MỤC LỤC

Trang

Mở đầu……………………………………………………………………. 1

Chương I: Tổng quan……………………………………………………...

3

1.1.Ngoài nước…………………………………………………………

3

1.2. Trong nước………………………………………………………...

3

1.3. Giới thiệu chung về

biodiesel……………………………………... 4

Chương II: Đặc điểm tảo Chlorella Vulgaris…………………………….

6

2.1. Giới thiệu tảo Chlorella Vulgaris…………………………………

6

2.2. Thành phần hóa học của Chlorella

Vulgaris……………………… 7

Chương III: Các phương pháp tách chiết dầu từ

tảo……………………… 8

3.1. Phương pháp ép……………………………………………………

8

3.2. Hòa tan bằng

hexan………………………………………………...9

3.3. Sử dụng chất lỏng siêu tới

hạn……………………………………. 9

3.4. Phương pháp trích ly………………………………………………

10

3.4.1. Ý nghĩa của phương pháp……………………………………...

10

3.4.2. Cơ sở lý thuyết của phương

pháp……………………………… 10

3.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc và độ kiệt dầu khi trích ly… 11

3.4.3.1.Tốc độ phá vỡ cấu trúc tế bào nguyên liệu…………………. 11

1

3.4.3.2.Kích thước và hình dáng nguyên liệu………………………. 11

3.4.3.3.Nhiệt độ của dung môi……………………………………....11

3.4.3.4.Độ ẩm của nguyên liệu…………………………………….....11

3.4.3.5.Vận tốc chuyển động của dung môi trong lớp nguyên liệu… 11

3.4.4.Dung môi dùng để trích ly…………………………………….....12

3.4.5. Phương pháp Bligh và Dyer….……………………………….....12

Chương IV: Phân tích axid béo bằng sắc ký khí…………………………. 13

4.1.Cấu tạo máy sắc ký…………………………………………………14

4.2. Nguyên tắc sắc ký…………………………………………………..15

4.3.Các yếu tố ảnh hưởng khả năng tách………………………………..15

Kết luận……………………………………………………………………16

Tài liệu tham khảo……………………………………………………….....17

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển vượt bậc không ngừng của khoa học kỹ thuật,

không những các nước tiên tiến mà các nước đang phát triển cũng rất quan

tâm đến vấn đề ô nhiễm không khí và sự cạn kiệt nguồn nhiên liệu truyền

thống. Nguồn nhiên liệu hóa thạch đang cạn kiệt dần. Bên cạnh đó, đốt

nhiên liệu dầu mỏ còn sinh ra khí CO2 gây nên vấn đề môi trường. Ngày

nay, một số dạng năng lượng và nhiên liệu thay thế đã được sử dụng thực tế

tại một số nước. Việc tìm kiếm các loại nhiên liệu, năng lượng sạch không

những giải quyết được vần đề ô nhiễm không khí mà còn có thể chủ động

được các nguồn nhiên liệu, hạn chế sự phụ thuộc vào các biến động trên thế

giới. Do vậy, dùng nhiên liệu sinh học để thay thế nhiên liệu dầu mỏ là vấn

đề cấp thiết, góp phần đa dạng hóa và tạo ra nguồn năng lượng sạch trong

tương lai. Đây là vấn đề đòi hỏi nhân loại ra sức tìm hiểu nghiên cứu để đưa

ra giải pháp tốt nhất.

