Nghiên cứu này nhằm mô hình hóa động lực học của quá trình chưng cất thủy điện của vỏ cam (Citrus sinensis) để hiểu và tối ưu hóa quá trình chiết xuất. Ngoài ra, nghiên cứu này, lần đầu tiên, xác định các thành phần hóa học của dầu vỏ cam bằng cách sử dụng cả mô hình động học bậc nhất, mô hình rửa và khuếch tán đồng thời.
Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ Số 19 N hi n cứu m hình n học c qu trình chi t xuất thành phần hóa học c tinh ầu vỏ C m (Citrus sinensis) Đ o Tấn Phát1,*, Ngô Thị Cẩm Quyên1, Trần Thị Kim Ngân1, Phạm Trí Nh t1, Trần Thiện Hi n1, Nguyễn Thanh Việt1, Mai Huỳnh Cang2, Đỗ Đ nh Nhật3, L u Xuân C ờng3 Viện Kĩ thuật Công nghệ cao N uyễn Tất Th nh, Đại Học Nguyễn Tất Thành B mơn Cơng nghệ Kĩ thuật Hóa học, Đại học Nơng Lâm Tp H Chí Minh Khoa Kĩ thuật M i tr ờng-Th c phẩm, Đại học Nguyễn Tất Thành * dtphat@ntt.edu.vn Tóm tắt Nghiên cứu nhằm mơ hình hóa ng l c học c qu tr nh ch n cất th y iện c a vỏ cam (Citrus sinensis) hi u tối u h qu tr nh chi t xuất Ngoài ra, nghiên cứu này, lần ầu tiên, x c ịnh thành phần hóa học c a dầu vỏ cam cách sử dụng m h nh ng học bậc nhất, mơ hình rửa khu ch t n ng thời K t mơ hình rửa khu ch t n ng thời mô tả tốt ch ch n cất th y iện c a tinh dầu vỏ cam Thời gian tối u, tỉ lệ n c-vật liệu mức nhiệt chi t xuất l ợng tinh dầu cao ợc tìm thấy lần l ợt khoảng 80 phút, 3:1ml/g 60% Tinh dầu màu vàng v i mùi mạnh v năn suất 2,3% (v w) ợc chi t xuất thi t bị ch n cất th y iện Ngoài ra, tinh dầu vỏ c m thu ợc tron i u kiện tối u ti n hành phân tích thành phần GC-MS Limonene thành phần c a tinh dầu (98,343%) T nghiên cứu này, có th ứng dụng l m tăn i trị th ơn mại c a tinh dầu Việt Nam ® 2019 Journal of Science and Technology - NTTU Gi i thiệu Tinh dầu (EO) ã trở nên phổ bi n tron cu c sống c a n ời lợi ích c a chúng EO hợp chất thơm v ễ y hơi, ợc chi t xuất t hạt, hoa, thân cây[1] EO n m t vai trò quan trọn tron c c lĩnh v c khác bao g m mĩ phẩm, ợc phẩm, th c phẩm v uống[2] EO có c c c tính t nhiên khác nh u nh c tính kháng khuẩn, kháng virus, kháng nấm, diệt trùng[3-5]… Cam (Citrus sinensis), họ v i ởi, ợc tr ng ch y u Malaysia, Thái Lan, Lào Việt Nam Trái họ cam quýt sản phẩm phụ c ch n n m t vai trò quan trọng trị liệu kinh t công dụng khác c a chúng bao g m mĩ phẩm, công nghiệp th c phẩm, y học dân t c Những lợi ích sức khỏe bắt ngu n t vitamin C, hợp chất hóa học nh syn phrin , polyphenol, pectin Nghiên cứu tr c ây chứng minh vỏ cam có ti m năn chống oxy hóa cao Tinh dầu t vỏ cam (Citrus Sinensis) có giá trị trị liệu, sát trùng, giảm u v chốn vi m[6] Đ thu ợc tinh dầu, có nhi u ph ơn ph p chi t kh c nh u nh chi t chất lỏng siêu t i hạn, chi t dung môi, ch n cất th y iện v ch n cất Nhận 08.08.2019 Đ ợc duyệt 23.11.2019 Cơng bố 25.12.2019 T khóa Tinh dầu vỏ cam (Citrus sinensis), tối u h , m h nh ng học, phân tích GC-MS n c[7] Ph ơn ph p ch n cất th y iện ngày trở nên phổ bi n chi t xuất tinh dầu t nguyên liệu th c vật s ơn iản lắp t dễ th c Các nghiên cứu tr c ây ã chứng minh rằng, ch n cất n c m t kĩ thuật phù hợp chi t xuất tinh dầu[8-10] Quá trình th y phân ã ợc cải ti n liên tục thông qua nhi u nghiên cứu li n qu n n vấn v hiệu tách thành phần