CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.2. Khảo sát đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir
Để có cơ sở cho việc xác định khả năng hấp phụ của nhựa Marcroporous D101 tuân theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt, tôi thực hiện xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir.
Đường đẳng nhiệt hấp phụ là đường mô tả sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụ tại một thời điểm vào nồng độ của chất bị hấp phụ tại thời điểm đó ở một nhiệt độ không đổi. Thí nghiệm được tiến hành và tính toán theo phương pháp 2.4.2.1 cho kết quả số liệu được trình bày ở Phụ lục 1, đồ thị đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir như hình 3.2 và phương trình Langmuir như hình 3.3.
Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn dung lượng hấp phụ theo nồng độ cân bằng của isoflavone tổng
➢ Nhận xét:
Hình 3.2 cho thấy khi cố định lượng hạt, nếu nồng độ dịch chiết càng tăng thì dung lượng hấp phụ của hạt càng tăng và đạt đến dung lượng hấp phụ lớn nhất. Khi đó dù tăng nồng độ dịch chiết thêm nữa thì dung lượng hấp phụ của hạt cũng không tăng thêm.
0 500 1000 1500 2000 2500
0 5 10 15 20 25 30 35
Dng lượng hấp phụ qe (àg/g)
Nồng độ isoflavone cõn bằng Ce(àg/ml)
Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn phương trình Langmuir của isoflavone tổng
➢ Nhận xét:
Từ hình 3.3 với R2 = 0,9907 thể hiện phương trình Langmuir có độ chính xác cao có thể sử dụng để tính dung lượng hấp phụ cực đại. Sau khi tính toán, với dung lượng hấp phụ cực đại qmax= 2000(mg/g) gần tương đương với dung lượng hấp phụ cân bằng của dịch có nồng độ lớn nhất là 1961,432 (mg/g), tôi có thể kết luận quá trình hấp phụ của hạt nhựa Marcroporous tuân theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir.
Mặt khác, trong dịch chiết từ bã đậu nành, hai đồng phân Daidzein và Genistein có nồng độ chiếm chủ yếu trong dịch với Daidzein chiếm 39%, Genistein chiếm 40%
nên tôi tiếp tục khảo sát khả năng hấp phụ của hạt nhựa Marcroporous D101 đối với Daidzein và Genistein theo phương pháp 2.4.2.1. Sau khi tính toán thu được kết quả ở Phụ lục 1 và được thể hiện ở các hình 3.4, 3.5, 3.6, 3.7 như sau:
• Đối với Daidzein
Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn dung lượng hấp phụ theo nồng độ cân bằng của Daidzein
y = 0,0005x + 0,0012 R² = 0,9907
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018
0 5 10 15 20 25 30 35
Ce/qe (g/ml)
Nồng độ isoflavone cõn bằng Ce(àg/ml)
0 100 200 300 400 500 600 700
0 1 2 3 4 5 6
Dung lượng hấp phụ qe (àg/g)
Nồng độ isoflavone cõn bằng Ce(àg/ml)
Daidzein
Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn phương trình Langmuir của Daidzein
• Đối với Genistein
Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn dung lượng hấp phụ theo nồng độ cân bằng của Genistein
y = 0,0014x + 0,0009 R² = 0,9908
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009
0 1 2 3 4 5 6
Ce/qe (g/ml)
Nồng độ isoflavone cõn bằng Ce(àg/ml)
Daidzein
0 100 200 300 400 500 600
0 5 10 15 20 25 30
Dung lượng hấp phụ qe (àg/g)
Nồng độ isoflavone cõn bằng Ce(àg/ml)
Genistein
Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn phương trình Langmuir của Genistein
➢ Nhận xét:
Từ hình 3.5 và 3.7 với R2 = 0.9908 và R2 = 0.9986 cho thấy độ chính xác cao mặc dù đây là hỗn hợp gồm nhiều chất nên trong quá trình hấp phụ đẳng nhiệt có sự cạnh tranh giữa các chất với nhau. Điểu này có thể là do Daidzein và Genistein có nồng độ chiếm chủ yếu trong dịch với Daidzein chiếm 39%, Genistein chiếm 40% nên hai chất này vẫn hấp phụ theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir.