Theo dự báo của các chuyên gia trong lĩnh vực xăng dầu thì trong 10 đến

20năm nữa, có ít nhất khoảng 60 % xe hơi trên thế giới sẽ vận hành qua việc

sử dụngloại nhiên liệu sinh học thay cho xăng, dầu: các nguồn nhiên liệu

không thể tái tạo đang cạn kiệt.. Biodiesel có thể tạo ra từ các nguồn nguyên

2

liệu khác nhau bao gồm dầu thực vật, chất béo động vật và dầu mỡ thải bỏ

từ nhà hàng…

Những năm gần đây, các loai tảo đã thu hút sự chú ý ngày càng cao của

các nhà khoa học, công nghệ và thương mại do những ưu thế của cá thể này

so với thực vật bậc cao như: khả năng quang hợp cao, sản xuất lượng sinh

khối lớn và tăng trưởng nhanh hơn so với các loại cây trồng đã được dùng

trong công nghiệp sản xuất năng lượng sinh học trước đây. Mặt khác, vi tảo

có khả năng sử dụng khí CO2 trong quá trình trao đổi chất, như vậy có thể

góp phần làm giảm hiệu ứng nhà kính nuôi trồng đơn giản phù hợp với quy

mô sản xuất công nghiệp. Do có tiềm năng về sản xuất biodiesel nhằm thay

thế cho nhiên liệu truyền thống trong tương lai là rất lớn nhằm tạo ra nguồn

năng lượng xanh, sạch và thân thiện với môi trường.Tảo Chlorella vulgaris

là một trong những giống được quan tâm để tiến hành sản xuất biodiesel.Với

hy vọng tạo ra một hướng nghiên cứu mới khả thi về nguồn nhiên liệu xanh,

sạch trong tương lai.

Chương I: TỔNG QUAN

1.1.Ngoài nước:

Ý tưởng đầu tiên của việc dung vi tảo là nguồn nhiên liệu sinh học ra đời

đầu tiên ở Mỹ vào những năm 1950. Các nhà nghiên cứu khi đó đã phát hiện

khả năng sinh ra một số hợp chất dầu ở vi tảo và việc sử dụng nước thải là

môi trường sống và cung cấp dinh dưỡng cho tảo. Ý tưởng này thực sự có

chỗ đứng vào những năm đầu đầu của thập niên 70 khi cuộc khủng hoảng

dầu mỏ xảy ra, nó đã baó động cho toàn nhân loại về tình trạng cạn kiệt của

nguồn tài nguyên không thể tái tạo.

Sự thành công trong nghiên cứu nuôi cấy và chiết suất dầu từ tảo của

Mỹ đã thu hút nhiều sự quan tâm từ phía Liên minh Châu Âu.

Hiện nay, nuôi trồng và chiết xuất dầu từ vi tảo để sản xuất biodiesel đã

được tiến hành trên quy mô công nghiệp. New Zealand trở thành quốc gia

đầu tiên ứng dụng việc trồng tảo để sản xuất diesel sinh học trên quy mô

công nghiệp.

1.2.Trong nước:

Hiện nay, các nguồn tài nguyên thiên nhiên như than, dầu mỏ… đang

ngày càng cạn kiệt; diện tích đất nông nghiệp đang dần bị thu hẹp, an ninh

3

lương thực, thực phẩm luôn là mối quan tâm hàng đầu của Việt Nam và

nhiều nước trên thế giới.Các nguồn nhiên liệu chế biến diesel sinh học hay

còn gọi là biodiesel tại Việt Nam là rất phong phú.

Có nhiều dự án về sản xuất nhiên liệu sinh học ở Việt Nam sử dụng từ bã

mía, rơm rạ, trấu, vỏ cà phê, trái điều, vỏ điều. Việc nghiên cứu và sản xuất

nhiên liệu sinh học từ tảo mới chỉ dừng ở mức độ nghiên cứu.

Ở Việt Nam nguồn nguyên liệu tảo khá đa dạng và phong phú, chủ yếu

dùng làm thực phẩm.Tuy nhiên thông tin về sản xuất biodiesel từ tảo ở Việt

Nam chưa có nhiều. Do vậy, việc tiến hành thực hiện nghiên cứu bước đầu

trong phòng thí nghiệm: ly trích dầu từ tảo Chlorellavulgaris nhằm làm

nguyên liệu cho việc sản xuất biodiesel. Với hy vọng tạo ra một hướng

nghiên cứu mới khả thi về nguồn nhiên liệu xanh, sạch trong tương lai.

1.3.Giới thiệu chung về biodiesel:

Hiện nay, khi nói về biodiesel người ta thường nghĩ ngay đến các cây

như cải dầu, hướng dương, đậu nành…còn diesel sinh học từ tảo khá xa lạ

với nhiều người. Biodiesel từ vi tảo (tảo dầu), nhiên liệu sinh học thế hệ 3

nổi lên như một nguyên liệu có triển vọng nhất để sản xuất nhiên liệu sinh

học, là một sự thay thế hoàn hảo cho các nhiên liệu hóa thạch không tái tạo.

