Nồi hơi chưng cất tinh dầu: Tính lượng hơi theo mẻ, lắp đường ống hơi đúng cách

1. Nồi hơi chưng cất tinh dầu: hơi được dùng thế nào?

Phần lớn xưởng tinh dầu sả, tràm, quế, bạc hà, hương nhu ở nước ta dùng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. Nguyên liệu được nén trong nồi chưng, hơi nước đi từ đáy lên, làm nóng và cuốn các phân tử tinh dầu dễ bay hơi theo. Hỗn hợp hơi nước – tinh dầu sang bình ngưng, hóa lỏng, rồi vào bình phân ly: tinh dầu nổi (hoặc chìm, tùy loại) và được tách riêng, phần nước còn lại là nước cất có mùi thơm.

Có hai cách cấp hơi. Cách thứ nhất là đun trực tiếp đáy nồi chưng có chứa nước: rẻ lúc đầu, nhưng khó kiểm soát lửa, nguyên liệu sát đáy dễ cháy khét, mỗi nồi phải có lò riêng. Cách thứ hai là dùng một nồi hơi rời cấp hơi cho một hoặc nhiều nồi chưng: chủ động lưu lượng, chạy so le nhiều nồi, an toàn hơn vì phần chịu áp tập trung ở nồi hơi đã kiểm định. Bài này nói về cách thứ hai – khi xưởng muốn tăng sản lượng hoặc chuyển từ đun đáy sang nồi hơi.

Ảnh thực tế

2. Tính lượng hơi cho xưởng chưng cất tinh dầu

Sai lầm hay gặp nhất là chọn nồi hơi theo “nghe nói xưởng bên cạnh dùng lò 500 kg”. Mỗi loại cây, mỗi kiểu nồi chưng cần lượng hơi khác nhau. Cách tính sơ bộ dùng 4 con số: khối lượng nguyên liệu mỗi nồi, tỷ lệ kg hơi trên kg nguyên liệu cho cả mẻ, thời gian một mẻ và số nồi chạy cùng lúc.

Ví dụ (giả định): xưởng có 2 nồi chưng, mỗi nồi nạp 800 kg lá sả tươi, tỷ lệ 1 kg hơi/kg nguyên liệu, mỗi mẻ 2,5 giờ. Mỗi nồi cần trung bình 800 × 1 ÷ 2,5 = 320 kg hơi/giờ. Nếu 2 nồi chạy so le, có lúc một nồi đang ở đầu mẻ (cần nhiều hơi để làm nóng khối nguyên liệu lạnh) và nồi kia giữa mẻ: 320 × 1,4 + 320 ≈ 770 kg/h, cộng hao hụt đường ống khoảng 8% thì cần nồi hơi khoảng 830 kg/h – chọn nồi hơi 1 tấn/giờ là hợp lý. Nếu cả 2 nồi luôn khởi động cùng lúc, tải đỉnh có thể lên khoảng 900–1.000 kg/h.

Số liệu là ước tính lý thuyết theo giả định (tỷ lệ 1 kg hơi/kg nguyên liệu, mẻ 2,5 giờ), không thay cho khảo sát thực tế. Tỷ lệ hơi thay đổi theo loại cây (lá, vỏ, rễ, hạt), độ ẩm, kích thước băm và cách nạp liệu.

Đừng quên bình ngưng. Mỗi kg hơi khi ngưng tụ nhả ra khoảng 2.200 kJ. Với 640 kg hơi/giờ, bình ngưng phải lấy đi khoảng 390 kW nhiệt; nếu nước làm mát tăng 10°C khi qua bình ngưng thì cần khoảng 34 m³ nước/giờ tuần hoàn qua tháp giải nhiệt hoặc hồ chứa. Nhiều xưởng mua nồi hơi lớn hơn nhưng giữ bình ngưng cũ, kết quả là hỗn hợp ra bình phân ly còn nóng, tinh dầu bay theo hơi và hao hụt.

3. Áp suất hơi, trạm giảm áp và van an toàn

Nồi chưng tinh dầu thường chỉ cần hơi áp thấp, khoảng 0,3–1 bar (tham khảo), để hơi đi đều qua lớp nguyên liệu mà không “khoan” thành đường mòn. Trong khi đó nồi hơi nên chạy ở áp suất cao hơn (ví dụ 5–7 bar) để đường ống nhỏ gọn hơn và hơi khô hơn sau khi giảm áp. Vì vậy giữa nồi hơi và nồi chưng cần một trạm giảm áp hơi gồm: van chặn, lọc Y, van giảm áp, đồng hồ áp suất trước – sau, và van an toàn phía sau đặt theo áp thiết kế của nồi chưng.

Điểm này rất quan trọng về an toàn: nhiều nồi chưng tự chế tại địa phương không được thiết kế để chịu áp như nồi hơi. Nếu van giảm áp kẹt mở, toàn bộ áp nồi hơi sẽ dồn vào nồi chưng. Van an toàn sau giảm áp – đúng cỡ, đúng áp đặt, được kiểm tra định kỳ – là thứ bảo vệ người đứng cạnh nồi chưng.

Ảnh hiện trường của đội kỹ thuật Vương Long Boiler tại một nhà máy hóa chất, dùng minh họa nguyên lý.