Mặt khác, qua hình 3.8 và 3.9 nhận thấy rằng trong dịch isoflavone trước và sau khi tinh sạch đều có đầy đủ 6 đồng phân isoflavone là daidzin, genistin, glycitin, daidzein, genistein, glycitein. Do đó, hạt nhựa Macroporous D101 có khả năng hấp phụ và giải hấp cả 6 đồng phân, giữ tương đối các thành phần ban đầu có trong dịch isoflavone từ bã đậu nành.
Trong dịch chiết isoflavone từ bã đậu nành thì đồng phân Daidzein và Genistein chiếu chủ yếu với tổng nồng độ hai đồng phân này chiếm 79% nồng độ dịch chiết. Hai đồng phân này lại thuộc nhóm aglycone có hoạt tính sinh học cao nên dịch tinh sạch từ bã đậu nành có tính ứng dụng rất cao.
y = 0,0018x + 0,0023 R² = 0,9968
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06
0 5 10 15 20 25 30
Ce/qe (g/ml)
Nồng độ isoflavone cõn bằng Ce(àg/ml)
Genistein
Hình 3.8 Sắc ký đồ của dịch isoflavone từ bã đậu nành trước khi tinh sạch
Hình 3.9 Sắc ký đồ của dịch isoflavone từ bã đậu nành sau khi tinh sạch
Từ phương pháp 2.4.2.1 và số liệu ở Phụ lục 1, tôi tiếp tục xây dựng đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa nồng độ dịch hấp phụ đến dung lượng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ của hạt nhựa D101 qua hình 3.10
Hình 3.10 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa nồng độ dịch hấp phụ đến khả năng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ của hạt nhựa D101
➢ Nhận xét:
Qua hình 3.10, nhận thấy rằng nồng độ dịch isoflavone là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ của hạt nhựa Macroporous D101. Với nồng độ dịch isoflavone hấp phụ ban đầu Co càng cao thì dung lượng hấp phụ qe càng lớn.
Ngược lại nồng độ dịch hấp phụ ban đầu Co càng giảm thì hiệu suất hấp phụ A%
càng tăng. Do dịch isoflavone được chiết từ bã có lẫn rất nhiều tạp chất, với nồng độ dịch isoflavone cao thì quá trình hấp phụ sẽ khó khăn hơn do sự cạnh tranh của các hợp chất isoflavone với tạp bẩn. Mặc khác, với nồng độ càng cao thì độ nhớt cũng tăng theo gây mất nhiều thời gian hơn cho quá trình hấp phụ. Hiệu suất hấp phụ tăng nhanh ở khi nồng độ dịch giảm dần từ 227,28 àg/ml đến 113,64 àg/ml. Sau đú, thỡ hiệu suất hấp phụ có tăng nhưng không nhiều. Do vậy, chọn dịch hấp phụ ở khoảng nồng độ từ 90,91 àg/ml đến 113,64 àg/ml là thớch hợp cho quỏ trỡnh hấp phụ.
Mặt khác, qua hình 3.11 cho thấy dịch trước khi hấp phụ có chưa nhiều isoflavone nhưng sau khi qua quá trình hấp phụ bằng hạt nhựa D101 thì trong dịch ra như ở hình 3.12 lượng isoflavone còn lại rất ít. Điều này thể hiện hiệu suất hấp phụ của hạt nhựa Macroporous D101 đối với dịch isoflavone từ bã đậu nành rất cao.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 500 1000 1500 2000 2500
90,91 113,64 151,53 181,82 227,28
Hiệu suất hấp phụ A (%)
Dung lượng hấp phụ qe(àg/g)
Nồng độ dịch hấp phụ ban đầu C0 (àg/ml)
Khả năng hấp phụ Hiệu suất hấp phụ
Hình 3.11 Sắc ký đồ của dịch isoflavone trước khi hấp phụ
Hình 3.12 Sắc ký đồ của dịch cân bằng isoflavone sau khi hấp phụ
➢ Kết luận:
Hạt nhựa Macroporous cho hiệu suất hấp phụ tốt nhất đạt từ 93% đến trên 97%
đối với dịch isoflavone từ bó đậu nành cú nồng độ từ 90,91 àg/ml đến 113,64 àg/ml.