TỔNG HỢP TỪ MỠ CÁ PHẾ THẢI.
2.6.1 Phƣơng phỏp phổ hấp thụ hồng ngoại IR
- Nguyờn tắc: Phổ hấp thụ hồng ngoại là một phương phỏp xỏc định nhanh và khỏ
chớnh xỏc cấu trỳc sản phẩm. Phương phỏp này dựa trờn nguyờn tắc, khi chiếu một chựm tia đơn sắc cú bước súng nằm trong vựng hồng ngoại 400 – 4000 cm-1
qua chất cần phõn tớch, thỡ một phần năng lượng của tia sỏng bị hấp thụ và giảm cường độ tia tới. Sự hấp thụ tuõn theo định luật Lambert - Beer: D = lg( Io/I ) = k.C.d
Trong đú:
D: Mật độ quang.
Io, I: Cường độ ỏnh sỏng trước và sau khi ra khỏi chất phõn tớch. C: Nồng độ chất phõn tớch, mol/l.
d: Độ dày của lớp chất hấp phụ, cm. k: Hệ số hấp phụ.
Phõn tử hấp thụ năng lượng sẽ thực hiện cỏc dao động (xờ dịch cỏc hạt nhõn nguyờn tử xung quanh vị trớ cõn bằng), làm giảm độ dài liờn kết cỏc phõn tử và cỏc gúc
hoỏ trị sẽ thay đổi một cỏch tuần hoàn. Đường cong biểu thị sự phụ thuộc độ truyền quang vào bước súng là phổ hồng ngoại của mẫu phõn tớch. Mỗi nhúm chức hoặc liờn kết cú một tần số đặc trưng bằng cỏc pic trờn phổ hồng ngoại. Như vậy căn cứ vào cỏc tần số đặc trưng này cú thể xỏc định được liờn kết giữa cỏc nguyờn tử hoặc nhúm nguyờn tử, từ đú xỏc định được cấu trỳc đặc trưng của chất cần phõn tớch.
- Thực nghiệm: Sản phẩm etyl este được đo trờn mỏy hồng ngoại Spectrum RX FT-IR system của Perkin Elmer, tại phũng thớ nghiệm Lọc húa dầu và Vật liệu xỳc tỏc, Đại học Bỏch Khoa Hà Nội.
2.6.2. Phƣơng phỏp sắc ký khớ khối phổ (GC - MS)
Phương phỏp này dựng để xỏc định thành phần cỏc etyl este cú trong sản phẩm.
* Phương phỏp sắc ký:
Khi dũng khớ mang đưa hỗn hợp cỏc chất đi qua một chất hấp phụ, do tỏc dụng của dũng khớ mang đú, cỏc chất trong hỗn hợp sẽ chuyển động với cỏc vận tốc khỏc nhau, tựy thuộc vào khả năng hấp phụ của chất hấp phụ với chất phõn tớch hay tựy thuộc vào ỏi lực của chất phõn tớch với cột tỏch. Khả năng hấp phụ của chất hấp phụ với chất phõn tớch được đặc trưng bằng thụng số thời gian lưu. Trong cựng một chế độ sắc ký thỡ cỏc chất khỏc nhau sẽ cú thời gian lưu khỏc nhau. Chất nào bị hấp phụ mạnh thỡ thời gian lưu dài và ngược lại, chất nào hấp phụ yếu thỡ cú thời gian lưu ngắn. Người ta cú thể đưa chất chuẩn vào mẫu phõn tớch và ghi lại cỏc pic chuẩn để so sỏnh với cỏc chất trong mẫu phõn tớch (trong hỗn hợp sản phẩm thu được). Trong phõn tớch định tớnh, người ta tiến hành so sỏnh cỏc kết quả thu được với cỏc bảng số liệu trong sổ tay hoặc so sỏnh với thời gian lưu của mẫu chuẩn được làm ở cựng một điều kiện. Trong phõn tớch định lượng, người ta tiến hành xỏc định lượng mỗi chất dựa vào việc đo cỏc thụng số của cỏc pic sắc ký như chiều cao của cỏc pic, độ rộng pic, diện tớch pic của cỏc chất đú, do cỏc thụng số này về nguyờn tắc sẽ tỷ lệ với nồng độ của chỳng trong hỗn hợp.
