Củi, ga hay điện: nhiên liệu cho lò cất tinh dầu và chuyện giảm khói

Lò cất tinh dầu ở Việt Nam chủ yếu đốt củi và bã nguyên liệu, một số cơ sở chuyển sang ga, điện hoặc lò hơi đốt viên nén sinh khối. Không có loại nhiên liệu "tốt nhất" cho mọi lò: củi và bã rẻ, sẵn nhưng nhiều khói; ga và điện sạch, dễ điều chỉnh nhưng phụ thuộc giá và hạ tầng. Phần lớn nhiệt của lò bị mất vì buồng đốt hở, nồi không bọc cách nhiệt và nước nóng từ ống ngưng bị đổ đi, nên cải tiến lò thường tiết kiệm nhiều hơn là đổi nhiên liệu.

Lò cất cần bao nhiêu năng lượng

Gần như toàn bộ năng lượng của mẻ cất dùng để biến nước thành hơi. Một ki-lô-gam nước từ 25 °C cần khoảng 0,31 MJ để nóng tới 100 °C, rồi thêm khoảng 2,26 MJ để hoá hơi. Tổng cộng xấp xỉ 2,57 MJ cho mỗi ki-lô-gam hơi, tương đương khoảng 0,71 kWh. Đó là con số lý thuyết, chưa tính nhiệt mất ra không khí, nhiệt làm nóng vỏ nồi và nguyên liệu.

Lượng hơi cần cho một mẻ tuỳ nguyên liệu và thời gian cất. Để dễ hình dung, giả sử một mẻ dùng 100 kg hơi. Phép tính minh hoạ, coi hiệu suất truyền nhiệt là một con số giả định cho từng kiểu đốt:

Bảng này không phải số đo của lò nào. Nó cho thấy hai điều. Một: cùng là củi, bếp hở và buồng đốt cải tiến chênh nhau hơn hai lần lượng củi. Hai: điện tuy hiệu suất cao tại chỗ nhưng lượng kWh cho một mẻ không nhỏ, cần đường dây và công tơ đủ tải. Giá củi, ga, điện mỗi nơi mỗi lúc một khác, nên chi phí thật phải tự tính với giá tại địa phương.

Củi: quen thuộc nhưng là gánh nặng

Củi là nhiên liệu truyền thống của lò cất ở vùng đồi núi. Ưu điểm rõ: sẵn quanh nhà, không cần thiết bị đặc biệt, lửa mạnh. Nhưng củi cũng mang theo những vấn đề:

• Áp lực lên rừng: lò cất chạy quanh năm tiêu thụ lượng củi lớn. Ở những vùng rừng tự nhiên đã cạn, củi phải mua từ xa hoặc lấy từ cây trồng.
• Khói: bếp hở, củi ướt cho nhiều khói, bụi mịn và CO, ảnh hưởng người đứng lò và hàng xóm.
• Khó giữ lửa đều: lửa củi lên xuống theo lần thêm củi, hơi đi không đều, ảnh hưởng chất lượng dầu.
• Công sức: chặt, chẻ, phơi, chất củi tốn nhiều công lao động.

Củi khô và củi ướt khác nhau rất nhiều. Gỗ mới chặt có thể chứa gần một nửa khối lượng là nước; đốt củi ướt là dùng một phần nhiệt để… làm bay hơi nước trong củi. Phơi củi dưới mái che vài tháng trước khi đốt là cách tiết kiệm đơn giản nhất.

Bã nguyên liệu: tận dụng tại chỗ

Như đã nói ở bài về bã sau chưng cất, lá, cành đã cất xong được phơi khô rồi đốt lại cho mẻ sau. Đây là nguồn nhiệt "miễn phí" nhưng có giới hạn: bã nhẹ, cháy nhanh, nhiệt trị mỗi ki-lô-gam thấp hơn gỗ, cần sân phơi và nắng. Với buồng đốt hở, đốt bã nhiều khói, phải thêm liên tục. Nhiều nơi kết hợp: bã làm mồi và lửa nền, củi làm lửa chính.

Hướng cải tiến là ép bã thành viên, thành bánh, hoặc dùng buồng đốt có ghi lò và cửa cấp gió để bã cháy kiệt hơn. Một số lò kiểu đốt hoá khí (khí hoá sinh khối) cũng đã được thử ở quy mô nhỏ.

