Nghiên cứu tính chất ức chế ăn mòn kim loại của dịch chiết và tinh dầu vỏ bưởi ở quảng nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

NGUYỄN THỊ NGỌC LINH

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT
ỨC CHẾ ĂN MỊN KIM LOẠI CỦA DỊCH CHIẾT
VÀ TINH DẦU VỎ BƯỞI Ở QUẢNG NAM
Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số: 60 44 27

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. LÊ TỰ HẢI

Đà Nẵng - Năm 2012


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
cơng bố trong bất kì cơng trình nào khác.
Người cam đoan

Nguyễn Thị Ngọc Linh


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
Chương 1- TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ........................................................... 4
1.1. Tổng quan về cây bưởi .................................................................................. 4
1.1.1. Nguồn gốc cây bưởi .................................................................................. 4
1.1.2. Đặc điểm thực vật của quả bưởi ................................................................ 6
1.1.3. Thành phần hóa học của quả bưởi ........................................................... .7
1.1.4. Lợi ích của bưởi ........................................................................................ 8
1.1.5. Vài nét chung về tinh dầu vỏ bưởi .......................................................... 10
..................................................................................................................................
.............................................................................................................................. 10
1.1.6. Thành phần hóa học trong tinh dầu vỏ bưởi ........................................... 12
1.2. Đại cương về ăn mòn và bảo vệ kim loại................................................... 13
1.2.1. Định nghĩa và phân loại các q trình ăn mịn kim loại ......................... 13
1.2.2. Cơ sở nhiệt động học của ăn mịn điện hóa học ..................................... 14
1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới sự ăn mịn điện hóa ........................................ 17
1.2.4. Cơ chế ăn mịn thép, đồng trong nước sông và nước biển ...................... 21
1.3. Các phương pháp tách chiết hợp chất hữu cơ.......................................... 27
1.3.1. Phương pháp chưng cất ........................................................................... 27
1.3.2. Phương pháp chiết ................................................................................... 30
1.4. Phương pháp xác định thành phần hợp chất trong tinh dầu và dịch
chiết ...................................................................................................................... 30
Chương 2- NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 34
2.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách tinh dầu từ
vỏ quả bưởi ......................................................................................................... 34
2.1.1. Nguyên liệu ............................................................................................ 34
2.1.2. Hóa chất.................................................................................................. 34
2.1.3. Dụng cụ và thiết bị chính ...................................................................... 34
2.1.4. Quy trình tách chiết tinh dầu từ vỏ bưởi ................................................ 35

2.1.5. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách tinh dầu .... 37
2.2. Xác định một số chỉ số hóa lý ..................................................................... 37
2.2.1. Độ ẩm vỏ bưởi tươi ................................................................................ 37
2.2.2. Hàm lượng tro trong vỏ bưởi tươi .......................................................... 38
2.2.3. Hàm lượng kim loại có trong vỏ bưởi .................................................... 39
2.3. Xác định các chỉ số hóa học ........................................................................ 39
2.3.1. Chỉ số axit............................................................................................... 39
2.3.2. Chỉ số este .............................................................................................. 39


2.3.3. Chỉ số xà phịng hóa ............................................................................... 40
2.3.4. Tỉ trọng của tinh dầu vỏ bưởi ................................................................. 40
2.4. Nghiên cứu tính chất ức chế ăn mòn kim loại của tinh dầu và dịch chiết
vỏ quả bưởi ......................................................................................................... 41
2.4.1. Phương pháp hao tổn khối lượng ASTM G46-94.................................. 41
2.4.2. Phương pháp đo nhiễu xạ tia X .............................................................. 42
2.4.3. Phương pháp chụp SEM xác định cấu trúc tế vi bề mặt ........................ 43
Chương 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 45
3.1. Xác định chỉ số hóa lý của vỏ bưởi ............................................................ 45
3.1.1. Xác định độ ẩm của vỏ bưởi .................................................................. 45
3.1.2. Xác định hàm lượng tro trong vỏ bưởi................................................... 45
3.1.3. Xác định hàm lượng kim loại trong vỏ bưởi .......................................... 46
3.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết tinh dầu .... 46
3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối .................................................. 47
3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của lượng nước chưng .......................................... 47
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chưng ............................................... 48
3.3. Xác định các chỉ số hóa học từ tinh dầu vỏ bưởi ...................................... 49
3.3.1. Xác định chỉ số axit ................................................................................ 49
3.3.2. Xác định chỉ số este................................................................................ 49
3.3.3. Xác định chỉ số xà phịng hóa ................................................................ 49

3.3.4. Xác định tỉ trọng tinh dầu....................................................................... 50
3.4. Định danh các hợp chất trong tinh dầu .................................................... 50
3.4.1. Kết quả phân tích thành phần có trong tinh dầu vỏ bưởi ....................... 50
3.4.2. Kết quả phân tích thành phần có trong dịch chiết vỏ bưởi .................... 54
3.5. Tính chất ức chế ăn mịn kim loại của dịch chiết và tinh dầu vỏ quả
bưởi ...................................................................................................................... 54
..................................................................................................................................
3.5.1. Khả năng ức chế ăn mòn kim loại của tinh dầu vỏ quả bưởi ................. 55
3.5.2. Khả năng ức chế ăn mòn kim loại của dịch chiết vỏ quả bưởi .............. 62
3.5.3. Kết quả đo nhiễu xạ tia X ....................................................................... 68
3.5.4. Kết quả chụp SEM ................................................................................. 71
3.4. Cơ chế ức chế ăn mòn kim loại của tinh dầu vỏ bưởi .............................. 77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 81
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (BẢN SAO)
PHỤ LỤC.