công dụng c a tinh dầu M t loại nghiên cứu cải ti n nh nghiên cứu v mô hình ch n cất ng học Đ ng l c học khơng ợc mơ hình hóa tốt v ki m so t ch n cất cải thiện hiệu suất trích li, mà cịn có th cung cấp m t nhìn sâu sắc v qui trình, t c th th c c c i u chỉnh hệ thống có Trong nghiên cứu n y, ng l c học ợc th c ki m tr qu tr nh ch n cất n c chi t xuất tinh dầu t vỏ cam (Citrus Sinensis) n ph t tri n tỉnh B n Tre, Việt Nam Nghiên cứu nhằm kh m ph m h nh ng học, mô tả n qu tr nh ch n cất tinh dầu t vỏ cam Mô hình ng học bậc v m h nh ng thời trình rửa khu ch tán (khu ch tán không cố ịnh) ã ợc nghiên cứu su ợc xác nhận liệu th c nghiệm Th c nghiệm Đại học Nguyễn Tất Thành Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 20 2.1 Chuẩn bị mẫu C m t (Citrus sinensis) thu ợc t tỉnh B n Tre (vĩ 10o14'54''B v kinh 106o22'34''Đ) c a Việt Nam vào th n năm 19, ã ợc rửa loại bỏ tất bụi bẩn Các mẫu ợc bóc vỏ cẩn thận l ỡi dao cạo sắc bén Các mẫu ợc ki m tr ảm bảo khơng có phần thịt trắn n o i vỏ ợc v o mẫu thịt trắng chứa ho c khơng có limonene Các mẫu ợc l u trữ phịng mát 4oC cho thí nghiệm ti p theo 2.2 Ph ơn ph p tr ch li 100g vỏ c m t ợc x y n y tr c trình chi t xuất Đ bảo vệ vật liệu th c vật khỏi nóng ho c ốt cháy bằn n c tr c ti p, vỏ nghi n ợc n âm n c cất tron nh y tròn tr n p l i Tinh dầu c a vỏ cam ã ợc ch n cất bằn n c v i thi t bị ki u Clevenger phạm vi sôi c n c áp suất khí quy n Q trình chi t xuất ợc tối u h th o thời gian, công suất gia nhiệt tỉ lệ n c-vật liệu V i l ợng nhạy cảm v i ánh sáng, dầu vỏ c m ợc thu thập cẩn thận, khử n c bằn n tri sul t kh n v ợc bảo quản lọ kín t nơi m t tr c phân tích bằn ph ơn ph p sắc kí khí khối phổ Mỗi thí nghiệm ợc th c ba lần v i giá trị tốt ợc báo cáo k t cuối Hiệu suất c a dầu vỏ c m ợc tính th o ph ơn tr nh i ây: Y=(V×100)/W (1) Tron , Y l sản l ợng tinh dầu thu ợc (%, v/w), V th tích tinh dầu thu ợc (ml) W l l ợng nguyên liệu ti n hành trích li (g) 2.3 Phân tích tinh dầu Ph ơn ph p sắc kí khí khối phổ (GC-MS) ợc sử dụng phân tích thành phần loại tinh dầu c a tất mẫu 25ml tinh dầu 1,0ml n-hexane Tên c a thi t bị: GC Agilent 6890N, MS 5973 trơ v i c t HP5-MS, áp l c c t ầu 9,3psi Hệ thống GC-MS ợc th c i u kiện sau: khí mang He; tốc dịng chảy 1,0ml/phút; chia 1:100; th tích 1,0 lít; nhiệt 250oC; ti n nhiệt lò bao g m giữ n ầu 50oC phút, sau tăn 2oC/phút lên 80oC v tăn 5oC/phút lên 150oC, ti p tục tăn lên 200oC 10oC ph t v tăn l n oC 20oC/phút phút M h nh ng học Mơ hình hóa q trình trích xuất ợc sử dụn nh i c c i u kiện ảnh h ởn n q trình trích li N cũn ợc coi l c ản r m t qui trình hiệu Trong nghiên cứu này, hai số c c m h nh ợc sử dụng r ng rãi kh i th c ch n cất th y iện t ngun liệu th c vật (ví dụ mơ hình khơng cố ịnh, mơ hình ng học bậc nhất) ợc so sánh v i nh u tìm mơ hình ng học tốt nhằm mô tả chi t xuất dầu vỏ cam a Mơ hình khu ch tán khơng cố ịnh Đại học Nguyễn Tất Thành S vận chuy n khối l ợng l n tinh dầu qua hạt th c vật tron qu tr nh ch n cất th y iện xảy r i dạng khu ch tán trạng thái không ổn ịnh Milojevic et al.