đồ án thiết kế thiết bị trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kgngày bạn về thiết bị trích lý bản vẽ sơ đồ công nghệ cân bằng vật chất nguyên liệu vào sản phẩm ra .........................................................................................................................................
Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi MỤC LỤC DANH SÁCH BẢNG Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi DANH SÁCH HÌNH Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi LỜI MỞ ĐẦU Bưởi loại nhiều người ưa chuộng vị thanh, dễ ăn tốt cho sức khỏe Hiện nay, thị trường có số sản phẩm làm từ bưởi như: nước ép bưởi, rượu bưởi, nem chay….Ngoài công dụng thực phẩm, tinh chất chiết xuất từ bưởi tạo nên tinh dầu bưởi có công dụng tốt nhiều sản phẩm công nghệ khác Chiết xuất tinh dầu bưởi giúp người tận dụng nguồn vỏ bưởi phế phẩm từ công ty sản xuất nước ép bưởi, rượu bưởi… góp phần nâng cao giá trị kinh tế bưởi Tinh dầu bưởi có nhiều tác dụng đặc biệt hữu ích sống như: Làm đẹp da, kích mọc tóc, chống lão hóa, giảm cân, điều hòa huyết áp nhiều ứng dụng cho việc trị bệnh chăm sóc sức khỏe.Vì tinh dầu bưởi sử dụng rộng rãi đời sống nên chất lượng tinh dầu điều cần ý Do đó, việc lựa chọn phương pháp tách chiết cho phù hợp, để lấy thành phần quý đảm bảo kinh tế quan trọng Việc nghiên cứu trích ly tinh dầu bưởi dung môi giúp thu lượng tinh dầu chất lượng tốt,không trộn lẫn với nước đề tài người quan tâm đến Đây lý chúng em lựa chọn đề tài “Trích ly tinh dầu bưởi 300kg/ngày dung môi” Trong trình thực đồ án, nhóm em giúp đỡ tận tình từ thầy Lil thầy cô khác khoa Tuy cố gắng hoàn thành đồ án nhóm em nhiều thiếu sót trình thực Em xin chân thành cảm ơn! Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi CHƯƠNG – CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan vềbưởi 1.1.1 Nguồn gốc bưởi Tên khoa học: Citrus Maxima Burm.Merr, Citrus Grandis(L) Osbeck Bưởi có nguồn gốc vùng Đông Nam Á, loại thuộc chi Cam chanh, thường có màu xanh lục nhạt vàng chín, có múi dày, tép xốp, có vị chua tùy loại Một số loại bưởi phổ biến nay: bưởi Năm Roi (Vĩnh Long), bưởi da xanh (Bến Tre), bưởi Tân Triều (Biên Hòa), bưởi Phúc Trạch, bưởi Đoan Hùng… Hình 1.1Bưởi Năm Roi (Nguồn: Kỹ thuật trồng chăm sóc bưởi, 2015) 1.1.2 Đặc điểm thực vật bưởi Cây cao khoảng đến 10m, thường có gai lớn (khi trồng hạt), nhánh non có lông tơ Rễ:có rễ nhiều rễ nhánh,từ rễ nhánh mọc rễ lông yếu ớt Sự phát triển rễ thường xen kẽ với phát triển thân, cành mặt đất Rễ mọc từ hạt thường khỏe, mọc sâu, đất thoáng nước tốt tơi xốp rễ mọc sâu đến 4m Thân, cành: thuộc thân gỗ, cành thường mọc vị trí khoảng 1m cách mặt đất Cành có gai, trồng hạt Cành phát triển theo lối hợp trụ, cành mọc dài đến khoảng định ngừng lại Trong năm đợt cành, tùy theo chức cành mà chúng có tên khác như: cành mang trái, cành mẹ, cành dinh dưỡng cành vượt Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi Lá: thuộc đơn gồm có cuống lá, cánh phiến Lá lớn, có cành to, phiến hình xoan đến bầu dục, dạng trái tim, dài từ 12 đến 15cm, mặt gân 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, thơm, thường hoa lưỡng tính Thời gian từ hoa đến