Nghiên cứu tách chiết và ứng dụng dịch chiết vỏ quả cam, quýt làm chất ức chế ăn mòn kim loại

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG  Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT VÀ ỨNG DỤNG DỊCH CHIẾT VỎ QUẢ CAM, QUÝT LÀM CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI Người thực : Ngô Thị Miên Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Tự Hải SVTH: Ngô Thị Miên Trang Báo cáo khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hằng năm, giới phí hàng tỉ la cho việc thay bảo dưỡng thiết bị máy móc cơng nghiệp, cơng trình kim loại bị ăn mịn Vì vậy, việc chống ăn mịn kim loại vấn đề cấp bách mặt kinh tế lẫn công nghệ Có nhiều phương pháp để chống ăn mịn kim loại, phương pháp sử dụng chất ức chế “xanh” thân thiện với môi trường nhà khoa học quan tâm Vấn đề đặt chọn nguồn nguyên liệu thiên nhiên dễ tìm, giá thành sản phẩm thấp để nghiên cứu dễ vào thực tiễn Như biết, năm nước ta sản xuất tiêu thụ hàng triệu họ Cam như: cam, quýt, chanh, yên, bưởi… Chỉ tính riêng sản lượng cam sản xuất vùng nước đạt 600.000 tấn/năm Hiện nay, nước ta lượng nhỏ vỏ chanh sử dụng để tách chiết tinh dầu chanh phần lớn vỏ loại họ bị bỏ trở thành phế thải Trong đó, vỏ chúng có chứa lượng lớn limonene với nhiều ứng dụng như: làm hương liệu thực phẩm, mỹ phẩm; làm thuốc kích thích tiêu hóa; chất ức chế phát triển khối u ung thư vú đặc biệt có triển vọng làm chất ức chế ăn mịn kim loại thân thiện với mơi trường Chính vậy, chúng tơi chọn đề tài “Nghiên cứu tách chiết ứng dụng dịch chiết vỏ cam, quýt làm chất ức chế ăn mòn kim loại ” MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Xây dựng quy trình tách chiết nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình tách chiết tinh dầu từ vỏ cam, quýt - Khảo sát khả chống ăn mòn kim loại dịch chiết vỏ cam, quýt ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Vỏ cam sành quýt đường SVTH: Ngô Thị Miên Trang Báo cáo khóa luận tốt nghiệp PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Tổng quan phương pháp nghiên cứu đặc điểm thực vật, thành phần hóa học cơng dụng vỏ cam, quýt - Phương pháp tách chiết hợp chất hữu - Nghiên cứu ăn mòn bảo vệ kim loại 4.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Phương pháp chưng cất lôi nước - Phương pháp phân tích sắc kí khí gắn kết khối phổ GC-MS - Phương pháp xác định dòng ăn mòn, chụp SEM - Phương pháp xử lý số liệu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: 5.1 Ý nghĩa khoa học - Xác định điều kiện tối ưu trình tách chiết tinh dầu từ vỏ cam, quýt - Khảo sát ứng dụng chống ăn mòn kim loại dịch chiết thu 5.2 Ý nghĩa thực tiễn - Tìm hiểu ứng dụng quan trọng dịch chiết vỏ cam, quýt - Nâng cao giá trị sử dụng vỏ cam, quýt phế thải đời sống CẤU TRÚC LUẬN VĂN Chương 1: Tổng quan lý thuyết Chương 2: Nội dung phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết thảo luận SVTH: Ngô Thị Miên Trang Báo cáo khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY CAM, QUÝT 1.1.1 Giới thiệu sơ lược chi Citrus Giới: Plantae Bộ: Sapindales Họ: Rutaceae Chi: Citrus Chi Cam chanh (Citrus) chi thực vật có hoa họ Cửu lý hương (Rutaceae), có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới cận nhiệt đới đông nam châu Á Các loại chi bụi lớn hay thân gỗ nhỏ, cao tới 5-15 m tùy loại, với thân có gai thường xanh mọc so le có mép nhẵn.Quả loại có múi, dạng mọng đặc biệt, hình