Đề tài: Nghiên cứu chiết xuất tinh dầu tỏi bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Chia sẻ: Đào Duy | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:35

Thêm vào BST

Báo xấu

974
lượt xem 164
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Lập phương trình hồi quy xem xét mức độ ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát đến hiệu suất quá trình chiết thu hồi tinh dầu tỏi, tìm được điều kiện tối ưu để thu được tinh dầu tỏi với hiệu suất cao nhất bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước là những nội dung chính trong đề tài "Nghiên cứu chiết xuất tinh dầu tỏi bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước". Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Nghiên cứu chiết xuất tinh dầu tỏi bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

PHẦN MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, khuynh hướng quay về với thiên nhiên, tìm tòi và phát triển những phương thuốc truyền thống ngày càng được chú trọng. Thảo dược thiên nhiên ngày càng đóng vai trò quan trọng trong phòng, chữa bệnh và nâng cao sức khỏe của nhân dân. Tỏi là loại cây được trồng khắp nơi để làm gia vị và tỏi luôn đứng ở tuyến đầu về điều trị chống vi khuẩn. Tỏi có tác dụng giúp tăng cường sức đề kháng của cơ thể, phòng ngừa và hỗ trợ điều trị một số bệnh về đường hô hấp do vi rút, các trường hợp ho và cảm cúm dai dẳng, phòng ngừa và hỗ trợ điều trị cảm cúm thông thường, giúp giảm cholesterol máu, ngăn ngừa xơ vữa động mạch, cao huyết áp, gan nhiễm mỡ, giúp giảm chướng bụng, đầy hơi, ăn uống khó tiêu, chống ung thư dạ dày và ung thư da, làm suy giảm viêm đa khớp, làm chậm quá trình lão hóa,... Việt Nam ta có nhiều vùng trồng tỏi, nhưng nổi tiếng thơm ngon nhất là “Vương quốc tỏi huyện đảo Lý Sơn”. Cây tỏi là cây trồng chủ lực trong sản xuất nông nghiệp của huyện đảo Lý Sơn. Bởi bao đời nay cây tỏi đã gắn liền với người dân nơi đây. Có một thời người trồng tỏi Lý Sơn luôn ví cây tỏi là “vàng trắng”, nhất là sau khi tỏi Lý Sơn được đăng ký nhãn hiệu, giá tỏi tăng cao nên nghề trồng tỏi ở Lý Sơn cũng trở nên thuận lợi. Hiện nay, trong 367 ha đất trồng trọt hằng năm trên đảo, có đến 300 ha được nông dân thâm canh cây tỏi. Hầu hết tỏi Lý Sơn đều được bán dưới dạng tỏi củ, chưa có nhiều hướng phát triển đa dạng cho loại cây trồng này. Nhược điểm lớn nhất khi sử dụng trực tiếp tỏi củ là mùi vị hăng nồng khó chịu, khiến nhiều người không hợp và khó có thể sử dụng được nhiều nhằm đáp ứng mục đích phòng ngừa và điều trị một số bệnh. Mặc khác với khí hậu nóng ẩm gió mùa, người dân lại không có điều kiện bảo quản tốt tỏi khô, tỏi dễ bị hư và giảm chất lượng. Để bảo đảm chất lượng và sử dụng rộng rãi thì việc chiết xuất tinh dầu tỏi sẽ giải quyết được các vấn đề nói trên. 1
Đã có nhiều công trình nghiên cứu chiết xuất tinh dầu tỏi bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước nhưng chủ yếu tập trung theo hướng nghiên cứu tối ưu luân phiên từng nhân tố ảnh hưởng. Phương pháp này có độ chính xác không cao, nhiều trường hợp không phản ánh đúng bản chất các quá trình xảy ra trong hệ do có sự tương tác giữa các nhân tố. Mục tiêu của nghiên cứu này là sử dụng quy hoạch hóa thực nghiệm khảo sát bề mặt đáp ứng dựa trên mô hình thực nghiệm bậc 2 tâm trực giao để khảo sát ảnh hưởng đồng thời của bốn nhân tố: thời gian ngâm chiết tỏi trong dung dịch natriclorua, thể tích dung môi chiết, nhiệt độ chưng cất, thời gian chưng cất tinh dầu đến hiệu suất chiết tách tinh dầu, đánh giá được mức độ ảnh hưởng của các nhân tố khảo sát và tìm điều kiện tối ưu cho quá trình tách chiết tinh dầu tỏi bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. Đề tài nghiên cứu nhằm làm sáng tỏ căn cứ khoa học, đánh giá bổ sung thêm về hướng phát triển của cây tỏi và loại tinh dầu hữu ích chưa được nghiên cứu nhiều này, cũng như góp phần khai thác tốt tiềm năng, lợi thế, đưa Lý Sơn trở thành huyện đảo giàu về kinh tế như định hướng Nghị quyết Trung ương 4 (khóa X) của Đảng về chiến lược biển đến năm 2020 đã nêu. 2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi tinh dầu tỏi Lý Sơn bằng phương pháp bề mặt đáp ứng với sự hỗ trợ của phần mềm Modde 5.0. 