hoa tàn thay đổi tùy giống điều kiện khí hậu, trung bình tháng Trái: Bưởi có trái lớn, hình cầu hay hình trái lê, đường kính từ 10 đến 40cm, có màu xanh vàng nhạt chín, vỏ dày, tép lớn màu vàng nhạt hay hồng Trái nặng trung bình từ 1-2kg Trái bưởi có phần chính: ngoại bì, trung bì, nội bì Thời gian chín trái thay đổi từ đến tháng sau thụ phấn Quá trình phát biển bưởi chia làm giai đoạn: từ 4-9 tuần sau đậu trái, trái chủ yếu phát triển kích thước trọng lượng Bên cạnh phần thịt trái phát triển chủ yếu tép phát triển kích thước số lượng Sau đó, với phát triển tép phát triển lớp trung bì Giai đoạn cuối cùng, trái đạt độ chín thành thục, hàm lượng acidtrong nước giảm dần, màu sắc trái từ màu xanh chuyển sang màu vàng độ cứng trái giảm dần Hạt: hình dạng, kích thước, trọng lượng, số lượng hạt trái múi thay đổi nhiều tùy giống Bưởi loại trái hạt lớn, đơn phôi, có nhiều hạt, nhiên số giống bưởi bưởi Năm Roi, bưởi Biên Hòa hạt thường dần trình phát triển trái 1.1.3 Thành phần hóa học bưởi Bưởi tận dụng tất phận, từ hoa, lá, vỏ, cơm hạt.Nước bưởi chứa nhiều chất bổ dưỡng loại đường trái cây, đạm, béo, acid tannic, β – carotene chất khoáng phosphor, sắt, canci, kali, magie.Ngoài ra, chứa nhiều vitamin (B1, B2, C), hàm lượng vitamin C cao, gấp khoảng 10 lần so với lê - Vỏ quả: chứa flavonoid naringosid, hesperidin, diosmin, diosmetin, hesperitin… + Vỏ ngoài: chứa coumarin, caroten tinh dầu (chủ yếu d – limonene) + Vỏ giữa: giàu naringin có vị đắng, pectin limonin - Dịch quả: glucid, lipid, chất khoáng (canxi, kali, phosphor), carotene vitamin (B,C) - Hạt: chứa nhiều limonin, vỏ hạt chứa nhiều pectin Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi Bảng 1.1 Thành phầndinh dưỡng 100g phần ăn KJ/calo Năng lượng (128/30) Hàm lượng Nước % 91,4 Năng lượng KJ 126 Chất béo g Protein g 0,2 Glucid g 7,3 Vitamin A µg Vitamin C mg 95 Vitamin B1 mg 0,04 Vitamin B2 Vitamin B6 Kali Canxi 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 chứa: coumarin, carotene tinh dầu (chủ yếu d-limonen) + Vỏ giữa: giàu naringin có vị đắng, pectin limonin Vỏ bưởi có chứa hàm lượng lớn chất cellulose, pectin, loại vitamin 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 việc cải thiện vóc dáng có công dụng làm giảm mỡ máu, tan mỡ thừa ngăn chặn tích tụ chất béo gây béo phì Pectin thuộc nhóm chất làm đông tụ, đóng vai trò quan trọng việc làm màng bao bọc sản phẩm, tạo cấu trúc gel ứng dụng đặc biệt với mứt Vì vậy, mứt vỏ bưởi sau bào chế an toàn cho sức khỏe, dễ bảo quản không bị tinh chất vốn có vỏ bưởi tự nhiên Mứt vỏ bưởi có tác dụng nhuận trường, tính sát khuẩn cao nên ngăn ngừa viêm họng, viêm miệng hiệu Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi Hình 1.2 Vỏ bưởi Theo Báo phụ nữ news: “Vỏ bưởi công dụng tuyệt vời cho sức khỏe, biết nên biết”: chữa bệnh ăn không tiêu; chữa đầy bụng, đau bụng số công dụng làm đẹp tuyệt vời từ vỏ bưởi giảm rụng tóc, kích thích mọc tóc; làm đẹp da từ vỏ bưởi; chữa tức ngực đau sườn, giải uất bụng… Theo Báo phụ nữ Hà Nội Online: “công dụng vỏ bưởi”: vỏ bưởi có vị đắng, cay, thơm, tính bình, có tác dụng trừ phong, hóa đờm, tiêu phù thũng Người ta thường dùng cùi trắng vỏ bưởi để chế