PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2 Nghiên cứu phản ứng este chéo hóa một số mỡ động vật với xúc tác
Zn,P/Al2O3
Phản ứng este chéo hóa là một phản ứng thuận nghịch. Hiệu suất và các phản ứng phụ của phản ứng phụ thuộc rất nhiều vào xúc tác sử dụng. Khi sử dụng xúc tác sẽ làm tăng hiệu suất phản ứng. Nhưng tùy thuộc vào bản chất của xúc tác có thể gây ra các phản ứng phụ khác nhau. Nếu sử dụng xúc tác là một bazơ mạnh sẽ có thể gây ra hiện tượng chuyển vị vị trí của nối đơi trong các sản phẩm, hoặc làm quay cấu hình từ cis sang trans, chuyển các axit béo không thay thế thành trans fat. Nếu sử dụng xúc tác axit mạnh sẽ gây ra hiện tượng phân nhánh hoặc cắt mạch Cacbon của các axit béo. Vì vậy cần lựa chọn xúc tác có tính axit phù hợp với quá trình phản ứng êm dịu nhằm làm tăng hiệu suất phản ứng và tránh các phản ứng phụ không mong muốn. Với những đánh giá về lực axit, diện tích bề mặt riêng,.. như trên, chúng tôi lựa chọn mẫu MA-3 làm xúc tác cho phản ứng này. Mặt khác quá trình phản ứng này còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như nhiệt độ, thời gian phản ứng, tỉ lệ ancol:dầu. Do đó việc nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đó rất quan trọng. Sau đây chúng tơi sẽ đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đó.
Luận văn th¹c sü Bùi Thị Thanh Hà Bùi Thị Thanh Hµ
3.2.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ etanol:dầu
Tỉ lệ etanol:dầu ảnh hưởng rất nhiều đến sự hình thành các sản phẩm este hóa. Trong luận văn này, chúng tôi nghiên cứu các tỉ lệ etanol:dầu là 5:1, 10:1 và 15:1. Kết quả được thể hiện trong bảng 13 sau:
Bảng 13: So sánh hiện tượng tạo nhũ ở các mẫu với tỉ lệ etanol:dầu khác nhau
STT Tỉ lệ etanol:dầu Hiện tượng tạo nhũ sau khi rửa
1 5:1 Tạo nhũ nhiều
2 10:1 Tạo nhũ ít
3 15:1 Khơng xuất hiện nhũ
Từ bảng so sánh trên ta có thể thấy: nếu tỉ lệ etanol:dầu thấp thì các axit béo chưa được este hóa hết, sau khi rửa cịn ở dạng nhũ tương, khơng đạt tiêu chuẩn để đưa vào phân tích GC-MS. Khi tăng tỉ lệ etanol:dầu lên sẽ làm hiện tượng tạo nhũ giảm đi, các axit được chuyển sang dạng este một cách triệt để hơn. Và đến tỉ lệ etanol:dầu là 15:1 thì khơng cịn thấy xuất hiện nhũ sau khi rửa, sản phẩm có thể tiếp tục được phân tích bằng GC-MS. Lượng etanol nhiều cũng làm giảm nhiệt độ phản ứng xuống do etanol có nhiệt độ sơi thấp. Điều này rất quan trọng vì nhiệt độ của phản ứng ảnh hưởng rất nhiều tới hiệu suất và các phản ứng phụ.
3.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới phản ứng este chéo hóa
Để đánh giá tác động của nhiệt độ phản ứng đến sự hình thành sản phẩm, chúng tơi tiến hành phản ứng este chéo hóa mỡ gà cơng nghiệp ở hai nhiệt độ: mẫu mỡ gà cơng nghiệp ở 800C (kí hiệu mẫu là CN1) và mẫu mỡ gà cơng nghiệp ở 500C (kí hiệu là CN2), cả hai đều thực hiện với tỉ lệ etanol:dầu là 15:1 (không tạo nhũ sau khi rửa), thời gian phản ứng là 12 giờ. Thành phần % sản phẩm của hai mẫu này được thể hiện ở bảng sau: (sắc ký đồ sản phẩm hai mẫu ở phụ lục số 8 và số 9).
Từ bảng so sánh thành phần sản phẩm và hàm lượng % sản phẩm hai mẫu ở hai nhiệt độ như trên, có thể thấy nhiệt độ phản ứng ảnh hưởng rất lớn đến sự hình thành sản phẩm. Ở mẫu CN1 có thêm sản phẩm oxi hóa khác với mẫu CN2. Điều này có thể được giải thích là do nhiệt độ phản ứng ở mẫu CN1 cao hơn ở mẫu
CN2 tạo điều kiện thuận lợi hơn cho phản ứng oxi hóa. Vậy nhiệt độ phản ứng thích hợp cho phản ứng este chéo hóa, tránh phản ứng phụ là 500C. Đây là nhiệt độ tương đối thấp.
Bảng 14: Thành phần % sản phẩm của hai mẫu CN1 và CN2
STT Sản phẩm Mẫu CN1 Mẫu CN2 Thời gian lưu Thành phần % Thời gian lưu Thành phần % 1 Etyl tetradecanoat 14.682 0.789 12.928 1.257 2 Etyl hexadecanoat 16.780 14.954 14.933 7.540 3 Etyl 9-hexadecanoat 16.595 11.478 15.210 19.498 4 Etyl linoleat 18.982 19.372 17.610 5 Etyl oleat 19.180 41.795 17.742 60.312 6 Etyl octadecanoat 19.418 4.693 18.006 5.784 7 (Z) 2-hydroxy-1- (hydroxymetyl)etyl 9- octadecenoat 22.939 1.167 0 0
Như vậy xúc tác được tổng hợp ở trên đã làm thuận lợi cho phản ứng este chéo hóa về mặt nhiệt độ. Và đây là ưu điểm rất đáng quan tâm của xúc tác này.
3.2.3 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng tới phản ứng este chéo hóa
Phản ứng este chéo hóa là một phản ứng thuận nghịch, thời gian phản ứng thường lâu, ảnh hưởng nhiều tới thành phần sản phẩm có thể đánh giá được bằng GC-MS. Ở đây chúng tôi nghiên cứu phản ứng ở các thời gian là 6 giờ, 8 giờ, 10 giờ và 12 giờ với mỡ cá quả giữ nguyên tỉ lệ etanol:dầu là 15:1, nhiệt độ phản ứng là 500C. Kết quả được thể hiện ở bảng 15.
Bảng 15: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng tới phản ứng este hóa
STT Thời gian phản ứng (giờ) Hiện tượng
1 6 Chủ yếu là nhũ tương
2 8 Nhũ tương ít