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
GC-MS
KJ
CT
SEM

: Sắc kí khí ghép khối phổ
: Kilojun
: Cacbon, thép
: Scanning electron microscope

DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu hình
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14

3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20

Tên hình
Bưởi Chùm Mexico
Túi tiết tinh dầu vỏ bưởi
Sơ đồ ăn mịn điện hóa
Giản đồ thế PH của các điện cực hiđro và oxi
Đường cong phân cực
Giản đồ thế PH các vùng ăn mòn và bảo vệ kim loại
Bảo vệ catôt bằng protectơ
Đường cong phân cực trong phương pháp bảo vệ anot
Sự tạo màng CrO2-4 trên thép
Cây Bưởi Quảng Nam
Vỏ Bưởi
Quy trình tách chiết tinh dầu từ vỏ bưởi
Bộ dụng cụ chưng cất tinh dầu
Sự phản xạ trên bề mặt tinh thể
Sắc kí đồ của tinh dầu vỏ bưởi
Dịch chiết vỏ bưởi
Sắc kí đồ của nước chưng vỏ bưởi
Mẫu thép ngâm trong hệ tinh dầu- ancol
Mẫu đồng ngâm trong hệ tinh dầu- ancol
Kết quả đo XRD với mẫu thép không ngâm qua dung
dịch ức chế ăn mòn tinh dầu-ancol
Kết quả đo XRD với mẫu đồng khơng ngâm qua dung

dịch ức chế ăn mịn tinh dầu-ancol
Kết quả đo XRD với mẫu thép ngâm qua dung dịch ức
chế ăn mòn tinh dầu-ancol
Kết quả đo XRD với mẫu đồng ngâm qua dung dịch
ức chế ăn mòn tinh dầu-ancol
Kết quả đo XRD với mẫu thép ngâm qua dung dịch ức
chế ăn mòn dịch chiết-ancol
Kết quả đo XRD với mẫu đồng ngâm qua dung dịch
ức chế ăn mòn dịch chiết-ancol
Mẫu thép ngâm trong NaCl 3,5%
Mẫu thép ngâm trong tinh dầu-ancol, NaCl
Mẫu thép ngâm trong dịch chiết-ancol, NaCl
Mẫu thép ngâm trong HCl 0,1M
Mẫu thép ngâm trong tinh dầu-ancol, HCl
Mẫu thép ngâm trong dịch chiết-ancol, HCl
Mẫu đồng ngâm trong NaCl 3,5%
Mẫu đồng ngâm trong tinh dầu-ancol, NaCl
Mẫu đồng ngâm trong dịch chiết-ancol,NaCl

Trang
4
11
14
14
16
21
22
23
24
34

34
35
36
43
51
52
53
54
55
68
68
69
69
70
70
71
72
72
73
73
74
74
75
75


3.21
3.22
3.23

Mẫu đồng ngâm trong HCl 0,1M
Mẫu đồng ngâm trong tinh dầu-ancol, HCl
Mẫu đồng ngâm trong dịch chiết-ancol, HCl

76
76
77


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng
1.1
1.2
1.3
1.4
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14

3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
3.21
3.22
3.23
3.24
3.25

Tên bảng

Trang

Thành phần hóa học trong quả Bưởi
Thành phần các muối hòa tan trong nước biển
Thành phần(%) các nguyên tố của thép CT3
Công thức của một số chất hữu cơ ức chế ăn mịn điển hình
Độ ẩm của vỏ bưởi tươi
Hàm lượng tro trong vỏ bưởi tươi
Hàm lượng kim loại trong vỏ bưởi
Thể tích tinh dầu thay đổi theo nồng độ muối
Thể tích tinh dầu thay đổi theo khối lượng nguyên liệu/nước
Hiệu suất tinh dầu thay đổi theo thời gian chưng cất
Chỉ số axit của tinh dầu
Chỉ số este của tinh dầu
Kết quả xác định chỉ số xà phịng hóa
Kết quả xác định tỉ trọng của tinh dầu

Các hợp chất có trong tinh dầu vỏ bưởi
Các hợp chất có trong dịch chiết vỏ bưởi
Ảnh hưởng của tỉ lệ tinh dầu-ancol đến mẫu thép trong môi
trường muối
Ảnh hưởng của tỉ lệ tinh dầu-ancol đến mẫu đồng trong môi
trường muối
Ảnh hưởng của tỉ lệ tinh dầu-ancol đến mẫu thép trong môi
trường axit
Ảnh hưởng của tỉ lệ tinh dầu-ancol đến mẫu đồng trong môi
trường axit
Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến mẫu thép trong môi trường
muối
Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến mẫu đồng trong môi
trường muối
Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến mẫu thép trong môi trường
axit
Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến mẫu đồng trong môi
trường axit
Ảnh hưởng của tỉ lệ nước chưng-ancol đến mẫu thép trong môi
trường muối
Ảnh hưởng của tỉ lệ nước chưng-ancol đến mẫu đồng trong
môi trường muối
Ảnh hưởng của tỉ lệ nước chưng-ancol đến mẫu thép trong môi
trường axit
Ảnh hưởng của tỉ lệ nước chưng-ancol đến mẫu đồng trong
môi trường axit
Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến mẫu thép trong môi trường

