Kết quả bước đầu nghiên cứu xây dựng mô hình chưng cất tinh dầu cam, bưởi phục vụ xử lý rác thải xốp

 Trần Thị Phả và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 122(08): 117 - 121 
KẾT QUẢ BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH CHƯNG CẤT 
TINH DẦU CAM, BƯỞI PHỤC VỤ XỬ LÝ RÁC THẢI XỐP 
 Trần Thị Phả*, Vũ Văn Biển, 
 Nguyễn Thị Hảo, Hứa Văn Đáo, Vương Văn Ánh 
 Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 
TÓM TẮT 
 Nghiên cứu và xây dựng mô hình chưng cất tinh dầu tại khu vực trường ĐH Nông Lâm Thái 
 Nguyên từ nguồn nguyên liệu vỏ cam, bưởi thải bỏ thu được kết quả như sau: chưng cất 10kg vỏ 
 quả thu được thể tích tinh dầu cam, bưởi lần lượt thu được trung bình là 249,7 ml và 220 ml. Kết 
 quả phân tích thành phần hoá học cho thấy rằng chất lượng tinh sau chưng cất là tốt, không chứa 
 chất độc hại, thành phần chủ yếu có trong hai loại tinh dầu là Limonene. Qua nghiên cứu đã chứng 
 minh Limonene là chất có khả năng xử lý xốp. 
 Từ khóa: Chưng cất, tinh dầu, cam, bưởi, Limonene. 
ĐẶT VẤN ĐỀ* Phương pháp nghiên cứu 
Từ xa xưa, người ta đã biết đến công dụng Phương pháp điều tra thu thập tài liệu, số 
làm đẹp và chăm sóc sức khoẻ của tinh dầu liệu thứ cấp 
bưởi, cam nhưng ít ai biết rằng tinh dầu còn Thu thập các tài liệu, số liệu, các công trình 
có khả năng xử lý xốp – một loại chất thải đã được nghiên cứu trong và ngoài nước có 
khó bị phân huỷ trong điều kiện bình thường. liên quan đến các vấn đề nghiên cứu: phương 
Nghiên cứu tiến hành nhằm mục đích khảo pháp, thiết bị sử dụng để chưng cất tinh dầu, 
sát hiệu suất trích ly của tinh dầu và đưa ra hệ thành phần, tính chất của tinh dầu bưởi, cam. 
thống, quy trình chưng cất tinh dầu từ vỏ Phương pháp kế thừa 
cam, bưởi phế thải. Bên cạnh đó sẽ đề xuất Kế thừa và tham khảo các kết quả đã đạt được 
nghiên cứu khả năng xử lý xốp bằng tinh của các báo cáo, đề tài có liên quan đến vấn 
dầu cam, bưởi tại khu vực Trường ĐH đề nghiên cứu. 
Nông Lâm Thái Nguyên. Phương pháp chưng cất 
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp chiết xuất tinh dầu từ vỏ cam, 
Đối tượng ngiên cứu bưởi: Sử dụng phương pháp chưng cất lôi 
Đối tượng nghiên cứu là: cuốn hơi nước không có nồi hơi riêng. 
- Hệ thống thiết bị chưng cất tinh dầu bưởi, Phương pháp xử lý số liệu 
cam quy mô phòng thí nghiệm với công suất Số liệu được tổng hợp, phân tích và xử lý 
10kg/ mẻ. bằng phần mềm MS Excel và SAS 9.0 
- Tinh dầu cam, bưởi. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 
Nội dung nghiên cứu Thiết bị chưng cất tinh dầu 
- Mô hình chưng cất tinh dầu cam, bưởi: Các Về nguyên lý làm việc: Hệ thống thiết bị chưng 
thông số kỹ thuật của nồi chưng cất và quy cất tinh dầu quy mô nhỏ của đề tài được thiết kế 
trình vận hành. làm việc theo nguyên lý gián đoạn. 