4

Biodiesel là hỗn hợp các ankyl monoester thu nhận được từ quá trình

chuyển vị ester dầu thực vật, mỡ động vật có khả năng thay thế cho diesel từ

dầu mỏ.

Biodiesel được sản xuất từ sinh khối dầu và trở thành nguồn năng lượng

đáng chú ý bởi các lý do sau:

Giảm lượng phát thải khí CO2, do đó giảm được lượng khí thải gây

ra hiệu ứng nhà kính, giảm ô nhiễm môi trường nước và đất.

Không có hoặc chứa rất ít các hợp chất của lưu huỳnh (<0,001% so

với đến 0,2% trong dầu Diesel).

Hàm lượng các hợp chất khác trong khói thải như: CO, SOX, HC

chưa cháy, bồ hóng giảm đi đáng kể nên có lợi rất lớn đến môi

trường và sức khoẻ con người.

Không chứa HC thơm nên không gây ung thư.

Có khả năng tự phân huỷ và không độc (phân huỷ nhanh hơn Diesel

4 lần, phân huỷ từ 85 ¸ 88% trong nước sau 28 ngày.

Giảm ô nhiễm môi trường nước và đất.

Giảm sự tiêu dung các sản phẩm dầu mỏ.

5

Chương II: Đặc điểm tảo Chlorella Vulgaris

2.1. Giới thiệu về tảo chlorella:

Tảo lục chlorella được một nhà sinh vật học người Hà Lan phát hiện vào

năm 1980. Chlorella là một loại rong đặc biệt còn được gọi tên khoa học là

pyrenoidosa, thuộc họ Oocystaceae, thường sống ở vùng nước ngọt và

có hàm lượng chloropyll cao nhất trong bất kỳ thực vật quang hợp nào được

biết đến trên trái đất.

Chlorella đã xuất hiện cách đây 2,5 tỷ năm. Chlorella nằm trong

nhóm sinh vật nhân thật sống ở nước ngọt dưới dạng một tế

bào riêng lẻ.Kích thước của rong chỉ bằng tế bào hồng cầu

người. Dưới những điều kiện sống tối ưu: nhiều ánh sáng,

nước trong và không khí sạch, Chlorella sinh sản với tốc độ

vô cùng lớn.

6

Tảo chlorella nhìn dưới kính hiển vi Tảo có sắc tố quang hợp nên có khả năng chuyển hóa năng lượng ánh

sáng mặt trời thành chất hữu cơ. Hấp thụ một lượng lớn CO2 là đặc tính quan

trọng nhất của tảo, do vậy việc dung vi tảo có thể giúp giảm hàm lượng lớn

CO2 có mặt trong khí quyển hiện nay. Vì vậy, người ta thường xây dựng các

trang trại tảo ở những nơi thải ra nguồn CO2 lớn, đặc biệt là các nhà máy

điện và các khu công nghiệp. Bằng

những hệ thống ống dẫn người ta thu

CO2 phát thải ra đưa vào cung cấp cho

tảo.

Với những tế bào bình thường, một

tế bào Chlorella sẽ phân chia thành 4

tế bào con trong thời gian chưa đến 24

giờ.Kích thước tảo từ 2-10 μm. Tuổi

thọ của mộtvòng đời tế bào Chlorella

phụ thuộc vào cường độ ánh sáng mặt trời, nhiệt độ vànguồn dinh dưỡng.

2.2. Thành phần hóa học:

Thành phần hóa học của tế bào Chlorella vulgaris tùy thuộc vào tốc độ

sử dụng môi trường dinh dưỡng trong quá trình phát triển.Tảo có thể phát

triển tốt trong điềukiện môi trường nước có hàm lượng nitrat và photphat

cao.Thành phần hóa học củacác loài tảo lục phụ thuộc nhiều vào sự có mặt

của nitơ trong môi trường. Khi lượngnitơ có trong môi trường thấp thì hàm

lượng protein của Chlorella vulgaris giảmxuống rõ rệt trong khi lượng

cacbohydrat và lipid lại tăng lên.