8
17

18
25
45
46
46
47
47
48
49
49
50
50
52
53
56
56
57
58
59
60
60
61
62
63
63
64
65


3.26

3.27
3.28

muối
Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến mẫu đồng trong môi
trường muối
Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến mẫu thép trong môi trường
axit
Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến mẫu đồng trong môi
trường axit

66
66
67


MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Lịch sử tiến hóa của xã hội nhân loại gắn liền chặt chẽ với việc sản xuất
và sử dụng các vật liệu mà vật liệu quan trọng nhất là các kim loại và hợp kim
của chúng. Tuy nhiên, dưới tác dụng của môi trường xâm thực, đại đa số các
kim loại không bền nhiệt động học đều bị phá hủy do ăn mòn.
Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại do tương tác hóa học hoặc điện
hóa của kim loại với mơi trường xung quanh. Sự ăn mòn kim loại làm biến
đổi một lượng lớn kim loại và hợp kim của chúng thành các sản phẩm ăn
mịn, làm thay đổi hồn tồn tính chất của sản phẩm, đưa đến những hậu quả
nặng nề hơn và làm hao tổn các kim loại. Không chỉ là sự mất mát một lượng
lớn kim loại, mà chủ yếu là nhiều dụng cụ đắt tiền, nhiều thiết bị sản xuất quý
giá, nhiều phương tiện giao thông vận tải hiện đại cần phải sửa chữa, hoặc
phải thay thế vì bị ăn mịn. Việc làm này đã gây tốn kém rất nhiều lần giá trị

của kim loại bị huỷ hoại. Chưa kể đến những thiệt hại về tính mạng và sức
khoẻ con người do kim loại bị phá huỷ gây ra. Có rất nhiều phương pháp
được sử dụng để chống ăn mòn như sử dụng các hợp kim bền, bảo vệ bề mặt
bằng chất phủ, phương pháp điện hoá…; trong đó phương pháp sử dụng chất
ức chế ăn mịn được ứng dụng rộng rãi nhất. Các chất ức chế như cromat,
photphat, nitrit có tác dụng ức chế tốt nhưng thường gây ơ nhiễm mơi trường.
Vì vậy, hướng sử dụng các chất ức chế sạch, thân thiện với môi trường đang
được các nhà khoa học quan tâm.
Hằng năm trên thế giới sản xuất hàng triệu tấn bịng, bưởi. Ngồi việc
ứng dụng làm thực phẩm, còn ứng dụng chữa bệnh như rụng tóc, đau dạ dày,
bệnh tiểu đường…Trong vỏ bưởi có chứa nhiều tinh dầu, các vitamin A,
vitamin C và một số chất có tác dụng giúp tiêu hóa thức ăn rất tốt. Phần vỏ
màu xanh bên ngồi do có chứa nhiều tinh dầu nên thường được dùng trong
các trường hợp ăn uống không tiêu, phụ nữ bị buồn nôn do ốm nghén. Ngoài


ra, vỏ bưởi thường được dùng nấu nước gội đầu cho sản phụ, giúp cho tóc bớt
rụng, giúp tóc bóng mượt, mềm và chắc hơn.
Trong thành phần chính của vỏ bưởi chứa lượng lớn limonene và dẫn
xuất chứa oxi, có khả năng ức chế ăn mòn kim loại. Với những lí do trên nên
chúng tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu tính chất ức chế ăn mịn kim loại của
dịch chiết và tinh dầu vỏ bưởi ở Quảng Nam”.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Xây dựng quy trình chiết tách và nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng
đến quá trình tách chiết tinh dầu từ vỏ bưởi.
- Khảo sát khả năng chống ăn mòn kim loại của dịch chiết và tinh dầu
từ vỏ bưởi.
- Ứng dụng của dịch chiết và tinh dầu trong việc nghiên cứu ức chế ăn
mòn kim loại.
3. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

3.1 Phạm vi nghiên cứu
- Nơi thực hiện: Phịng thí nghiệm hóa lý của trường Đại học Sư Phạm
Đà Nẵng.
3.2. Đối tượng nghiên cứu
- Vỏ quả bưởi lấy từ Quảng Nam.
- Tinh dầu được chiết tách từ vỏ bưởi, khả năng ức chế ăn mòn của nó
với kim loại trong NaCl 3,5% và HCl 0,1M.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Tham khảo các tài liệu về ăn mòn kim loại, ức chế ăn mòn kim loại.
- Tổng quan về đặc điểm thực vật, thành phần hóa học và cơng dụng
của vỏ bưởi.
- Nghiên cứu lý thuyết chiết tách các chất hữu cơ.


4.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Nghiên cứu tìm ra quy trình chiết tách tinh dầu tối ưu nhất về tỉ lệ
nguyên liệu, nồng độ muối, thời gian chưng cất.
- Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước.
- Phương pháp phân tích sắc kí khí kết nối khối phổ (GC-MS), xác định
thành phần hóa học của tinh dầu và dịch chiết.
- Phương pháp đo tổn thất khối lượng kim loại trong ăn mòn.
- Phương pháp đo nhiễu xạ tia X.
- Phương pháp chụp SEM xác định bề mặt mẫu thép CT3.
- Phương pháp xử lí số liệu.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỀ TÀI
5.1. Ý nghĩa khoa học
- Xác định các điều kiện tối ưu của quá trình tách chiết tinh dầu từ vỏ
quả bưởi.
- Khảo sát ứng dụng chống ăn mòn của dịch chiết và tinh dầu thu được.