3. Nội dung nghiên cứu Lập phương trình hồi quy xem xét mức độ ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát đến hiệu suất quá trình chiết thu hồi tinh dầu tỏi. Tìm được điều kiện tối ưu để thu được tinh dầu tỏi với hiệu suất cao nhất bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2
Đối tượng nghiên cứu: Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất tinh dầu tỏi bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước và hiệu suất tách chiết tinh dầu. Phạm vi nghiên cứu: Tỏi củ thu hoạch tại Huyện Lý Sơn, tỉnh Quảng Ngãi. 5. Phương pháp nghiên cứu 5.1. Nghiên cứu tổng quan lý thuyết Tổng quan các tài liệu về đặc điểm hình thái thực vật, thành phần hóa học và công dụng của cây tỏi nói chung và cây tỏi ở Việt Nam nói riêng. Tổng quan về phương pháp chưng cất thu hồi tinh dầu. Tổng quan về phương pháp quy hoạch hóa thực nghiệm theo phương trình hồi quy bậc hai tâm trực giao và đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố khảo sát, tìm điều kiện tối ưu hiệu suất tách chiết tinh dầu. 5.2. Nghiên cứu thực nghiệm Phương pháp xử lý mẫu, lọc tách dung dịch ngâm chiết. Phương pháp tách tinh dầu bằng chưng cất lôi cuốn hơi nước. Phương pháp cô quay phân tách tinh dầu và dung môi nước. Phương pháp cân đo mẫu và dung môi. 5.3. Phương pháp quy hoạch hóa thực nghiệm và xử lý số liệu thống kê Sử dụng phần mềm Modde 5.0 để quy hoạch hóa thực nghiệm và phần mềm Excel để xử lý số liệu thực nghiệm. 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. Tổng quan về cây tỏi 1.1.1. Nguồn gốc Tỏi là một loại rau được dùng làm thức ăn và thuốc từ những năm trước công nguyên trên các vùng nhiệt đới Trung Á, về sau được trồng rộng rãi ở Hi Lạp, Ai Cập và La Mã. Hiện nay tỏi được trồng rộng rãi ở tất cả các nước trên thế giới. 1.1.2. Phân loại và đặc điểm thực vật 1.1.2.1. Phân loại thực vật Tỏi có tên khoa học: Alliums sativum L. Trong thời gian dài tỏi được xếp vào họ Liliaccae do hoa của nó thuộc loại bầu thượng. Nhưng sau dó một số nhà thực vật học đã đổi thành họ Amaryllidaccea (Amallryllis) họ thuỷ tiên do hoa của nó được sinh ra ở lá bắc, hình tán, ở ngọn có cán hoa. Gần đây để tránh sự xáo chộn J.G. Agard đã phân loại tỏi vào họ Alliaceac (họ hành tỏi). Họ này cho tới nay có 30 chi và có tới 600 loài. 1.1.2.2. Đặc điểm thực vật học Thân: + Thân thật của tỏi rất ngắn và đã thoái hoá, chúng là dạng đế dò nằm sát ngay dưới thân giả (thân củ). Trên thân thật có mầm sinh dưỡng và sinh thực, những mầm này được che phủ bởi những bẹ lá dày mọng nước. + Thân củ cây tỏi bao gồm một số nhánh (ánh, tép) được liên kết với nhau bởi những màng mỏng. Lá: Lá thật đầu tiên của tỏi là một lá mầm, sau khi nảy mầm được 10 – 15 ngày tuỳ theo điều kiện thời tiết mà lá tỏi có dạng hình bản bằng phẳng, trên lá có phủ một lớp sáp. Thời kỳ đầu lá tỏi sinh trưởng rất chậm sau khi nảy mầm chỉ dài vài cm. Tuổi thọ của lá phụ thuộc vào sự sinh trưởng và phát triển của cây, khi lá bắt đầu chết cũng là quá trình tạo củ bắt đầu. Hoa: Hoa tỏi thuộc hoa đầu trạng, hoa có 6 lá đài, 6 nhị và nhụy. Hoa thụ phấn chéo (phấn hoa thường chín trước vì vậy phải thụ phấn với hoa bên cạnh hoặc trên cây khác). Hoa có màu trắng xám đôi khi phớt tím hoặc hồng. Vòi nhụy 4