Thành phần Hàm Thành Hàm lượng

7

lượng phần

Protein tổng

số

40-60% Tro 10-34%

Gluxid 25-35% Vitamin

B1

18mg/g

Lipid 10-15% Vitamin

C

0.3-0.6mg/g

Sterol 0.1-

0.2%

Vitamin

K

6mg/g

Sterin 0.1-

0.5%

Vitamin

B6

2.3mg/100g

β- carotene 0.16% Vitamin

B2

3.5mg/100g

Xanthophyll 3.6-

6.6%

Vitamin

B12

7-9mg/100g

Chlorophyll

A

2.2% Niacin 25mg/100g

Chlorophyll

B

0.58% Acid

Nicotic

145mg/100g

Chlorella vulgaris được tìm thấy có khả năng kháng tế bào u bướu, giảm

huyết áp, tăng khả năngmiễn dịch ở người. Tảo được sử dụng chủ yếu để xử

lý môi trường (làm sạch khôngkhí và nước), mỹ phẩm, làm thức ăn cho thủy

sản, người và động vật trong đó khảnăng ứng dụng để sản xuất biodiesel

được đánh giá rất cao.

Chương III: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT DẦU

TỪ TẢO3.1.Phương pháp ép:

Tảo được sấy khô thì lipid được giữ lại, sau đó được lấy ra bằng phương

pháp nén.Khi ép, dưới tác dụng của ngoại lực, trong khối nguyên liệu xảy ra

sự liên kết bềmặt bên trong cũng như bên ngoài của các phần tử, gồm hai

quá trìnhchủ yếu:

- Quá trình xảy ra đối với phần lỏng: đây là quá trình làm dầu thoát ra khỏi

các khe vách giữa các bề mặt bên trong cũng như bên ngoài của tế bào. Khi

8

bắt đầu ép, do lực nén các phần tử nguyên liệu sát lại gần nhau, khi lực nén

tăng lên, các phần tử nguyên liệu bị biến dạng. Các khoảng trống chứa dầu

bị thu hẹp lại và đến khi lớp dầu có chiều dày nhất định, dầu bắt đầu thoát

ra. Tốc độ thoát dầu phụ thuộc vào độ nhớt của lớp dầu và phụ thuộc vào áp

lực ép, độ nhớt càng bé, áp lực càng lớn thì dầu thoát ra càng nhanh.

- Quá trình xảy ra đối với phần rắn: khi lực nén tăng lên, sự biến dạng xảy ra

càng mạnh cho đến khi các phần tử liên kết chặt chẽ với nhau thì sự biến

dạng không xảy ra nữa. Nếu như trong các khe vách không bị giữ lại một ít

dầu và áp lực còn có thể tiếp tục tăng lên thì từ các phần tử nguyên liệu

riêng biệt sẽ tạo thành một khối chắc dính liền nhau.Trên thực tế, áp lực ép

cũng chỉ đạt đến một giới hạn nhất định, có một lượng nhỏ dầu còn nằm lại

ở những chỗ tiếp giáp nhau, cho nên nguyên liệu khô dầu vẫn còn có tính

xốp.Đặc biệt khi ra khỏi máy ép, tính xốp của nguyên liệu khô dầu lại tăng

lên khi không còn tác dụng của lực nén nữa.

Thiết bị ép: hai vít quay ngược chiều và nằm trong xilanh đột lỗ. Hai vít

vừa làm nhiệm vụ vận chuyển trong xilanh vừa làm nhiệm vụ ép. Vít được

gắn chặt trên trục. Côn điều chỉnh sẽ chuyển dịch theo tang quay được gắn

trên trục. Mức độ vắt bã phụ thuộc vào kích thước khe hỡ giữa côn và

xilanh. Vít tải chuyển bã từ phễu chứa vào vít ép rồi vào khoang áp suất. Bã

sau khi ép được thải qua khe hỡ giữa côn và xilanh, chất lọc qua các lỗ trong

xilanh vào thùng chứa theo các đoạn ống.

1. Điều chỉnh bằng thủy lực 6,8. Vít 12. Động cơ

2. Giá đỡ 7. Trục 13. Bệ máy

9

3. Côn điều chỉnh 9. Phễu chứa 14, 15, 17. Các đoạn ống

4. Nắp 10. Vỏ thiết bị 16. Bộ phận thu gốp

5. Xilanh 11. Bộ truyền động 18. Đai

19. Tang quay 20. Tháo bã

Đảm bảo vắt bã từ 85-90% ở nhiệt độ 58-60% ở nhiệt 65-70%.