5.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Tìm hiểu ứng dụng quan trọng của dịch chiết và tinh dầu vỏ bưởi.
- Nâng cao giá trị sử dụng của vỏ quả bưởi phế thải.
6. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Chương 1: Tổng quan lý thuyết
Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và thảo luận


Chương 1
TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. Tổng quan về cây bưởi
1.1.1. Nguồn gốc cây bưởi [28]
Tên khoa học:

Citrus

Maxima

Burm.Merr,

Citrus

Grandis(L.) Osbeck.
Giới (regnum):

Plantac

Ngành (divisio):

Magnoliophyta

Lớp (class):

Magnoliopsida

Phân lớp (subclass):

Rosida

Bộ (ordo):

Sapindales

Họ (familia):

Rutaceae

Chi (genus):

Citrus

Lồi (species):

C.Maxima

Bưởi có nguồn gốc từ Nam Á và Malaysia, mọc tự nhiên theo bờ sơng
Fiji (tên một đảo quốc ở Thái Bình Dương) và Friendly. Bưởi đã được đưa
vào Trung Quốc khoảng 100 năm trước công nguyên. Bưởi được trồng nhiều
ở miền Nam Trung Quốc (tỉnh Quảng Đông, tỉnh Quảng Tây và tỉnh Phúc

Kiến). Đặc biệt, bưởi cịn được trồng trên những bờ sơng ở miền Nam Thái
Lan, ở Đài Loan, khắp miền Nam Nhật Bản, Nam Ấn Độ, bán đảo Malaysia,
Indonesia, New Guinea và Tahiti. Người ta tin rằng những hạt giống đầu tiên
được thuyền trưởng Shaddock mang đến Châu Mỹ vào cuối thế kỷ 17. Vì vậy,
bưởi cịn được gọi là Shaddock.
Bưởi có 2 lồi: Bưởi (Citrus Grandis) và Bưởi chùm
(Citrus Paradisi). Bưởi chùm (Citrus paradi
Shimaef) hay còn gọi là Bưởi đắng, là loài lai giữa
bưởi Shaddock và cam, được trồng phổ biến ở Mỹ và
Hình1.1. Bưởi Chùm Mexico [25]


các nước vùng Địa Trung Hải, khơng có hoặc có rất ít ở các nước vùng
châu Á.
Bưởi chùm trái nhỏ (đường kính khoảng 10-15cm), đặt gọn trong lịng
bàn tay, có hình cầu trịn, da trơn láng giống như quả cam, vỏ khi chín có màu
vàng hoặc hồng, có mùi đặc trưng của bưởi. Khi cắt ngang quả sẽ thấy ruột
bưởi rất đặc, màu đỏ hồng, các múi bưởi dính liền nhau, giống hệt múi cam,
khó tách, rất ít hạt hoặc khơng có hạt (khác với bưởi ở Việt Nam các múi tách
rời, tép bưởi mọng nước, xốp), phần vỏ trắng bên trong rất mỏng như phần
trắng của vỏ cam, vị từ rất chua đến ngọt nhạt và lúc nào cũng chát. Bưởi
chùm được trồng nhiều ở Mỹ, Brazil, Argentina. Người phương tây dùng để
ép lấy nước uống hay ăn tươi.
Bưởi chùm cung cấp một nguồn dồi dào vitamin C, chất xơ pectine.
Bưởi chùm có sắc hồng hay đỏ do có chứa chất chống oxy hóa có lợi là
lycopene. Các nghiên cứu cho thấy bưởi chùm có thể giúp hạ thấp lượng
cholesterol và trong hạt bưởi có chứa một lượng thấp các chất chống oxy hóa.
Ở nước ta và các nước vùng Đông Nam Á chủ yếu trồng các giống Bưởi
thuộc loài Grandis. Đây là loài rất đa dạng về giống do có sự lai tạo giữa
chúng với các lồi khác trong chi Citrus. Sự khác nhau giữa các giống không

chỉ ở đặc điểm về hình thái, kích thước quả mà còn ở cả chất lượng và màu
sắc thịt quả [26].
Ở miền Nam Việt Nam có các loại bưởi: bưởi Biên Hoà, bưởi ổi, bưởi
Thanh Trà, bưởi đường núm, bưởi đường cam, bưởi Năm Roi,... bưởi Năm
Roi không hạt, ruột trắng, không khô, không ướt, chua ngọt cân đối. Các
giống bưởi này phần lớn quả có hình quả lê, cây ở độ 18-25 năm có chiều cao
6-10m. Trung bình trên cây có 200-300 quả tuỳ vào mật độ trồng, độ phì của
đất và kỹ thuật chăm sóc, khối lượng quả trung bình là 0,8-1,0kg. Ở miền Bắc
Việt Nam có Bưởi Phúc Trạch (Hà Tĩnh), Bưởi Đoan Hùng (Phú Thọ), Bưởi
đỏ Mê Linh (Hà Nội), Bưởi Sơn Từ Liêm (Hà Nội)...Trong số đó nổi tiếng