rất bé, bầu thượng có 3 ngăn nếu được thụ phấn đủ thì sẽ cho 6 hạt. Cành hoa dài 60 – 100 mm hình ống, màu xanh, một chùm hoa có từ 250 – 600 hoa phân bố theo 3 tầng. Củ: Loài tỏi trắng củ to đường kính khoảng 4 cm có vỏ màu trắng. Loài tỏi tía củ nhỏ hơn, đường kính 3,5 – 4 cm, củ chắc và cay, dọc thân gần củ có màu tía. Trong củ tỏi chứa 60 – 70 % nước, 35 – 42% chất khô, 6,7 – 8% chất béo, 0,3 – 3,2% đường, 0,1% chất xơ hữu cơ, 0,1 – 0,5% dầu este, 0,06% mỡ, các chất khoáng Ca, Na, Mn, P, Fe và các Vitamin C, E, B1, B6, B2. Rễ: Rễ tỏi thuộc loại rễ chùm, phát triển kém tập chung chủ yếu ở lớp đất mặt, khả năng chịu hạn kém. Rễ tỏi có nhiều sợi dài phân nhánh yếu, chúng được bao phủ bởi một số lượng lớn lông hút. 1.1.3. Đặc điểm sinh thái của cây tỏi Lý Sơn Mô tả: Cây thảo sống nhiều năm. Thân thực hình trụ, phía dưới mang nhiều rễ phụ, phía trên có nhiều lá. Lá cứng, thẳng dài 15 – 50cm, rộng 1 – 2,5cm có rãnh khía, mép lá hơi ráp. Phần dưới của lá phía gốc có một chồi nhỏ sau này phát triển thành một tép tỏi; các tép này nằm chung trong một cái bao (do các bẹ lá trước tạo ra) thành một củ tỏi tức là thân hành (giò) của tỏi. Hoa mọc ở ngọn thân trên, một cán hoa dài khoảng 55cm. Bao hoa màu trắng hay hồng bao bởi nhiều tán, rơi rụng thành mũi nhọn dài. Đặc điểm sinh thái: Một năm hai vụ, cây tỏi được gieo trồng từ một tép tỏi. Trước đây, khi gieo trồng phải lót một lớp mỏng cát biển để làm nền. Sau một, hai vụ lớp cát này hết chất dinh dưỡng, phải cào bỏ đi và rải một lớp cát khác. Năm 2000 Sở Khoa học & Công nghệ Quảng Ngãi đang triển khai đề tài thay đất và cát biển để làm “nền” khi trồng tỏi bằng cách bón nhiều phân hữu cơ nhằm tăng độ xốp, nâng cao tỉ lệ hạt kết bền trong nước; sử dụng các loại phân chua sinh lý để đưa độ pH đất xuống mức thích hợp; đưa nhiều gốc sunphat vào đất; bón nhiều kali, lân để tăng nhanh quá trình hình thành củ tỏi. Bên cạnh đó còn phải dùng một lớp thực vật phủ lên trên nền đất với độ dày 1,5 cm nhằm hạn chế cỏ dại và giữ độ ẩm cho đất. 1.1.4. Công dụng của tỏi 1.1.4.1. Tỏi trong y học dân gian 5
Việc dùng tỏi trong đời sống và trong y học dân gian gắn liền với những tư tưởng huyền bí về tôn giáo, đó là một hiện tượng đã thấy từ thời cổ đại. Các ngư dân và thủy thủ dùng các nhánh tỏi để làm bùa, trừ ma quỷ và bệnh tật, trẻ nhỏ thì đeo vòng tỏi quanh cổ để né tránh “mắt quỷ dữ”, nông dân mang theo vài nhánh tỏi trong túi sẽ đuổi được hết bệnh ra khỏi người. Đến cuối thế kỷ 19, tệ mê tín vẫn còn tồn tại trong dân gian nên họ đã rải các củ tỏi ra đồng ruộng để đuổi chim không cho chúng ăn hạt đã gieo hoặc khi cây đã ra hạt. Tỏi cũng được treo ở chuồng trâu, bò để bảo vệ chúng,… Theo y học cổ truyền Việt Nam và Trung Quốc, tỏi có vị cay, tính ôn, hơi độc, đi vào 2 kinh can và vị. Tỏi có tác dụng thanh nhiệt, giải độc (lấy độc trị độc), sát trùng, chữa băng đới, trùng tích, huyết lỵ, tẩy uế, thông khiếu, tiêu nhọt và hạch ở phổi, tiêu đờm, đầy chướng, đại tiểu tiện khó khăn, tả, lỵ,… Ðông y khuyên không dùng tỏi trong chứng âm hư, nội nhiệt, thai sản, đau mắt, mũi, răng, cổ họng, lưỡi,… Tỏi được sử dụng như một loại kháng sinh thiên nhiên, tỏi được dùng để điều trị những bệnh liên quan đến hô hấp, bệnh do ký sinh trùng và nhiều bệnh khác. Ngày này, tỏi được xem như dược phẩm chữa bách bệnh vì nó có hiệu quả toàn diện đối với hệ thống miễn dịch. 1.1.4.2. Tỏi trong y học hiện đại Hiện nay, các nhà khoa học đã nghiên cứu phát hiện ra trong tỏi có silen, các nguyên tố vi lượng và đặc biệt là có thành phần allicin – chất kháng khuẩn giúp tăng cường khả năng của hệ thống miễn dịch, làm giảm cao huyết áp và chữa được nhiều bệnh khác. Các kết quả nghiên cứu thu được của các nhà khoa học ghi nhận: Tỏi có tác dụng chống tắc nghẽn mạch máu giống Aspirine, có hoạt tính làm hạn chế sinh ra phần tử tự do gây tổn thương các tổ chức khớp. Tỏi còn có tác dụng dưỡng nhan, ích thọ, nhờ khả năng làm chậm quá trình lão hóa tế bào tức bảo vệ hồng cầu không bị ôxy hóa nên tỏi còn có tác dụng làm chậm sự lão hóa. Tỏi làm giảm xung huyết và tiêu viêm, tiêu tan mệt mỏi, phục hồi nhanh thể lực, tiêu mỡ. 6
Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng, nước chiết từ tỏi để lâu ngày có thể làm giảm 30% lượng cholesterol nên giúp phòng ngừa xơ cứng động mạch, phòng bệnh tim mạch. Từ đó ngăn ngừa các bệnh xuất huyết mạch máu não, đau thắt tim, cao huyết áp và một số bệnh tim mạch khác. Tỏi đặc biệt tốt để phòng tránh các rối loạn men tiêu hóa. Kích thích tiết dịch vị, tiết mật. Phòng tránh các nhiễm khuẩn dạ dày, ruột,… 1.1.4.3. Trong đời sống hằng ngày Tỏi là một gia vị đã được sử dụng từ xa xưa. Đây là loại gia vị không thể thiếu để đem lại hương vị thơm ngon, hấp dẫn cho các món ăn như dùng chế biến nước chấm, các món xào nấu, gỏi,… Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các dân tộc vùng Tây Á, Trung Đông thường rất ít khi bị dịch cúm, tỷ lệ ung thư thấp là do có thói quen dùng rượu tỏi. Ngoài ra trong đời sống hằng ngày người ta còn dùng tỏi để trị mụn, đuổi muỗi, bảo vệ vật nuôi, dùng như thuốc trừ sâu, làm keo dính, mỹ phẩm, siro chữa đau họng, kích thích hưng phấn tình dục,… 1.2. Đặc điểm tinh dầu Tinh dầu là hỗn hợp gồm nhiều hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (chủ yếu là các tecpen và các tritecpenonit) tan vào nhau, có mùi đăc trưng tùy thuộc vào nguồn gốc cung cấp nguyên liệu tinh dầu. Ở nhiệt độ thường hầu hết tinh dầu ở thể lỏng, có khối lượng riêng bé hơn 1 (trừ một vài tinh dầu như quế, đinh hương,...), không tan trong nước hoặc tan rất ít nhưng lại hòa tan tốt trong dung môi hữu cơ như ancol, ete, chất béo,… Tinh dầu bay hơi với hơi nước, có vị cay ngọt và có tính sát trùng mạnh. Hệ thực vật có tinh dầu khoảng 3000 loài, trong đó có 150 200 loài có ý nghĩa nông nghiệp. Tinh dầu có hai loại: tinh dầu nguyên chất và tinh dầu không nguyên chất Tinh dầu nguyên chất: hoàn toàn không có độc tố, không có chất bảo quản hóa học nên rất an toàn cho người sử dụng và mang lại kết quả nhanh khi sử dụng để điều trị bệnh tật. Tinh dầu không nguyên chất là hỗn hợp các loại tinh dầu khác nhau được pha trộn với nhau hoặc trong tinh dầu có lẫn các tạp chất. 7
Thành phần hóa học của tinh dầu gồm nhiều tecpen và những dẫn xuất chứa oxi của tecpen (như ancol, anđehit, xeton, ete,…). Mặc dù có nhiều cấu tử như vậy nhưng thường một vài cấu tử chính có giá trị và có mùi đặc trưng cho tinh dầu đó. Về mặt sinh học tinh dầu có thể xem như “một hỗn hợp thiên nhiên có mùi, phần lớn có nguồn gốc từ thực vật”, chỉ có một số ít nguồn gốc từ động vật. Tinh dầu được phân bố rộng trong hệ thực vật, đặc biệt tập trung một số họ như họ hoa tán, họ cúc, họ hoa môi, họ long não, họ sim, họ cam, họ gừng,… Tinh dầu được chiết từ mọi bộ phận của cây như cánh hoa, lá, cành, củ, rễ, vỏ trái, hạt, vỏ cây,… Tinh dầu chứa trong thực vật có thành phần không ổn định. Hàm lượng tinh dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, di truyền, đất trồng, phân bón, thời tiết, ánh sáng, thời điểm thu hoạch. Trong các bộ phận của cây hàm lượng tinh dầu cũng khác nhau. Tinh dầu là sản phẩm cuối cùng của quá trình trao dổi chất và không được sử dụng trở lại cho hoạt động sống của cây. 1.3. Các phương pháp chiết xuất tinh dầu Dựa trên cách thực hành, người ta chia các phương pháp chiết xuất tinh dầu ra làm bốn loại: cơ học, tẩm trích, hấp thụ và chưng cất lôi cuốn hơi nước. Trong đó phương pháp tẩm trích và chưng cất lôi cuốn hơi nước thường được sử dụng. Nhưng dù có tiến hành theo bất cứ phương pháp nào, quy trình chiết xuất đều có những điểm chung sau đây: Tinh dầu thu được phải có mùi thơm tự nhiên như nguyên liệu. Quy trình khai thác phải phù hợp nguyên liệu. Tinh dầu phải được lấy triệt để khỏi nguyên liệu, với chi phí thấp nhất. Nguyên tắc ly trích của tất cả các phương pháp nói trên đều dựa vào những đặc tính của tinh dầu như: Dễ bay hơi. Lôi cuốn theo hơi nước ở nhiệt độ dưới 100oC. Hòa tan dễ dàng trong dung môi hữu cơ. Dễ bị hấp thu ngay ở thể khí. 1.3.1. Phương pháp tẩm trích dung môi dễ bay hơi Phương pháp này có nhiều ưu điểm vì tiến hành ở nhiệt độ phòng, nên thành phần hóa học của tinh dầu ít bị thay đổi. 8
