16: Ánh hưởng của thời gian đến sự thay đôi lượng polyphenol tổng của lá chè sau khử MẩuThời gian khử (phút)Sự thay đổi lượng polyphenol tổng (%)
3.6.3Hàm lương polyphenol tổng
Kết quả thu được về ảnh hưởng của tỷ lệ than hoạt tính đến tổn thất polyphenol tổng của quá trình được thể hiện ở bảng 3-21.
Bảng 3-21: Ánh hưởng của tỷ lệ than hoạt tính đến tốn thất polyphenol tổng của q trình . Mâu Lượng than hấp phụ (g/100ml nưởc) Tổn thất polyphenol (%)
2 3 15.0877 ±3.343 4 13.0968+ 1.35 3 4 13.0968+ 1.35 ^20 Ê-18 She |l4 â I12 10 I 8 6 ô3 1 4 1 1 2 3 4 5
Lưựng than /100ml nưởc (g/100ml nước)
Hình 3-14: Ánh hưởng của tỷ lệ than đến tổn thất polyphenol tổng của quá trình.
về tổn thất hàm lượng polyphenol tổng trong dịch nước: có thể thấy tổn thất polyphenol là cao.
Điều này có thể giải thích cho hai nguyên nhân: thứ nhất là do các phân tử polyphenol có kích thưđc lớn nên trong một thời gian hấp phụ ngắn chúng dễ dàng tạo liên kết với than hoạt tính. Thứ hai là dưới tác dụng của nhiệt độ, các polyphenol bị oxi hóa.
Nhìn hình 3-14 ta thấy ảnh hưởng của tỷ lệ than đến tổn thất polyphenol tổng là không đáng kể, sự khác biệt chủ yếu là do sai sơ" của q trình.
3.6.4 Kết ln
Nhìn chung ảnh hưởng của tỷ lệ than hoạt tính đến q trình hấp phụ caffeine là khơng lớn. Với tỷ lệ than hoạt tính dao động từ 2 - 4%, thì hiệu suất hấp phụ caffeine của quá trình là 17.7 - 20.6%, độ tổn thất chất khơ hịa tan phi caffeine là 1.6% - 3%, độ tổn thất lượng polyphenol tổng dao động trong khoảng 13 - 15%.
Mục đích của khảo sát là chọn tỷ lệ than hoạt tính thích hợp sao cho hiệu suất hấp phụ là cao nhất, tổn thất chất khơ hịa tan phi caffeine và polyphenol tổng là thấp nhất. Theo các đồ thị trên, ta thấy các sai sơ" của q trình hấp phụ caffeine ở tỷ lệ than 4% là thấp hơn so với các tỷ lệ than khác. Do đó, chúng tơi chọn tỷ lệ than hoạt tính thích hợp cho q trình hấp phụ caffeine từ dịch trích là 4% so với lượng nước.
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
9
Trong thí nghiệm này, chúng tơi tiến hành q trình với nhiệt độ ban đầu của dịch trích qua than là 70wc, tỷ lệ than hoạt tính là 4% và thay đổi thời gian hấp phụ ở các giá trị khác nhau để đánh giá
hiệu suất hấp phụ caffeine, mức độ tổn thất chất khơ hịa tan phi caffeine và polyphenol tổng của quá trình. Chúng tơi tiến hành ở 6 chế độ thời gian hấp phụ: 10 phút, 20 phút, 40 phút, 60 phút, 80 phút, 100 phút. Kết quả khảo sát như sau:
3.7.1 Hiẽu suất hâp phu caffeine
Kết quả thu được về ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ caffeine của quá trình được thể hiện ở bảng 3-22.
Báng 3-22: Ánh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ caffeine.