nhất là Bưởi Phúc Trạch, Bưởi Đoan Hùng, tiếp đến là Bưởi Diễn. Bưởi Phúc
Trạch được nhiều người ưa thích và được đánh giá cao trên thị trường nhiều
nước. Bưởi NN-1 (Pumello) là giống Bưởi lai được nhập nội vào nước ta.
Bưởi NN-1 có quả to, vỏ mỏng, thịt quả có màu phớt hồng, mọng nước, vị
ngon, cây sinh trưởng mạnh, năng suất cao, cành khơng gai, cây có đặc tính
chống chịu cao đối với sâu bệnh hại, quả bưởi to, hình dáng đẹp. Bưởi NN-1
có giá trị kinh tế và năng suất cao [16].
1.1.2. Đặc điểm thực vật của quả bưởi
Cây cao khoảng 5 đến 10m, thường có gai lớn (nhất là trồng bằng hạt),
nhánh non có lơng tơ.
1.1.2.1. Rễ
Thường có 1 rễ cái và những rễ nhánh, từ rễ nhánh mọc ra các rễ lông
yếu ớt. Sự phát triển của rễ thường xen kẽ với sự phát triển của thân, cành
trên mặt đất. Rễ mọc ra từ hạt thường khỏe, mọc sâu, nếu đất thoáng nước tốt
và tơi xốp rễ có thể mọc sâu đến 4m.
1.1.2.2.Thân, cành
Bưởi thuộc loại thân gỗ, các cành chính thường mọc ra ở các vị trí trong
khoảng 1m cách mặt đất. Cành có thể có gai, nhất là khi trồng bằng hạt. Cành

phát triển theo lối hợp trụ, khi cành mọc dài đến một khoảng nhất định thì
ngừng lại. Trong một năm, cây có thể cho 3 đến 4 đợt cành. Tùy theo chức
năng của cành mà chúng có tên khác nhau như: cành mang trái, cành mẹ,
cành dinh dưỡng và cành vượt.
1.1.2.3. Lá
Lá bưởi thuộc lá đơn gồm có cuống lá, cánh lá và phiến lá. Lá lớn, có
cành lá to, phiến lá hình xoan đến bầu dục, dạng trái tim, dài từ 12 đến 15cm,
mặt dưới gân lá thường có lơng.


1.1.2.4. Hoa
Hoa bưởi lớn, mọc đơn hay chùm, cánh hoa màu trắng kem, có từ 20 25 nhị đực, bầu nỗn có 11-16 ngăn, đường kính rộng từ 2,5-4cm, rất thơm,
thường là hoa lưỡng tính. Thời gian từ khi ra hoa đến khi hoa tàn thay đổi tùy
giống và điều kiện khí hậu, trung bình là một tháng.
1.1.2.5. Trái
Bưởi có trái lớn, hình cầu hay hình trái lê, đường kính từ 10 đến 40cm,
có màu xanh và vàng nhạt khi chín, vỏ dày, tép lớn màu vàng nhạt hay hồng.
Trái nặng trung bình từ 1 - 2kg. Trái bưởi có 3 phần chính: ngoại bì, trung bì,
nội bì. Thời gian chín của trái thay đổi từ 7 đến 8 tháng sau khi thụ phấn. Quá
trình phát triển của bưởi chia làm 3 giai đoạn: từ 4 - 9 tuần sau khi đậu trái,
trái chủ yếu phát triển kích thước và trọng lượng. Bên cạnh đó phần thịt trái
cũng phát triển chủ yếu là các tép phát triển về kích thước và số lượng. Sau
đó, cùng với sự phát triển của các tép là sự phát triển của lớp trung bì. Giai
đoạn cuối cùng, khi trái đạt độ chín thành thục, hàm lượng acid trong nước
giảm dần, trong khi màu sắc của trái từ màu xanh chuyển sang màu vàng và
độ cứng của trái sẽ giảm dần.
1.1.2.6. Hạt
Hình dạng, kích thước, trọng lượng, số lượng hạt trong trái và mỗi múi
thay đổi nhiều tùy từng giống. Bưởi là loại trái hạt lớn, đơn phơi, có nhiều
hạt, tuy nhiên một số giống bưởi như Bưởi Năm Roi, Bưởi Biên Hòa hạt

thường mất dần qua quá trình phát triển của trái [2].
1.1.3.Thành phần hoá học của quả bưởi
Bưởi được tận dụng tất cả các bộ phận, từ hoa (để chế hương liệu), lá,
vỏ, cơm và cả hạt. Nước bưởi chứa nhiều chất bổ dưỡng như các loại đường
trái cây, đạm, béo, acid tannic, bêta-caroten và các chất khoáng Phospho, Sắt,


Calci, Kali, Magie. Ngồi ra, cịn chứa nhiều vitamin (B1, B2, C), trong đó
hàm lượng vitamin C khá cao, gấp khoảng 10 lần so với quả lê.
- Vỏ quả: chứa flavonoid như naringosid, hesperidin, diosmin,
diosmetin, hesperitin…
+ Vỏ quả ngoài: chứa coumarin, caroten và tinh dầu (chủ yếu là dlimonen)
+ Vỏ quả giữa: rất giàu naringin có vị rất đắng, pectin và một ít
limonin.
+ Dịch quả: glucid, lipid, các chất khống (canxi, kali, phospho),
caroten và các vitamin(B,C).
+ Hạt: chứa nhiều limonin, vỏ hạt chứa nhiều pectin.
Bảng 1.1. Thành phần hóa học trong quả Bưởi [16]
Năng lượng