Ga và điện: sạch tại chỗ, đổi lại là chi phí và hạ tầng

Khí hoá lỏng (LPG)

Ga cho ngọn lửa dễ điều chỉnh, gần như không khói, buồng đốt gọn. Nhiều cơ sở cất quy mô nhỏ hoặc làm hydrosol cần nồi sạch chuộng ga. Đổi lại là phụ thuộc giá ga, phải có quy định an toàn về chứa bình ga: đặt nơi thoáng, xa nguồn nhiệt, kiểm tra rò rỉ, không để bình ga cạnh can tinh dầu.

Điện

Nồi gia nhiệt bằng điện trở hoặc lò hơi điện sạch nhất tại chỗ, dễ tự động hoá nhiệt độ, hợp với cơ sở muốn sản phẩm đều đặn. Nhưng công suất cần cho một nồi cỡ lò làng thường lớn hơn nhiều so với đường điện sinh hoạt ở nông thôn, phải nâng cấp đường dây, công tơ ba pha. Lò điện cũng cần thợ điện lắp đặt đúng, chống giật trong môi trường đầy nước và hơi ẩm.

Viên nén sinh khối và lò hơi: con đường ở giữa

Viên nén làm từ mùn cưa, vỏ trấu, phụ phẩm nông lâm nghiệp có độ ẩm thấp, kích thước đều, cháy ổn định trong lò hơi có cấp liệu. Ưu điểm: ít khói hơn củi đốt hở nhiều, nhiệt đều, nguồn sinh khối tái tạo. Nhược điểm: phải đầu tư lò hơi, mà lò hơi chịu áp là thiết bị phải kiểm định và có người vận hành được huấn luyện.

Mô hình phù hợp cho lò hơi sinh khối là hợp tác xã hoặc cơ sở tập trung, một lò hơi cấp hơi cho nhiều nồi cất. Với hộ nhỏ cất vài mẻ mỗi tuần, đầu tư lò hơi riêng thường khó hoàn vốn.

Giảm khói và tiết kiệm nhiên liệu mà không đổi nhiên liệu

Trước khi tính chuyện đổi củi sang ga hay điện, những cải tiến sau thường cho kết quả nhanh và rẻ hơn:

1. Buồng đốt kín có cửa cấp gió và ghi lò: lửa cháy kiệt hơn, ít khói, nhiều nhiệt hơn trên mỗi thanh củi.
2. Ống khói đủ cao: tạo lực hút, khói ra ngoài thay vì phả vào gian lò.
3. Bọc cách nhiệt thân nồi và ống dẫn hơi: một nồi trần mất nhiệt ra không khí suốt mẻ; lớp bông khoáng, lớp vữa cách nhiệt giảm đáng kể phần mất này, đồng thời bớt nguy cơ bỏng.
4. Tận dụng nước nóng từ ống ngưng: nước làm mát chảy ra khỏi bể ngưng đã ấm, nóng. Dẫn phần nước này làm nước cấp cho nồi mẻ sau, nồi không phải đun từ nước lạnh. Đây là cải tiến hiệu quả bậc nhất mà nhiều lò vẫn bỏ qua.
5. Phơi củi, phơi bã khô kỹ: như đã nói, đốt nước là đốt phí.
6. Nạp liệu đều, cất đúng giờ: tránh mẻ kéo dài vì hơi đi tắt qua khe trống.

Cũng có những lò dùng nước nóng năng lượng mặt trời để làm ấm nước cấp, giảm phần nhiên liệu cho giai đoạn đầu đun nóng. Năng lượng mặt trời khó đủ để tạo hơi cho cả mẻ ở quy mô lò làng, nhưng phần đun nóng sơ bộ thì hợp lý.

Câu chuyện khói ở làng nghề

Khói lò cất không chỉ là chuyện người đứng lò. Ở những làng có nhiều lò sát nhau, khói và mùi những ngày nhiều mẻ bao trùm cả khu dân cư, nhất là buổi chiều lặng gió. Nhiều địa phương đã gặp tình trạng hàng xóm phàn nàn, và các cơ sở muốn làm du lịch làng nghề càng phải để ý: khách đến xem lò mà phải che mũi vì khói thì khó quay lại.

Hướng đi của nhiều nơi: gom lò lại khu sản xuất tập trung xa nhà ở, cải tiến buồng đốt, chuyển một phần sang nhiên liệu sạch hơn. Đó là quá trình dài, cần vốn và sự đồng thuận, nhưng hình ảnh một lò cất sạch sẽ, ít khói đang dần thay cho hình ảnh lò ám khói đen.

Người muốn đọc kỹ hơn có thể tìm các tài liệu hướng dẫn về bếp và lò đốt sinh khối cải tiến, và các nghiên cứu hiệu suất năng lượng của thiết bị chưng cất tinh dầu quy mô nhỏ trên các tạp chí kỹ thuật nông nghiệp.