Phương pháp này không những được áp dụng để ly trích cô kết (concrete) từ hoa mà còn dùng để tận trích khi các phương pháp khác không ly trích hết hoặc dùng để ly trích các loại nhựa dầu (oleoresin) gia vị. 1.3.1.1. Nguyên tắc Dựa trên hiện tượng thẩm thấu, khuếch tán và hòa tan của tinh dầu có trong các mô cây đối với các dung môi hữu cơ. 1.3.1.2. Dung môi Yếu tố quan trọng nhất cho sự thành công của phương pháp này là phẩm chất và đặc tính của dung môi sử dụng, do đó dung môi dùng trong tẩm trích cần phải đạt được những yêu cầu sau đây: Hòa tan hoàn toàn và nhanh chóng các cấu phần có mùi thơm trong nguyên liệu. Hòa tan kém các hợp chất khác như sáp, nhựa dầu có trong nguyên liệu. Không có tác dụng hóa học với tinh dầu. Không biến chất khi sử dụng lại nhiều lần. Hoàn toàn tinh khiết, không có mùi lạ, không độc, không ăn mòn thiết bị, không tạo thành hỗn hợp nổ với không khí và có độ nhớt kém. Nhiệt độ sôi thấp vì khi chưng cất dung dịch ly trích để thu hồi dung môi, nhiệt độ sôi cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu. Điểm sôi của dung môi nên thấp hơn điểm sôi của cấu phần dễ bay hơi nhất trong tinh dầu. Ngoài ra, cần có thêm những yếu tố phụ khác như: giá thành thấp, nguồn cung cấp dễ tìm,… Thường thì không có dung môi nào thỏa mãn tất cả những điều kiện kể trên. Người ta sử dụng cả dung môi không tan trong nước như: đietyl ete, ete dầu hỏa, n hexan, cloroform,… lẫn dung môi tan trong nước như: etanol, axeton,… Trong một số trường hợp cụ thể, người ta còn dùng một hỗn hợp dung môi. 1.3.1.3. Quy trình tẩm trích Phương pháp ly trích này thích hợp cho các nguyên liệu có chứa lượng tinh dầu không lớn lắm hoặc có chứa những cấu phần tan được trong nước và không chịu được nhiệt độ quá cao. Quy trình kỹ thuật gồm các giai đoạn sau đây: 9
Tẩm trích: nguyên liệu được ngâm vào dung môi trong bình chứa. Trong một số trường hợp, để gia tăng khả năng ly trích, nguyên liệu cần được xay nhỏ trước. Hỗn hợp nguyên liệu và dung môi cần được xáo trộn đều trong suốt thời gian ly trích. Nên khảo sát trước xem việc gia nhiệt có cần thiết hay không, nếu cần, cũng không nên gia nhiệt quá 50oC để không ảnh hưởng đến mùi thơm của sản phẩm sau này. Xử lý dung dịch ly trích: sau khi quá trình tẩm trích kết thúc, dung dịch ly trích được lấy ra và có thể thay thế bằng dung môi mới sau một khoảng thời gian nhất định, tùy theo nguyên liệu. Tách nước (nếu có) ra khỏi dung dịch, rồi làm khan bằng Na2SO4 và lọc. Dung môi phải được thu hồi ở nhiệt độ càng thấp càng tốt để tránh tình trạng sản phẩm bị mất mát và phân hủy. Do đó, nên loại dung môi ra khỏi sản phẩm bằng phương pháp chưng cất dưới áp suất kém (cô quay). Dung môi thu hồi có thể dùng để ly trích lần nguyên liệu kế tiếp. Xử lý sản phẩm ly trích: sau khi thu hồi hoàn toàn dung môi, sản phẩm là một chất đặc sệt gồm có tinh dầu và một số hợp chất khác như nhựa, sáp, chất béo, cho nên cần phải tách riêng tinh dầu ra. Chất đặc sệt này đem đi chưng cất bằng hơi nước để tách riêng tinh dầu ra. Tinh dầu có mùi thơm tự nhiên, nhưng khối lượng thu được kém, ngoài ra tinh dầu này có chứa một số cấu phần thơm có nhiệt độ sôi cao nên có tính chất định hương rất tốt. Tách dung dịch từ bã: sau khi tháo hết dung dịch ly trích ra khỏi hệ thống, trong bã còn chứa một lượng dung dịch rất lớn (khoảng 20 – 30% lượng dung môi ly trích). Phần dung dịch còn lại nằm trong nguyên liệu thường được lấy ra bằng phương pháp chưng cất hơi nước (trường hợp dung môi không tan trong nước), hoặc ly tâm, lọc ép (trường hợp dung môi tan trong nước). Sau đó dung dịch này cũng được tách nước, làm khan và nhập chung với dung dịch ly trích. Chất lượng thành phẩm và hiệu quả của phương pháp ly trích này phụ thuộc chủ yếu vào dung môi dùng để ly trích. Để đạt kết quả tốt thì dung môi sử dụng phải thoả mãn được các yêu cầu đã được trình bày ở trên. Vì dung môi dễ bay hơi nên chúng ta cần phải lưu ý đến tỉ lệ thất thoát dung môi trong quy trình ly trích vì việc này có thể ảnh hưởng rất lớn đến giá thành sản phẩm. 10