[11] cho m t qu tr nh ch n cất th y iện hàng loạt khơng có phản ứng hóa học có th ợc mơ tả mơ hình c a mơ hình khu ch tán khơng cố ịnh, d a s khu ch tán tinh dầu trạng thái không ổn ịnh qua vật liệu th c vật Mơ hình bao g m h i i i oạn k ti p: rửa khu ch tán ( ) (2) Tron qo l h m l ợng tinh dầu n ầu (bằng tổng sản l ợng dầu vỏ cam k t th c qu tr nh ch n cất th y iện), q sản l ợng tinh dầu thời i m c a trình chi t xuất, b hệ số ch n cất nhanh (rửa) k tốc ch n cất kh n ổi (khu ch tán) M h nh ng học bậc Bằn c ch t nh n mô hình giải hấp ng học bậc khơng bao g m i i oạn rửa, phù hợp mơ tả tr nh, ợc i u n s khu ch tán hạt[12,13] (3) tron q l khối l ợng phân t ch ợc chi t xuất sau thời gian t (ml/g), qo tổng khối l ợn n ầu c a phân tích ma trận (ml/g) k số tốc mô tả hiệu suất trích xuất (min-1) K t thảo luận Trong nghiên cứu này, tinh dầu vỏ c m ã ợc chi t xuất thi t bị ch n cất th y iện Đây m t ph ơn ph p phổ bi n chi t xuất tinh dầu t th c vật Do qui trình chi t xuất th y ổi n k v tỉ lệ n c-vật liệu khác nhau, công suất (nhiệt) thời gian, vậy, tham số n y ã ợc nghiên cứu x c ịnh hiệu c a chi t xuất v t m c c i u kiện tối u ạt ợc hiệu suất tốt trình chi t N o i r , h i m h nh ng học phổ bi n ã ợc nh i tìm mơ hình phù hợp nhằm giải thích q trình chi t xuất dầu vỏ c m Hơn nữa, thành phần hóa học c a dầu vỏ c m ã ợc x c ịnh cách sử dụng GC-MS 3.1 Ảnh h ởng c c c i u kiện trích li Mức nhiệt: Trong số thông số ảnh h ởn n qu tr nh ch n cất th y iện, l ợng nhiệt cung cấp ợc coi m t y u tố ảnh h ởng Mức tối thi u cho thí nghiệm l l ợng nhiệt thấp nhất, n c có th ạt n i m sơi (tức l % l ợng nhiệt c a b p l i) M t khác, công suất cao cho thí nghiệm nhiệt tối m khơng có ảnh h ởng bất lợi n o n năn suất chất l ợng dầu khai thác (tức l %) Do , s th y ổi năn suất c a dầu vỏ cam 90 phút chi t xuất ợc quan sát công suất khác (50, 60 70%), tỉ lệ n c-vật liệu kh n ổi mức 3:1ml ( ợc khuy n nghị nghiên cứu tr c ây v dầu có múi[14]) Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ Số 21 K t công suất c o hơn, tốc trích xuất nh nh (5 % n %) v c xu h ng giảm nhiệt tăn ti p tục lên 70% Ngoài ra, tổn l ợng dầu vỏ cam thí nghiệm ạt n gi i hạn, t ơn ứng v i mức Ở mức nhiệt tối thi u, nhiệt truy n t thi t bị sang vật liệu chậm so v i công suất khác M t khác, s truy n nhiệt chậm c th ã ảnh h ởn n trình h nh th nh (tức trình cần thi t khu ch tán dầu t t bào) dẫn n việc chi t xuất khơng hồn tồn năn suất thấp N o i r , việc giảm mức nhiệt tối c th ợc giải thích s phân h y vật liệu k t c a việc làm nóng nhanh m t thời gian dài Hình Hiệu suất tinh dầu vỏ cam tỉ lệ n c-nguyên liệu khác (cố ịnh mức nhiệt 60%) Hình Hiệu suất tinh dầu vỏ cam mức nhiệt khác Tỉ lệ n c-nguyên liệu: M t thông số quan trọng khác ảnh h ởn n trình ch n cất th y iện tỉ lệ n c-vật liệu, l l ợn n c i dạng dung môi (ml) l ợng vật liệu (g) D a nghiên cứu tr c ây v tinh dầu c a vỏ trái cây[8] tỉ lệ n c nguyên liệu tốt th ờng 3:1ml/g, phạm vi tỉ lệ n c-vật liệu cho thí nghiệm ợc x c ịnh theo cách bao g m tỉ lệ ã cập M t khác, tỉ lệ gi i hạn i c a thí nghiệm (2:1 4:1ml ) ã ợc chọn cho tỉ lệ n c vật liệu ợc bảo vệ khỏi bị cháy nh n kh n l m tr n nh Do k t c a nghiên cứu cung cấp chứng cho thấy 50% mức nhiệt tối u, vậy, hiệu c a tỉ lệ mẫu- un m i ợc nghiên cứu mức nhiệt kh n ổi 50% 90 phút K t cho thấy, nh mon ợi, tỉ lệ n c-vật liệu 2:1ml/g 4:1ml/g dẫn n sản l ợng dầu vỏ cam thấp so v i tỉ lệ giữ n c vật liệu (ví dụ 3:1ml/g; Hình 2) Trong tr ờng hợp tỉ lệ n c so v i vật liệu mức 2:1ml/g, nguyên liệu th c vật có th ã trải qua nhiệt ho c nhiệt, kh n n c bảo vệ, dẫn n năn suất giảm Đối v i h m l ợn n c c o (tức 4:1ml/g), nhiệt có th bị lãng ph l m n n n c có th làm giảm hiệu c a qu tr nh N o i r , năn suất thi t y u thấp cũn c th ợc giải thích hiệu ứng th y phân[15] Các phát cho thấy l ợn n c phải bao ph toàn b mẫu th c vật nhằm bảo vệ mẫu khỏi s xuống cấp nhiệt cao Theo k t quả, tỉ lệ tốt c n c vật liệu 3:1ml , v n c bao ph hoàn toàn mẫu liên k t v i hợp chất c a mẫu bảo vệ n u khơng bị thối hóa Thời gian trích li: M t thông số quan trọng khác trình khử n c thời gian chi t Rõ ràng, thời gian chi t xuất phải i chi t xuất tất loại tinh dầu có t nguyên liệu Thời gian c a trình khai thác khác tùy thu c vào loại thi t bị kh i th c Đ tìm thời gian chi t xuất phù hợp, hiệu suất c a tinh dầu thời gian chi t xuất ợc sàng lọc v o t bắt ầu n khai thác, quan sát thấy kh n tăn l ợng tinh dầu (Hình 1, 2) Hiệu suất c a dầu vỏ c m tăn t kh n c (l c ầu), lên khoảng 2,3% (v/w) sau khoảng 70-8 ph t V năn suất c a tinh dầu kh n tăn s u ph t, qu tr nh chi t xuất ợc coi l ợc th c s u ph t Do , nh ã chọn Hình 2, sản l ợng tinh dầu cao t vỏ c m ợc chi t xuất sau khoản ph t, l ợng tinh dầu ạt n i i oạn ổn ịnh Nh ã cập tr c , m t tỉ lệ n c/vật liệu ợc tăn l n tron qu tr nh chi t, thời gian chi t cần phải tăn K t thí nghiệm cho thấy hiệu suất tỉ lệ 4:1ml/g 20 phút gần 10 phút mức 3:1ml/g M h nh ng học Nh ã cập tr c , cho n n y, ch c n hi n cứu v m h nh ng học ho c tối u h việc chi t xuất tinh dầu t vỏ cam bằn ph ơn ph p ch n cất th y iện Do , n hi n cứu n y ã cố gắn nh i chi t xuất ng học c a tinh dầu t vỏ cam mơ hình rửa khu ch tán ng thời v m h nh ng học bậc Đại học Nguyễn Tất Thành Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ Số 22 Năn suất c a dầu vỏ c m tron i i oạn chi t xuất ợc quan sát mức nhiệt khác (ví dụ 50, 60 70%; Hình 1) tỉ lệ n c v i nguyên liệu (tức 2:1, 3:1 4:1ml ; H nh 2) Nh m tả H nh v 2, năn suất khai th c tăn th o thời gian Dạng n tính c ph ơn tr nh so v i thời i n ã ợc sử dụn xác minh mô h nh ng học ợc xuất v ch lập tinh dầu (Hình 36) Các tham số c c c m h nh ng học ợc tính tốn ph ơn ph p h i qui n tính (Bảng 2) K t so v i m h nh ng học bậc (Hình Hình 4), mơ hình rử ng thời khu ch tán ho c mơ hình khu ch tán khơng cố ịnh (Hình 6) mô tả tốt qu tr nh tr ch li v t ơn qu n mạnh v i k t thử nghiệm (R2 c o v số l ợng hàm lỗi thấp hơn, Bảng 2) Hình M h nh khơng ổn ịnh thông qua vỏ th c vật Thứ hai, mô hình ng học chi t xuất tinh dầu bằn ph ơn ph p ch n cất th y iện bao g m h i i i oạn rửa khu ch tán (tức l i i oạn thống trị) Rửa (tức l qu tr nh ch n cất dầu nh nh) cập n i i oạn, tron tinh ầu ợc rửa t bên gần b m t bên c a thi t bị Gi i oạn rửa ợc c tr n ởi s i tăn nh nh ch n năn suất c a tinh dầu vào lúc bắt ầu trình chi t xuất Khu ch t n cập n việc ch n cất dầu chậm Tron i i oạn khu ch tán, tinh dầu ợc khu ch tán t b phận bên c a vỏ th c vật b m t b n n o i Gi i oạn khu ch t n ợc c tr n ởi s i tăn th o cấp số nhân, chậm sản