* Phương phỏp phổ khối lượng:
Phương phỏp phổ khối lượng là phương phỏp xỏc định cỏc chất bằng cỏch đo chớnh xỏc khối lượng phõn tử chất đú. Chất nghiờn cứu trước tiờn được chuyển thành trạng thỏi hơi, sau đú được chuyển thành ion bằng phương phỏp thớch hợp. Cỏc chựm ion húa được tạo thành cú khối lượng khỏc nhau sẽ được tăng tốc nhờ điện thế và bay vào từ trường của bộ phận phõn tớch, được phõn ly thành cỏc phần cú tỷ số m/e khỏc nhau (m: khối lượng, e: điện tớch). Trờn khối phổ đồ ta thu được cỏc tớn hiệu ứng với từng tỷ số m/e khỏc nhau.
* Liờn hợp sắc ký khớ khối phổ:
Cỏc cấu tử sau khi tỏch khỏi cột sắc ký sẽ lần lượt được đưa vào nguồn ion của mỏy khối phổ. Tại đú, chỳng được phõn mảnh và được tỏch khối nhờ một từ trường rồi đi vào bộ phận chuyển thành tớn hiệu điện. ứng với mỗi một pic trờn sắc ký đồ sẽ nhận được một khối phổ đồ riờng biệt.
* Thực nghiệm:
Sản phẩm etyl este từ mỡ cỏ được phõn tớch tại khoa Húa, trường Đại học Khoa học tự nhiờn, Đại học Quốc gia Hà Nội, bằng mỏy sắc ký khớ GC 6890 MS5898 cột
mao quản HT-5MS, chiều dài 30x0.25 mx0,25 m, nhiệt độ detector là 290oC, tốc độ dũng 1,5 ml/phỳt, khớ mang là Heli (He), chất pha loóng là n-hexan.
Chương trỡnh nhiệt độ: tăng nhiệt độ từ 45oC lờn 290oC, giữ nhiệt độ 45oC trong 5 phỳt, sau đú tăng nhiệt độ với tốc độ 50o/phỳt đến nhiệt độ 290oC và giữ ở nhiệt độ này trong 10 phỳt.
2.6.3. Phõn tớch chỉ tiờu chất lƣợng của dung mụi từ etyl este mỡ cỏ 2.6.3.1. Xỏc định khả năng bay hơi (ASTM D 5191).
Khả năng bay hơi của dung mụi được đỏnh giỏ thụng qua ỏp suất hơi bóo hũa theo tiờu chuẩn ASTM D5191. Dựng cốc thủy tinh 80 ml cú kớch thước giống nhau và cõn chớnh xỏc lượng dung dịch cần đo (trong cựng một điều kiện xỏc định) cú khối lượng g1. Để dung dịch cần đo bay hơi tự nhiờn trong 24 giờ, 48 giờ...tại bề mặt thoỏng sau đú đem cõn chớnh xỏc khối lượng dung dịch cũn lại g2. Phần trăm độ bay hơi được xỏc định bằng cụng
α =
2.6.3.2 Xỏc định trị số Kauri- butanol (ASTM D 1133).
Phộp đo giỏ trị Kauri- butanol là phộp đo điểm vẩn đục để đỏnh giỏ độ mạnh của dung mụi hydrocacbon. Giỏ trị Kauri-butanol của một dung mụi thể hiện lượng tối đa dung mụi cú thể thờm vào một dung dịch nhựa kauri (một loại nhựa copal) trong rượu butylic mà khụng gõy ra vẩn đục. Nhựa kauri tan ngay vào rượu butyl nhưng khụng tan trong dung mụi hydrocacbon, dung dịch nhựa sẽ chỉ tồn tại trong một giới hạn pha lỏng nhất định. Những dung dịch “mạnh” như toluen cú thể cho thờm vào dung dịch rượu butylic - kauri một lượng lớn (dung dịch mạnh là những dung dịch cú giỏ trị Kauri butanol cao) mà khụng làm dung dịch bị vẩn đục. Những dung dịch “yếu” cú giỏ trị Kauri butanol (giỏ trị KB) thấp như hexan thỡ ngược lại.
Dụng cụ:
Một bỡnh ổn nhiờt bằng nước, làm bằng thủy tinh trong, giữ ở nhiệt độ 25±1o C. Một cốc thủy tinh cú chia độ dung tớch 200ml . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Một cốc thủy tinh dung tớch 250 ml. Một buret 50 ml.
Một tờ giấy mẫu.