cầu hay cầu thuôn dài, chiều dài 4-30 cm đường kính 4-20 cm, bên bóc lớp vỏ cùi thấy lớp vỏ mỏng, dai, màu trắng bao quanh múi bên chứa nhiều tép mọng nước.Vỏ gồm ba phần vỏ ngoài, vỏ vỏ - Vỏ ngồi: gồm có biểu bì với lớp cutin dày Bên lớp biểu bì lớp tế bào nhu mô vách mỏng, giàu lục lạp nên quang hợp cịn xanh.Các túi tinh dầu nằm mô, giữ lại sức trương tế bào xung quanh [6],[10] - Vỏ giữa: phần phía kế lớp vỏ ngồi, lớp gồm nhiều tầng tế bào hợp thành, có màu trắng, độ dày lớp vỏ tùy thuộc vào loại Khi lớn lớp vỏ trở nên xốp - Vỏ trong: gồm vách mỏng suốt bao quanh múi Vỏ bao bọc phần ăn (thịt quả) với dịch nước chứa đường, khoáng chất, axit hữu số chất khác SVTH: Ngô Thị Miên Trang Báo cáo khóa luận tốt nghiệp Cam sành Cam sành có tên khoa học Citrus nobilis (reticulata x sinensis) Cây cao 2-3m, phân cành thấp, có tai nhỏ, dạng trịn dẹp, vỏ dày từ đến 5mm, bề mặt vỏ sần Quả chín màu vàng đỏ, nặng trung bình 200-250g, thịt có màu vàng cam đậm, nhiều nước, chua, mùi thơm, hạt, hạt vị có màu nâu lục.Đặc điểm chung hai loại loại ưa sáng, ưa nơi đất cao, nước có độ pH từ trung tính đến chua Cây rụng vào mùa đông, đến mùa xuân non bắc đầu có hoa Cơn trùng tác nhân thụ phấn chủ yếu cho Cam có khả tái sinh vơ tính hữu tính Mùa vụ thu hoạch vào tháng đến tháng 12, chu kỳ khai thác từ 10 đến 15 năm [6],[10] Quýt đường Quýt đường có tên khoa học Citrus reticulate, trồng lâu đời tỉnh phía Nam Cây có đặc tính sinh trưởng trung bình, dạng tán hình trịn Lá có phiến hình elíp, mỏng, màu xanh đậm Cây có khả cho trái sau năm trồng (cây ghép), ghép gốc chanh volkameriana Mùa vụ thu hoạch rải rác năm, thường tập trung từ tháng 10 đến tháng năm sau Thời gian từ hoa đến thu hoạch khoảng 89 tháng Năng suất trung bình (80kg/cây/năm, khoảng từ 10 năm tuổi) ổn định [7],[10] Quả dạng hình cầu, có trọng lượng trung bình 130 gam/quả Vỏ màu xanh đến xanh vàng chín, dễ lột lớp vỏ mỏng Tép màu vàng cam, nhiều nước, vị không chua (độ brix 9,5- 10,5 %), mùi thơm có hạt trung bình (8-10 hạt/quả) SVTH: Ngơ Thị Miên Trang Báo cáo khóa luận tốt nghiệp 1.1.2 Cơng dụng cam, quýt Quả cam vị ngọt, chua, tính mát, chứa lượng lớn vitamin C có tác dụng giải khát, mát phổi, nhiệt, tiêu đờm lợi tiểu Dịch có tác dụng giải nhiệt, trị sốt, cảm cúm, ho Lá cam: nước hãm cam để bổ dày (kiện vị), chữa sốt, khó tiêu, nơn Dịch non chữa tai chảy nước vàng chảy máu, mủ Hoa: nước hãm uống để dịu thần kinh, nước cất từ hoa bão hoà tinh dầu gọi nước cất hoa cam dùng để pha chế thuốc theo đơn Theo đông y, vỏ cam, qt có vị cay, mùi thơm, tính ấm, có tác dụng tiêu đờm, giúp tiêu hố, hạ khí đầy, điều hoà tỳ vị Nước hãm vỏ cam, quýt kích thích ăn ngon miệng, làm dịu đau dày, đầy bụng, ợ chua chống táo bón.Tinh dầu vỏ cam có tác dụng kháng khuẩn mạnh.Trong tinh dầu hoa có tác dụng tinh dầu vỏ quả; có tác dụng vừa Klebsiella, candida albicans, Mycobacterium tuberculosis tác dụng yếu B pyocyaneus.Tinh dầu cam dịch chiết cồn vỏ cam tươi độc với côn trùng 1.1.3 Thành phần vỏ cam, quýt Trong vỏ xanh cam có chứa chất 1-stachhydrin, hesperidin, aurantin, acid aurantinic, tinh dầu cam… Trong vỏ quýt tươi có chứa tinh dầu, nước, loại hợp chất phenyl propanoid glucosid, limonoid glucosid, adenosine…Trong có số hợp chất có tác dụng dược liệu citrusin A, hesperidin (C50H60O27), vitamin A, B [21],[22] Thành phần tinh dầu vỏ cam, quýt limonene Limonene hydrocarbon (monoterpene) lỏng, không màu Tên xuất phát từ chanh, vỏ chanh có chứa lượng đáng kể hợp chất Limonene gồm hai đồng phân D-limonene ((+)-;(4R)-1-methyl-4-(1-methylethenyl) cyclohexene), có mùi cam L-limonene( (4S)-1-methyl-4-(1-methylethenyl) cyclohexene), với mùi nhựa thơng [2],[3],[16] Trong tinh dầu vỏ cam, qt có 90% limonene chủ yếu dlimonene với tính chất vật lí sau: SVTH: Ngơ Thị Miên Trang Báo cáo khóa luận tốt nghiệp Cơng thức phân tử: C10H16 Khối lượng phân tử: 136,24 g/mol Khối lượng riêng : 0,841 g/ml (20 °C) Nhiệt độ nóng chảy: -95,5 oC Nhiệt độ sôi: 176 °C Chiết suất: 1,4720 Độ tan nước: 13,8 mg/l (25oC) Tính chất hóa học limonene dễ tham gia phản ứng cộng dễ dàng bị oxi hóa Ví dụ, tham gia phản ứng cộng nước mơi trường axit tạo terpineol, phản ứng oxy hóa khơng khí ẩm tạo limonene oxit, carveol, carvone …[16] Limonene sử dụng thực phẩm số loại thuốc để che dấu mùi vị cay đắng số alkaloid Ngày sử dụng dung mơi cho mục đích làm loại bỏ dầu mỡ từ phận máy Đặc biệt sử dụng làm dung môi sơn công nghiệp, làm công nghiệp điện tử với lợi không độc hại dễ phân hủy sinh học để tạo thành C, CO2 H2O [24] 1.1.4 Tình hình nghiên cứu nước giới Đến nay, có số nghiên cứu sử dụng vỏ cam, quýt làm nguyên liệu để sản xuất thuốc nhiên liệu SVTH: Ngơ Thị Miên Trang Báo cáo khóa luận tốt nghiệp Ở Việt Nam nhóm nghiên cứu trung tâm hóa dược, Viện Hóa học Cơng nghiệp Việt Nam nghiên cứu tách chiết, phân lập hesperidin từ vỏ cam phế thải.Hesperidin có tác dụng kháng viêm, chống ôxy hóa, chống dị ứng, chống ung thư, kháng vi sinh vật (vi khuẩn, nấm, vi rút ), giảm đau, hạ sốt, chống độc, chống loãng xương đặc biệt dùng phối hợp với vitamin C có tác dụng cộng hưởng hỗ trợ hấp thụ vitamin C tốt Nghiên cứu hợp chất PMS vỏ cam, quýt: tiến sĩ Elzbieta Kurowska làm việc cho cơng ty dược Canada Mỹ có tên KGK Synergize nghiên cứu khả làm giảm cholesterol PMS Hợp chất từ vỏ cam, quýt có tên khoa học polymethoxylated flavones (PMF) yếu tố chống oxy hóa tích cực thuộc nhóm flavonoid Kết nghiên cứu cho thấy, 1% PMF phần ăn ngày làm giảm tới 40% lượng cholesterol LDL thể Vậy, PMF khống chế khả phân tiết cholesterol LDL gan [23] Nghiên cứu khả phòng bệnh hen suyễn limonene Các chuyên gia Viện Công nghệ Technion (Israel) tiến hành nghiên cứu tác động limonene từ vỏ trái họ cam quýt đối tượng số chuột bị hen suyễn Nhóm nghiên cứu ép vỏ chanh cam lấy nước cho chuột ngửi loại nước Đồng thời, họ cho số chuột khác ngửi limonene eucalyptol, thành phần chủ yếu dầu bạch đàn khuynh diệp Kết cho thấy limonene bảo vệ thể chuột khỏi hen suyễn cịn eucalyptol khơng Ngun nhân trình limonene phản ứng với ozon đường hô hấp chặn đứng tác hại gây bệnh hen suyễn [22] Biến vỏ cam thành nhiên liệu chất kháng khuẩn Mohammad Taherzadeh nhóm nghiên cứu khoa kỹ thuật, đại học Boras, Thụy Điển nghiên cứu sản xuất ethanol khí sinh học (biogas) từ vỏ cam, quýt Các nhà khoa học phát triển phương pháp sản xuất bốn sản phẩm từ chất thải cam quýt, gồm: limon - tác nhân kháng khuẩn, pectin - tác nhân keo sử dụng làm mứt thạch, biogas - khí tự nhiên nén, chạy động etanol - chất đốt có lịch sử lâu đời SVTH: Ngơ Thị Miên Trang Báo cáo khóa luận tốt nghiệp 1.2 ĐẠI CƯƠNG VỀ ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ KIM LOẠI 1.2.1 Định nghĩa phân loại q trình ăn mịn kim loại Ăn mịn kim loại trình phá hủy kim loại dần từ ngồi vào kim loại tiếp xúc với