KJ/calo

Hàm lượng

(128/30)
Nước

%

90

Chất sợi

g

1.4

Chất béo

g

0

Protein

g

0.9

Đường

g

6.6

Vitamin A

ug

0

Vitamin C

mg

40

Vitamin B1

mg

0.07

Vitamin B2

mg

0.02

Vitamin B6

mg

0.03

Vitamin E

mg

0.5

1.1.4. Lợi ích của bưởi


Bưởi là loại trái cây có rất nhiều chất dinh dưỡng, trong đó có nhiều
chất có thể giúp ích cho cơ thể của chúng ta. Trong thành phần dinh dưỡng
của trái bưởi có nhiều loại vitamin và khống chất mà cơ thể rất cần. Chẳng
hạn như vitamin C, trong một trái bưởi trung bình có tới 39 miligam.
Bưởi chứa nhiều vitamin C và potassium, là nguồn cung cấp chất vôi
(calcium), folate, sắt, và chất khoáng khác. Bưởi đỏ hay bưởi hồng chứa nhiều
beta caroten là tiền chất của vitamin A. Ngồi ra, bưởi cịn chứa nhiều chất xơ
và ít calories, nhiều chất bioflavonoids và một vài chất khác có khả năng ngăn
ngừa bệnh ung thư và tim mạch.
Bưởi giúp chúng ta ăn ngon, kích thích sự tiêu hóa vì tăng cường sự
tiết mật và tiết dịch vị. Dùng bưởi vào buổi sáng lúc bụng đói có tác dụng lợi
tiểu và tẩy chất độc, giúp lọc máu, thải những chất cặn bẩn và độc tố ở thận
và gan ra ngoài.
Một số người bị bệnh thấp khớp, viêm khớp, hoại huyết, và kinh phong
đã lành nhờ ăn bưởi thường xun.
Bưởi cịn có khả năng làm giảm cholesterol vì trong bưởi có pectin,
chất sợi hịa tan có tác dụng làm giảm cholesterol trong máu, giảm chất béo
thâm nhập vào cơ thể. Theo nghiên cứu trong những người có hàm lượng
cholesterol trong máu cao, việc ăn thường xuyên 15g pectin trong bưởi trong
thời gian 4 tháng giúp giảm cholesterol trong máu trung bình 8%, trong
trường hợp đặc biệt có thể giảm tới 20%.
Chống cao huyết áp, giảm tai biến tim mạch: Hesperidin và naringin là
2 chất flavonoid giúp bảo vệ tính đàn hồi của mạch máu, ngừa xơ cứng động
mạch, gián tiếp chống cao huyết áp và tai biến mạch máu não. Acid
galacturonique trong bưởi có tác động đặc biệt lên cholesterol xấu, một trong
những yếu tố tạo nên mảng xơ vữa thành mạch làm giảm sự đàn hồi của động

mạch. Chính tác động này có tác dụng săn đuổi và loại bỏ sự tích tụ
cholesterol đồng thời làm sạch các mạch máu.


Phịng chống ung thư: Nhiều chất tìm thấy trong bưởi có tác dụng
chống oxy hóa mạnh như lycopene, limonoid và các naringin. Chúng góp
phần xoa dịu các triệu chứng cảm lạnh và các tai biến tim mạch cũng như ung
thư. Các nghiên cứu khoa học cho thấy limonoid làm gia tăng hàm lượng của
một số enzyme có khả năng làm giảm độc tính và hỗ trợ việc loại bỏ các tác
nhân gây ung thư.
Lá Bưởi dùng để trị các chứng nhức đầu do phong, viêm khớp. Lá
bưởi chín dùng để xoa bóp, nấu nước xơng hoặc ngâm chữa chứng sưng
khớp, bong gân, chấn thương.
Múi Bưởi có tác dụng chống viêm, ức chế quá trình ngưng tụ tiểu
cầu và cải thiện độ bền vùng thành mạch.
Cùi Bưởi có vị ngọt đắng, tính ấm, tác động vào tỳ, thận, bàng quan,
cơng dụng hóa đàm, tiêu thực, hạ khí và làm khoan khối lồng ngực. Cùi bưởi
được dùng để trị các bệnh sau: chứng ho hen ở người già, đau bụng do lạnh,
thức ăn đình trệ, chậm tiêu, sán khí, phụ nữ mang thai nơn nhiều.
Hoa Bưởi có tác dụng hành khí, tiêu đờm, giảm đau, dùng để chữa
các chứng đau dạ dày, đau tức ngực.
Tinh dầu bưởi được ly trích từ vỏ bưởi có tác dụng giải rượu, thư
giãn, được sử dụng hữu hiệu trong việc làm đẹp, có tác dụng làm tóc mọc
nhanh...
Hạt Bưởi chứa khoảng 40-75% dầu béo có tác dụng trị sán khí. Vỏ
hạt bưởi tươi có tác dụng cầm máu rất tốt, bằng cách lấy vỏ hạt bưởi tươi ép
vào bơng và bó vào chỗ chảy máu. Chất nhầy từ hạt bưởi ngâm nước có tác
dụng làm tan sỏi thận, lợi tiểu. Hạt bưởi khi bỏ vỏ ngoài, nướng chín đen,
nghiền thành bột và hịa với dầu dừa dùng làm thuốc bôi chốc lỡ da đầu. [1]
1.1.5. Vài nét chung về tinh dầu vỏ bưởi