Mẫu Thời gian hấp phụ (phút) Hiệu suất hấp phụ caffeine (%)
1 10 15.1150 ± 1.340 2 20 17.9351 ± 1.615 3 40 20.9556 ± 1.868 4 60 21.4041 ± 1.718 5 80 19.6898 ± 1.114 6 100 22.1582 ± 1.039 <4>- s 0 H------1-----1-----1-----1-----1-----1-----1-----1-----1----- 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
gian tăng thì việc tiếp xúc của than hoạt tính vđi dịch nưđc kéo dài và nhiều caffeine được hấp phụ vào than hơn. Theo đồ thị ta thấy hiệu suất hấp phụ của quá trình tăng nhanh trong khoảng 60 phút đầu và đạt giá trị cân bằng trong khoảng thời gian sau 60 phút. Điều này có thể được giải thích như sau: Trên bề mặt của than hoạt tính có các lỗ xốp to (macrospones) và các lỗ xốp nhỏ (microspones) [41]. Các lỗ xốp to đóng vai trị trong việc tạo ra lực mao dẫn giúp các phân tử nhỏ khuếch tán nhanh vào các lỗ xốp nhỏ và bị hấp phụ tại đó [41]. Các phân tử nhỏ bị hấp phụ vào các lỗ xốp to là không đáng kể và lực hấp phụ vật lý của các phân tử nhỏ trên các lỗ xốp này là khá yếu [41]. Trong thời gian đầu của quá trình,
độ bão hịa caffeine của than hoạt tính
là thấp nên các phân tử caffeine (có kích thưđc nhỏ)dễ dàng di chuyển qua các maoquản (được tạo bởi các lỗ xốp to) và được hấp phụ vào các lỗ xốp nhỏ. Khi thời gian tăng, thì do các phân tử chất tan có kích thước lớn bám vào các lỗ xốp to làm cho sô" lượng các mao quản giảm và khả năng hấp phụ của than hoạt tính giảm nên lượng caffeine bị hấp phụ giảm và hệ có xu hướng đi vào trạng thái cân bằng.
3.7.2 Tổn thất chất khơ hịa tan
Kết quả thu được về ảnh hưởng của thời gian đến tổn thất chất khơ hịa tan của q trình được thể hiện ở bảng 3-23, 3-24.
Bảng 3-23: Ảnh hưởng của thời gian đến sự tiêu hao chất khơ hịa tan tổng.
Mẫu Thời gian hấp phụ (phút) Tổn thất chất khơ hịa tan tổng (%)
1 10 4.9463 ± 0.9276 2 20 9.2624 ± 1.3310 3 40 9.4403 ±0.1633 4 60 6.4090 ± 0.9263 5 80 5.4419 ± 1.1585 6 100 5.3198 ± 0.7287
Báng 3-24: Ánh hưởng của thời gian đến tổn thất chất khơ hịa tan phi caffeine.
1 10 3.7868 ±0.7832 20 8.2757 ± 1.548 2 20 8.2757 ± 1.548 3 40 8.1291 ±0.273 4 60 4.6985 ± 0.545 5 80 3.8148 ± 1.385 6 100 3.3979 ±0.422 Tổng phi caffeine 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Thời gian (phút)
Hình 3-16: Ánh hưởng của thời gian đến tổn thất chất khơ hịa tan của q trình. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Theo hình 3-16 ta thấy: thời gian của q trình có ảnh hưởng lớn đến sự thay đổi hàm lượng chất khơ hịa tan phi caffeine trong dịch trích. Theo đó, trong thời gian khoảng 40 phút đầu của quá trình, độ tổn thất chất khơ hịa tan phi caffeine là cao (dao động từ 4 - 9%), tức là hàm lượng chất khơ hịa tan phi caffeine trong dịch trích giảm. Sau thời gian khoảng 40 phút đầu, bắt đầu xảy ra hiện tượng nhả hấp phụ của than, hàm lượng chất khơ hịa tan trong dịch nước tăng lên và độ tổn thất chất khơ hịa tan giảm xuống. Theo đồ thị có thể thấy, mức độ nhả hấp phụ gần như tuyến tính và rất nhanh. Sau một thời gian, hệ đi vào trạng thái cân bằng.