Phương phỏp tiến hành: Cõn 20 ± 1 gam dung dịch Kauri - Butanol vào bỡnh
Erlenmeyer 250 ml. Đặt bỡnh chứa dung dịch Kauri - Butanol trong bỡnh ổn nhiệt bằng nước giữ nhiệt độ ở 25 ±1oC. Rút dung mụi cần đo chỉ số KB vào buret 50 ml rồi chuẩn độ với dung dịch trong bỡnh Erlenmeyer, giữ tốc độ khuấy và nhiệt độ trong bỡnh Erlenmeyer ổn định. Từ từ giảm lượng dung mụi thờm vào khi gần tới điểm kết thỳc. Điểm kết thỳc là điểm khi đường rừ nột trờn tờ giấy mẫu bắt đầu mờ đi. Tờ giấy mẫu được đặt ngay dưới bỡnh ổn nhiệt và ta quan sỏt giấy mẫu qua dung dịch. Chỳ ý điểm kết thỳc khụng phải là điểm mà ta khụng quan sỏt được tờ giấy nữa. Kiểm tra
1 2
1
.100
g g g
nhiệt độ nếu nhiệt độ vượt quỏ 26 oC hay thấp hơn 24 oC thỡ ta tiến hành chuẩn độ lại. Ghi lại thể tớch dung mụi đó dựng để chuẩn.
Tớnh toỏn
Trị số Kauri-Butanol được tớnh theo cụng thức sau đõy: V = [65(C-B).(A-B) ] + 40
Trong đú:
A: Lượng toluen cần thiết để chuẩn độ 20 gam dung dịch Kauri-butanol tớnh theo ml.
B: Hỗn hợp heptan-toluen cần thiết để chuẩn 20 gam dung dịch kauri-butanol 7,3 tớnh theo ml.
C: Lượng dung dịch trong phộp đo trờn để chuẩn độ 20 gam dung dịch kauri- butanol tớnh theo ml..
Nếu buret được duy trỡ ở nhiệt độ khụng phải là 25±1oC thỡ chuẩn húa lượng dung dịch sử dụng, S, tớnh bằng ml, tới nhiệt độ chuẩn theo cụng thức sau:
S = C.(25-T).0,009 Trong đú:
C: Lượng dung dịch sử dụng để chuẩn độ tớnh bằng ml T : Nhiệt độ của dung dịch trong buret , tớnh theo oC.
2.6.3.3. Xỏc định độc tớnh của sản phẩm (ASTM E 1372).
Độc tớnh cấp một của húa chất được đặc trưng bởi khả năng phơi nhiễm một liều mạnh thường là duy nhất trong thời gian ngắn.
Thực tế trong cỏc nghiờn cứu thực nghiệm trờn động vật, độc tớnh được xỏc định bởi LD50 (qua đường uống và tiếp xỳc qua da) và LC50 (qua đường thở). Trong trường hợp của dung mụi người ta xỏc định độc tớnh qua giỏ trị LD50.
LD50 liều gõy chết một nửa là liều duy nhất được suy ra một cỏch thống kờ gõy ra cỏi chết của 50% số lượng động vật được thử nghiệm. Giỏ trị của LD50 được biểu thị bằng đơn vị đo là khối lượng của húa chất nghiờn cứu trờn một đơn vị khối lượng cơ thể của động vật thử nghiệm (mg/kg).
2.6.3.4. Xỏc định điểm chớp chỏy cốc kớn (ASTM D 93).
Điểm chớp chỏy được định nghĩa là “nhiệt độ thấp nhất mà tại đú khi nhiờn liệu được đốt núng, hơi hydrocacbon sẽ thoỏt ra tạo với khụng khớ xung quanh một hỗn hợp mà nếu đưa ngọn lửa đến gần, chỳng sẽ bựng chỏy rồi phụt tắt như một tia chớp”. Trong trường hợp của dung mụi sinh học, thớ nghiệm này được dựng để xỏc định lượng ancol cũn lại trong metyl este.
Điểm chớp chỏy là thụng số dựng để phõn loại khả năng bắt chỏy của cỏc vật liệu. Điểm chớp chỏy đặc trưng của metyl este tinh khiết thường cao hơn 200oC và người ta xếp chỳng vào nhúm chất khụng bắt chỏy. Tuy nhiờn trong quỏ trỡnh sản xuất và tinh chế metyl este, khụng phải tất cả metanol đều được loại khỏi sản phẩm cho nờn dung mụi cú thể sẽ dễ bắt chỏy và nguy hiểm hơn khi thao tỏc và bảo quản nếu điểm chớp chỏy cốc kớn thấp.