mơi trường xung quanh Lúc kim loại bị oxi hóa thành ion Phân loại theo chế q trình: gồm loại - Ăn mịn sinh học: ăn mòn kim loại gây tác động số vi sinh vật có mơi trường xâm thực (đất, nước, …) - Ăn mịn hóa học: trình phá huỷ kim loại tác dụng với mơi trường xung quanh khí khô chất lỏng chất điện giải Ăn mịn khí khơ nhiệt độ thường gặp, q trình ăn mịn khí phổ biến kim loại tiếp xúc với khí nhiệt độ cao: xMe(r) + y C O2 t MexOy - Ăn mịn điện hóa: ăn mịn điện hố kim loại phá hủy kim loại tác dụng điện hóa môi trường chất điện giải xảy hai vùng khác bề mặt kim loại làm xuất dịng điện Ăn mịn điện hố kim loại gồm ba trình kèm theo sau đây: + Q trình anot: kim loại bị ăn mịn theo phản ứng: mH O  Men+.mH2O.ne Men+.ne  + Q trình catot: chất oxi hố nhận electron kim loại giải phóng: Ox + ne → Red (Red chất khử) hay: D + ne → [D.ne] + Quá trình dẫn điện: electron kim loại bị ăn mịn giải phóng di chuyển từ anot sang catot, dung dịch điện li có dịch chuyển cation anion tương ứng [4],[5] SVTH: Ngơ Thị Miên Trang Báo cáo khóa luận tốt nghiệp Hình 1.1: Sơ đồ ăn mịn điện hóa 1.2.2 Cơ sở nhiệt động học ăn mịn điện hóa học - Điều kiện kim loại bị ăn mòn: Để nghiên cứu nhiệt động học ăn mịn điện hóa, người ta xây dựng giản đồ Pourbaix (giản đồ mô tả mối tương quan pH dung dịch) E (V) 1,23 O2 + 2H2O + 4e 0,00 4OH- (2) 2H + 2e H2 + (1) pH Hình 1.2: Giản đồ - pH điện cực hidro oxi Trên giản đồ ta thấy: Đường (1) biểu diễn cân điện cực hidro áp suất 1atm: 2H+ + 2e H2 Nếu điện cực nằm thấp đường (1) điện cực xuất phản ứng khử: 2H+ + 2e → H2 Ở cao đường (1) xảy phản ứng: H2 → 2H+ + 2e SVTH: Ngơ Thị Miên Trang 10 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp 70 phút Tuy nhiên hệ số tác dụng bảo vệ nước chưng cam thấp tinh dầu cam, hiệu ức chế cao thép 51,18% ứng với thời gian ngâm 70 phút Như vậy, nước chưng cam có chứa lượng tinh dầu định số thành phần khác có khả hấp phụ lên bề mặt thép tạo rào cản ngăn kim loại tiếp xúc với môi trường ăn mịn bên ngồi - Điện cực đồng: Tiến hành đo đường cong phân cực điện cực đồng môi trường NaCl 3,5% không ngâm ngâm điện cực nước chưng cam theo thời gian ngâm từ 30 phút đến 80 phút Kết thể loạt hình từ 3.24 đến 3.25 bảng 3.15 Corr.density: 6,5204E-0003 mA/cm2 Equal to 1,8922E-0006 mg/cm2.s Corr.density: 6,5989E-0003 mA/cm2 Equal to 1,9394E-0006 mg/cm2.s Hình 3.24: Đường cong phân cực Hình 3.25: đồng ngâm nước chưng cam 70 đồng ngâm nước chưng phút, môi trường muối cam 80 phút, môi trường muối Đường cong phân cực Bảng 3.15: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo thời gian ngâm đồng nước chưng cam SVTH: Ngô Thị Miên Trang 49 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp STT Thời gian (phút) Icorr (mA/cm2) Z% 1,5457E-0002 30 1,1029E-0002 28,64 40 9,1518E-0003 39,91 50 8,3489E-0003 46,55 60 6,9524E-0003 53,13 70 6,5204E-0003 57,81 80 6,5989E-0003 56,89 Qua bảng 3.15 cho thấy, điện cực đồng thời gian ngâm thích hợp 70 phút, giống với thời gian ngâm thép Hệ số tác dụng bảo vệ nước chưng cam đồng cao so với điện cực thép 3.3.3.2 Trong môi trường axit - Điện cực thép: Tiến hành đo đường cong phân cực điện cực thép CT3 môi trường axit HCl từ 0,1M đến 0,5M Sau đó, ngâm điện cực nước chưng cam 70 phút đo đường cong phân cực chúng môi trường axit Kết thể loạt hình từ 3.26 đến 3.27 bảng 3.16 SVTH: Ngơ Thị Miên Trang 50 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp Corr.density: 6,6594E-0001 mA/cm2 Equal to 1,9325E-0004 mg/cm2.s Hình 3.26: Đường cong phân cực Corr.density:5,7812E-0001 mA/cm2 Equal to 1,7457E-0004 mg/cm2.s Hình 3.27: Đường cong phân cực thép- ngâm nước chưng thép HCl 0,5M cam 70 phút- HCl 0,5M Bảng 3.16: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo nồng độ axit nước chưng cam (điện cực thép) STT Nồng độ HCl Icorr (mA/cm2) Icorr (mA/cm2) Z (%) 0,1M 3,0196E-0001 2,0923E-0001 29,45 0,2M 3,9891E-0001 3,1704E-0001 18,53 0,3M 4,7087E-0001 4,1114E-0001 12,68 0,4M 5,6179E-0001 5,0020E-0001 10,96 0,5M 6,6594E-0001 5,7812E-0001 9,58 Qua bảng 3.16 cho thấy khả ức chế ăn mòn thép môi trường axit nước chưng cam giảm nhiều so với môi trường muối Khi nồng độ axit tăng khả ức chế ăn mịn giảm Ứng với nồng độ axit 0,1M hệ số tác dụng bảo vệ 29,45% SVTH: Ngô Thị Miên Trang 51 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp - Điện cực đồng: Tiến hành đo đường cong phân cực điện cực đồng môi trường axit HCl từ 0,1M đến 0,5M Sau ngâm điện cực nước chưng cam 70 phút, đo đường cong phân cực môi trường axit Kết thể loạt hình từ 3.28 đến 3.29 bảng 3.17 Bảng 3.17: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo nồng độ axit nước chưng cam (điện cực đồng) STT Nồng độ HCl Icorr (mA/cm2) Icorr (mA/cm2) Z (%) 0,1M 2,0405E-0002 1,3530E-0002 34,37 0,2M 2,7561E-0002 2,1128E-0002 23,34 0,3M 3,6115E-0002 2,8868E-0002 20,06 0,4M 4,2240E-0002 3,5851E-0002 15,62 0,5M 4,9233E-0002 4,1542E-0002 14,85 Qua bảng 3.17 cho thấy, nồng độ axit tăng tốc độ ăn mòn kim loại đồng tăng dần Trong mơi trường axit khả ức chế ăn mịn kim loại nước chưng cam giảm nhiều so với mơi trường muối Khi nồng độ axit tăng hệ số tác dụng bảo vệ kim loại giảm dần Như vậy, khẳng định lớp màng bảo vệ bền môi trường axit SVTH: Ngô Thị Miên Trang 52 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp Corr.density: 2,0405E-0002 mA/cm2 Equal to 5,9214E-0006 mg/cm2.s Corr.density: 1,3530E-0002 mA/cm2 Equal to 3,8858E-0006 mg/cm2.s Hình 3.28: Đường cong phân cực Hình 3.29: Đường cong phân cực đồng HCl 0,1M đồng ngâm nước chưng cam 70 phút, HCl 0,1M 3.3.4 Khả ức chế ăn mòn kim loại nước chưng quýt 3.3.4.1 Trong môi trường muối - Điện cực thép: Tiến hành đo đường cong phân cực điện cực thép CT3 môi trường NaCl 3,5% ngâm điện cực nước chưng quýt theo thời ngâm từ 30 phút đến 80 phút Kết thể loạt hình từ 3.30 đến 3.31 bảng 3.18 Qua bảng 3.18 ta thấy, khả ức chế ăn mòn thép nước chưng quýt tăng dần theo thời gian ngâm Thời gian ngâm điện cực thép nước chưng quýt thích hợp 70 phút; ứng với hệ số tác dụng bảo vệ cao 51,59% Như vậy, nước chưng cam nước chưng quýt có tác dụng bảo vệ thép khỏi ăn mòn với khả tương tự Bảng 3.18: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo thời gian ngâm thép nước chưng quýt STT Thời gian(phút) SVTH: Ngô Thị Miên Icorr (mA/cm2) Z% Trang 53 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp 1,8146E-0001 30 1,6731E-0001 7,43 40 1,4680E-0001 19,09 50 1,3056E-0001 28,48 60 9,4287E-0002 45,61 70 8,7828E-0002 51,59 80 8,9147E-0002 50,87 Corr.density: 8,7828E-0002 mA/cm2 Equal to 2,5487E-0005 mg/cm2.s Corr.density: 8,9147E-0002 mA/cm2 Equal to 2,5870E-0005 mg/cm2.s Hình 3.30: Đường cong phân cực Hình 3.31: Đường cong phân cực thép ngâm nước chưng quýt 70 thép ngâm nước chưng quýt 80 phút, môi trường muối phút, môi trường muối SVTH: Ngơ Thị Miên