biến ăn nấu chè, bóp gỏi, làm nem chay… 1.1.5 Tình hình sản lượng bưởi Việt Nam Theo Sở Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn, năm gần đây, diện tích trồng bưởi tăng lên rõ rệt, nhiều loại bưởi ngon ngành nông nghiệp nhà vườn tuyển chọn trồng cho trái ngày có chất lượng, có tiếng thị trường nước bưởi Năm Roi (Bình Minh), bưởi da xanh (Bến Tre), bưởi Tân Triều (Đồng Nai)…Đặc biệt bưởi Năm Roi, đặc sản tỉnh Vĩnh Long thị trường nước châu Âu, Hồng Kông, Đức, Trung Quốc ưa chuộng Hiện diện tích trồng bưởi Năm Roi nước có khoảng 9,2 ngàn ha, phân bố tỉnh Vĩnh Long (diện tích 4,5 ngàn cho sản lượng 31,3 ngàn tấn, chiếm 48,6% diện tích sản lượng bưởi Năm Roi nước).Sản lượng bưởi thị xã Bình Minh năm 35000 – 40000 bưởi (trích báo Vĩnh Long: “Không đủ sản lượng bưởi năm roi cung cấp thị trường tết”) Toàn tỉnh Vĩnh Long có 7958,8 trồng bưởi với sản lượng gần 55.000 tấn/năm, năm 2015 Trung tâm khuyến nông tỉnh Vĩnh Long trao chứng nhận GlobalGAP cho diện tích 25 ha, vùng bưởi Năm Roi Bình Minh có 1.916ha bưởi cho quả, năm gần bưởi thị trường ưa chuộng nên sản lượng tiêu thụ ổn định người trồng bưởi liên tục trúng mùa(trích “Đặc sản bưởi Năm Roi – Vĩnh Long” trang Danviet.vn ) Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi 1.2 Tổng quan tinhdầu bưởi 1.2.1 Khái niệm tinh dầu Tinh dầu hỗn hợp khác chất bốc nguồn thực vật (rất nguồn động vật), chất thường có mùi thơm thành phần hóa học, cấu tạo, tính chất, điểm chảy, điểm sôi, độ tan nước hay dung môi khác nhau, phần lớn không tan, xác hay tan nước Các hợp phần tinh dầu hòa tan lẫn Hình 1.3Tinh dầu bưởi (Nguồn: Tinh dầu Adeva, 2017) 1.2.2 Tính chất tinh dầu bưởi Tinh dầu bưởi tồn dạng lỏng nhiệt độ thường, có mùi thơm nhẹ, không màu màu vàng nhạt Ở 20oC, tinh dầu bưởi có tỷ trọng 0,923 - 0,926, nhỏ tỷ trọng nước nên nhẹ nước Tinh dầu bưởi bay được, tan nước tan tốt dung môi hữu etanol, eter 1.2.3 Các hợp chất hữu tinh dầu bưởi Limonene thành phần tinh dầu vỏ bưởi, với hoạt tính có khả ức chế phòng chống ung thư Limonene sử dụng phổ biến sản phẩm mỹ phẩm (nước hoa, sữa tắm ) sản xuất thực phẩm (che vị cay đắng alkaloid ) số loại thuốc giúp giảm bệnh trào ngược dày ợ nóng Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi Hình 1.4 Limonene Myrcene chất trung gian quan trọng sử dụng ngành công nghiệp nước hoa Nó có mùi dễ chịu sử dụng trực tiếp có xu hướng dễ bị polymer hóa Ngoài ra, Myrcene có tác dụng giảm đau kháng viêm Hình 1.5Myrcene Octanone sử dụng để tạo hương vị mùi thơm Hình 1.6 Octanone β -caryophyllen có mặt nhiều loại tinh dầu đinh hương, hương thảo tạo nên vị cay đặc trưng hạt tiêu đen.Trong tinh dầu vỏ bưởi, với hàm lượng β-caryophyllen nhỏ, tạo nên vị cay nhẹ cho tinh dầu Hình 1.7β-caryophyllen Octanol có tính sát trùng, kháng khuẩn cao, tốt cho thần kinh kích thích phản ứng miễn dịch thể 10 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi Linalol dùng làm hương liệu 60 - 80 % sản phẩm vệ sinh thơm chất tẩy rửa: xà phòng, dầu gội Ngoài ra, linalol sử dụng thuốc diệt sâu bọ 1-p-menthene-8-thiol dễ bay hơi, thành phần tạo nên mùi thơm đặc trưng cho bưởi 1.2.4 Một số ứng dụng tinh dầu bưởi 1.2.4.1 Trong mỹ phẩm Tinh dầu