- Tác dụng của tinh dầu cam, bưởi đối với sức Vật liệu chế tạo : Vì tinh dầu cam, quýtcó 
khoẻ con người cũng như khả năng xử lý xốp chứa một số thành phần có tính oxi hóa mạnh 
thải bảo vệ môi trường. nên các loại vật liệu được sử dụng để chế tạo 
 thiết bị đều được làm bằng các loại vật liệu 
* Tel: bền, không han rỉ: Thép không gỉ, inox, 
 117 
 Trần Thị Phả và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 122(08): 117 - 121 
nhôm, thủy tinh Các khớp nối, chỗ nối B3: Nạp liệu: Nguyên liệu nạp vào thiết bị 
được làm kín bằng các zoăng teflon, là loại được chứa bởi hệ thống vỉ đỡ để ngăn cách 
vật liệu chịu dầu, chịu nhiệt. với lớp nước bên dưới đáy nồi. Nguyên liệu 
Về công suất: 10 kg vỏ nguyên liệu/mẻ. chứa trong thiết bị không vượt quá 85% dung 
Lò đốt: Sử dụng bếp than tổ ong 2 viên. tích thiết bị. Không được nạp nguyên liệu 
Nồi chưng cất: Thiết bị chưng cất tinh dầu chặt quá làm cho hơi khó phân phối đều trong 
thân có dạng hình trụ, chóp hình chỏm cầu, ở toàn bộ khối nguyên liệu và không được quá 
giữa là cửa thoát hỗn hợp hơi khí, kiểu vòi lỏng, quá xốp sẽ làm cho hơi dễ dàng theo 
voi. Nồi chưng cất được thiết kế với những những chỗ rỗng đi ra mà không tiếp xúc với 
thông số kỹ thuật sau: toàn khối nguyên liệu. 
+ Chất liệu: Nhôm. B4: Chưng cất: Khi bắt đầu chưng cất cần 
+ Chiều cao: 55cm trong đó thân nồi cao cung cấp nhiệt lượng lớn để làm sôi nước 
41cm và chóp nồi cao 14cm. chưng cất. Sau đó hạ nhiệt độ, duy trì nước ở 
 nhiệt độ sôi vì khi ở nhiệt độ cao tinh dầu dễ 
+ Đường kính: 40 cm. 
 dàng bị phân hủy. Vì vậy, cần theo dõi đồng 
+ Đồng hồ đo nhiệt độ: Để kiểm soát nhiệt độ hồ đo nhiệt độ nồi hơi và duy trì ở mức 95-
nồi chưng cất 1000C. Khi sôi, hơi nước kéo theo tinh dầu, 
+ Vỉ ngăn: Vỉ được làm bằng 2 lớp lưới inox hỗn hợp hơi này được dẫn vào hệ thống làm 
đan xen nhau có chiều dày 1 mm, tạo điều lạnh, ta sẽ thu được hỗn hợp nước, tinh dầu 
kiện cho hơi nước thoát nên dễ dàng. Chiều vào một bình thủy tinh. Cần điều chỉnh 
cao vỉ ngăn so với đáy nồi là 12 cm. nhiệt độ dịch ngưng nằm trong khoảng 30 - 
Bộ phận làm lạnh: Là thuỷ tinh trung tính, 400C vì nếu dịch ngưng quá nóng sẽ làm 
không có bọt, đường kính ngoài Φ30 mm, bay hơi tinh dầu. 
ống ở giữa và dẫn chất lỏng ra Φ 10mm, ống B5. Tháo bả: Sau khi chưng cất xong cần tắt 
dẫn khí vào Φ 20mm, ống dẫn nước làm lạnh lửa, để nguội 15 - 30 phút, mở nắp và tháo bã, 
Φ5 mm có độ rộng giáp ống chính Φ20 mm. sau đó dùng nước sạch vệ sinh thiết bị. 
Đảm bảo làm giảm nhiệt độ của dịch ngưng 
xuống khoảng 350C. B6. Tách tinh dầu: Sau chưng cất ta sẽ thu 
 được một hỗn hợp nước và tinh dầu. Do có tỉ 
Quy trình chưng cất tinh dầu 
 trọng nhỏ hơn, tinh dầu nổi nên trên. Vì vậy 
Công đoạn cơ bản của quá trình chưng cất có thể hút tinh dầu một cách dễ dàng. Tinh 
tinh dầu cam, bưởi. dầu cam, bưởi cần bảo quản trong các chai lọ 
B1: Chuẩn bị nguyên liệu: Nguyên liệu dùng có màu, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng, 
để chưng cất là vỏ cam, bưởi. Mỗi mẻ chưng không khi. 
cất cần khoảng 10kg nguyên liệu và được 
 Kết quả chưng cất tinh dầu 
nghiền nhỏ nhằm mục đích giải phóng tinh 
dầu ra khỏi mô để khi chưng cất tinh dầu dễ Kết quả chưng cất tinh dầu cam, bưởi được 
thoát ra, từ đó rút ngắn thời gian chưng cất và thể hiện dưới bảng 1. 
đạt hiệu quả cao Qua bảng số liệu 1 ta thấy, khi chưng cất 
B2: Ngâm nguyên liệu: Nguyên liệu sau khi 10kg nguyên liệu vỏ cam và 10kg vỏ bưởi 
nghiền nhỏ được ngâm vào dung dịch NaCl trong cùng một điều kiện thì lượng tinh dầu 
(10%) trong 3 giờ đồng hồ. Công đoạn này là thu được của vỏ cam nhiều hơn so với vỏ 
làm cho tinh dầu thẩm thấu đi từ túi tiết ra bưởi. Trung bình khi chưng cất 10kg vỏ cam 
bên ngoài, giúp cho quá trình chưng cất tinh ta thu được 249.7ml tinh dầu nhiều hơn 
dầu được triệt để hơn. 29.7ml so với vỏ bưởi. 