3.2.Phương pháp hòa tan bằng hexan:

Dầu trong tảo có thể tách ra bằng một số hợp chất hóa học như benzene

và một số chất khác, hexan cũng là một chất hiệu quả.Nó thường được sử

dụng kết hợp với phương pháp nén ép. Sau khi dầu tảo được lấy ra bằng

phương pháp nén ép được trộn với cyclo-hexan, dầu tảo tan trong cyclo-

hexan rồi lọc để lấy phần dung dịch, phần dịch bao gồm dầu tảo và cyclo-

hexan sẽ được tách riêng ra mỗi loại bằng phương pháp chưng cất.

Sự kết hợp hai phương pháp này có thể tách hơn 95% lượng dầu có

trong tảo, tuy nhiên đây là phương pháp không an toàn vì hexan là chất độc

có thể gây hiểm cho người, sinh vật, môi trường.

3.3. Sử dụng chất lỏng siêu tới hạn:

Xử lý CO2 dưới áp suất 700bar và nhiệt độ thích hợp, tại đó tính chất vật

lí của CO2 thay đổi. Dưới những điều kiện này, nó có khả năng hòa tan

giống chất lỏng và khả năng khuếch tán như chất khí. Nó có khả năng tách

các chất chọn lọc, nghĩa là có khả năng nhận biết và tách các chất cần thiết,

khả năng này thực hiện được nhờ sự điều chỉnh chính xác các thông sốnhiệt

độ, áp suất, lưu lượng khí CO2 đưa vào, thời gian tiến hành.

Người ta sử dụng CO2 để tách lipid ra khỏi tảo với độ tinh khiết cao và

thân thiện với môi trường.

Sau khi trích ly xong ở áp suất thường CO2 sẽ tự bốc hơi.Đây là ưu điểm

lớn nhất của phương pháp.

3.4.Chiết dầu bằng phương pháp trích ly:

3.4.1.Ý nghĩa của phương pháp:

Ngày nay, phương pháp trích ly đã được áp dụng rộng rãi vì nó mang lại

hiệu quả kinh tế cao hơn phương pháp ép và có khả năng tự động hóa cao.

Phương pháp trích ly có thể lấy được triệt để hàm lượng dầu có trong

10

nguyên liệu, hàm lượng dầu còn lại trong bả trích ly khoảng từ 1 ÷ 1,8 %, ít

hơn nhiều so với phương pháp thủ công (5 ÷ 6%). Trong thực tế sản xuất,

người ta thường kết hợp cả hai phương pháp: ép và trích ly. Ngoài ra,

phương pháp trích ly có thể khai thác được những loại dầu có hàm lượng bé

trong nguyên liệu và có thể khai thác dầu với năng suất lớn. Tuy nhiên, do

dung môi còn khá đắt tiền, các vùng nguyên liệu nằm rải rác không tập

trung nên phương pháp này chưa được ứng dụng rộng rãi trong nước ta.

3.4.2.Cơ sở lý thuyết của phương pháp trích ly:

Quá trình ly trích được dựa trên tính hòa tan tốt của dầu trong dung môi

hữu cơ không phân cực (xăng, n-hexan, dicloroetan…). Độ hòa tan vào nhau

của hai chất lỏng phụ thuộc vào hằng số điện môi, hai chất lỏng có hằng số

điện môi càng gần nhau thì khả năng hòa tan vào nhau càng lớn. Dầu có

hằng số điện môi từ 2-3 , các dung môi hữu cơ có hằng số điện môi khoảng

2-10, do đó có thể dùng các dung môi hữu cơ để ly trích dầu chứa trong

nguyên liệu.

Chuyển dần phân bố bên trong cũng như mặt ngoài các cấu trúc vật thể

rắn của nguyên liệu vào pha lỏng dung môi, là một quá trình chuyển khối

xảy ra trong lớp chuyển động, do sự chênh lệch nồng độ đầu trong nguyên

liệu và dòng chảy bên ngoài. Vì vậy, bản chất của quá trình ly trích là một

quá trình ngâm chiết hòa tan, làm chuyển dầu từ trong nguyên liệu vào dung

môi, thực hiện bằng khuếch tán phân tử và khuếch tán đối lưu, sau đó tiếp

tục thẩm thấu qua vách tế bào.