Nguyờn tắc xỏc định: Mẫu được đong vào cốc đến vạch qui định. Đưa cốc đựng mẫu vào thiết bị gia nhiệt rồi đậy kớn lại. Ta tiến hành gia nhiệt và khuấy trộn đều. Khi nhiệt độ đó gần đến nhiệt độ chớp chỏy chuẩn thỡ ta mở lỗ trờn nắp và đưa ngọn lửa nhỏ qua mặt cốc với khoảng thời gian nhất định đồng thời ngừng khuấy. Điểm chớp lửa là nhiệt độ thấp nhất mà tại đú hỗn hợp hơi của mẫu và khụng khớ trờn bề mặt mẫu chớp lửa và ngay lập tức lan truyền khắp mặt thoỏng khi cú ngọn lửa đi qua.
Tiến hành:
Cỏc thiết bị phải được rửa sạch và sấy khụ trước khi tiến hành thỡ nghiệm. Đổ mẫu vào cốc đến đỳng vạch qui định. Đậy nắp và đặt cốc vào mỏy, lắp nhiệt kế. Khi đến gần thời điểm thử thỡ ta chõm ngọn lửa thử và điều chỉnh nú sao cho cú dạng gần với hỡnh cầu cú đường kớnh 4mm. Sử dụng ngọn lửa bằng cỏch vặn bộ phận trờn nắp để điều khiển cửa sổ và que đốt sao cho ngọn lửa được quột qua hỗn hợp hơi trờn mặt cốc trong 0,5 giõy, để ở vị trớ đú một vài giõy rồi nhanh chúng nhấc lờn vị trớ cao hơn đồng thời ngừng khuấy.
Chế độ cấp nhiệt và tốc độ gia nhiệt: cấp nhiết ngay từ đầu với tốc độ tăng nhiệt độ của mẫu từ 5 - 6oC/phỳt. Ở nhiệt độ thấp hơn điểm chớp lửa dự đoỏn là 15 - 25oC, đồng thời bật mỏy khuấy tốc độ 90-120 vũng/phỳt. Nếu điểm chớp lửa của sản phẩm dưới 110oC thỡ cứ sau mỗi lần tăng thờm 1oC tiến hành chõm lửa một lần. Nếu diờm chớp lửa của sản phẩm trờn 110oC thỡ cứ sau mỗi lần tăng thờm 2oC tiến hành chõm lửa một lần. 2.6.3.5. Đỏnh giỏ tớnh ăn mũn.
Thử nghiệm ăn mũn tấm đồng được sử dụng để xỏc định khả năng ăn mũn tấm đồng của dung mụi. Thử nghiệm này nhằm đỏnh giỏ sự cú mặt của axit trong dung mụi sinh học. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nguyờn tắc:
Một tấm đồng đó đỏnh búng được ngõm trong một khối lượng mẫu xỏc định, gia nhiệt lờn đến 50oC giữ trong 3 giờ. Cuối cựng lấy tấm đồng ra rửa sạch và so mầu theo bảng tiờu chuẩn ASTM D 130.
2.6.3.6 Đỏnh giỏ điểm vẩn đục (ASTM D 5773).
Điểm vẩn đục là nhiệt độ lớn nhất mà khi sản phẩm được đem làm lạnh trong những điều kiện nhất định, nú bắt đầu vẩn đục do một số cấu tử bắt đầu kết tinh. Điểm vẩn đục là một tiờu chuẩn khỏ quan trong thời tiết lạnh.
2.6.3.7 Xỏc định tỷ trọng (ASTM D 3142).
Tỷ trọng là tỷ số giữa trọng lượng riờng của một vật ở một nhiệt độ nhất định và trọng lượng riờng của một vật khỏc được chọn là chuẩn, xỏc định ở cựng vị trớ. Đối với cỏc loại sản phẩm dầu lỏng đều được lấy nước cất ở nhiệt độ 4oC và ỏp suất 760 mmHg làm chuẩn.
Cú ba phương phỏp xỏc định tỷ trọng là: Dựng phự kế.
Dựng cõn thủy tĩnh. Dựng picnomet.
