Quá trình tối ưu hoá và kiểm soát phản ứng tổng hợp chất hoạt động bề mặt comonoglyxêrit (hỗn hợp của mono, di, triglyxêrit)đòi hỏi phải có sự hiểu biết rõ về các biến thực nghiệm có ảnh hưởng đến sự tạo thành comonoglyxêrit, từ đó tiến hành tạo nhũ để xác định độ bền nhũ. Chương trình tính toán các giá trị thống kê được viết bằng ngôn ngữ Pascal rồi đưa ra mô hình toán học dựa trên dữ liệu nhập vào. Qui hoạch thực nghiệm được thực hiện theo ba nhân tố, mỗi nhân tố gồm các mức trên,
Hình 3.1: Sơ đồ tổng hợp chất HĐBM của phản ứng trans-este hóa ROH + B RO + BH R'COO OCR''' O H2 CH2 CH C R''COO OR CH2 CH C R''COO H2 R'COO O C OR R''' O O R''' O C OR R'COO H2 CH2 CH C R''COO O R'COO H2 CH2 CH C R''COO ROOCR''' CH2 CH C R''COO H2 R'COO O BH OH R'COO H2 CH2 CH C R''COO B (1) (2) (3) (4) Hình 3.2: Sơ đồ cơ chế của phản ứng trans-este hóa
dưới và ở tâm [41]. Trong đó, thời gian phản ứng: 2.5- 4 giờ, tỉ lệ glyxêrine: dầu dừa từ 0.57- 2, hàm lượng chất xúc tác thay đổi từ 1- 5 %. Với mục đích thu được chất HĐBM comonoglyxêrit dùng cho phản ứng tạo nhũ nước/dầu nhằm tạo ra hệ nhũổn định, khoảng biến đổi các điều kiện ở trên được chọn trong khoảng hẹp. Các điều kiện khác được giữ cố định: nhiệt độ phản ứng là 150oC; tốc độ khuấy 300rpm; quy trình tạo chất HĐBM; quy trình tạo nhũ; tốc độ ly tâm hệ nhũ đảm bảo không ảnh hưởng đến độ bền nhũ. Để xét độ bền của nhũ tương, chúng tôi tiến hành ly tâm nhũ trong những khoảng thời gian cố định, tốc độ ly tâm cố định [18]. Sau đó so sánh sự tách pha và lắng đáy của hệ nhũ theo thang đo:
Nếu nhũ tương sau khi ly tâm bị tách nước thì độ bền nhũ bằng không.
Nếu nhũ tương sau khi ly tâm bị lắng đáy, thì độ bền nhũ bằng tỉ lệ khối lượng giữa phần nhũ tương còn lại (sau khi tách ra phần lắng đáy) với khối lượng toàn bộ nhũ tương trước khi ly tâm.
Từ những kết quả tính toán (phụ lục 4) thu được vùng cực đại được mô tả bằng phương trình bậc hai thu được từ phương án quay bậc hai theo Box và Hunter [41].
Ŷ = 89.216 – 4.259X22 – 6.028X32 (3.2)
+ Phương trình (3.2) đạt giá trị cực đại Ŷmax = 89.7 % . Như vậy từ phương án mô tả vùng cực đại cho thấy độ bền nhũ có thể đạt đến 89.7% trong điều kiện thời gian phản ứng 2h, hàm lượng chất xúc tác là 1%.
100 0 0
3.2. Khảo sát tính chất của hỗn hợp PGĐCN Phương trình phản ứng : CH2 CH CH2 OH OH OH MgCl2 toC OH O O Mg CH2 CH CH2 2HCl (1)
Dựa vào quan sát phản ứng thấy có sủi bọt khí, và kiểm chứng có sự đổi màu của giấy quỳ (màu hồng) khi nhúng giấy quỳ vào giọt dung dịch đọng lại ngay trên thành bình cầu phản ứng ; nên chúng tôi kết luận là có sự tạo thành khí HCl và hợp chất cơ kim (1). Chính nhờ hợp chất cơ kim (1) được tạo thành mà kim loại Mg được đưa vào hỗn hợp nhũ tương nước/dầu một cách dễ dàng hơn trước khi được hòa tan với các dung môi thơm (toluen, xylen, phenol). Ngoài ra, các dung môi này dễ dàng tan trong dầu và góp phần làm giảm độ nhớt của hệ nhũ tương, giúp cho quá trình lưu biến và bơm phun dễ dàng hơn.
§Hàm lượng Mg đưa vào trong dầu :
Theo kết quả tài liệu [30] đã khảo sát hàm lượng Mg trong dầu FO nhằm ức chế nguyên tố Vanadi và giảm khí SO2 ta thấy rằng hàm lượng Mg cho vào so với Vanadi trong dầu theo tỉ lệ 1:1 về khối lượng
Trọng lượng nguyên tử Vanadi (V) : MV = 51 Trọng lượng nguyên tử Magiê (Mg) : MMg = 24,30
Như vậy, trong một triệu tấn FO chứa 55 ppm nguyên tố Vanadi sẽ có 55 tấn Vanadi Vậy lượng Magie cần để khử Vanadi trong một triệu tấn FO : 55 tấn.
§Nhận danh sản phẩm của phản ứng giữa glyxêrin và MgCl2
Tiến trình phản ứng tổng hợp hợp chất cơ kim từ muối MgCl2 và glyxêrin được kiểm soát bằng phổ hồng ngoại. Dưới đây là phổ đồ của glyxêrin và hỗn hợp phản ứng sau khi đã tiến hành gia nhiệt và khuấy trộn trong 30 phút.
Sản phẩm của phản ứng giữa glyxerin và muối MgCl2 là hợp chất cơ-kim được kiểm chứng bằng phổ hồng ngoại (hình 3.2b); trên phổ đồ có ghi nhận các mũi phổ:
vân phổ dao động ở tần số 3372.26cm-1 đặc trưng cho liên kết hydro liên phân tử vì trong cấu trúc của hợp chất còn có nhóm hydroxyl OH, mũi phổở tần số 1641.74cm-1 với cường độ trung bình đặc trưng cho liên kết H2C-O có kim loại Mg liên kết với nguyên tử O, làm tăng momen lưỡng cực của liên kết C-O ; và mũi phổ đơn có cường độ 676.64cm đặc trưng cho liên kết C-C-C bất đối xứng [50] thay vì là mũi đôi do tính đối xứng của liên kết HOH2C-C-CH2OH như trong phổ của glyxêrin .
Hình 3.4: Phổ IR của glyxêrin