơn: Bài báo tài trợ Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng với đề tài có mã số T201802-39 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Pornpunyapat, J., Chetpattananondh, P., & Tongurai, “Mathematical modeling for extraction of essential oil from Aquilaria Crassna by hydrodistillation and quality of agarwood oil”, Bangladesh Journal of Pharmacology, 2011, 6(1), 18–24 [2] https://hanhtrinhtramhuong.com/cong-dung-tuyet-voi-cua-tinhdau-tram-huong/ [3] M A NorAzah, J A Majid, J Mailina, A A Said, S S Husni, H N Hasnida, M A M N M Arip, and Y S Chang 2009 Profiles of selected supreme Agarwood oils from Malaysia Herbal Globalisation: A New Paradigm for Malaysian Herbal Industry (MAPS 2008) 393–398 [4] N R M Nasardin, M A M Hanafiah, “Comparative Study on Steam Distillation and Hydro-Distillation Methods for Agarwood Oil Extraction”, International Journal of Applied Engineering Research ISSN 0973-4562 Volume 13, Number (2018) pp 6253-6256 [5] Veronica Alexander Joka, Nurhaslina Che Radzia, Ku Halim Ku Hamida, “Agarwood oil yield: As a result of changes in cell morphology due to soaking process”, Procedia - Social and Behavioral Sciences 195 (2015) 2443 – 2450) [6] Wetwitayaklung P, Thavanapong N& Charoenteeraboon J 2009, “Chemical constituents and antimicrobial activity of essential oil and extracts of heartwood of Aquilaria crassna obtained from water distillation and supercritical fluid carbon dioxide extraction”, Silpakorn University Science and Technology Journal 3: 25–33 (BBT nhận bài: 28/8/2019, hoàn tất thủ tục phản biện: 24/12/2019)