4. Lắp đường ống hơi cho nồi chưng: 6 điểm hay sai

1. Ống quá nhỏ hoặc quá dài. Chọn đường kính theo lưu lượng sao cho vận tốc hơi khoảng 20–30 m/s (tham khảo cho hơi bão hòa); ống nhỏ làm sụt áp, đầu mẻ thiếu hơi.
2. Không có bình tách ẩm. Hơi đi xa mang theo nước ngưng; vào nồi chưng làm nguyên liệu bết, kết tảng, hơi đi tắt. Lắp bình tách ẩm và bẫy hơi ngay trước trạm giảm áp.
3. Không có điểm xả nước ngưng. Ống chính phải có độ dốc theo chiều hơi và điểm xả (pocket + bẫy hơi) ở đoạn thấp và cuối tuyến; xem thêm bài bẫy hơi hỏng đốt tiền nhiên liệu.
4. Ống phân phối đáy nồi đặt sai. Vòng ống sục hơi nên khoan lỗ hướng xuống hoặc ngang để hơi tỏa đều; lưới đỡ nguyên liệu cao hơn mặt nước ngưng đọng ở đáy để nguyên liệu không ngâm nước.
5. Không bảo ôn. Ống trần đi qua sân phơi gió lớn mất nhiệt nhiều và sinh nước ngưng; bọc bảo ôn ống chính và trạm giảm áp – tham khảo bài bảo ôn đường ống nhiệt.
6. Một van tổng cho nhiều nồi. Mỗi nồi chưng nên có van chặn và van điều chỉnh riêng để chạy so le, xả nồi, nạp liệu mà không ảnh hưởng nồi đang chưng.

Nghĩa Lò Hơi lưu ý từ hiện trường

Ở các xưởng tinh dầu, tôi hay gặp cảnh mẻ đầu ngày ra dầu ít, mẻ chiều ra nhiều hơn dù cùng nguyên liệu. Nguyên nhân thường không nằm ở cây sả hay lá tràm, mà ở đường ống: sáng sớm ống lạnh, nước ngưng đọng cả đêm bị hơi đẩy thẳng vào nồi chưng, nguyên liệu ướt sũng ngay từ đầu.

Một bình tách ẩm và bẫy hơi đặt đúng chỗ, cộng với thói quen xả đọng trước khi mở hơi vào nồi, thường cải thiện rõ ràng hơn việc mua thêm lò. Trước khi nâng công suất, nên đo lại xem hơi đang mất ở đâu.

5. Quy trình dịch vụ của Vương Long Boiler

Vương Long Boiler có gần 20 năm thiết kế, chế tạo, lắp đặt lò hơi và hệ thống hơi cho nhà máy, đã thực hiện các công trình như lò hơi tầng sôi 15 tấn/giờ cho VIFON hay lò ghi xích sinh khối cho Ngon Coffee Đắk Lắk. Với xưởng chưng cất tinh dầu, phần việc gồm cả nồi hơi lẫn đường ống hơi, bẫy hơi, bảo ôn và hướng dẫn thợ vận hành:

1. Khảo sát. Đếm số nồi chưng, dung tích, loại nguyên liệu, số mẻ mỗi ngày, mùa vụ; đo khoảng cách lò – nồi, xem bình ngưng và nguồn nước làm mát.
2. Tính tải và chọn lò. Tính hơi trung bình, tải đầu mẻ, đề xuất công suất và loại nhiên liệu (củi, bã sau chưng phơi khô, viên nén…).
3. Thiết kế đường ống. Bố trí ống chính, trạm giảm áp, bình tách ẩm, bẫy hơi, van an toàn và van riêng cho từng nồi.
4. Lắp đặt và bảo ôn. Thi công đường ống, bọc bảo ôn, lắp thiết bị đo; phối hợp thủ tục kiểm định nồi hơi theo quy định.
5. Chạy thử và hướng dẫn. Chạy thử theo mẻ thật, chỉnh áp suất, hướng dẫn thợ thứ tự mở hơi, xả đọng, xử lý khi thiếu hơi.

Ảnh hiện trường của đội kỹ thuật Vương Long Boiler.

6. Chi phí phụ thuộc vào những gì?

Vương Long Boiler không báo một giá chung cho “nồi hơi chưng cất tinh dầu”, vì chi phí phụ thuộc vào cấu hình cụ thể của từng xưởng. Các yếu tố chính:

• Công suất nồi hơi theo tải đỉnh thật (số nồi chưng, khối lượng mỗi mẻ, chạy so le hay cùng lúc).
• Loại nhiên liệu và kiểu buồng đốt: củi, bã sau chưng, viên nén hay dầu.
• Chiều dài tuyến ống, số nồi chưng cần cấp, số trạm giảm áp và bẫy hơi.
• Có tận dụng được nồi hơi, bình ngưng hoặc đường ống cũ hay phải làm mới.
• Yêu cầu xử lý khói thải theo quy chuẩn hiện hành và vị trí đặt lò.
• Thời gian thi công mong muốn (thường phải xong trước mùa thu hoạch nguyên liệu).

Câu hỏi thường gặp

Tác giả bài viết

Nghĩa Lò Hơi

Chuyên gia thiết bị áp lực, Vương Long Group

Hơn 10 năm thực chiếnLò hơi công nghiệpAn toàn thiết bị áp lực

Trực tiếp khảo sát, lắp đặt và xử lý sự cố lò hơi tại nhà máy. Tư vấn kỹ thuật miễn phí qua Hotline/Zalo 09 6789 1338 (Mr. Nghĩa).

Xem thêm trên hệ thống Vương Long Group