Trang 54 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp - Điện cực đồng: Tiến hành đo đường cong phân cực điện cực đồng môi trường NaCl 3,5% ngâm điện cực nước chưng quýt theo thời ngâm từ 10 phút đến 70 phút Kết thể loạt hình từ 3.32 đến 3.33 bảng 3.19 Corr.density: 6,8027E-0003 mA/cm2 Equal to 2,0060E-0006 mg/cm2.s Corr.density: 6,0815E-0003 mA/cm2 Equal to 1,4567E-0006 mg/cm2.s Hình 3.32: Đường cong phân cực Hình 3.33: Đường cong phân cực đồng ngâm nước chưng quýt 60 đồng ngâm nước chưng phút, môi trường muối quýt 70 phút, môi trường muối Bảng 3.19: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo thời gian ngâm đồng nước chưng quýt STT Thời gian(phút) Icorr (mA/cm2) Z% 1,5457E-0002 20 1,2391E-0002 19,83 30 1,1560E-0002 25,21 40 8,9334E-0003 42,20 SVTH: Ngô Thị Miên Trang 55 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp 50 7,4472E-0003 51,82 60 6,8027E-0003 55,28 70 6,0815E-0003 60,56 80 6,1989E-0003 59,89 Vậy, khả ức chế ăn mòn đồng nước chưng quýt cao nhiều so với điện cực thép Thời gian ngâm đồng nước chưng quýt thích hợp 70 phút ứng với hệ số tác dụng bảo vệ 60,56% Hệ số cao so với nước chưng cam điện cực, điều có nghĩa khả ức chế ăn mòn kim loại nước chưng quýt tốt nước chưng cam 3.3.4.2 Trong môi trường axit - Điện cực thép: Tiến hành đo đường cong phân cực điện cực thép CT3 môi trường axit HCl với nồng độ từ 0,1M đến 0,5M không ngâm ngâm điện cực nước chưng quýt 70 phút Kết thể loạt hình từ 3.34 đến 3.35 bảng 3.20 Corr.density: 2,1537E-0001 mA/cm2 Equal to 6,2498E-0005 mg/cm2.s Hình 3.34: Đường cong phân cực Corr.density: 3,0964E-0001 mA/cm2 Equal to 9,3406E-0005 mg/cm2.s thép-ngâm nước chưng thép-ngâm nước chưng quýt- HCl 0,1M quýt- HCl 0,2M SVTH: Ngơ Thị Miên Hình 3.35: Đường cong phân cực Trang 56 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.20: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo nồng độ axit nước chưng quýt (điện cực thép) STT Nồng độ HCl Icorr (mA/cm2) Icorr (mA/cm2) Z (%) 0,1M 3,0196E-0001 2,1537E-0001 28,67 0,2M 3,9891E-0001 3,0964E-0001 19,31 0,3M 4,7087E-0001 4,2716E-0001 10,27 0,4M 5,6179E-0001 5,1594E-0001 9,39 0,5M 6,6594E-0001 5,9827E-0001 9,03 Như vậy, môi trường axit hiệu ức chế ăn mòn kim loại nước chưng quýt thép nhìn chung tương tự so với nước chưng cam Hệ số tác dụng bảo vệ giảm dần theo chiều tăng nồng độ axit chất có tác dụng ức chế hay nói lớp màng bảo vệ bền môi trường axit - Điện cực đồng: Tiến hành đo đường cong phân cực điện cực đồng môi trường axit HCl với nồng độ từ 0,1M đến 0,5M Sau ngâm điện cực nước chưng quýt 60 phút, tiến hành đo mơi trường axít Kết thể loạt hình từ 3.36 đến 3.37 bảng 3.21 Corr.density: 1,3886E-0002 mA/cm2 Equal to 4,0414E-0006 mg/cm2.s Corr.density: 2,1822E-0002 mA/cm2 Equal to 6,1641E-0006 mg/cm2.s Đường cong phân cực Hình 3.36: Đường cong phân cực Hình 3.37: đồng ngâm nước chưng quýt, đồng ngâm nước chưng HCl 0,1M quýt 60 phút, HCl 0,2M SVTH: Ngơ Thị Miên Trang 57 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.21: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo nồng độ axit nước chưng quýt (điện cực đồng) STT Nồng độ HCl Icorr (mA/cm2) Icorr (mA/cm2) Z (%) 0,1M 2,0405E-0002 1,3886E-0002 31,75 0,2M 2,7561E-0002 2,1822E-0002 22,93 0,3M 3,6115E-0002 2,8902E-0002 19,97 0,4M 4,2240E-0002 3,5637E-0002 15,59 0,5M 4,9233E-0002 4,3569E-0002 11,50 Qua bảng 3.21 cho thấy, theo chiều