118 
 Trần Thị Phả và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 122(08): 117 - 121 
 Bảng 1: Kết quả chưng cất tinh dầu cam, bưởi 
 TT Chỉ số khảo nghiệm ĐV tính Kết quả các mẻ khảo nghiệm Trung 
 Mẻ 1 Mẻ 2 Mẻ 3 bình 
 1 Khối lượng vỏ bưởi kg 10 10 10 10 
 2 Lượng nước cho vào nồi lít 4 4 4 4 
 3 Thời gian đạt sôi phút 35 35 35 35 
 4 Thời gian cất kiệt phút 180 180 180 180 
 5 Nhiệt độ chưng cất oC 95 - 100 95 - 100 95 - 100 95 - 100 
 6 Lượng than tiêu thụ viên 3 3 3 3 
 7 VTD bưởi ml 235 210 215 220 
 VTD cam 250 256 243 249.7 
Kết quả phân tích thành phần hóa học trong tinh dầu. 
Phương pháp phân tích: Phép phân tích sử dụng phương pháp sắc ký khí nối ghép khối phổ để 
xác định thành phần các chất trong mẫu. 
 Bảng 2: Thành phần hoá học trong tinh dầu bưởi 
 STT time RI Hit % Chemical name integral % 
 1 10.39 931 89 Thujene 5629290 0.15 
 2 10.66 940 94 Pinene 49859989 1.35 
 3 11.87 980 89 Sabinene 9574422 0.26 
 4 12.06 986 93 Pinene 41593590 1.14 
 5 12.27 993 92 Myrcene 335386553 9.12 
 6 12.87 1011 80 Phellandrene 44676660 1.21 
 7 13.28 1032 91 Tepinene 5747008 0.16 
 8 13.55 1031 98 Cymene 36014137 1.00 
 9 13.78 1038 73 Limonene 2374625101 74.05 
 10 1382 1039 72 Phellandrene 111490372 2.98 
 11 14.20 1050 79 Ocimene 9049819 0.25 
 12 14.70 1064 94 Tepinene 181570816 4.94 
 13 15.17 1087 83 Linalool oxide <trans- 21868861 0.60 
 >(furanoid) 
 14 15.73 1094 79 Linalool oxide <cis- 10007661 0.31 
 >(furanoid) 
 15 15.75 1095 63 Terpinolene 11082235 0.33 
 16 16.00 1102 76 Linalool 12180270 0.33 
 17 18.97 1187 86 Terpinen-4-ol 9702056 0.30 
 18 19.40 1199 86 Terpineol 18261879 0.56 
 19 20.33 1226 49 Caveol 3966567 0.12 
 20 20.54 1232 57 Neron 5671453 0.16 
 21 21.37 1257 84 Geraniol 6208940 0.18 
 22 29.27 1500 86 Germacrene D 18192506 0.50 
 Total 100 
- Trong tinh dầu bưởi có chứa rất nhiều thành phần khác nhau như: Pinene, Sabinene, 
Myrcene, Limonene 
- Trong đó, Limonene là chất có thành phần phần trăm lớn nhất nó chiếm tới 74,05%, 
- Chất chiếm tỷ lệ lớn thứ 2 và thứ 3 lần lượt là Myrcene với 9,12% và Phellandrene với 2,98%. 
- Caveol là thành phần chiếm tỷ lệ nhỏ nhất trong tinh dầu và đạt 0,12%. 
 119 
 Trần Thị Phả và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 122(08): 117 - 121 
 Bảng 3: Thành phần hoá học trong tinh dầu cam 
 STT time RI Hit % Chemical name integral % 
 1 10.66 940 94 Pinene 29429624 0.93 
 2 11.87 980 89 Sabinene 5403321 0.17 
 3 12.27 993 93 Myrcene 94120027 2.97 
 4 12.87 1011 78 Phellandrene 3935575 0.12 
 5 13.87 1038 72 Limonene 2984034907 94.22 
 6 14.69 1064 89 Terpinene 10770693 0.34 
 7 14.87 1069 100 Otanol 7170575 0.23 
 8 15.99 1102 77 Linalool 7883298 0.25 
 9 18.97 1187 85 Terpinen-4-ol 3695579 0.13 
 10 19.40 1199 0 Terpineol 15304574 0.49 
 11 19.69 1208 86 Decanal 3766950 0.14 
 Total 99.99 
- Trong tinh dầu cam, hàm lượng Limonene dụng cho mỗi mẻ là 10kg và tiến hành chưng 
chiếm tỷ lệ phần trăm cao và đạt tới 94,22%. cất trong cùng một điều kiện lượng tinh dầu 
- Chất có hàm lượng cao thứ 2 vẫn là thu được của vỏ cam nhiều hơn so với vỏ 
Myrcene và chiếm tỷ lệ 2.97%. bưởi. Trung bình khi chưng cất 10kg vỏ cam 
- Chất có hàm lượng nhỏ nhất trong tinh dầu ta thu được 249,7ml tinh dầu nhiều hơn 
là Phellandrene và chiếm 0,12%. 29,7ml so với vỏ bưởi. 