l ợng tinh dầu tron qu tr nh ch n cất [11] Nh c th qu n s t ợc t H nh v 2, l c ầu, năn suất c a vỏ c m tăn nh nh (tức l i i oạn ch n cất dầu nh nh) v s u , tốc ch n cất dầu chậm lại cho n ạt ợc sản l ợng dầu gần nh kh n ổi (tức chậm i i oạn ch n cất dầu) ng học bậc c a q trình trích li tinh dầu mức nhiệt khác Hình M h nh ng học khu ch tán không cố ịnh c a q trình trích li tinh dầu mức nhiệt khác Hình M h nh ng học bậc c a q trình trích li tinh dầu tỉ lệ n c-nguyên liệu khác Mô hình rửa khu ch t n ng thời cho thấy phù hợp v i k t thí nghiệm, hai k t luận có th ợc r Đầu ti n, ng học c a dầu ợc chi t xuất t vỏ c m ợc mô tả mô hình hai tham số c a khu ch tán trạng thái Đại học Nguyễn Tất Thành Hình M h nh ng học khu ch tán không cố ịnh c a q trình trích li tinh dầu tỉ lệ n c-nguyên liệu khác Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ Số 23 Có th thấy Bảng 2, v i s i tăn nhiệt trích li (t % n 60%) tỉ lệ n c vật liệu (t 3:1 n 4:1ml/g), h i u chuy n hệ số ng học (tức b k) c a mơ hình khơng cố ịnh tăn K t cung cấp chứng rằng, v i công suất chi t c o v tỉ lệ c o hơn, Bảng Thông số Mô hình khơng cố định k(min-1) 0,051 0,073 0,071 R2* 0,96342 0,98343 0,98324 b -0,109 0,067 0,039 Bảng Thông số Mơ hình động học bậc RSSa* 0,35386 0,12772 0,11941 a, Residual Sum Square; b, Standard Error of Slope *Giá trị thu SESb* 0,00374 0,00427 0,00413 b -0,186 0,159 0,027 R2* 0,98962 0,96765 0,89535 a, Residual Sum Square; b, Standard Error of Slope RSSa* 0,10846 0,22954 0,55468 *Giá trị thu Các hệ số ch n cất chậm nhanh (k b) bị ảnh h ởng nhiệt trích li tỉ lệ n c so v i vật liệu, có th thấy mơ hình bậc giải thích q trình trích li, mơ hình phù hợp v i liệu thử nghiệm so v i mơ hình khác (R2 = 0,98343 v sức mạnh 0,96765 v tỉ lệ n c vật liệu) Ngoài ra, thông số ng học tối u thu ợc c a hai mơ hình thử nghiệm ợc hi n thị Bảng 1-2 Bằng cách vẽ bi u ln(qo-q), ln(qo-q)/qo theo t, mơ hình ng học bậc mơ hình khu ch tán khơng cố ịnh c a q trình trích xuất ợc x c ịnh Hình 1-4 minh họa tinh dầu c a vỏ cam dạng n tính c a hai mơ hình Tr c qu n, n ợc xuất q trình trích xuất có th ợc n tính hóa theo m t mơ hình bậc mơ hình khơng n tính Các k t n tính hóa c m h nh chi t xuất tinh dầu v i qo, k hệ số x c ịnh (R2) ã ợc báo cáo Bảng Bảng Cho thấy R2 c ng học bậc khoảng 0,94 – 0,99 tùy thu c mức nhiệt truy n n nguyên liệu 0,93-0,99 ối v i tỉ lệ n c-ngun liệu khác V i mơ hình khơng cố ịnh R2 0,96-0,98 v i mức nhiệt th y ổi 0,89-0,99 v i tỉ lệ n c-nguyên liệu 2:1, 3:1, 4:1ml/g Ngồi ra, thơng số ng học tối u thu ợc c a hai mơ hình thử nghiệm ợc hi n thị Bảng 1-2 Các giá trị thu ợc c a số tốc nghiên cứu công suất gia nhiệt tron qu tr nh ch n cất th y iện cung cấp giá trị quan trọn so v i giá trị thu ợc ối v i tỉ lệ n c-nguyên liệu, c n hĩ l s phù hợp c c c ph ơn trình n tính tốt i i oạn ch n cất ầu ti n Qu , có th k t luận q trình rửa thi t y u c t c ng nhi u n ch n cất khu ch tán tinh dầu, n n m h nh ng học khu ch tán không cố ịnh ợc l a chọn mô tả liệu th c nghiệm c qu tr nh ch n cất R2* 0,96343 0,98985 0,94047 RSSa* 0,35277 0,07844 0,4502 SESb* 0,00374 0,00335 0,00567 c nguyên liệu khác Mơ hình khơng cố định k(min-1) 0,067 0,044 0,046 k(min-1) 