Trích dẫn bài viết: Vietnam J. Chem., 2020, 58(6E12), 96-101 Bài nghiên cứu
Nghiên cứu tổng hợp trực tiếp tổ hợp vật liệu chuyển pha gốc alkyl cacbonat, định hướng ứng dụng trong cách nhiệt xe
chuyên chở thực phẩm
Nguyễn Ngọc Tùng1,2*, Nguyễn Quang Trung1
1Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội 10000, Việt Nam
2Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội 10000, Việt Nam
Đến Tòa soạn 15-6-2020; Chấp nhận đăng 15-12-2020
Abstract
In this study, a robust process to directly synthesize the eutectic mixture of two phase change materials with similar chemical structure was developed. The effect of precusors ratio on the composition of reaction products was investigated utilizing modern analytical methods such as differential scanning calorimetry (DSC) and proton nuclear magnetic resonance (1H NMR) spectroscopy. The thermal insulation capability of synthesized eutectic mixture was then investigated in experimental model system simulating the cargo space of dilevery trucks under simulated solar radiation conditions. Experimental results for both the bare ceiling system and the drop ceiling system showed that the synthesized eutectic mixture of two phase change materials exhibited excellence thermal insulation properties comparing to convenient Styrofoam plate of the same thickness. The utilization of such eutectic mixture helped maintaining low temperature condition in the cargo space over long period of time, which would greatly reduce the effect of thermal stress on the quality of transported food stuff.
Keywords. Food stuff transportation, thermal insulation, phase change material, direct synthesize.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trước khi đến tay người tiêu dùng, một sản phẩm thực phẩm nhất thiết phải được vận chuyển từ nơi sản xuất hoặc chế biến tới nơi tiêu thụ. Nhiều sản phẩm thực phẩm tươi sống như hoa quả, thịt cá, rau củ,… cần thiết phải duy trì bảo quản trong điều kiện nhiệt độ thấp nhằm đảm bảo chất lượng tốt nhất, do vậy thường được vận chuyển bằng xe chuyên dụng với hệ thống thùng làm mát.[1] Tuy nhiên, đa phần thực phẩm khô và thực phẩm đóng hộp hiện nay đều chỉ được vận chuyển bằng xe tải thông thường với phần thùng xe bằng kim loại, và không trang bị giải pháp cách nhiệt phù hợp. Điều này có thể tạo thành nguy cơ ảnh hưởng tới chất lượng của thực phẩm cần chuyên chở.
Hiện nay, trên bao bì các sản phẩm thực phẩm khô và thực phẩm đóng hộp đều in khuyến cáo “Bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp” hoặc những thông điệp khác với ý nghĩa tương tự. Nói cách khác, nhóm thực phẩm này có thể được
bảo quản lâu dài tại điều kiện nhiệt độ phòng.
Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra ảnh hưởng tiêu cực của việc bảo quản tại điều kiện nhiệt độ cao lên chất lượng của thực phẩm. Tác giả Parkar và Rakesh (2014) đã thực hiện khảo sát ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ bảo quản lên sự thôi nhiễm kim loại từ vỏ đồ hộp, với kết quả cho thấy đối với một số trường hợp nhất định mức độ thôi nhiễm kim loại có thể tăng gấp 3 lần khi tăng nhiệt độ bảo quản từ 28 oC lên 38 oC.[2] Theo khuyến cáo từ chương trình Virginia Cooperative Extension của hai trường đại học Virginia Tech và Virginia State University thì điều kiện bảo quản tối ưu đối với nhóm thực phẩm khô và thực phẩm đóng hộp là dưới 85 ˚F, hay khoảng dưới 30 oC. Bảo quản thực phẩm tại điều kiện nhiệt độ vượt ngưỡng khuyến nghị có thể gây ảnh hưởng xấu đến thời gian bảo quản thực tế cũng như chất lượng của thực phẩm.[3]
Theo số liệu chính thức từ Bộ Tài nguyên và Môi trường (2010), nhiệt độ trung bình vào mùa hè tại nhiều vùng tại Việt Nam có thể đạt 30 oC.[4] Một
TCHH, 58(6E12), 2020 Nguyễn Ngọc Tùng và cộng sự khảo sát khác do nhóm nghiên cứu thực hiện trên mô
hình buồng thử nghiệm bằng vật liệu thép tương tự thùng xe tải thông thường cho thấy, vào những ngày trời nắng nóng thì nhiệt độ trong buồng kim loại kín có thể đạt tới ngưỡng gần 60 oC.[5] Điều này rất không có lợi cho vấn đề bảo quản thực phẩm, bao gồm cả những loại thực phẩm khô và thực phẩm đóng hộp.