3.4.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc và độ kiệt dầu khi trích ly:

3.4.3.1.Tốc độ phá vỡ cấu trúc tế bào nguyên liệu: là yếu tố cơ bản thúc

đẩy quá trình lytrích nhanh chóng và hoàn toàn, tạo điều kiện cho nguyên

liệu tiếp xúc triệt để vớidung môi.

3.4.3.2.Kích thước và hình dáng nguyên liệu: ảnh hưởng nhiều đến vận

tốc chuyển động của dung môi qua lớp nguyên liệu, từ đó xúc tiến nhanh

hoặc làm chậm quá trình ly trích. Nếu nguyên liệu có kích thước và hình

dạng thích hợp, sẽ có được vận tốc chuyển động tốt nhất của dung môi vào

trong các khe vách cũng như các hệ mao quản của nguyên liệu.

11

3.4.3.3.Nhiệt độ của dung môi: bản chất của quá trình ly trích là quá trình

khuếch tán, vìvậy khi tăng nhiệt độ, quá trình khuếch tán sẽ được tăng

cường do độ nhớt của dầutrong nguyên liệu giảm làm tăng vận tốc chuyển

động của dầu vào dung môi. Tuynhiên, sự tăng nhiệt độ cũng phải có giới

hạn nhất định, nếu nhiệt độ quá cao sẽ gâytổn thất nhiều dung môi và gây

biến tính dầu. Khi đun dung môi đến nhiệt độ sôi sẽ tạora một lượng lớn các

bọt khí có khả năng phá vỡ thành tế bào chứa dầu và do đó, vậntốc khuếch

tán phân tử cũng tăng lên.

3.4.3.4.Độ ẩm của nguyên liệu: khi tăng lượng ẩm sẽ làm chậm quá trình

khuếch tán và làm tăng sự kết dính các hạt bột ly trích do ẩm trong nguyên

liệu sẽ tương tác vớiprotein và các chất ưa nước khác, ngăn cản sự thấm sâu

của dung môi vào bên trongnguyên liệu, làm chậm quá trình khuếch tán

phân tử và đối lưu.

3.4.3.5.Vận tốc chuyển động của dung môi trong lớp nguyên liệu:

Gây ảnh hưởng đến quátrình khuếch tán phân tử và đối lưu. Tăng vận tốc

chuyển động của dung môi sẽ làmtăng mức chênh lệch nồng độ của mixen

trong lớp nguyên liệu. Từ đó, rút ngắn đượcthời gian ly trích, tăng năng suất

thiết bị.

Tỉ lệ giữa dung môi và nguyên liệu ảnh hưởng đến vận tốc ly trích, lượng

nguyênliệu càng nhiều càng cần nhiều dung môi.Tuy nhiên, lượng dung môi

lại ảnh hưởngkhá lớn đến kích thước thiết bị.

3.4.4.Dung môi dùng để trích ly

Dung môi lý tưởng cho việc chiết tách dầu phải có khả năng hòa tan cao

với dầu,hòa tan thấp hay không hòa tan protein, amino acid, carbohydrate.

Dễ bay hơi, khôngcó cặn bẩn, điểm sôi thấp, không gây cháy, không độc ở

dạng lỏng cũng như dạng hơi.Dung môi dễ dàng khuếch tán sâu vào các

phần tử của nguyên liệu, không hút ẩm,không quá đắt tiền. Các dung môi

thông dụng thường dùng là n-hexan, eter dầu hỏa…

3.4.5.Phương pháp trích ly lipid phổ biến nhất là phương pháp Bligh và

Dyer:

12

Lipid được trích ly từ mẫu với dung môi chloroform: methanol theo tỉ lệ

2:1 (theo thể tích). Bã sinh khối được chiết tiếp với chloroform 2-3 lần để

thu tối đa lipid trong sinh khối tảo. Dịch chiết được trộn đều với nhau sau đó

phân thành 2 phần: phần ở đáy bao gồm chloroform, methanol, nước, và

lipid lọc qua giấy lọc và chuyển sang phễu chiết, bổ sung thêm dung dịch

NaCl 0.9% trộn đều và giữ yên ở nhiệt độ phòng qua đêm. Lớp hữu cơ phía

dưới chứa các thành phần lipid được thu nhận sau đó dung môi được loại bỏ

hoàn toàn qua bể ổn nhiệt ở 60oC và làm khô.Tiếp tục hòa tan sản phẩm thu

được trong n-hexan lọc qua giấy lọc để loại bỏ cặn và làm bay hơi hexan để

thu hồi lipid.

Chương IV: PHÂN TÍCH AXID BÉO BẰNG PHƯƠNG

PHÁP SẮC KÝ KHÍ

Từ khi ra đời đến nay, sắc ký vẫn luôn là phương pháp hữu hiệu nhất khi

cần xác định riêng rẽ các chất trong cùng một hỗn hợp. Trong khi đó các

axít béo hay đi cùng với nhau và việc xác định riêng biệt chúng là một việc

làm cần thiết. Việc áp dụng các phương pháp sắc ký xác định các axít béo

hiện nay là phương pháp phổ biến và có rất nhiều công trình nghiên cứu về

vấn đề nay.

Sắc ký khí được xem là phương pháp hữu hiệu nhất hiện nay dùng để

phân tích các axít béo trong các loại nền mẫu khác nhau. Tuy nhiên do sắc

13

ký khí chỉ áp dụng đối với những chất dễ bay hơi trong khi các axít béo có

trong tự nhiên đa số có nhiệt độ sôi cao nên chúng phải được dẫn xuất hóa.

Do đó một qui trình xác định axít béo bằng sắc ký khí thường bao gồm 2

giai đoạn chính là dẫn xuất hóa và xác định.

Sắc ký là phương pháp phân tích các cấu tử có trong hỗn hợp dựa vào khả

năng hấp phụ hay phân bố khác nhau của hai cấu tử giữa hai pha: pha động

và pha tĩnh.

-Pha động: chất khí hoặc ở dạng hơi.

-Pha tĩnh: là chất lỏng.

4.1.Cấu tạo máy sắc ký:

Pha động(bộ phận cung cấp khí mang): làm nhiệm vụ cung cấp khí cho hệ

thống.

Bộ phận tiêm mẫu: dùng để đưa mẫu cần phân tích vào cột sắc ký.

Cột sắc ký:là nơi xảy ra quá trình tách cấu tử trong hỗn hợp, người ta

thường dùng hai loại cột: cột nhồi và cột mao quản.

Bộ phận lò: có chức năng điều nhiệt cho các bộ phận của hệ thống sắc ký

như: bộ phận bơm mẫu, cột sắc ký, detector.

Máy ghi: là nơi nhận tín hiệu từ đầu dò, xử lý số liệu chuyển thành dạng

đồ thị.

4.1.2.Nguyên tắc của sắc ký

14

Trước khi phân tích sắc ký khí, việc làm đầu tiên là chuyển hóa các axít

béo thành các dẫn xuất dễ bay hơi như là metyl este hay các dẫn xuất

khác(vì metylester có nhiệt độ hóa hơi thấp hơn rất nhiều so với axid béo tự

do) Các lipid trong chất béo, dầu thực vật thường được este hóa để chuyển

glyxerol thành các ancol nhẹ hơn (metanol hay butanol . . . ) trong môi

trường axít (HCl, H2SO4 hay BF3)

Vd: xúc tác bằng axit

Triglyxerit và acid béo tự do được chuyển ester hóa với methanol trong

môi trường acid, sản phẩm metylester của acid béo được trích ly khỏi hỗn

hợp bằng hexan.

Cho vào bình 2 cổ H2SO4 đậm đặc. Lắp phễu trích ly có chứa HCl đậm

đặc vào một cổ của bình qua nút cao su, đầu kia của bình được dẫn vào

methanol. Từ từ nhỏ HCl vào H2SO4 đậm đặc sẽ giải phóng ra khí HCl được

hấp thu vào methanol. Dung dịch thu được có nồng độ khoảng 10%.