0,051 0,074 0,056 ợc t OriginPro 9,0 ng học trình trích li tinh dầu vỏ cam v i tỉ lệ n Tỉ lệ (mL/g) 2:1 3:1 4:1 ợc rửa khu ch tán t dầu vỏ c m nh nh hơn Mức chi t xuất tinh dầu c o i u th ợc tính cho s i tăn khu ch tán a chất tan (tinh dầu) v n c (dung mơi) ng học q trình trích li tinh dầu vỏ cam v i mức nhiệt khác Mức nhiệt (%) 50 60 70 tinh dầu dễ n kiện c ng l c c Mô hình động học bậc SESb* 0,00278 0,00302 0,00629 k(min-1) 0,067 0,05 0,046 R2* 0,98962 0,95838 0,93153 RSSa* 0,10844 0,25514 0,55583 SESb* 0,00278 0,00427 0,0047 ợc t OriginPro 9,0 K t GC-MS Tinh dầu vỏ c m ợc chi t xuất tron i u kiện tối u (tỉ lệ 3:1ml/g, mức nhiệt 60% thời gian 60 phút) v i năn suất 4% (v/w) thành phần hóa học ợc c tr n ằng ph ơn ph p sắc kí khí khối phổ (Hình 6) Ph ơn ph p sắc kí khí khối phổ (GC-MS) ã x c ịnh ba thành phần hóa học (Bảng 3), tạo thành 100% dầu cam, cách sử dụng số l u iữ c a chúng so v i nankan (tiêu chuẩn i.e) Các hợp chất ch nh ợc x c ịnh Limonene (98,343%),-Myrcene (1,137%) α-Pinene (0,520%) Limonene (hợp chất ch nh) ã ợc báo cáo thuốc diệt c n trùn , n c hại v i bọ chét mèo có th n v i trò việc kháng lại cây, chống lại s công c a côn trùng V ứng dụng Limonene phổ bi n nh m t chất bổ sung ch ăn uống thành phần h ơn liệu cho sản phẩm mĩ phẩm, thành phần h ơn liệu cho sản phẩm mĩ phẩm, sản xuất polyme chất k t dính[16,17] M t hợp chất khác, β-Myrcene m t hydrocarbon hữu t nhiên olefinic Theo Arno Behr & L i John n[18] Myrc n nh m t chất hóa học t nhiên hóa học b n vữn Hơn nữa, Mycrene chất trung gian quan trọn ợc sử dụng ngành công nghiệp n c hoa Bên cạnh , α-Pinene chất chống viêm ờn nh l m t chất chống vi trùng [19] Nói tóm lại, k t GC-MS rằng, tinh dầu vỏ cam có ti m năn l n sử dụng làm thuốc tr sâu t nhiên d a hợp chất ợc x c ịnh Tính chất thuốc tr sâu c a dầu c m ợc mon ợi l L ur L K t v Jo l R Co ts [2 ] ã ợc cung cấp chứn cho c tính thuốc tr sâu c a tinh dầu cam Đại học Nguyễn Tất Thành Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ Số 24 Bảng Thành phần c a tinh dầu vỏ cam STT Thời gian lưu (min) 7,387 10,085 12,145 Hình Sơ Thành phần α-Pinene β-Myrcene Limonene Hàm lượng (%) 0,520 1,137 98,343 sắc kí khí phối phổ c a tinh dầu cam K t luận Trong nghiên cứu n y, m h nh ng học c a chi t xuất tinh dầu vỏ cam bằn c ch ch n cất th y iện ã ợc nghiên cứu hi u ch chi t xuất v x c ịnh i u kiện tối u, tron năn suất chi t tối v thời gian chi t v l ợng n c tối thi u có th ợc ạt ợc K t cho thấy mơ hình khu ch tán không cố ịnh bao g m h i i i oạn rửa khu ch tán mô tả rõ việc chi t xuất tinh dầu t vỏ cam Cả tốc ch n cất th y iện tỉ lệ n c v i vật liệu ợc x c ịnh y u tố ảnh h ởn n thời gian khai thác năn suất kh i th c Năn suất cao c a dầu vỏ c m ợc chi t xuất mức nhiệt 60%, tỉ lệ 3:1ml/g khoảng 80 phút chi t xuất Ngoài ra, lần ầu tiên sử dụng GC-MS, thành phần hóa học c a tinh dầu vỏ c m ã ợc x c ịnh Trong số thành phần n y, Limon n , α-Pin n , β-Myrcene thành phần ợc tìm thấy vỏ cam K t cho thấy vỏ cam Việt N m ợc chi t xuất bằn ph ơn ph p ch n cất th y iện v i h m l ợng limonene cao (98,343%) Lời cám ơn N hi n cứu n y ợc t i trợ ởi Quĩ ph t tri n Kho học v C n n hệ NTTU, tron t i mã số 19 14 Tài liệu