Một giải pháp được đưa ra nhằm giải quyết vấn đề trên là ứng dụng vật liệu chuyển pha với tư cách vật liệu cách nhiệt. Đây là một nhóm vật liệu đặc biệt, sở hữu tính chất hấp thu và giải phóng lượng lớn năng lượng nhiệt trong khoảng nhiệt độ hẹp xác định khi chúng trải qua quá trình chuyển pha, do vậy có thể cung cấp tính năng ổn định nhiệt độ bị động tốt, phù hợp dùng làm vật liệu cách nhiệt.[6] Trước đó, nhóm nghiên cứu đã xây dựng và hoàn thiện quy trình tổng hợp nhóm vật liệu chuyển pha trên cơ sở hợp chất alkyl cacbonat thân thiện với môi trường, với kết quả được công bố trên một số tạp chí có uy tín.[5,7,8]
Trong khuôn khổ nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã thực hiện xây dựng một quy trình tổng hợp trực tiếp tổ hợp eutectic của hai loại alkyl cacbonat khác nhau. Phương pháp đánh giá định lượng thành phần sản phẩm tạo thành đã được xây dựng trên cơ sở hai kỹ thuật phân tích tiên tiến là phân tích nhiệt quét vi sai DSC và phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR. Tổ hợp vật liệu chuyển pha sau đó được áp dụng trên hệ mô hình khảo sát mô phỏng điều kiện thực tế, so sánh với khi sử dụng vật liệu cách nhiệt dạng xốp polystyren thông dụng.
Sự thành công của nghiên cứu này sẽ tạo tiền đề hoàn thiện quy trình tổng hợp một nhóm vật liệu cách nhiệt mới với hiệu quả sử dụng cao, góp phần cải thiện điều kiện bảo quản thực phẩm trong quá trình vận chuyển tại Việt Nam.
2. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM
2.1. Hóa chất
Các loại hóa chất dùng trong nghiên cứu đều là sản phẩm với độ tinh khiết trên 95 % và không phải tiến hành tinh chế thêm trước khi sử dụng. Nguyên liệu chính bao gồm tetradecan-1-ol, hexadecane-1-ol, dimetyl cacbonat, và dibutyl thiếc dilaurat (Shanghai Macklin Biochemical, Trung Quốc). Dung môi được sử dụng là axeton (Xilong, Trung Quốc).
2.2. Quy trình tổng hợp
Quy trình phản ứng cụ thể đã được miêu tả trong công bố trước đó của nhóm nghiên cứu.[5,7,8] Một cách tóm lược, phản ứng được tiến hành trong bình
cầu bốn cổ, trang bị sinh hàn làm mát bằng nước, nhiệt kế theo dõi nhiệt độ, phễu nhỏ giọt, và đường nạp khí N2 tạo môi trường trơ. Hệ thống được gia nhiệt gián tiếp thông qua bể ổn nhiệt sử dụng dầu silicon, và khuấy trộn bằng thiết bị khuấy từ.