bưởi thành phần quan trọng sản phẩm: dầu gội, sữa tắm, nước hoa… - Làm se da, giúp da đẹp mịn màng hơn, trị viêm da, chống mụn - Giúp mái tóc khỏe, mềm mại, mượt mà - Tạo mùi thơm nhẹ cho nước hoa Hình1.12 Tinh dầu bưởi trị mụn trứng cá 1.2.4.2 Trong dược phẩm Tinh dầu bưởi thành phần nhiều loại thuốc, có tác dụng: - Giúp giảm cân: hoạt chất tinh dầu vỏ bưởi có tác dụng làm giảm mỡ máu, giảm gan nhiễm mỡ - Làm giảm tóc gãy rụng, kích thích mọc tóc, đặc trị chứng hói đầu, gãy rụng thưa tóc, phục hồi tóc bị hư tổn, giúp tóc khỏe bóng mượt - Giúp lợi tiểu, giải độc thể - Giúp giảm đau, trị chứng đau đầu, viêm khớp, kháng khuẩn, chống viêm, chống nhiễm trùng - Giảm huyết áp, hạ cholesterol máu, chống ung thư 12 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi Hình 1.13Tinh dầu bưởi 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 ốm dậy, tốt cho người muốn giảm cân dùng để hỗ trợ điều trị mỡ máu cao Vỏ bưởi có chứa hàm lượng lớn cellulose, pectin, loại vitamin 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 việc cải thiện vóc dáng có công dụng làm giảm mỡ máu, tan mỡ thừa ngăn chặn tích tụ chất béo gây béo phì Pectin thuộc nhóm chất làm đông tụ, đóng vai trò quan trọng việc làm màng bao bọc sản phẩm, tạo cấu trúc gel ứng dụng đặc biệt với mứt Vì vậy, mứt bưởi sau bào chế an toàn cho sức khỏe, dễ bảo quản không bị tinh chất vốn có vỏ bưởi tự nhiên Mứt vỏ bưởi có tác dụng nhuận trường, tính sát khuẩn cao nên ngăn ngừa viêm họng, viêm miệng hiệu Khi hấp, nước gà vỏ bưởi tiết ra, hòa quyện vào xen kẽ chút vị đắng bưởi, chút vị nước gà Món ăn vừa có chất dinh dưỡng, vừa giúp hỗ trợ chữa bệnh gan nhiễm mỡ, tốt cho sức khỏe người dùng Bên cạnh đó,tinh dầu bưởi tiêu diệt tác nhân gây bệnh, đồng thời lấy lượng thuốc trừ sâu tồn đọng thực phẩm cách nhỏ 20 giọt tinh dầu bưởi vào chai xịt, có chứa thìa canh bột nổi, chén dấm trắng chén nước, sau xịt dung dịch lên bề mặt thực phẩm để phút 1.2.4.4 Một số ứng dụng khác tinh dầu bưởi Giúp thư giãn, làm giảm căng thẳng, giúp trấn tĩnh, lấy lại tinh thần Hương thơm tinh dầu bưởi có tác dụng giải rượu giúp tỉnh táo, minh mẫn Khi tắm cho vài giọt tinh dầu bưởi giúp máu huyết lưu thông Là chất khử mùi hiệu nên tinh dầu bưởi thường dùng để xông phòng, giúp mang lại tinh thần sảng khoái, thư giãn cho người sử dụng 13 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi Có tác dụng giải cảm tốt, đặc biệt kết hợp với hỗn hợp tinh dầu chanh, hương nhu, khuynh diệp, xả, dùng để tắm xông Khử mùi ô tô: Đổ nước lọc bình thường vào máy khuếch tán theo mức thấp cao nhất, cho từ 1-3 giọt tinh dầu vào, sau bật máy khuếch tán lên Có thể hòa từ 1-3 giọt tinh dầu bưởi vào lít nước ấm để ngâm chân trước ngủ, giúp giảm đau nhức bàn chân, tăng tuần hoàn máu 14 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi 1.3 Phương pháp trích ly tinh dầu vỏ bưởi 1.3.1 Sơ đồ quy trình Vỏ Xử lý Dung môi Trích ly Mitxen Bả Tách dung môi Lắng, lọc Bả thải Dung môi Tách dung môi Dung môi Tinh chế Cancrêt Tách sáp ethanol Làm lạnh Etanol Lọc Sáp Tách etanol Tinh dầu thành phẩm Hình 1.14 Quy trình sản xuất tinh dầu từ vỏ bưởi 15 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi 1.3.2 Thuyết minh quy trình Vỏ bưởi dùng cho trích ly phải nước Sau cho dung môi nguyên liệu vào thiết bị trích ly, đem lọc, ta hỗn hợp gồm tinh dầu dung môi (hay gọi mitxen) Đem lắng lọc mitxen để tách tạp chất mảnh nguyên liệu.Trong trường hợp mitxen có nước, cần phải tách nước Sau dùng để cất thu hồi lại dung môi Dung môi từ bả trích ly dung môi thiết bị cất thu hồi đem tinh chế để sử dụng trở lại Mitxen tách dung môi xong gọi cancrêt Cancrêt hỗn hợp gồm tinh dầu, sáp, nhựa thơm số tạp chất khác (acid hữu cơ) Để tách sáp tạp chất, người ta hòa tan cancrêt etanol, sau đem làm lạnh -15 oC, sáp tạp chất đông đặc lại, sau ta lọc để tách Lúc hỗn hợp lại etanol tinh dầu, dùng phương pháp cất để tách etanol, ta thu tinh dầu tuyệt đối, etanol đem tinh chế để dùng lại Sáp chất định hương có giá trị tinh dầu, có sáp tinh dầu, tinh dầu thường bị đục Do phải tiến hành tách sáp tinh dầu 1.3.3 Dung môi Yêu cầu dung môi: - Nhiệt độ sôi thấp để dễ dàng tách tinh dầu khỏi dung môi phương pháp chưng cất, không thấp gây tổn thất dung môi, dễ gây cháy khó thu hồi dung môi (khó ngưng tụ) - Dung môi không tác dụng hóa học với tinh dầu - Độ nhớt dung môi nhỏ để rút ngắn thời gian trích ly (độ nhớt nhỏ khuếch tán nhanh) - Dung môi hòa tan tinh dầu lớn hòa tan tạp chất nhỏ - Dung môi không ăn mòn thiết bị, không gây mùi lạ cho tinh dầu đặc biệt không gây độc hại - Dung môi phải rẽ tiền dễ mua Có thể sử dụng dung môi dễ bay etanol, dầu hỏa, acetol hay dung môi khó bay mỡ động vật, vaselin Gần đây, người ta sử dụng khí đốt dạng lỏng CO2 lỏng để trích ly tinh dầu 16 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ CÂN BẰNG VẬT CHẤT TRONG THIẾT BỊ TRÍCH LY 2.1 Tính toán thiết kế 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 200 lít - Thiết kế tháp trích ly thể tích: V = Vtổng + Vdự phòng = 300 + 200 = 500 lít - Tháp trích ly gồm phần chính: + Phần từ nắp đến vĩ ngăn nguyên liệu có hình trụ (V1) V1 = Vbưởi + Vdung môi + Vdự phòng = 100 + 100 + 200 = 400 lít + Phần từ vĩ ngăn nguyên liệu đến ống xả sản phẩm (V2) V2= Vdung môi= 100 lít Để thiết kế thiết bị trích ly, cần tìm diện tích thùng nhỏ để đạt hiệu trích ly tốt đạt giá trị kinh tế tốt - Ta có: V = π.r2.h → h= Sthùng = 2.π.r.h + π.r2 = 2.π + π.r2 → Sthùng = + π.r2 - Tìm r để diện tích thùng đạt giá trị nhỏ nhất: Đặt f(x) = + π.r2 → f’(x) = + 2.π.r 17 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi f’(x) = → + 2.π.r = ↔ 2.π.r3 = 2.V ↔ r3 = ↔ r= - Ta có tổng thể tích thiết bị trích ly là: 500 lít Vậy đường kính cần tìm là: r = = 0,5 (m) - Thiết bị trích ly sử dụng thân hình hàn thép, tra bảng XIII.6 Đường kính D1(mm) thân hình trụ Chọn D = 1000mm.(Tra bảng XIII.6 Đường kính D1 (mm) thân hình trụ, trang 359, sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất 2) - Thể tích hình trụ: chứa 400 lít dung môi, vỏ bưởi khoảng không dự phòng, 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 chiều cao H đường kính D xác định theo yêu cầu công nghệ sản xuất hóa chất là: H/D ≤ 10 => 0,9/1 ≤ 10 - Vậy chiều cao H đường kính D đạt yêu cầu đưa 18 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi 2.2 Thiết bị trích ly tinh dầu Hình 2.1 Thiết bị trích ly Ống xả sản phẩm; Đáy thiết bị; 3.Lưới ngăn nguyên liệu; 4.Kính quan sát; 5.Nắp thiết bị; 6.Van tuần hoàn dung môi tinh dầu; 7.Van chuyển dung môi tinh dầu; 8.