Trong điều kiện phòng thí nghiệm, khi muốn tiến hành phương pháp tẩm trích với dung môi dễ bay hơi, thường tiến hành sử dụng phương pháp truyền thống như khuấy từ ở nhiệt độ phòng hoặc đun – khuấy từ (kèm ống hoàn lưu) hay phương pháp dùng Soxhlet. Ngoài ra, cùng với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của “hóa học xanh”, mà ngày nay chúng ta còn áp dụng các phương pháp mới như là: tẩm trích có sự hỗ trợ của siêu âm và vi sóng. 1.3.1.4. Ưu và khuyết điểm Ưu điểm: sản phẩm thu được theo phương pháp này thường có mùi thơm tự nhiên. Hiệu suất sản phẩm thu được thường cao hơn các phương pháp khác. Khuyết điểm: yêu cầu cao về thiết bị; thường thất thoát dung môi; tốn kém, quy trình tương đối phức tạp. 1.3.2. Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước Phương pháp này dựa trên sự thẩm thấu, hòa tan, khuếch tán và lôi cuốn theo hơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao. Sự khuếch tán sẽ dễ dàng khi tế bào chứa tinh dầu trương phồng do nguyên liệu tiếp xúc với hơi nước bão hòa trong một thời gian nhất định. Trường hợp mô thực vật có chứa sáp, nhựa, axit béo không no mạch dài thì khi chưng cất phải được thực hiện trong một thời gian dài vì những hợp chất này làm giảm áp suất hơi chung của hệ thống và làm cho sự khuếch tán trở nên khó khăn. 1.3.2.1. Lý thuyết chưng cất Chưng cất có thể được định nghĩa là: Sự tách rời các cấu phần của một hỗn hợp nhiều chất lỏng dựa trên sự khác biệt về áp suất hơi của chúng. Trong trường hợp đơn giản, khi chưng cất một hỗn hợp gồm 2 chất lỏng không hòa tan vào nhau, áp suất hơi tổng cộng là tổng của hai áp suất hơi riêng phần. Do đó, nhiệt độ sôi của hỗn hợp sẽ tương ứng với áp suất hơi tổng cộng xác định, không tùy thuộc vào thành phần bách phân của hỗn hợp, miễn là lúc đó hai pha lỏng vẫn còn tồn tại. Nếu vẽ đường cong áp suất hơi của từng chất theo nhiệt độ, rồi vẽ đường cong áp 11
suất hơi tổng cộng, thì ứng với một áp suất, ta dễ dàng suy ra nhiệt độ sôi tương ứng của hỗn hợp và nhận thấy nhiệt độ sôi của hỗn hợp luôn luôn thấp hơn nhiệt độ sôi của từng hợp chất. Thí dụ, ở áp suất 760 mmHg, nước sôi ở 100oC và benzen sôi ở 80oC và chúng là hai chất lỏng không tan vào nhau. Thực nghiệm cho thấy, nếu đun hỗn hợp này dưới áp suất 760 mmHg nó sẽ sôi ở 69 oC. Giản đồ nhiệt độ sôi theo áp suất cho thấy, tại 69oC, áp suất hơi của nước là 225 mmHg và benzen là 535 mmHg. Chính vì đặc tính làm giảm nhiệt độ sôi này mà từ lâu phương pháp chưng cất hơi nước là phương pháp đầu tiên dùng để tách tinh dầu ra khỏi nguyên liệu thực vật. 1.3.2.2. Những ảnh hưởng chính trong sự chưng cất hơi nước a) Sự khuếch tán Ngay khi nguyên liệu được làm vỡ vụn thì chỉ có một số mô chứa tinh dầu bị vỡ và cho tinh dầu thoát tự do ra ngoài theo hơi nước lôi cuốn đi. Phần lớn tinh dầu còn lại trong các mô thực vật sẽ tiến dần ra ngoài bề mặt nguyên liệu bằng sự hòa tan và thẩm thấu. Von Rechenberg đã mô tả quá trình chưng cất hơi nước như sau: “Ở nhiệt độ nước sôi, một phần tinh dầu hòa tan vào trong nước có sẵn trong tế bào thực vật. Dung dịch này sẽ thẩm thấu dần ra bề mặt nguyên liệu và bị hơi nước cuốn đi. Còn nước đi vào nguyên liệu theo chiều ngược lại và tinh dầu lại tiếp tục bị hòa tan vào lượng nước này. Quy trình này lặp đi lặp lại cho đến khi tinh dầu trong các mô thoát ra ngoài hết”. Như vậy, sự hiện diện của nước rất cần thiết, cho nên trong trường hợp chưng cất sử dụng hơi nước quá nhiệt, chú ý tránh đừng để nguyên liệu bị khô. Nhưng nếu lượng nước sử dụng thừa quá thì cũng không có lợi, nhất là trong trường hợp tinh dầu có chứa những cấu phần tan dễ trong nước. Ngoài ra, vì nguyên liệu được làm vỡ vụn ra càng nhiều càng tốt, cần làm cho lớp nguyên liệu có một độ xốp nhất định để hơi nước có thể đi xuyên ngang lớp này đồng đều và dễ dàng. Vì các cấu phần trong tinh dầu được chưng cất hơi nước theo nguyên tắc nói trên cho nên thông thường những hợp chất nào dễ hòa tan trong nước sẽ được lôi cuốn trước. Thí dụ, khi chưng cất hơi nước hạt caraway nghiền nhỏ và không 12