Hỗn hợp nguyên liệu chính bao gồm tetradecan- 1-ol, hexadecane-1-ol, và dibutyl thiếc dilaurat với lượng thích hợp được đưa vào bình cầu, rồi được cho nóng chảy hoàn toàn tại nhiệt độ 80-85 oC dưới điều kiện môi trường N2 trơ. Tiếp theo, một lượng thích hợp dimetyl cacbonat được nhỏ giọt chậm vào hệ phản ứng trong khoảng 30 phút dưới điều kiện khuấy trộn đều. Nhiệt độ hệ phản ứng sau đó được nâng lên 130 oC, và duy trì cho đến khi phản ứng kết thúc.
Sau khi phản ứng hoàn thành, hỗn hợp phản ứng được trộn hợp với một lượng thích hợp dung môi axeton ấm, rồi được cất quay chân không tại điều kiện 60 oC và 200 mbar nhằm loại bỏ hoàn toàn các thành phần dễ bay hơi. Tiếp theo, sản phẩm được tinh chế bằng phương pháp kết tinh lại trong dung môi axeton ấm.
2.3. Các phương pháp phân tích
NMR. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H của mẫu được xác định trên hệ thiết bị cộng hưởng từ hạt nhân Bruker Advance 500 đặt tại Trung tâm các phương pháp phổ ứng dụng, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
DSC. Các tính chất nhiệt của mẫu như nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ đông đặc, và ẩn nhiệt chuyển pha được xác định trên hệ thiết bị phân tích nhiệt quét vi sai NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix đặt tại Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
2.4. Mô hình thử nghiệm
Mô hình thử nghiệm được sử dụng là một hệ buồng kín có kích thước 400400400 mm với kết cấu khung bằng ống PVC, sáu mặt được bọc kín bằng tôn lá mỏng. Bên trong buồng mô hình có trang bị thêm giá đỡ nằm dưới phần mái 50 mm nhằm mục đích gắn thêm trần giả (nếu cần thiết). Mục đích của thử nghiệm là theo dõi sự thay đổi của nhiệt độ bên trong buồng thí nghiệm khi chịu tác động của bức xạ nhiệt từ bên ngoài theo phương thẳng đứng, mô phỏng điều kiện bức xạ Mặt Trời.
Nhiệt độ bên trong buồng mô hình được theo dõi bằng hệ thống năm thiết bị ghi nhiệt tự động Elitech RC-5, thời gian giãn cách giữa mỗi lần ghi nhiệt là 10 giây. Điều kiện bức xạ Mặt Trời được mô phỏng bằng hệ thống đèn nhiệt công suất 1.200 W được đặt phía trên cách phần mái buồng mô hình 150 mm.
TCHH, 58(6E12), 2020 Nghiên cứu tổng hợp trực tiếp…
Nghiên cứu được thực hiện bao gồm hai nghiệm thức có trần giả và không có trần giả. Mỗi nghiệm thức bao gồm ba đối tượng nghiên cứu là là buồng mô hình trống (Buồng trống), buồng mô hình sử dụng vật liệu chuyển pha (Buồng PCM), và buồng mô hình sử dụng xốp polystyren (Buồng PS). Các khối vật liệu chuyển pha và tấm xốp polystyren đều có chiều dày khoảng 10 mm. Các thử nghiệm đều được thực hiện bên trong phòng thí nghiệm kín gió nhằm đảm bảo điều kiện đồng nhất giữa các nghiệm thức.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xây dựng phương pháp định lượng
Như đã đề cập trong một nghiên cứu đã được công bố,[6,8] với điều kiện đã biết trước các thành phần chính của mẫu vật liệu, hoàn toàn có thể vận dụng phương pháp phân tích 1H-NMR như một phương pháp phân tích định lượng với tính chính xác tương đối cao. Ngoài ra, việc vận dụng kết hợp giữa biểu đồ pha và kết quả phân tích DSC cũng là một phương pháp định lượng đáng tin cậy trong vấn đề phân tích mẫu hỗn hợp với thành phần xác định.
Hình 1: Kết quả phân tích 1H NMR của một mẫu
vật liệu chuyển pha chưa qua tinh chế Ví dụ về một mẫu vật liệu chuyển pha mới tổng hợp và chưa qua tinh chế được thể hiện trên hình 1.