tăng nồng độ axit khả ức chế ăn mòn kim loại đồng nước chưng quýt giảm dần xấp xỉ khả ức chế ăn mịn kim loại nước chưng cam Vậy kết luận môi trường axit, lớp màng tạo thành chất ức chế kim loại bền môi trường muối 3.3.5 Xác định ảnh hưởng tinh dầu đến oxi hóa kim loại Ngâm mẫu thép mẫu đồng tinh dầu quýt với thời gian 60 phút Để khơng khí với hai mẫu đối chứng khoảng thời gian 72 Sau chụp SEM để xác định ảnh hưởng tinh dầu bề mặt kim loại đến q trình oxi hóa kim loại khơng khí Hình 3.38: Sự oxi hóa thép Hình 3.39: Sự oxi hóa thép có ngâm khơng khí tinh dầu qt khơng khí SVTH: Ngơ Thị Miên Trang 58 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp Hình 3.40: Sự oxi hóa đồng khơng khí Hình 3.41: Sự oxi hóa đồng có ngâm tinh dầu qt khơng khí Kết chụp SEM cho thấy hai mẫu kim loại hấp phụ tinh dầu có bề mặt phẳng so với hai mẫu đối chứng Điều có nghĩa hai mẫu kim loại không ngâm tinh dầu bị oxy hóa dễ dàng tạo lớp oxit dày làm xốp, rỗ bề mặt kim loại Như tinh dầu tạo lớp màng bảo vệ bề mặt kim loại chúng có tác dụng làm giảm tốc độ oxi hóa kim loại Khi ngâm kim loại tinh dầu cam tinh dầu quýt, lớp màng bảo vệ hình thành phần lớn kết hợp electron pi phân tử limonene obitan trống kim loại Trong nước chưng cam qt, lớp màng hình thành do kết hợp phân tử limonene hòa tan nước chưng hợp chất hữu có electron tự kết hợp với obitan trống kim loại SVTH: Ngô Thị Miên Trang 59 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * Kết luận Qua trình nghiên cứu rút số kết luận sau: Điều kiện thích hợp để tách chiết tinh dầu vỏ cam, quýt theo phương pháp chưng cất lôi nước là: - Nồng độ muối NaCl nước chưng cất 8% - Tỉ lệ khối lượng nguyên liệu tươi/khối lượng nước chưng cất vỏ cam :2,5 ; vỏ quýt : - Thời gian chưng cất vỏ cam 80 phút, với vỏ quýt 90 phút Tinh dầu vỏ cam quýt thu có số cấu tử giống nhau, thành phần limonene (trên 90%) Tinh dầu cam quýt có khả ức chế ăn mịn thép CT3 đồng mơi trường NaCl 3,5% Tỉ lệ thể tích tinh dầu hệ tinh dầu-ancol thời gian ngâm thích hợp sau : - Tỉ lệ thể tích tinh dầu cam, quýt hệ tinh dầu-ancol etylic để ngâm thép đồng 50% - Thời gian ngâm thép thích hợp tinh dầu cam, quýt 70 phút ; thời gian ngâm đồng 60 phút Với thời gian ngâm tỉ lệ tinh dầu trên, hệ số tác dụng bảo vệ cao tinh dầu cam thép CT3 78,25%, đồng 79,06% Với tinh dầu quýt, hệ số tác dụng bảo vệ cao thép CT3 đồng 78,08%, 85,34% Nước chưng cam, quýt có khả ức chế ăn mịn kim loại thấp tinh dầu cam, quýt Khả ức chế chúng môi trường muối NaCl 3,5% cao mơi trường axit Thời gian ngâm thích hợp hiệu ức chế tương ứng sau : SVTH: Ngơ Thị Miên Trang 60 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp - Thời gian ngâm thép thích hợp nước chưng cam, quýt 70 phút với hiệu ức chế môi trường NaCl 3,5% gần nhau, 51,18% 51,59% - Thời gian ngâm đồng thích hợp nước chưng cam, quýt 70 phút với hiệu ức chế môi trường NaCl 3,5% tương ứng 57,81% 60,56% - Trong môi trường axit, hiệu ức chế nước chưng cam, quýt thép đồng thấp Khả bảo vệ kim loại môi trường axit của nước chưng cam, quýt giảm dần nồng độ axit tăng từ 0,1M đến 0,5M * Kiến nghị - Tiếp tục nghiên cứu khả ức chế ăn mòn kim loại dịch chiết vỏ cam, quýt số kim loại khác hợp kim môi trường khác - Nghiên cứu tách chiết dịch chiết từ vỏ cam, quýt dung môi khác nhau, xác định đầy đủ thành phần dịch chiết để có hướng ứng dụng từ vỏ cam, quýt SVTH: Ngô Thị Miên Trang 61 