Mô Phỏng Quá Trình Chưng Chân Không Tách Tinh Dầu Thông & Ứng Dụng

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về tinh dầu thông

1.2. Tinh dầu thông (Turpentine oil)

1.3. Thành phần tinh dầu thông

1.4. Tính chất cơ bản của các thành phần có trong tinh dầu thông

1.5. Tình hình nghiên cứu phân tách tinh dầu thông trên thế giới

1.6. Mô hình của tháp chưng luyện gián đoạn

1.7. Mô phỏng quá trình chưng luyện gián đoạn

1.8. Tháp chưng chân không loại đệm dùng để phân tách tinh dầu

1.9. Tình hình nghiên cứu phân tách tinh dầu thông ở Việt Nam

1.10. Tình hình nghiên cứu phân tách α-pinene

1.11. Mô hình và mô phỏng tháp chưng luyện gián đoạn

1.12. Kết luận chương I

2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Phương pháp mô hình hóa và mô phỏng

2.2. Phương pháp xác định mô hình cân bằng pha

2.3. Mô phỏng quá trình chưng luyện gián đoạn

2.4. Phương pháp thực nghiệm

2.4.1. Hệ thống thiết bị phân tách tinh dầu thông quy mô bán công nghiệp

2.4.2. Cách tiến hành thí nghiệm

2.5. Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm

2.5.1. Đánh giá chất lượng sản phẩm tinh dầu dựa vào các chỉ số hóa lý

2.5.2. Xác định hàm lượng nước bằng phương pháp Karl Fischer

2.5.3. Đánh giá chất lượng sản phẩm tinh dầu bằng sắc kí khí

2.5.4. Đánh giá chất lượng sản phẩm tinh dầu bằng sắc kí khí khối phổ (GS-MS)

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Đặc trưng nguyên liệu

3.2. Nghiên cứu và lựa chọn mô hình cân bằng pha cho hệ tinh dầu thông

3.3. Phân chia nhóm cấu trúc cho các cấu tử trong hệ tinh dầu thông

3.4. Dự đoán cân bằng lỏng hơi của hệ ba cấu tử

3.5. Thí nghiệm kiểm chứng mô hình cân bằng pha

3.6. Xây dựng hệ ba cấu tử tinh dầu thông

3.7. Mô phỏng và tối ưu giai đoạn khởi động

3.8. Đệm cấu trúc được chọn

3.9. Xác định HETP của đệm cấu trúc

3.10. Khảo sát sự thay đổi nồng độ của các cấu tử theo chiều cao tháp chưng

3.11. Mô phỏng giai đoạn khởi động và kiểm chứng mô hình

3.12. Tối ưu thời gian của giai đoạn khởi động

3.13. Nghiên cứu thủy động lực học và năng lượng cấp cho hệ thống chưng tinh dầu

3.13.1. Mô phỏng ảnh hưởng gia nhiệt đáy

3.13.2. Trở lực của đệm tại điểm sặc

3.13.3. Trở lực của lớp đệm khi tháp làm việc

3.13.4. Tối ưu hóa khoảng làm việc của tháp chưng chân không loại đệm

3.13.5. Thí nghiệm kiểm chứng năng lượng cấp cho đáy tháp

3.14. Tổng hợp số liệu cơ bản dùng để mô phỏng quá trình chưng

3.15. Nghiên cứu và xác định chỉ số hồi lưu cho quá trình chưng

3.16. Mô phỏng ảnh hưởng chỉ số hồi lưu đến nồng độ các cấu tử trong tháp chưng cất chân không gián đoạn loại đệm cho hỗn hợp tinh dầu thông

3.17. Thực nghiệm thay đổi chỉ số hồi lưu với tháp chưng cất tinh dầu thông

3.18. Nghiên cứu và tối ưu hóa chế độ tách cho từng phân đoạn tinh dầu thông

3.19. Đề xuất phương án vận hành tháp

3.20. Vận hành tháp bán công nghiệp

3.21. Các giai đoạn trong quá trình chưng phân đoạn tinh dầu thông đạt giá trị thương phẩm

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN

TUYỂN TẬP CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Quá trình chưng chân không

Quá trình chưng chân không là phương pháp hiệu quả để tách các thành phần từ hỗn hợp phức tạp như tinh dầu thông. Quá trình này diễn ra trong môi trường áp suất thấp, giúp giảm nhiệt độ sôi của các cấu tử, từ đó bảo toàn các tính chất hóa học của tinh dầu thiên nhiên. Công nghệ chưng chân không được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất và dược phẩm, đặc biệt là trong việc chiết xuất và tinh chế các hợp chất tự nhiên.

1.1. Nguyên lý chưng chân không

Chưng chân không dựa trên nguyên lý giảm áp suất để hạ nhiệt độ sôi của các cấu tử trong hỗn hợp. Điều này giúp tránh phân hủy nhiệt các thành phần nhạy cảm trong tinh dầu thông. Quá trình này thường được thực hiện trong các thiết bị chuyên dụng như tháp chưng đệm, nơi các cấu tử được tách riêng dựa trên điểm sôi khác nhau.

1.2. Ứng dụng trong tách tinh dầu

Tách tinh dầu bằng chưng chân không cho phép thu được các phân đoạn tinh khiết như α-pinene và β-pinene từ tinh dầu thông thô. Phương pháp này đặc biệt hữu ích trong việc sản xuất các sản phẩm có giá trị cao như dược phẩm và hương liệu.

II. Tinh dầu thông và quy trình chiết xuất

Tinh dầu thông là một hỗn hợp phức tạp gồm nhiều cấu tử như α-pinene, β-pinene, và limonene. Quy trình chiết xuất tinh dầu thông bao gồm các bước như thu thập nguyên liệu, chưng cất, và tinh chế. Công nghệ chưng chân không đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao độ tinh khiết của các thành phần này.

2.1. Thành phần hóa học

Tinh dầu thông chứa các hợp chất chính như α-pinene, β-pinene, và limonene, có tính chất hóa học và vật lý đặc trưng. Các thành phần này quyết định giá trị ứng dụng của tinh dầu trong các ngành công nghiệp khác nhau.

2.2. Quy trình chiết xuất

Quy trình chiết xuất tinh dầu thông bao gồm các bước như chưng cất hơi nước, tách phân đoạn bằng chưng chân không, và tinh chế. Quá trình này đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ các thông số như nhiệt độ, áp suất, và thời gian để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

III. Ứng dụng của tinh dầu thông

Ứng dụng tinh dầu thông rất đa dạng, từ dược phẩm, hương liệu đến công nghiệp hóa chất. Tinh dầu thực vật như tinh dầu thông được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm tự nhiên, thay thế các hóa chất tổng hợp. Công dụng tinh dầu thông bao gồm kháng khuẩn, chống viêm, và làm hương liệu trong mỹ phẩm.

3.1. Trong dược phẩm

Tinh dầu thông được sử dụng trong các sản phẩm dược phẩm nhờ tính kháng khuẩn và chống viêm. Các thành phần như α-pinene và β-pinene có tác dụng điều trị các bệnh về hô hấp và da liễu.

3.2. Trong công nghiệp hương liệu

Tinh dầu thông là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất hương liệu tự nhiên. Các phân đoạn tinh khiết như α-pinene được sử dụng để tạo ra các mùi hương đặc trưng trong nến, xà phòng, và nước hoa.

Luận Án Tiến Sĩ Kỹ Thuật Hóa Học: Mô Phỏng Chưng Chân Không Tách Tinh Dầu Thông