Trong đó, nhóm pic xung quanh điểm 3,635 ppm đặc trưng cho sự tồn tại của ancol béo chưa phản ứng hết, và nhóm pic xung quanh điểm 3,770 ppm
đặc trưng cho sự tồn tại của sản phẩm phụ alkyl metyl cacbonat. Khi trên phổ 1H NMR của mẫu vật liệu không tồn tại hai nhóm pic này, có thể khẳng định mẫu vật liệu là tương đối tinh khiết, với thành phần tạp chất không đáng kể.
Đặc biệt, cường độ nhóm pic xung quanh khoảng 1,259-1372 ppm tồn tại mối quan hệ tuyến tính với số lượng nguyên tử cacbon trung bình trên gốc alkyl béo của phân tử alkyl cacbonat. Do vậy, với hỗn hợp vật liệu liệu chỉ chứa hai loại alkyl cacbonat với độ dài nhóm alkyl khác nhau, cường độ nhóm pic này có thể được sử dụng như một công cụ giúp tính toán được tỷ lệ thành phần mol của hai loại alkyl cacbonat đó. Tỷ lệ thành phần mol của di-1- tetradecyl cacbonat (%mC14) và di-1-hexadecyl cacbonat (%mC16) trong hỗn hợp có thể được tính toán dựa trên giá trị cường độ δ của nhóm pic xung quanh khoảng 1,259-1372 ppm (sau khi đã điều chỉnh để giá trị cường độ nhóm pic xung quanh khoảng 4,115 ppm đạt 1,00) theo Công thức 1 và Công thức 2. Độ tin cậy của phương pháp được kiểm chứng đạt trên 95 %.
2 δ
%mC14130 (%) (1) 14
mC
% 100 16 mC
% (%) (2) Bên cạnh đó, mối quan hệ giữa điểm chuyển pha của hỗn hợp với thành phần khối lượng của di-1- tetradecyl cacbonat (%wC14) và di-1-hexadecyl cacbonat (%wC16) cũng được khảo sát và thể hiện trên hình 2. Khi được vận dụng kết hợp với kết quả phân tích DSC của một mẫu vật liệu chưa biết thành phần, biểu đồ này có thể đóng vai trò công cụ hỗ trợ giúp xác minh lại kết quả đã thu được từ phân tích NMR 1H định lượng.
Dựa vào số liệu trình bày trên hình 2, có thể thấy thành phần eutectic của hỗn hợp hai cấu tử di-1- tetradecyl cacbonat và di-1-hexadecyl cacbonat theo khối lượng là 76:24.
3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ các chất phản ứng ban đầu lên thành phần sản phẩm tạo thành
Ảnh hưởng của tỷ lệ các chất phản ứng ban đầu được khảo sát thông quan hai yếu tố cụ thể, là tỷ lệ số mol giữa hai loại ancol béo đưa vào, và tỷ lệ số mol giữa dimetyl cacbonat và tổng ancol béo đưa vào. Các thông số được sử dụng để đánh giá bao gồm: thời gian phản ứng tối ưu, hiệu suất chuyển hóa tại điểm phản ứng tối ưu, và tỷ lệ hai loại alkyl cacbonat béo trong mẫu vật liệu thu được sau khi tinh chế.
Thời gian phản ứng tối ưu được định nghĩa là
TCHH, 58(6E12), 2020 Nguyễn Ngọc Tùng và cộng sự ngưỡng thời gian mà tại đó tổng khối lượng sản
phẩm thu được sau tinh chế là lớn nhất, mà không xét đến tỷ lệ từng thành phần cụ thể trong sản phẩm.
Trong các nghiệm thức, khối lượng sản phẩm tạo thành được quy đổi về tỷ lệ % so với khối lượng sản phẩm tạo thành khi sử dụng 100 % tetradecan-1-ol (hiệu suất chuyển hóa thực 70 %). Kết quả khảo sát cụ thể được thể hiện trong hình 3 và 4.