Cân lipid cho vào ống nghiệm sau đó cho vào CH2Cl2 và metanolic HCl

đậy nắp ống nghiệm, lắc thật kỹ để cho phản ứng xảy ra ở 50oC trong 3 giờ

sau đó cho nước cất vào ống nghiệm và trích ly metylester tạo thành bằng

hexan.

Acid béo sau khi được metylester hóa sẽ bơm trực tiếp vào máy sắc ký khí

và tiến hành chạy sắc ký.

Mẫu được bơm vào trong và theo dòng khí mang (khí mang thường là

N2) đưa đến cột sắc ký (pha tĩnh). Mẫu khi qua cột này sẽ được hấp phụ lên

trên pha tĩnh đó. Sau đó, các chất lần lượt tách khỏi cột theo dòng khí ra

ngoài được ghi nhận bởi đầu dò. Từ các tín hiệu nhận được máy tính sẽ xử

lý và biểu hiện kết quả bằng sắc ký đồ.Các chất được xác định nhờ giá trị

thời gian lưu trên sắc ký đồ.

4.1.3.Các yếu tố ảnh hưởng khả năng tách:

-Khả năng tương tác của chúng với pha tĩnh và pha động

Nếu cột sắc ký sử dụng là loại có tính phân cực, thì cấu tử nào càng phân

cực sẽ tương tác với pha tĩnh càng mạnh, cấu tử đó sẽ được giữ lại lâu hơn.

15

Ngược lại, nếu cột sắc ký sử dụng là loại không có tính phân cực, thì cấu tử

nào ít phân cực sẽ tương tác với pha tĩnh càng mạnh, cấu tử đó sẽ được giữ

lại lâu hơn

-Nhiệt độ

Do xây dựng chương trình từ thấp đến cao nên khả năng tách các cấu tử

trong hỗn hợpphụ thuộc vào nhiệt độ bay hơi của cấu tử. Cấu tử nào có nhiệt

độ bay hơi thấp hơn sẽ bay ra trước và theo pha động ra ngoài.

KẾT LUẬN

Vấn đề ô nhiễm môi trường và sự thiếu hụt ngồn năng lượng trên toàn cầ

đang là vấn đề thu hút rất nhiều sự quan tâm. Nguồn nhiên liệu hóa thạch sử

dụng ngày càng cạn kiệt chính vì vậy nhiệm vụ tìm ra một nguồn nhiên liệu

mới có khả năng tái sinh và thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch là nhiệm vụ

cấp bách và biodiesel là một giải pháp khả thi.

Chlorella Vulgaris là loại tảo cung cấp nguồn lipid tối ưu có nhiều tiềm

năng trong sản xuất nhiên liệu sinh học, có thể hoàn toàn thay thế diesel hóa

thạch trong tương lai. Vì vậy, phải có biện pháp tách chiết dầu trong tảo hiệu

16

quả để thu được tối đa lượng dầu để phục vụ cho những nhu cầu cần thiết

của con người không những thế còn giải quyết được các vấn đề môi trường.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1].PGS.TSKH. Lê Văn Hoàng. Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học

trong công nghiệp. NXBKH và KT.

[2].PTS.Nguyễn Đức Lượng. Công nghệ vi sinh vật. NXBĐHQG TP Hồ

Chí Minh.

[3].Bài giảng phân tích công cụ của Lê Thị Mùi- ĐH Sư Phạm Đà Nẵng

[4].Tạp chí sinh học 12-2011

[5].Đề tài cấp bộ 2008-12-06 của trường ĐH Nông Lâm TP Hồ Chí Minh.

17

[6].Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa Học lần thứ 8

Đại học Đà Nẵng 2012.

Các trang web:

http://tuaf.edu.vn/khoacnsh/bai-viet/nhien-lieu-sinh-hoc--hien-trang-

va-xu-the-phat-trien-4533.html

http://www.hoahocngaynay.com/vi/nghien-cuu-giang-day/bai-nghien- cuu/172-tong-quan-ve-nhien-lieu-sinh-hoc.html

http://timtailieu.vn/tai-lieu/tong-quan-ve-nhien-lieu-sinh-hoc-32749/ http://timtailieu.vn/tai-lieu/biodiesel-tu-tao-32143/

18