tham khảo A M Ay oun, P V Sossou, M M r rowicz, n P A L cl rcq, “Vol til constitu nts o th p l n l oils o citrus limon L Burm rom B nin,” J Ess nt Oil R s , vol 8, no 4, pp 441–444, 1996 N P T Nh n t l , “Applic tion o R spons Sur c M tho olo y to Optimiz th Proc ss o S poni ic tion R ction from Coconut Oil in Ben Tre-Vi tn m,” Soli St t Ph nom , vol 279, pp 235–239, 2018 S Chanthaphon, S Chanthachum, n T Hon p tt r k r , “Antimicro i l ctiviti s o ss nti l oils n cru xtr cts from tropical Citrus spp Against food-r l t microor nisms,” Son kl n k rin J Sci T chnol , vol , no SUPPL 1, pp 125–131, 2008 B Uysal, F Sozmen, O Akt s, B S Oks l, n E O Kos , “Ess nti l oil composition n nti ct ri l ctivity o th grapefruit (Citrus Paradisi L) peel essential oils obtained by solvent-free microwave extraction: Comparison with hy ro istill tion,” Int J Foo Sci T chnol., vol 46, no 7, pp 1455–1461, 2011 L Niss n t l , “Ch r ct riz tion n ntimicro i l ctivity o ss nti l oils o in ustri l h mp v ri ti s (C nn is s tiva L ),” Fitot r pi , vol 81, no 5, pp 413–419, 2010 M S Al-Aamri, N M Al-Abousi, S S Al-J ri, T Al m, n S A Kh n, “Ch mic l composition n in-vitro ntioxi nt n ntimicro i l ctivity o th ss nti l oil o Citrus ur nti oli L l v s rown in E st rn Om n,” J T i h Univ Med Sci., vol 13, no 2, pp 108–112, 2018 A Gök, S Ism il Kir şl r, n F Gül y Kir şl r, “Comp rison o l mon oil composition t r usin i r nt xtr ction m tho s,” J Ess nt Oil R s , vol 27, no 1, pp 17–22, 2015 T H Tran, P T N Nguyen, V T T Ho, T H N L , L G B ch, n T D N uy n, “Usin so t computin ppro ch s or or n (Citrus no ilis Lour v r no ilis) oils xtr ction proc ss,” IOP Con S r M t r Sci En , vol 479, p 12 15, 19 T H Tr n t l , “Gr n t chnolo y to optimiz th xtr ction proc ss o turm ric (Curcum lon L ) oils,” IOP Con Ser Mater Sci Eng., vol 479, p 012002, 2019 Đại học Nguyễn Tất Thành Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ Số 25 10 D V N V and L G B Tan Phat Dao, Duy Chinh Nguyen, Duy Trinh Nguyen, Thien Hien Tran, Phu Thuong Nhan Nguyen, Nhan Thi Hong Le, Xu n Ti n L , D i H i N uy n, “Extr ction Proc ss o Ess nti l Oil From Pl tr nthus amboinicus Using Micro-wave-Assist Hy ro istill tion n Ev lu tion o It’s Anti ct ri l Activity,” vol 31, no 5, pp 977–981, 2019 11 T D Stojanovi and V B Veljkovi, “Kin tics o istill tion o ss nti l oil rom comminut rip junip r ( Junip rus communis L ) rri s,” vol 39, pp 547–553, 2008 12 S Ž Miloj vi, D B R os vlj vi, V P P vi, n V B V ljkovi, “Mo lin th kin tics o ss nti l oil hy ro istill tion rom pl nt m t ri ls,” pp 843–859 13 M A D s i, J P rikh, n A K D , “Mo llin n optimiz tion stu i s on xtr ction o l mon r ss oil rom Cym opo on l xuosus (St u ) W ts,” Ch m En R s D s , vol 92, no 5, pp 793–803, 2014 14 T T Hi n, N P T Nh n, N D Trinh, V T T Ho, n L G B ch, “Optimizin th Pom lo Oils Extr ction Proc ss y Microwave-Assisted Hydro-Distill tion Usin So t Computin Appro ch s,” Soli St t Ph nom , vol 279, pp 217–221, 2018 15 M Dho i, V M n l, n S H m l th , “Optimiz tion o microw v ssist xtr ction o io ctiv l vonoli n nsily inin ,” J Ch m M trol , vol 3, no 1, pp 13–23, 2009 16 A F Thom s, Y B ssi r , R