Ống tuần hòan dung môi tinh dầu; 9.Bơm ly tâm Thiết bị đưa vào 100kg vỏ bưởi sau xay Bơm vào thiết bị 200 lít dung môi ethanol Vỏ bưởi sau tiến hành tự bơm đối lưu tuần hoàn dung môi ethanol Sau tiến hành mở van bơm mitxen qua thiết bị Sau bơm vào thiết bị 180 lít dung môi (vì lúc có 10% dung môi bám lại vỏ bưởi thiết bịlà 20 lít) Cứ tiếp tục tuần hoàn vỏ bưởi tríchly qua lần thay vỏ bưởi vào.Dung môi sau lần trích ly tiến hành xả mitxen 19 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi 2.3 Sơ đồ quy trình công nghệ hệ thống thiết bị trích ly CHÚ THÍCH Thùng đựng tinh dầu dung môi sau trích ly Hệ thống ống xã tinh dầu dung môi Thiết bị trích ly Hệ thống ống tuần hoàn đối lưu tinh dầu dung môi Thùng chứa dung môi Thiết bị chưng cất Thiết bị làm lạnh Thiết bị lọc Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ Vỏ bưởi sau xay nhuyễn đem vào hệ thống trích ly Đưa vào thiết bị 100kg vỏ bưởi, hoạt động thiết bị 300kg vỏ bưởi Cho 200 lít dung môi vào thiết bị 1, sau tự bơm đối lưu tuần hoàn Tiếp đến bơm mitxen từ thiết bị qua thiết bị 2, bơm thêm dung môi hao hụt cho thiết bị (vì lúc có 10% dung môi bám lại vỏ bưởi thiết bị 20 lít) thêm 180 lít dung môi vào thiết bị 1, thiết bị thiết bị hoạt động lúc bơm đối lưu tuần hoàn Sau mitxen thiết bị bơm qua thiết bị bổ sung thêm dung môi hao hụt cho thiết bị (vì lúc có 10% dung môi bám lại vỏ bưởi 20 lít thiết bị 2), mitxen từ thiết bị bơm qua thiết bị lúc thiết bị hết dung môi nên bổ sung thêm 180 lít dung môi Lúc này, thiết hoạt động lúc tương tự bơm đối lưu tuần hoàn Kết thúc giờ, thiết bị (dung môi qua lần trích ly) bắt đầu xả mitxen qua bồn chứa, thiết bị bơm mitxen qua thiết bị thêm lượng dung môi hao hụt vào thiết bị (vì lúc có 10% dung môi bám lại vỏ bưởi 20 lít thiết bị 3), thiết bị bơm mitxen qua thiết bị 3, thiết bị tiến hành bỏ bã(nguyên liệu qua lần trích ly) để thay vỏ bưởi Sau đó, bơm dung môi vào thiết bị 2, ba thiết 20 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi bị 2, 3, hoạt động lúc.Cứ ba thiết bị hoạt động 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 dung môi thiết bị cất thu hồi đem tinh chế để sử dụng trở lại Mitxen tách dung môi xong gọi cancrêt Cancrêt hỗn hợp gồm tinh dầu, sáp, nhựa thơm số tạp chất khác (acid hữu cơ) Tiếp theo hòa tan cancrêt etanol, sau đem đến thiết bị làm lạnh, sáp tạp chất đông đặc lại tiếp tục đem qua thiết bị lọc để tách bỏ tạp chất Lúc hỗn hợp lại etanol tinh dầu, dùng thiết bị chưng cất để tách etanol, ta thu tinh dầu tuyệt đối, etanol đem tinh chế để dùng lại * Lưu lượng bơm: bơm 1,2m3/giờ Tỉ lệ dung môi : nguyên liệu ban đầu 2:1 thành 30:1 để tăng hiệu suất trích ly chọn bơm 3000 lít/6giờ Vậy chọn bơm 0,5m3/giờ Mỗi lần bơm dung môi từ thiết bị sang thiết bị khác cần 24 phút Vậy thời gian bơm lần 30 phút 2.4 Tính toán cân vật chất 2.4.1 Cân vật chất thiết bị trích ly: - Một mẻ 300kg vỏ bưởi trích ly hoạt động 18h - Số bậc trích ly: (có thiết bị trích ly) - Tổng lượng nguyên liệu đưa vào thiết bị: 100kg vỏ bưởi - Lượng dung môi cung cấp: 200 lít (theo tỉ lệ dung môi : nguyên liệu = 2:1) - Trọng lượng tinh dầu có vỏ bưởi 0,84 – 0,9%, ta lấy trọng lượng 0,86%.Vậy 100kg vỏ bưởi ta có 0,86kg tinh dầu - Ta có tỷ trọng tinh dầu 0,926 → Số lít tinh dầu 100kg vỏ bưởi: 0,926x0,86 = 0,8 lít - Hiệu suất trích ly tinh dầu động: 73,46% (Dựa theo bảng ảnh hưởng phương pháp trích ly đến hiệu suất trích ly tinh dầu thực vật).