Điều này có thể được giải thích như sau: trong thời gian đầu của quá trình, khi nhiệt độ của dịch và than cao thì các phân tử chất tan dễ dàng hấp phụ lên bề mặt than hoạt tính. Như đã nói ở trên, than hoạt tính có những lỗ xốp to và các lỗ xốp nhỏ. Với than hoạt tính đã bão hịa chất khơ hịa tan phi
bề mặt các lỗ xốp to (đã được bám giữ bởi các phân tử chất tan). Điều này làm cho hàm lượng chất khơ hịa tan phi caffeine trong nước giảm. Tuy nhiên, khi hàm lượng các chất khơ hịa tan phi caffeine bám trên bề mặt than hoạt tính càng nhiều thì liên kết giữa than hoạt tính với các phân tử chất tan ngoài cùng càng giảm và dễ dàng nhả hấp phụ vào trong dịch nước. Điều này làm cho hàm lượng chất khơ hịa tan phi caffeine trong dịch nước tăng lên.
Một nguyên nhân khác có thể ảnh hưởng đến độ tổn thất chất khơ hịa tan phi caffeine trong dịch nước là do mức độ bão hịa chất khơ hịa tan của than hoạt tính là khơng hồn toàn.
3.7.3 Tổn thất hàm lương polyphenol tổng
Kết quả thu được về ảnh hưởng của thời gian đến tổn thất polyphenol tổng của quá trình được thể hiện ở bảng 3-25.
Bảng 3-25; Ánh hưởng của thời gian đến tổn thất polyphenol tông.
Mầu Thời gian hấp phụ (phút) Tổn thất polyphenol (%)
1 10 15.7521 ±2.074 2 20 19.9068 ±2.754 3 40 15.7085 ±2.320 4 60 15.0795 ±2.586 5 80 14.4340 ± 2.250 6 100 ] 1.9453 ± 2.462
Hình 3-17: Ánh hưởng của thời gian đến tổn thất polyphenol tổng của quá trình.
Cũng giơng như chất khơ hịa tan phi caffeine, trong thời gian đầu của quá trình, polyphenol bị hấp phụ lên bề mặt của than hoạt tính. Sau khoảng thời gian khoảng 20 phút thì bắt đầu xảy ra hiện tượng nhả hấp phụ của than hoạt tính. So với độ tổn thất chất khơ hịa tan phi caffeine nói chung, ta thấy độ tổn thất polyphenol tổng cao hơn. Nguyên nhân là do polyphenol có kích thước phân tử lớn (với EGCG là 458.4g) nên các phân tử polyphenol rất dễ bám lên các lỗ xốp to của bề mặt than hoạt tính và mắc kẹt vào các mao quản. Nên các polyphenol dễ dàng hấp phụ vào than hoạt tính và tốc độ nhả hấp phụ chậm.
Theo kết quả cũng thây sau một thời gian thì hệ đi vào trạng thái cân bằng.
3.7.4 Kết luân
Theo các kết quả trên ta thấy: trong thời gian đầu của quá trình hấp phụ (khoảng 40 phút đầu), caffeine di chuyển qua các mao quản và được hấp phụ nhanh vào lỗ xốp nhỏ trên bề mặt than hoạt tính. Đổng thời với đó, các phân tử chất tan phi caffeine và polyphenol cũng hấp phụ lên các lỗ xốp lớn của than hoạt tính. Sự hấp phụ của các phân tử có kích thước lớn hơn làm cho các mao quản ít dần. Điều này dẫn đến hiệu suất hấp phụ của caffeine trong thời gian sau của quá trình tăng chậm. Sau một thời gian khoảng 40 phút, nhiệt độ của dịch nước giảm thì bắt đầu xảy ra hiện tượng nhả hấp phụ các phân tử có kích thước lớn (carbonhydrate, polyphenol,...), khi đó làm tăng nhẹ các mao quản và
caffeine lại được hấp phụ thêm một phần nhỏ. Tuy nhiên do ở thời điểm này nhiệt độ của dịch nước và than thấp nên q trình hấp phụ thêm caffeine là khơng cao.
Như vậy, từ các kết quả trên chúng tôi chọn thời gian hấp phụ là 100 phút.
Nhiệt độ dịch nước ban đầu là: 70°c. Lượng than sử dụng là 4%.
Thời gian hấp phụ là 100 phút.