R ctions, n M R ctions, “I i 8,” no 17 N Su i, A N up n , n D B K rki, “H z r ous In r i nts in Cosm tics n P rson l C r Pro ucts n H lth Conc rn: A R vi w,” K thm n u Univ M J (KUMJ) , vol 1, no 3, pp 7–15, 2003 18 M N Boukhatem, M A Ferhat, A Kameli, F S i i, n H T K ir, “L mon r ss (cym opo on citr tus) ss nti l oil as a potent anti-in l mm tory n nti un l ru s,” Li y n J M , vol 9, no D c m r 17, 14 19 J Nitthiy h, A H Nour, R K nt s my, n J O Akin oyo, “Microw v ssisted hydrodistillation – an overview of m ch nism n h tin prop rti s,” Aust J B sic Appl Sci , vol 11, no 3, pp 22–29, 2017 20 A A K s li, O A L w l, O T F A nik nn , A A Ol niy n, n W N S tz r, “Citrus ss nti l oils o Ni ri Part IV: Vol til constitu nts o l oils o m n rins (Citrus r ticul t Bl nco) rom Ni ri ,” R c N t Pro , vol 4, no 3, pp 156–162, 2010 Assessing the kinetic model on exraction of essential oil and chemical composition from orange pells (Citrus sinensis) Tan Phat Dao1,*, Thi Cam Quyen Ngo 1, Thi Kim Ngan Tran1, Tri Nhut Pham1, Thien Hien Tran1, Nguyen Thanh Viet 1, Mai Huynh Cang2, Do Dinh Nhat3, Luu Xuan Cuong3 NTT Hi-Tech Institute, Nguyen Tat Thanh University Department of Chemical Engineering and Processing, Nong Lam University, Ho Chi Minh City Faculty of Environmental and Food Engineering, Nguyen Tat Thanh University * dtphat@ntt.edu.vn Abstract This study aims to model the kinetic of the hydro-distillation of orange peels (Citrus sinensis) to understand and optimize the extraction process In addition, this study, for the first time, aims to determine the chemical composition of orange peel oil By accessing both first-order kinetic model and the model of simultaneous washing and diffusion, the result indicated that the model of simultaneous washing and diffusion better describes the hydro-distillation mechanism of the essential oil from orange peel The optimum time, the water-to-material ratio and the heat level for extracting the highest amount of essential oil were found to be around 80 minutes, 3:1ml/g and 60%, respectively Yellow essential oil with strong odor and yield at 2.3% (v/w) was extracted by hydro-distillation Clevenger apparatus In addition, orange peel oil obtained under optimal conditions got its components analysed by GC-MS the main component (98.343%) of the essential oil is limonene, which can increase the commercial value of essential oils in Vietnam Keywords Orange peel oil (Citrus sinensis), optimized, kinematic model, GC-MS analysis Đại học Nguyễn Tất Thành ... thuốc tr sâu c a tinh dầu cam Đại học Nguyễn Tất Thành Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ Số 24 Bảng Thành phần c a tinh dầu vỏ cam STT Thời gian lưu (min) 7,387 10,085 12,145 Hình Sơ Thành phần α-Pinene... tinh dầu c a vỏ cam dạng n tính c a hai mơ hình Tr c qu n, n ợc xuất trình trích xuất có th ợc n tính hóa theo m t mơ hình bậc mơ hình khơng n tính Các k t n tính hóa c m h nh chi t xuất tinh dầu. .. xuất ng học c a tinh dầu t vỏ cam mô hình rửa khu ch tán ng thời v m h nh ng học bậc Đại học Nguyễn Tất Thành Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ Số 22 Năn suất c a dầu vỏ c m tron i i oạn chi t xuất ợc