[4] - Lượng tinh dầu thiết bị thu được: 0,8 x 73,46% = 0,59 (lít) - Lượng tinh dầu sót lại thiết bị: 0,8 – 0,59 = 0,21 (lít) - Sau mẻ trích ly hao hụt 10% (20 lít) dung môi 21 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi - Vậy lượng tinh dầu dung môi sau lần trích ly: = lượng tinh dầu + lượng dung môi = 0,59 + 180 = 180,59 (lít) - Lượng bã lại sau trích ly: 100 – 0,86 = 99,14 (kg) 2.4.2 Cân vật chất hệ thống trích ly gồm thiết bị: - Tổng lượng nguyên liệu đưa vào 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 = 2,58 (lít) - Số lít tinh dầu 300kg vỏ bưởi: 0,8 x = 2,4 lít - Lượng tinh dầu ba thiết bị thu được: 2,4 x 73,46% = 1,77 (lít) - Lượng tinh dầu sót lại ba thiết bị: 2,4 – 1,77 = 0,63 (lít) - 300kg vỏ bưởi hao hụt 20lít dung môi - Vậy lượng tinh dầu dung môi sau lần trích ly thiết bị: = lượng tinh dầu + lượng dung môi = 1,77 + 540 = 541,77 (lít) - Lượng bả 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 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 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi - Số tiền tinh dầu bán thị trường: ta thu 1,77 lít tinh dầu, lít có giá 2.900.000 đồng 1,77 x 2.900.000 = 5.133.000 (đồng) - Một ca cần công nhân, làm việc ca cần công nhân Mỗi công nhân làm việc ca cần trả lương 130.000 đồng Vậy công nhân cần tốn: x 130.000 = 780.000 (đồng) - Tổng số bơm cần dùng: bơm - Tổng số bơm hoạt động: bơm (còn bơm máy dự phòng, bơm để vệ sinh) - Mỗi bơm hoạt động 19,5 với công suất 0,37KW - Lượng điện cần tiêu thụ máy bơm: 0,37 x 19,5 x = 21,645 (KW/h) Vậy số tiền điện máy bơm: 21,645 x 1.410đ = 305.19 (đồng) → Lượng điện tiêu thụ cho hoạt động khác (tiền điện chiếu sáng, máy xay nguyên liệu, tiền vệ sinh máy…) máy bơm: 40 KW/h Vậy số tiền điện cho hoạt động khác: (40 - 21,645) x 1.410đ = 25.880 (đồng) - Tiền điện cần phải trả cho tất điện tiêu hao: 30.519 + 25.880 = 56.399 (đồng) => Tổng chi phí cần phải tiêu tốn: 750.000 + 660.000 + 780.000 + 56.399 = 2.246.399 (đồng) - Vậy tiền lời ngày: 5.133.000 – 2.246.399 = 2.886.601 (đồng) 2.5.2 Khấu hao thiết bị: - Khối lượng thép cần mua: Khối lượng = dày x rộng x dài x tỷ trọng = x 3,2 x 1,2 x 7,93 = 121,8048 (kg) → Số tiền cần chi mua thép cuộn 304: kg thép 68.000 đồng 121,8048 x 68.000 = 8.282.726 (đồng) 23 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi - Khối lượng thép làm nắp: Khối lượng = x 1,2 x 1,2 x 7,93= 45,6768 (kg) → 1kg thép làm nắp 52.000 đồng, số tiền cần chi: 45,6768 x 52.000 = 2.375.193 (đồng) - Khối lượng lưới: Khối lượng = x x 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 = 25.756.638 (đồng) - Một hệ thống trích ly cần có máy bơm hoạt động, máy bơm có giá 1.650.000 đồng, số tiền chi cho máy bơm: x 1.650.000 = 6.600.000 (đồng) - Máy chưng cất tinh dầu trích ly (100lít) cần