Để nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình axit hóa cặn xà phòng, chúng tôi tiến hành thực nghiệm xác định hàm lượng FA tạo thành (% khối lượng) trong sản phẩm cuối cùng khi thay đổi thời gian phản ứng trong khoảng từ 60 phút đến 140 phút, các yếu tố về nhiệt độ và tỷ lệ axit - nguyên liệu được giữ nguyên không đổi.
Thực hiện quá trình axit hoá giữ ở nhiệt độ 60oC, tỷ lệ khối lượng axit - nguyên liệu là 1:10, thời gian (phút) thực hiện thay đổi lần lượt là: 60, 80, 100, 110,120,130. Kết quả cho ởbảng 3.4.
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình axit hoá.
Thời gian (phút) 60 80 100 110 120 130
Hàm lượng FA(%) 68,55a 80,3b 92,87c 93,15c 93,32c 93,55c
(a, b, c, d: Các chữ cái khác nhau thể hiện sự khác nhau của các giá trị trong cùng một hàng với mức ý nghĩa 5%)
Kết quảở bảng 3.4 còn có thể được biểu diễn dưới dạng đồ thị 3.3.
Đồ thị 3.3. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình axit hoá
Kết quả thực nghiệm trên bảng 3.4 và đồ thị 3.3 cho thấy tốc độ phản ứng axit hóa cặn xà phòng phụ thuộc nhiều vào yếu tố thời gian. Thời gian phản ứng càng lâu thì mức độ chuyển hóa thành FA tự do trong sản phẩm càng cao, và do đó, hiệu suất của quá trình axit hoá lớn. Có thể giải thích sự phụ thuộc của quá trình này vào thời gian như sau:
60 70 80 90 50 70 90 110 130 t(phút) FA(%)
Thời gian nhỏ hơn 100 phút: hiệu suất của phản ứng tỷ lệ thuận với thời gian. Nguyên nhân của giai đoạn này là do thời gian ít nên mức độ tiếp xúc giữa các chất tham gia để phản ứng xảy ra chưa đủ. Vì vậy, khi tăng thời gian phản ứng, mức độ tiếp xúc giữa các chất tham gia phản ứng tăng, lượng FA tạo thành tăng và hiệu suất của quá trình cũng tăng.
Thời gian lớn hơn 100 phút: mức độ tiếp xúc giữa các chất tham gia để phản ứng gần như là hoàn toàn, nên lượng RCOONa chuyển hóa gần như toàn bộ thành axit béo RCOOH, do đó, nếu tiếp tục tăng thời gian thì lượng FA tạo thành tăng rất ít, đồ thị biểu diễn (đồ thị 3.3) có dạng đường bão hòa.
Từ các số liệu thực nghiệm đồ thị 3.3, chúng tôi lựa chọn thời gian phản ứng là 100 phút để thuận tiện về thời gian cũng như chi phí sản xuất.
Tổng hợp các kết quả nghiên cứu sự phụ thuộc của quá trình axit hóa vào tỷ lệ axit - nguyên liệu, nhiệt độ và thời gian theo phản ứng (5) cho phép chúng tôi đưa ra kết luận về điều kiện tối ưu để tiến hành quá trình axit hóa cặn xà phòng bằng axit HCl đặc như sau:
- Tỷ lệ axit và nguyên liệu theo khối lượng là 1:10. - Nhiệt độ phản ứng : 60oC
- Thời gian phản ứng: 100 phút.
Hàm lượng FA tái chế thu được từ quá trình axit hóa cặn xà phòng với các điều kiện trên có thành phần như sau:
- Axit béo tự do : 93,50%(*)
- Hàm lượng dầu thừa : 5,81%(*) - Nước và các chất khác : 0,69%
(*): Kết quả phân tích mẫu tại trung tâm kỹ thuật đo lường chất lượng 3.