Phương phỏp dựng picnomet là phương phỏp phổ biến nhất, dựng cho bất kể loại chất lỏng nào. Phương phỏp này dựa trờn sự so sỏnh trọng lượng của dầu với nước cất trong cựng một thể tớch và nhiệt độ. Phương phỏp dựng phự kế thỡ khụng chớnh xỏc bằng phương phỏp picnomet nhưng nhanh hơn. Ở đõy ta đang xột phương phỏp dựng phự kế.
Nguyờn tắc: Dựa trờn cơ sở của định luật Acsimột. Sự nổi lờn của phự kế trong lũng một chất lỏng phụ thuộc vào mật độ chật lỏng đú. Tỷ trọng được xỏc định theo mộp tiếp xỳc với bề mặt chất lỏng và thang chia độ trờn phự kế.
Tiến hành: Cho mẫu vào ống đong khụ và sạch. Thả từ từ phự kế vào ống đo (ống đo phải để nơi kớn giú, trỏnh tỏc động bờn ngoài). Chỳ ý thả sao cho phự kế khụng chạm vào thành cốc của ống đong. Khi phự kế hoàn toàn ở trạng thỏi cõn bằng mà nhiệt độ của mẫu thớ nghiờm chỉ dao động 0,5oC thỡ đọc kết quả theo mộp tiếp xỳc giữa mặt chất lỏng và thang chia độ trờn phự kế. Trung bỡnh cộng của hai giỏ trị trờn được coi là nhiệt độ của phộp đo. Kết quả đọc trờn thang phự kế là tỷ trọng của chất lỏng.
2.6.3.8 Phƣơng phỏp sắc kớ.
Phƣơng phỏp này dựng để xỏc định thành phần cỏc etyl este cú trong sản phẩm.
Nguyờn tắc: Khi dũng khớ mang đưa hỗn hợp cỏc chất đi qua một chất hấp thụ, do tỏc dụng của dũng khớ mang đú, cỏc chất trong hỗn hợp sẽ chuyển động với cỏc vận tốc khỏc nhau, tựy thuộc vào khả năng hấp thụ của chất hấp thụ với cỏc chất phõn tớch hay tựy thuộc vào ỏi lực của chất phõn tớch với cột tỏch. Khả năng hấp thụ của chất hấp thụ với chất phõn tớch được đặc trưng bởi thời gian lưu. Trong cựng một chế độ sắc kớ thỡ cỏc chất khỏc nhau sẽ cú thời gian lưu khỏc nhau. Chất nào bị hấp thụ mạnh thỡ thời gian lưu dài và ngược lại chất nào hấp thụ yếu thỡ cú thời gian lưu ngắn. Người ta cú thể đưa chất chuẩn vào mẫu phõn tớch (trong hỗn hợp sản phẩm thu được). Trong phõn tớch định tớnh người ta tiến hành so sỏnh cỏc kết quả thu được với thời gian lưu của mẫu chuẩn được làm ở cựng một điều kiện. Trong phõn tớch định lượng người ta tiến hành xỏc định lượng mỗi chất dựa vào việc đo cỏc thụng số của cỏc pic sắc ký như chiều cao của cỏc pic, độ rộng pic, diện tớch pic của cỏc chất đú, do cỏc thụng số này về nguyờn tắc sẽ tỷ lệ với nồng độ của chỳng trong hỗn hợp.
Thực nghiệm: Sản phẩm phản ứng chạy trờn hệ xỳc tỏc nghiờn cứu được phõn tớch
bằng mỏy sắc ký khớ GC 6890 MS 6759 cột mao quản HT-5MS, chiều dài 30.25 một, nhiệt độ detector là 290o
C.
Chương trỡnh nhiệt độ: Khi tăng nhiệt độ từ 45 oC lờn 290oC với tốc độ 30oC /phỳt và giữ nhiệt độ này trong 5 phỳt. Sau đú tăng nhiệt độ với tốc độ 50oC/phỳt đến nhiệt độ 290oC và giữ nhiệt độ này trong 10 phỳt.
2.6.3.9 Xỏc định độ nhớt động học (TCVN3171-1995, ASTM D 445).
Độ nhớt là tớnh chất của một chất lỏng, được xem là ma sỏt nội tại của chất lỏng và cản trở sự chảy của chất lỏng.
Nguyờn nhõn gõy ra độ nhớt là do ỏi lực cơ học giữa cỏc hạt cấu tạo cỏc chất lỏng.