Vỏ ngoài của bưởi chứa nhiều tinh dầu như một số loại trái cây Citrus
khác thuộc họ Cam quít (Rutaceae) gồm d-limonen, a-pinen, linalool,


geraniol, citral.. Ngồi ra, vỏ bưởi cịn chứa nhiều flavonoid như naringosid,
hesperidin, diosmin, diosmetin, hesperitin... có tác dụng bảo vệ thành mao
mạch, giảm tính thấm, giúp cho mao mạch đàn hồi và bền vững hơn. Từ đó
giúp ngăn ngừa những tai biến do vỡ các mao mạch, gián tiếp giúp hạ huyết
áp. Một số người cịn dùng vỏ ngồi quả bưởi xoa trên da đầu để kích thích lỗ
chân lơng phịng trị bệnh hói đầu hay rụng tóc. Chính vì vậy, người ta đã ứng
dụng vỏ bưởi vào trong công nghiệp mỹ phẩm, dược phẩm để sản xuất ra
những loại tinh dầu phục vụ cho nhu cầu của con người.
Tinh dầu vỏ bưởi hiện nay rất phổ biến trong dược phẩm và đặc biệt là
mỹ phẩm. Chúng được sử dụng để phục vụ cho nhu cầu làm đẹp và sức khỏe
của con người, tinh dầu vỏ bưởi có tác dụng kháng khuẩn. Mùi hương thanh
tao, giúp giải cảm, thư giãn, giảm stress. Hương thơm của tinh dầu bưởi cịn
có tác dụng giải rượu giúp tỉnh táo, minh mẫn. Tinh dầu bưởi có trong dầu
massage giúp tan mỡ, cân bằng các yếu tố dinh dưỡng cho da, chống lại sự
lão hóa. Đặc biệt tinh dầu bưởi kích thích sự mọc tóc, giúp cho tóc dài và
mượt, chống hói và rụng tóc.
Trong lá, hoa, vỏ quả bưởi đều có chứa tinh dầu nhưng phần lớn
tinh dầu thường tập trung nhiều nhất
trong vỏ bưởi. Trong vỏ bưởi tinh dầu
sẽ được lưu trữ ở túi tiết tinh dầu [8].

Hình 1.2. Túi tiết tinh dầu vỏ Bưởi [31]


1.1.6. Thành phần hóa học trong tinh dầu vỏ bưởi
Tinh dầu vỏ bưởi chứa d-limonen, a-pinen, linalol, geraniol, citral; cịn

có các alcol, pectin, acid citric. Dịch quả chín có nhiều chất bổ dưỡng: nước
89%, glucid 9%, protid 0,6%, lipid 0,1% và các khoáng Ca 20mg%, P
20mg%, K 190mg%, Mg 12mg%, S 7mg% và Na, Cl, Fe, Cu, Mn... Có các
vitamin (tính theo mg%) C 40, B 0,07, B2 0,05 PP 0,3 và tiền vitamin A 0,1.
100 mg dịch quả cung cấp cho cơ thể khoảng 43 calo[12].
Thành phần chính trong tinh dầu vỏ quả bưởi là limonene. Limonene
là một hydrocarbon (monoterpene) lỏng, khơng màu. Tên của nó xuất phát từ
chanh, bởi vì vỏ chanh có chứa một lượng đáng kể các hợp chất này.
Limonene

gồm hai đồng phân là D-limonene ((+)-;(4R)-1-methyl-4-(1-

methylethenyl) cyclohexene), có mùi cam và L-limonene( (4S)-1-methyl-4(1-methylethenyl) cyclohexene), với mùi nhựa thông [7], [2], [8].
Trong tinh dầu vỏ quả bưởi có hơn 90% là limonene và chủ yếu là dlimonene với các tính chất vật lí sau:
Cơng thức phân tử:

C10H16

Khối lượng phân tử:

136,24 g/mol

Khối lượng riêng:

0,841 g/ml (20 °C)

Nhiệt độ nóng chảy:

-95,5 oC

Nhiệt độ sơi:

176 °C

Chiết suất:

1,4720

Độ tan trong nước:

13,8 mg/l (25oC).

Một số tên gọi khác của D-limonene: (γ)-carvene; (R)-4-isopropenyl1-methyl-1-cyclohexene; p-mentha-1,8-diene; R(γ)-limonene[27].
Tính chất hóa học cơ bản của limonene là dễ tham gia phản ứng cộng
và dễ dàng bị oxi hóa. Ví dụ, nó tham gia phản ứng cộng nước trong môi


trường axit tạo terpineol, phản ứng oxy hóa trong khơng khí ẩm tạo limonene
oxit, carveol, carvone …[16]

Limonene được sử dụng trong thực phẩm và một số loại thuốc để che
dấu mùi vị cay đắng của một số alkaloid. Ngày nay, nó càng được sử dụng
như là một dung mơi cho các mục đích làm sạch như loại bỏ dầu mỡ từ các bộ
phận máy. Đặc biệt, được sử dụng làm dung môi sơn công nghiệp, làm sạch
trong nền công nghiệp điện tử với lợi thế không độc hại và dễ phân hủy sinh
học để tạo thành C, CO2 và H2O [30].
1.2. Đại cương về ăn mòn và bảo vệ kim loại
1.2.1. Định nghĩa và phân loại các quá trình ăn mịn kim loại
Ăn mịn kim loại là q trình phá hủy kim loại dần từ ngoài vào trong
khi kim loại tiếp xúc với mơi trường xung quanh. Lúc đó kim loại bị oxi hóa

thành ion của nó.
Có nhiều cách phân loại q trình ăn mịn kim loại gồm: phân loại theo
cơ chế ăn mòn, theo điều kiện ăn mòn, theo sự phá hủy bề mặt kim loại. [3]
Phân loại theo cơ chế của q trình: gồm 3 loại
- Ăn mịn sinh học là sự ăn mòn kim loại gây ra do tác động của một số vi
sinh vật có trong mơi trường xâm thực (đất, nước, …).
- Ăn mịn hóa học là quá trình phá huỷ kim loại do tác dụng của nó với mơi
trường xung quanh như khí khơ hoặc chất lỏng không phải là chất điện giải.


