3.3.1. Đo độ hấp thu dầu của vật liệu
Vật liệu dùng để thử nghiệm là sợi tre axetyl hóa và sợi tre ghép LMA. Kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.4 và 3.5.
Bảng 3.4. Độ hấp thu dầu thô của vật liệu xenlulozơ biến tính trong các điều kiện thực nghiệm khác nhau
Vật liệu Thời gian hấp thụ (phút)
Hệ khô (g/g)
Hệ tĩnh Hệ động
Nước (g/g)
Nước biển (g/g)
Nước (g/g)
Nước biển (g/g) Sợi tre
axetyl hóa
5 4,2 4,4 4,3 4,8 4,7
20 4,8 5,0 5,0 5,5 5,5
40 6,9 7,3 7,2 8,0 7,9
60 7,0 7,4 7,3 8,1 8,0
1440 7,1 7,5 7,4 8,3 8,1
LMA- Sợi tre
5 11,3 11,9 12,5 13,1 13,7
20 19,4 20,4 21,4 22,4 23,5
40 21,2 22,3 23,4 24,5 25,7
60 21,3 22,4 23,5 24,6 25,8
1440 21,3 22,4 23,5 24,6 25,8
Kết quả cho thấy rằng, đối với hệ tĩnh v hệ động, không phải tất cả các giá trị độ hấp thụ đều là hấp thu dầu bởi nước cũng có thể xâm nhập mạng lưới copolyme với mức độ nhất định. So sánh kết quả hấp thu trong hệ tĩnh v hệ khô thấy rằng lượng nước bị hấp thu nằm trong khoảng 0,5-1,1g/g. Tuy nhiên, kết quả chỉ thực sự chính xác chỉ khi động học quá trình hấp thu dầu của 2 hệ l tương đương v bất kỳ các yếu tố nào khác gây ảnh hưởng phải là bất biến. Các kết quả trong bảng 3.4 và 3.5 cũng cho thấy để so sánh trực tiếp kết quả độ hấp thu trong các hệ khác nhau có thể dẫn tới những nhận định không chính xác. Giá trị độ hấp thu trong hệ động cao hơn so với giá trị trong hệ khô trong khoảng thời gian trước 40 phút. Điều này là do
61
ngoài hấp thu dầu vật liệu còn hấp thu nước do trong thành phần vật liệu vẫn còn có nhóm hidroxyl ưa nước.
Bảng 3.5. Độ hấp thu dầu thương phẩm của vật liệu xenlulozơ biến tính trong các điều kiện thực nghiệm khác nhau
Vật liệu Thời gian hấp thụ (phút)
Hệ khô (g/g)
Hệ tĩnh Hệ động
Nước (g/g)
Nước biển (g/g)
Nước (g/g)
Nước biển (g/g) Sợi tre
axetyl hóa
5 4,4 4,6 4,5 5,1 5,0
20 5,0 5,3 5,3 5,8 5,8
40 7,3 7,7 7,6 8,4 8,3
60 7,4 7,8 7,7 8,5 8,4
1440 7,5 7,9 7,8 8,7 8,5
LMA- Sợi tre
5 13,0 13,6 14,3 15,0 15,8
20 22,3 23,4 24,6 25,8 27,1
40 24,4 25,6 26,9 28,2 29,6
60 24,5 25,7 27,0 28,3 29,7
1440 24,5 25,7 27,0 28,3 29,7
Về mặt động học, trong cả hệ tĩnh v hệ động, copolyme hấp thụ hơn 80%
dung lƣợng hấp thụ (24 giờ) chỉ trong 20 phút. Tuy nhi n, để so sánh định lƣợng độ hấp thu dầu trong các hệ này cần phải xem xét nhiều yếu tố nhƣ tiếp xúc của sợi với dầu, sợi với nước, khả năng nổi, tính kị nước, khả năng tiếp cận của sợi khô với dầu, động học quá trình hấp thu nước và dầu, dung lượng hấp thu và thời gian cần thiết để đạt cân bằng. Kết quả tổng hợp của các yếu tố này phụ thuộc vào từng loại sợi cũng nhƣ polyme nhánh ghép v bởi vậy rất khó dự đoán, cần phải nghiên cứu chi tiết hơn.
3.3.2. Thu hồi và tái sử dụng vật liệu hấp thu dầu
* Thu hồi vật liệu hấp thu dầu
Với vật liệu hấp thu dầu là LMA-sợi tre, vật liệu đƣợc vớt ra sau khi đ hấp thu dầu đến trạng thái cân bằng. Quá trình thu vớt đƣợc biểu diễn trên hình 3.19.
62
Hình 3.19. Hình ảnh quá trình làm sạch dầu thương phẩm khỏi nước: (a) Dầu trên mặt nước; (b) dầu được hấp thu bởi vật liệu; (c) Vật liệu sau khi hấp thu
dầu đƣợc vớt ra
* Tái sử dụng vật liệu hấp thu dầu
Vật liệu hấp thu dầu sau khi thu gom bằng phương pháp vớt được tiến hành nghiên cứu khả năng tái sử dụng sau 5 chu kỳ hấp thu/tái sinh. Kết quả đƣợc trình bày trong hình 3.19.
Hình 3.20. Khả năng tái sử dụng của vật liệu hấp thu dầu trên cơ sở sợi tre biến tính sau 5 chu kỳ hấp thu/giải hấp
Có thể thấy rằng khả năng hấp thu dầu giảm nhẹ trong 3 chu kỳ đầu v độ hấp thu dầu giảm không quá 20%. Sự giảm mức độ hấp thu chủ yếu do dầu còn dƣ trong mạng lưới của sợi ghép. Quan trọng là khoảng hơn 80% thể tích dầu hấp thụ có thể đƣợc thu hồi bằng cách vắt ép. Khi áp lực chân không đƣợc thiết lập trong hệ thống thu hồi dầu, dầu hấp thu ngay lập tức đƣợc nhả ra và chuyển vào bên trong bình chứa từ phễu lọc. Việc thu hồi dầu từ sợi ghép thông qua lực ép cơ học mạnh có thể dẫn tới suy giảm khả năng hấp thụ vốn có của chất hấp thu mao quản do biến dạng
63
co bất thuận nghịch. Sau 5 chu kỳ hấp thu/tái sinh khả năng hấp thu dầu giảm mạnh.
Kết quả là vật liệu hấp thu chỉ có thể sử dụng với số lần hạn chế.
3.3.3. Kết luận tiểu mục 3.3
- Đ tiến hành nghiên cứu các tính năng của các loại vật liệu hấp thu dầu đối với các loại dầu trong các điều kiện thực nghiệm khác nhau. Độ hấp thu dầu trong môi trường nước v nước biển không khác nhau. Độ hấp thu dầu trong hệ khô< hệ tĩnh< hệ động. Độ hấp thu dầu của sợi tre axetyl hóa trong dầu thô thấp hơn khoảng 5% trong dầu thương phẩm, đối với sợi tre ghép LMA, mức độ chênh lệch là 15%.
Vật liệu sau khi hấp thu dầu có thể dễ dàng thu gom bằng phương pháp vớt.
- Đ nghi n cứu thu hồi và tái sử dụng vật liệu cho thấy rằng, vật liệu vẫn duy trì đƣợc khả năng hấp dầu cao trên 80% so với mức độ ban đầu sau 3-4 chu kỳ hấp thu/giải hấp.
64