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Võ Văn Chi (1997), Từ điển thuốc Việt Nam, NXB Y học [2] Trịnh Đình Chính, Nguyễn Thị Bích Tuyết (2010), Giáo trình hợp chất tự nhiên, Đại học Sư phạm Huế [3] Lê Văn Đăng (2005), Chuyên đề số hợp chất tự nhiên, NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh [4] Trần Hiệp Hải (2000), Phản ứng điện hóa ứng dụng, NXB Giáo dục [5] Lê Tự Hải (2006), Giáo trình điện hóa học, Đại học Sư phạm Đà Nẵng [6] Nguyễn Tú Huy (2009), Nghiên cứu tuyển chọn cam ưu tú huyện Hàm Yên tỉnh Tuyên Quang, Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp, trường Đại học nông lâm Thái Nguyên [7] Vũ Ngọc Lộ tác giả (1996), Những tinh dầu Việt Nam, NXB KHKT Hà Nội, 101-110 [8] Nguyễn Kim Phi Phụng (2004), Khối phổ, NXB ĐHQG TPHCM [9] Lê Ngọc Thạch (2003), Tinh dầu, NXB ĐHQG TPHCM [10] Hoàng Ngọc Thuận (2000), Kỹ thuật chọn trồng cam, quýt phẩm chất tốt, suất cao, NXB nông nghiệp [11] Nguyễn Hữu Anh Tuấn (2009), Giáo trình hướng dẫn thí nghiệm cơng nghệ hương liệu mỹ phẩm, ĐHNL TP Hồ Chí Minh [12] Viện dược liệu (2002), Cây thuốc động vật làm thuốc Việt Nam Tập 2, NXB y học [13] Nguyễn Văn Tuế (2001), Ăn mòn bảo vệ kim loại, NXB GD [14] Nguyễn Đình Triệu (2001), Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học, NXB ĐHQG Hà Nội [15] Bùi Xuân Vững (2009), Giáo trình phương pháp phân tích cơng cụ, Đại học Sư phạm Đà Nẵng SVTH: Ngơ Thị Miên Trang 62 Báo cáo khóa luận tốt nghiệp Tiếng Anh [16] Horst Surburg and Johannes Panten (2006), Common fragrance and flavor matterials, Wiley VCH [17] M.Znini, L.Bowklah (2011), “Chemical composition and inhibitory effect of metha spicata essentical oil on the corrosion of steel in molar hydrochloric acid”, Int.J.Electrochem.Sci, (6), 691-704 [18] N.Lahhit (2011), “Fennel essentical oil as green corrosion inhibitor of carbon steel in hydrochloric acid solution”, Rortugaliae electronchimica Acta, 29 (2), 127-138 [19] Rolandoo.Elvina (2005), “Orange peel esential oil as component of a metal Sensor for lead (II) ion determination in aqueous solutions”, J.appl.Sci.Environ.Mgt, 9(2), 23-27 Internet [20] http:// en.wikipedia.org/wiki/limonen (truy cập 6/6/2011) [21] http://www vinachem.com.vn/ xuat ban pham/số1-2010/ sản xuất hesperin từ vỏ cam phế thải (truy cập 10/7/2011) [22] http://www khoahoc.com.vn/doisong/moi-truong/26214/ biến vỏ cam thành nhiên liệu chất kháng khuẩn (truy cập 10/7/2011) [23] http://www.ykhoanet.com/yhoccotruyen/vỏ cam quýt làm giảm cholesterol/29481.htm (ngày truy cập 20/7/2011) [24] http:// whq.libdoc.who.int/publiccations/1998/9241530057/limonene (ngày truy cập 15/9/2011) SVTH: Ngô Thị Miên Trang 63 ... tách chiết ứng dụng dịch chiết vỏ cam, quýt làm chất ức chế ăn mịn kim loại ” MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Xây dựng quy trình tách chiết nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình tách chiết tinh dầu từ vỏ cam,. .. 2.2 NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ỨC CHẾ ĂN MỊN KIM LOẠI CỦA DỊCH CHIẾT VỎ QUẢ CAM, QUÝT 2.2.1 Thiết bị đo Sử dụng thiết bị đo PGS – HH3 để tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng thời gian ngâm kim loại dịch chiết. .. tối ưu trình tách chiết tinh dầu từ vỏ cam, quýt - Khảo sát ứng dụng chống ăn mòn kim loại dịch chiết thu 5.2 Ý nghĩa thực tiễn - Tìm hiểu ứng dụng quan trọng dịch chiết vỏ cam, quýt - Nâng cao