Hình 2: Sự biến đổi về nhiệt độ chuyển pha của hỗn hợp với hàm lượng di-1-tetradecyl cacbonat (%wC14) và di-1-hexadecyl cacbonat (%wC16)
khác nhau
Hình 3: Ảnh hưởng của tỷ lệ mol ancol béo đưa vào
lên hiệu suất chuyển hóa và thời gian phản ứng tối ưu
Hình 3 mô tả kết quả một nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol ancol béo đưa vào lên hiệu suất chuyển hóa và thời gian phản ứng tối ưu. Trong nghiệm thức này, số mol dimetyl cacbonat và tổng số mol ancol béo được cố định theo tỷ lệ 5:4, còn số mol từng loại ancol béo được điều chỉnh thay đổi theo tỷ lệ nhất định.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi thực hiện phản ứng giữa dimetyl cacbonat và hai loại ancol béo một cách song song, thì hiệu suất chuyển hóa thành alkyl cacbonat béo chung của toàn hệ phản ứng sẽ giảm xuống, trong khi thời gian phản ứng tăng lên. Điều này có thể giải thích là do khi sử dụng song song hai loại ancol béo với tổng số mol không đổi, thì hàm
lượng của từng loại ancol béo trong hỗn hợp phản ứng sẽ giảm xuống, gây ảnh hưởng bất lợi tới phản ứng tạo alkyl cacbonat béo.
Đáng chú ý, khi tỷ lệ mol của hexadecan-1-ol đưa vào thấp, thì hiệu suất chuyển hóa của loại ancol béo này cũng rất thấp, trong khi thời gian phản ứng tối ưu lại gần như không đổi. Điều này có thể giải thích là do trong khu vực này, phản ứng chuyển este của tetradecan-1-ol đóng vai trò chủ đạo, còn phản ứng chuyển este của hexadecane-1-ol diễn ra với tốc độ rất chậm. Thời giản phản ứng tối ưu là điểm mà tại đó, tốc độ chuyển hóa từ di-1-tetradecyl cacbonat thành sản phẩm phụ metyl tetradecyl cacbonat cao hơn so với tổng tốc độ tạo thành của các alkyl cacbonat béo.
Khi tỷ lệ mol của hexadecan-1-ol đưa vào tăng lên, hiệu suất chuyển hóa chung thành alkyl cacbonat béo dần ổn định, do tốc độ chuyển hóa của hexadecan-1-ol và tetradecan-1-ol dần trở nên tương đương. Tuy nhiên, điều này cũng dẫn đến việc nồng độ của hai loại ancol béo trong hỗn hợp phản ứng đều là tương đối thấp so với điều kiện tối ưu, dẫn đến thời gian phản ứng tối ưu tăng cao. Tại tỷ lệ số mol tetradecan-1-ol và hexadecan-1-ol đưa vào là 7:3, hiệu suất chuyển hóa chung đạt 62 % với thời gian phản ứng tối ưu 300 phút, tỷ lệ về mặt khối lượng của sản phẩm tạo thành di-1-tetradecyl cacbonat đạt 74,44 %.
Hình 4: Ảnh hưởng của tỷ lệ mol dimetyl cacbonat:
tổng ancol béo đưa vào lên hiệu suất chuyển hóa và thời gian phản ứng tối ưu
Hình 4 mô tả kết quả một nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol dimetyl cacbonat:tổng ancol béo đưa vào lên hiệu suất chuyển hóa và thời gian phản ứng tối ưu. Trong nghiệm thức này, số mol tetradecan-1-ol và hexadecan-1-ol đưa vào cố định theo tỷ lệ 7:3, còn số mol dimetyl cacbonat được điều chỉnh theo tỷ lệ nhất định so với tổng số mol ancol béo.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi giảm lượng dimetyl cacbonat đưa vào ban đầu thì phản ứng xảy
TCHH, 58(6E12), 2020 Nghiên cứu tổng hợp trực tiếp…
ra nhanh hơn, với hiệu suất cao hơn. Điều này có thể giải thích là do khi giảm lượng dimetyl cacbonat đưa vào thì nồng độ từng loại ancol béo trong hỗn hợp sẽ tăng lên tương ứng, tỷ lệ số mol giữa các chất phản ứng gần hơn với tỷ lệ số mol tối ưu. Nhận xét ngược lại có thể đưa ra khi tăng lượng dimetyl cacbonat đưa vào.