nghiền, đối với hạt không nghiền thì carvon (nhiệt độ sôi cao nhưng tan nhiều trong nước) sẽ ra trước, còn limonen (nhiệt độ sôi thấp, nhưng ít tan trong nước) sẽ ra sau. Nhưng với hạt caraway nghiền nhỏ thì kết quả chưng cất ngược lại. b) Sự thủy giải Những cấu phần este trong tinh dầu thường dễ bị thủy giải cho ra axit và ancol khi đun nóng trong một thời gian dài với nước. Để hạn chế hiện tượng này, sự chưng cất hơi nước phải được thực hiện trong một thời gian càng ngắn càng tốt. Vì vậy, thời gian chưng cất lôi cuốn hơi nước cần thiết phải được khảo sát để thu lấy tinh dầu đạt hiệu suất tối ưu. c) Nhiệt độ Nhiệt độ cao làm phân hủy tinh dầu. Do đó, khi cần thiết phải dùng hơi nước quá nhiệt (trên 100oC) nên thực hiện việc này trong giai đoạn cuối cùng của sự chưng cất, sau khi các cấu phần dễ bay hơi đã lôi cuốn đi hết. Thực ra, hầu hết các tinh dầu đều kém bền dưới tác dụng của nhiệt nên vấn đề là làm sao cho thời gian chịu nhiệt độ cao của tinh dầu càng ngắn càng tốt. Tóm lại, dù ba ảnh hưởng trên được xem xét độc lập nhưng thực tế thì chúng có liên quan với nhau và quy về ảnh hưởng của nhiệt độ. Khi tăng nhiệt độ, sự khuếch tán thẩm thấu sẽ tăng, sự hòa tan tinh dầu trong nước sẽ tăng nhưng sự phân hủy cũng tăng theo. Trong công nghiệp, dựa trên thực hành, người ta chia các phương pháp chưng cất hơi nước ra thành ba loại chính: Chưng cất bằng nước. Chưng cất bằng nước và hơi nước. Chưng cất bằng hơi nước. Cả ba phương pháp này đều có lý thuyết giống nhau nhưng khác nhau ở cách thực hiện. * Chưng cất bằng nước Trong trường hợp này, nước phỉ kín nguyên liệu, nhưng phải chừa một khoảng không gian tương đối lớn phía trên lớp nước, để tránh khi nước sôi mạnh làm văng chất nạp qua hệ thống hoàn lưu. Nhiệt cung cấp có thể đun trực tiếp bằng củi lửa hoặc đun bằng hơi nước dẫn từ nồi hơi vào (sử dụng bình có hai lớp đáy). Trong 13
trường hợp chất nạp quá mịn lắng chặt xuống đáy nồi gây hiện tượng cháy khét nguyên liệu ở mặt tiếp xúc với đáy nồi, lúc đó nồi phải trang bị những cánh khuấy trộn đều bên trong trong suốt thời gian chưng cất. Sự chưng cất này thường không thích hợp với những tinh dầu dễ bị thủy giải. Những nguyên liệu xốp và rời rạc rất thích hợp cho phương pháp này. Những cấu phần có nhiệt độ sôi cao, dễ tan trong nước sẽ khó hóa hơi trong khối lượng lớn nước phủ đầy khiến cho tinh dầu sản phẩm sẽ thiếu những hợp chất này. Thí dụ điển hình là mùi tinh dầu hoa hồng thu được từ phương pháp chưng cất hơi nước kém hơn sản phẩm tẩm trích từ eugenol và alcol phenetil nằm lại trong nước khá nhiều, vì thế người ta chỉ dùng phương pháp này để chưng cất tinh dầu hoa hồng khi không thể sử dụng các phương pháp khác. * Chưng cất bằng nước và hơi nước Trong phương pháp này, nguyên liệu được xếp trên một vỉ đục lỗ và nồi cất được đổ nước sao cho nước không chạm đến vỉ. Nhiệt cung cấp có thể là ngọn lửa đốt trực tiếp hoặc dùng hơi nước từ nồi hơi dẫn vào lớp bao chung quanh phần đáy nồi. Có thể coi phương pháp này là một trường hợp điển hình của phương pháp chưng cất bằng hơi nước với hơi nước ở áp suất thường. Như vậy chất ngưng tụ sẽ chứa ít sản phẩm phân hủy hơn là trường hợp chưng cất bằng hơi nước trực tiếp, nhất là ở áp suất cao hay hơi nước quá nhiệt. Việc chuẩn bị nguyên liệu trong trường trường hợp này quan trọng hơn nhiều so với phương pháp trước, vì hơi nước tiếp xúc với chất nạp chỉ bằng cách xuyên qua nó nên phải sắp xếp thế nào để chất nạp tiếp xúc tối đa với hơi nước thì mới có kết quả tốt. Muốn vậy, chất nạp nên có kích thước đồng đều không sai biệt nhau quá. Nếu chất nạp được nghiền quá mịn, nó dễ tụ lại vón cục và chỉ cho hơi nước đi qua một vài khe nhỏ do hơi nước tự phá xuyên lên. Như vậy phần lớn chất nạp sẽ không được tiếp xúc với hơi nước. Ngoài ra, luồng hơi nước đầu tiên mang tinh dầu có thể bị ngưng tụ và tinh dầu rơi ngược lại vào lớp nước nóng bên dưới gây hư hỏng thất thoát. Do đó việc chuẩn bị chất nạp cần được quan tâm nghiêm túc và đòi hỏi kinh nghiệm tạo kích thước chất nạp cho từng loại nguyên liệu. 14