*Nhận xét: Những kết quả là căn cứ quan trọng để xây 
- Qua hai bảng phân tích thành phần hóa học dựng mô hình chưng cất tinh dầu cam bưởi. 
có trong tinh dầu cam và tinh dầu bưởi ta thấy Kết quả phân tích thành phần hoá học trong 
hàm lượng Limonene có trong 2 loại này có tinh dầu đã chứng minh tinh dầu không chứa 
sự chênh lệch đáng kể. Limonene có trrong các thành phần độc hại với sức khoẻ con 
tinh dầu cam cao hơn 20,17% so với bưởi và 
 người cũng như môi trường. Limonene là chất 
ở mức 94,22%. 
 chiếm thành phần phần trăm lớn nhất và 
Tác dụng của tinh dầu cam, bưởi 
 chiếm 94,22% trong tinh dầu cam và 72,05% 
Qua một số nghiên cứu đã chứng minh tinh trong tình dầu bưởi. 
dầu chứa trong vỏ cam, bưởi có khả năng xử 
lý xốp, vì vậy việc nghiên cứu và áp dụng 
 TÀI LIỆU THAM KHẢO 
trong thực tế là rất cần thiết. Sử dụng vỏ cam, 1. Vương Ngọc Chính (2005), Hương Liệu Mỹ 
bưởi để xử lý xốp sẽ làm giảm một phần Phẩm, Nxb Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh. 
lượng rác thải hữu cơ ở các chợ và các khu 2. Lê Thị Ngọc Duyên (2011), Nghiên cứu ly trích 
dân cư, đồng thời xử lý được lượng xốp phế tinh dầu từ vỏ quả quất bằng phương pháp chưng 
thải, xây dựng môi trường sống trở nên xanh - cất lôi cuốn hơi nước, Luận văn tốt nghiệp đại 
 học, Trường Đại học Đồng Tháp. 
sạch - đẹp hơn. 
 3. Nguyễn Minh Hoàng (2006), Khảo sát tinh dầu 
KẾT LUẬN vỏ trái giống Citrus họ rutaceae. Đề tài nghiên cứu 
Mô hình hệ thống chưng cất tinh dầu trong khoa học cấp cơ sở, Đại học Mở Tp HCM. 
 4. Nguyễn Văn Minh, Các phương pháp sản xuất 
phòng thí nghiệm được thiết kế theo nguyên tinh dầu, trang wep Viện nghiên cứu dầu và cây có 
lý chưng cất lôi cuốn hơi nước không có nồi dầu ( 
hơi riêng. Khi tiến hành chưng cất tinh dầu 5. Lê Ngọc Thạch (2003), Tinh dầu, Nxb ĐHQG 
cam, bưởi với khối lượng nguyên liệu sử TP. Hồ Chí Minh. 
120 
 Trần Thị Phả và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 122(08): 117 - 121 
 SUMMARY 
 RESEARCH OIL DISTILLATION MODEL OF ORANGE, GRAPEFRUIT PEEL 
 AND APPLICATION FOR STYROFOAM WASTE TREATMENT 
 Tran Thi Pha*, Vu Van Bien, 
 Nguyen Thi Hao, Hua Van Dao, Vuong Van Anh 
 College of Agriculture and Forestry - TNU 
 Study oil distillation model from peel of orange and grapefruit in the Thai Nguyen University of 
 Agriculture and Forestry obtained the following results: to distillate 10kg peel were obtained 
 essential oil volume averaged 249.7 ml and 220.0 ml in the peel of orange and grapefruit, 
 Respectively. The quality essential oil after distillation is good, does not contain toxic 
 substances, a major component in the essential oils is Limonene chemical. Initial study, 
 Limonene chemical is capable of treating the Styrofoam. 
 Keywords: distillation, essential oil, orange, grapefruit, Limonene 
Ngày nhận bài:10/3/2014; Ngày phản biện:24/3/2014; Ngày duyệt đăng: 25/8/2014 
Phản biện khoa học: TS. Nguyễn Chí Hiểu – Trường Đại học Nông Lâm - ĐHTN
* Tel: 
 121