Tuy nhiên, khi tăng lượng dimetyl cacbonat đưa vào, hiệu suất chuyển hóa của hexadecan-1-ol tăng cao hơn so với hiệu suất chuyển hóa của tetraadecan-1-ol, đây là một điều không mong muốn.
Ngược lại, tại tỷ lệ số mol dimetyl cacbonat : tổng ancol béo đưa vào là 1,3:1,0 thì tỷ lệ về mặt khối lượng của sản phẩm tạo thành di-1-tetradecyl cacbonat tăng lên 76,12 %, rất gần với giá trị kỳ vọng. Khi đó, hiệu suất chuyển hóa chung đạt giảm xuống còn 59 % với thời gian phản ứng tối ưu 315 phút.
3.3. Khảo sát hiệu quả cách nhiệt
Kết quả khảo sát hiệu quả cách nhiệt của vật liệu chuyển pha trong hai nghiệm thức không có trần giả và có trần giả được trình bày lần lượt trong hình 5 và 6.
Hình 5: So sánh hiệu quả cách nhiệt của các vật liệu trong buồng mô hình không có trần giả Kết quả khảo sát trên hình 5 cho thấy, cả xốp polystyren và vật liệu chuyển pha đều cho hiệu quả cách nhiệt đáng kể. Trong nghiệm thức buồng mô hình không có trần giả, nhiệt độ bên trong Buồng trống tăng khá nhanh, và đạt đến 47 oC sau 300 phút chiếu sáng liên tục. Qua mốc thời gian này, quá trình truyền nhiệt từ bên ngoài vào qua phần mái cân bằng với quá trình truyền nhiệt ra bên ngoài qua bốn mặt tường bên, nên nhiệt độ tăng chậm dần.
Quá trình tăng nhiệt tương tự cũng diễn ra trong Buồng PS, tuy nhiên do hiệu quả cách nhiệt của xốp polystyren nên sau khoảng 200 phút chiếu sáng liên tục thì nhiệt độ chỉ tăng đến 42 oC, rồi không tiếp tục biến đổi đáng kể. Ngược lại, việc sử dụng vật liệu
chuyển pha đã giúp nhiệt độ trong Buồng PCM duy trì tại ngưỡng dưới 32 oC cho tới mốc 160 phút. Sau khi toàn bộ vật liệu chuyển pha đã hóa lỏng, nhiệt độ trong Buồng PCM mới bắt đầu tăng nhanh, và đạt khoảng 45 oC. Sự khác biệt trên có thể giải thích là do xung quanh khoảng 30 oC vật liệu chuyển pha hấp thụ rất nhiều nhiệt lượng nên sở hữu khả năng ổn định nhiệt độ tốt hơn, tuy nhiên sau khi đã hoàn toàn hóa lỏng thì tính chất cách nhiệt của vật liệu chuyển pha lại thấp hơn so với xốp polystyren.
Hình 6: So sánh hiệu quả cách nhiệt của các vật liệu trong buồng mô hình có trần giả
Nhận xét tương tự cũng có thể được đưa ra đối với nghiệm thức có sử dụng trần giả, như thể hiện trong hình 6. Tuy nhiên, điểm đáng lưu ý là việc sử dụng trần giả đơn thuần đã cho hiệu quả cách nhiệt vượt trội so với việc sử dụng bất kỳ vật liệu cách nhiệt nào, do không khí có tính cách nhiệt tốt hơn các vật liệu thể rắn và thể lỏng thông thường. Sau 400 phút chiếu sáng liên tục, nhiệt độ trong Buồng trống chỉ tăng đến gần 36 oC.