máy để hoạt động: 18.000.000 đồng - Máy xay vỏ bưởi: 15.500.000 đồng - Sử dụng đường ống có đường kính 25mm, có chiều dài 10m: 10 x 41.700 = 417.000 (đồng) => Tổng số tiền cần chi cho thiết bị: = 12.878.319 + 25.756.638 + 6.600.000 + 18.000.000 + 15.500.000 = 78.734.957 (đồng) - Số tiền cần chi cho hệ thống trích ly: 78.734.957 x + 417.000 = 315.356.828 (đồng) - Khấu hao thiết bị hoạt động vòng năm Vậy năm cần khấu hao: 315.356.828 : = 63.071.635 (đồng) - Tiền khấu hao ngày: 229.350 đồng - Tiền lời ngày sau khấu hao: 2.886.601 – 229.350 = 2.657.251 (đồng) CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 24 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi 3.1 Kết luận Tinh dầu vỏ bưởi ngày sử dụng rộng rãi sống ngành công nghiệp thực phẩm mỹ phẩm.Vỏ bưởi có nguồn nguyên liệu dồi dào, phong phú, giá thành hợp lí.Phương pháp trích ly tinh dầu bưởi dung môi ethanol có ưu điểm hiệu suất thu hồi sản phẩm cao giữ mùi thơm tự nhiên bưởi Vì vậy, phát triển sản xuất tinh dầu bưởi không đáp ứng nhu cầu đời sống mà tạo điều kiện để phát triển lĩnh vực khác nông nghiệp, thực phẩm … Tận dụng tối đa nguồn vỏ bưởi phế phẩm Đồng thời góp phần giải vần đề việc làm cho người lao động, giúp kinh tế bưởi ổn định phát triển bền vững 3.2 Kiến nghị Tinh dầu vỏ bưởi có nhiều tác dụng có ích cho sắc đẹp lẫn sức khỏe người Từ tác dụng đáng ghi nhận cần phải nghiên cứu nhiều để phát triển sản phẩm Tuy nhiên, để thực phương pháp trích ly dung môi ethanol gặp nhiều khó khăn, trích ly không đạt suất mong muốn thì: + Thiết kế thiết bị trích ly có hệ thống gia nhiệt Nhưng nhiệt độ dùng để gia nhiệt phải thấp nhiệt độ bay 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 trích ly 25 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Ngọc Thạch 2003.Tinh dầu.NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Minh Hoàng 2006 Khảo sát tinh dầu vỏ trái giống Citrus họ rutaceae Đề tài nghiên cứu khoa học cấp sở.Trường Đại học Mở thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Thục Huyền 2014 Quy trình tách chiết tinh dầu bưởi Đồ án môn học Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Thị Hoàng Lan, Bùi Quang Thuật, Lê Danh Tuyên, Ngô Thị Huyền Trang, Đỗ Thị Trang 2014 Tạp chí khoa học phát triển 2014, tập 12, số 3:404-411 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Phan Như Quỳnh 2013 Khóa luận quy trình trích ly tinh dầu vỏ bưởi Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông Sổ tay Quá trình thiết bị công nghệ hóa chất 2006 NXB Khoa học Kỹ thuật Viện Dinh Dưỡng 2007.Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam.NXB Y học 26 ... lỏng để trích ly tinh dầu 16 Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ CÂN BẰNG VẬT CHẤT TRONG THIẾT BỊ TRÍCH LY 2.1 Tính toán thiết kế thiết bị trích ly tinh dầu từ... trích ly tinh dầu động: 73,46% (Dựa theo bảng ảnh hưởng phương pháp trích ly đến hiệu suất trích ly tinh dầu thực vật).[4] - Lượng tinh dầu thiết bị thu được: 0,8 x 73,46% = 0,59 (lít) - Lượng tinh. ..Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi DANH SÁCH HÌNH Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi Trích ly tinh dầu từ vỏ bưởi 300kg/ngày dung môi