Ăn mịn khí khơ ở nhiệt độ thường ít gặp, q trình ăn mịn khí phổ biến là
khi kim loại tiếp xúc với khí ở nhiệt độ cao: xMe(r) +

0
y
C
O2 t
MexOy.
2

- Ăn mịn điện hóa là sự phá hủy kim loại do tác dụng điện hóa của mơi
trường chất điện giải và xảy ra ở hai vùng khác nhau trên bề mặt kim loại và
làm xuất hiện dòng điện. Ăn mịn điện hố của kim loại gồm ba q trình kèm
theo nhau sau đây:
+ Quá trình anot: kim loại bị ăn mịn theo phản ứng:
mH O
 Men+.mH2O.ne
Men+.ne 
2

+ Q trình catot: các chất oxi hoá nhận electron do kim loại giải
Ox + ne → Red (Red là chất khử) hay: D + ne → [D.ne]

phóng:

+ Q trình dẫn điện: các electron do kim loại bị ăn mịn giải phóng sẽ
di chuyển từ anot sang catot, trong dung dịch điện li cũng có sự dịch chuyển
của cation và anion tương ứng [3],[4].

Hình 1.3. Sơ đồ ăn mịn điện hóa
1.2.2. Cơ sở nhiệt động học của ăn mịn điện hóa học
- Điều kiện kim loại bị ăn mòn:
Để nghiên cứu nhiệt động học của ăn mịn điện hóa, người ta xây dựng
các giản đồ Pourbaix (giản đồ mô tả mối tương quan giữa thế và pH của dung
dịch).

E (V)

1,23
0,0
0

O2 + 2H2O + 4e
2H+ + 2e

4OH(2)

H2
(1)

pH


Hình 1.4. Giản đồ thế - pH của các điện cực hidro và oxi
Trên giản đồ ta thấy:
Đường (1) biểu diễn thế cân bằng của điện cực hidro ở áp suất 1atm:
2H+ + 2e

H2

Nếu thế điện cực nào đó nằm thấp hơn đường (1) thì trên điện cực đó
xuất hiện phản ứng khử:

2H+ + 2e → H2

Ở các thế cao hơn đường (1) xảy ra phản ứng:

H2 → 2H+ + 2e.

Như vậy, điều kiện cần thiết để kim loại bị ăn mịn điện hóa kèm theo
việc giải phóng H2 ở 250C là:

Me

n

/ Me

 2 H  / H (2 H  / H  0,059 pH ) .
2

2

Sự ăn mòn điện hóa kèm theo sự khử ion H+ gọi là sự ăn mịn có hiện
tượng khử phân cực hidro.
Đường (2) mô tả thế cân bằng của điện cực oxi ở áp suất 1atm:
O2 + 4e + 2H2O

4OH-

Nếu thế của một điện cực nào đó nằm thấp hơn đường (2) thì trên điện
cực đó xảy ra phản ứng: O2 + 4e + 2H2O → 4OHỞ các thế cao hơn đường (2) thì xảy ra phản ứng:
4OH- → O2 + 2H2O + 4e
Như vậy, khi  2 H



/ H2

  Men  / Me  O

2

/ OH 

= 1,23 – 0,059pH thì kim loại

bền nhiệt động với ăn mịn điện hố bởi sự phân cực H2, nhưng không bền với
sự khử phân cực của O2.
Tóm lại, trong q trình ăn mịn điện hóa thì Me sẽ chuyển thành Men+,

trong khi H+ sẽ chuyển thành H2 hoặc O2 chuyển thành OH-. Lúc đó ta
được nguyên tố Galvanic: Men+ / Me là anot, điện cực hidro (oxi) là catot.
Khi pH của dung dịch tăng lên thì tốc độ ăn mịn điện hóa kèm theo việc giải
phóng hiđro càng giảm[5], [13].
- Dịng ăn mịn:


Khảo sát quá trình xảy ra khi ngâm Fe trong dung dịch axit có pH < 2.
Các phản ứng điện cực xảy ra như sau:
Fe
H2

Fe2+ + 2e

k2

(1.1)

2H

k4

O2 + 4H+ + 4e

(1.2)
2H2O

(1.3)

Giả thiết rằng O2 được đuổi sạch. Khi đó ta chỉ xét các cân bằng (1.1) và (1.2)

và phương trình của dòng ăn mòn là: is  is0 .H   
1

1

+  1 , 1 :

Trong đó:

+ 2, 2 :

2

(1.4)

hệ số chuyển của phản ứng kim loại.
hệ số chuyển của phản ứng hiđro.

Vậy dòng ăn mòn phụ thuộc vào chỉ số pH của dung dịch. Ngồi ra dịng ăn
mịn cịn được mơ tả bởi sự phụ thuộc vào thế gọi là đường cong phân cực.

Hình 1.5. Đường cong phân cực
- Tốc độ ăn mịn:
Q trình ăn mịn điện hố là do kết quả của quá trình xảy ra ở vùng
catot và anot. Đồng thời với các q trình đó là sự chuyển dịch điện tử từ anot
sang catot. Vậy tốc độ ăn mịn kim loại được tính bằng khối lượng kim loại
bị ăn mòn trên một đơn vị diện tích bề mặt trong một đơn vị thời gian:
Km 

m1  m2 m

A.I .t
A



 iA
S.t
S.t n.F.S.t nF

Trong đó:
S : diện tích bề mặt điện cực anot (m2, cm2).
iA : mật độ dòng điện anot (A/m2, A/cm2).

(1.5)