Bên cạnh đó, vật liệu chuyển pha vẫn thể hiện hiệu quả kiểm soát nhiệt độ vượt trội, khi giúp kéo dài thời gian nhiệt độ trong buồng mô hình dưới 32
oC nhiều hơn tới gần 100 phút so với khi sử dụng xốp polystyren. Nhiệt độ sau 400 phút chiếu sáng liên tục trong Buồng PCM và Buồng PS lần lượt là 33 oC và 32,5 oC.
4. KẾT LUẬN
Đã xác nhận được khả năng tổng hợp trực tiếp tổ hợp eutectic của hai loại chất chuyển pha gốc alkyl cacbonat từ nguyên liệu ban đầu là hỗn hợp hai ancol béo tương ứng và dimetyl cacbonat. Tỷ lệ sản phẩm tạo thành sau tinh chế có thể được điều chỉnh thông qua thay đổi tỷ lệ các chất phản ứng đưa vào.
Một đơn phối tỷ lệ tiêu biểu tính theo %mol bao gồm 56 % dimetyl cacbonat, 30 % tetradecan-1-ol, và 14 % hexadecane-1-ol.
Ưu điểm của phương pháp được xác định là tinh giản được quy trình tổng hợp, nhưng nhược điểm là
TCHH, 58(6E12), 2020 Nguyễn Ngọc Tùng và cộng sự làm giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm và thời gian
phản ứng cần thiết. Tùy thuộc vào phương diện cần cân nhắc, có thể sử dụng phương pháp mới này thay thế cho phương pháp cũ đã công bố.[7,8]
Vật liệu chuyển pha với vai trò lớp cách nhiệt cho hiệu quả ổn định nhiệt độ vượt trội so với vật liệu xốp polystyren, giúp nhiệt độ bên trong buồng thử nghiệm duy trì tại ngưỡng dưới 32 oC trong thời gian dài. Ứng dụng trong buồng xe tải vận chuyển thực phẩm, vật liệu chuyển pha có thể giúp đảm bảo chất lượng thực phẩm không bị suy giảm do tác động của điều kiện nhiệt độ cao.
Lời cảm ơn. Các tác giả trân trọng cảm ơn sự tài trợ của Quỹ phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia NAFOSTED để thực hiện đề tài mã số: 104.06- 2019.307.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. J.G.A.J. van der Vorst, S. O. Tromp, D. J. van der Zee.
Simulation modelling for food supply chain redesign;
integrated decision making on product quality, sustainability and logistics, Int. J. Prod. Res., 2009,
47(23), 6611.
2. J. Parkar, M. Rakesh. Leaching of elements from packaging material into canned foods marketed in India, Food Control, 2014, 40, 177.
3. R. Boyer, J. McKinney. Food storage guidelines for consumers (Publication 348-960), Virginia Cooperative Extension, 2018.
4. Nguyen Khac Hieu et al. Vietnam’s Second National Communication to the United Nations Framework Convention on Climate Change, Vietnam Ministry of Natural Resources and Environment, 2010.
5. Nguyen Ngoc Tung et al. Summary report of the VAST project CT0000.01/18-19, 2019. (Vietnamese) 6. A. S. Fleischer. Thermal energy storage using phase
change materials: Fundamentals and applications, Springer, 2015.
7. Nguyen Ngoc Tung et al. Investigate the effect of reaction parameters on the synthesize of dioctadecyl carbonate, and the potential of dioctadecyl carbonate as phase change material, Vietnam J. Chem., 2019, 56(6e1), 30 (in Vietnamese).
8. Nguyen Ngoc Tung et al. Symmetrical fatty dialkyl carbonates as potential green phase change materials:
Synthesis and characterisation, Russ. J. Gen. Chem., 2019, 89(7), 1513.
Liên hệ: Nguyễn Ngọc Tùng
Trung tâm nghiên cứu và chuyển giao công nghệ Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Số 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội 10000, Việt Nam E-mail: [email protected]
Điện thoại: +84- 979947399.