Tốc độ chưng cất trong trường hợp này không quan trọng như trong trường hợp chưng cất bằng nước. Tuy nhiên, tốc độ nhanh sẽ có lợi vì ngăn được tình trạng quá ướt của chất nạp và gia tăng vận tốc chưng cất. Về sản lượng tinh dầu mỗi giờ, người ta thấy nó khá hơn phương pháp chưng cất bằng nước nhưng vẩn còn kém hơn phương pháp chưng cất bằng hơi nước sẽ đề cập sau. So với phương pháp chưng cất bằng nước, ưu điểm của nó là ít tạo ra sản phẩm phân hủy. Do đó, dù với thiết bị loại nào đi nữa, ta phải đảm bảo là chỉ có phần đáy nồi là được phép đốt nóng và giữ cho phần vỉ chứa chất nạp không tiếp xúc với nước sôi. Phương pháp này cũng tốn ít nhiên liệu, tuy nhiên nó không thể áp dụng cho những nguyên liệu dễ bị vón cục. Khuyết điểm chính của phương pháp là do thực hiện ở áp suất thường, nên cấu phần có nhiệt độ sôi cao sẽ đòi hỏi một lượng rất lớn hơi nước để hóa hơi hoàn toàn và như thế sẽ tốn rất nhiều thời gian. Về kỹ thuật, khi xong một lần chưng cất, nước ở bên dưới vỉ phải được thay thế để tránh cho mẻ sản phẩm sau có mùi lạ. *Chưng cất bằng hơi nước Hơi nước tạo ra từ nồi hơi, thường có áp suất cao hơn không khí, được đưa thẳng vào bình chưng cất. Trong kỹ nghệ phương pháp này thường dùng để chưng cất tinh dầu từ các nguyên liệu thực vật. Điểm ưu việt của phương pháp này là người ta có thể điều chỉnh áp suất, nhiệt độ như mong muốn để tận thu sản phẩm, nhưng phải giữ nhiệt độ ở mức giới hạn để tinh dầu không bị phân hủy. Việc sử dụng phương pháp này cũng lệ thuộc vào những điều kiện hạn chế như đã trình bày đối với hai phương pháp chưng cất nói trên cộng thêm hai yếu tố nữa là yêu cầu hơi nước không quá nóng và quá ẩm. Nếu quá nóng nó có thể phân hủy những cấu phần có độ sôi thấp, hoặc làm chất nạp khô quăn khiến hiện tượng thẩm thấu không xảy ra. Do đó trong thực hành, nếu dòng chảy của tinh dầu ngưng lại sớm quá, người ta phải chưng cất tiếp bằng hơi nước bão hòa trong một thời gian cho đến khi sự khuyếch tán hơi nước được tái lập lại , khi đó mới tiếp tục dùng lại hơi nước quá nhiệt. Còn trong trường hợp, hơi nước quá ẩm sẽ đưa đến hiện tượng ngưng tụ, phần chất nạp phía dưới sẽ bị ướt, trong trường hợp này 15
người ta phải tháo nước ra bằng một van xả dưới đáy nồi. trong công nghiệp, hơi nước trước khi vào bình chưng cất phải đi ngang một bộ phận tách nước. Với hơi nước có áp suất cao thường gây ra sự phân hủy quan trọng, nên tốt nhất là bắt đầu chưng cất với hơi nước ở áp suất thấp và cao dần cho đến khi kết thúc. Không có một quy tắc chung nào cho mọi loại nguyên liệu vì mỗi chất nạp đòi hỏi một kinh nghiệm và yêu cầu khác nhau. Hiệu suất và chất lượng tinh dầu phụ thuộc vào đặc tính của tinh dầu và cách chọn phương pháp chưng cất. Thí dụ như tinh dầu hương bài, nếu chưng cất hơi nước ở áp suất thường thì thời gian kéo dài trên 12 giờ mà hiệu suất thu được chỉ khoảng 1%, nhưng nếu chưng cất ở thiết bị có áp suất 4 5 atm thì hiệu suất thu được đạt 1 1,2% và thời gian chưng cất chỉ còn 6 giờ. Thường thì các loại tinh dầu có tỉ trọng lớn hơn nước, khi chưng cất hơi nước trong thiết bị áp suất cao, cho hiệu suất ly trích cao trong thời gian chưng cất ngắn. d) Ưu điểm Quy trình kỹ thuật tương đối đơn giản. Thiết bị gọn, dễ chế tạo. Không đòi hỏi vật liệu phụ như các phương pháp tẩm trích, hấp thụ. Thời gian tương đối nhanh. e) Khuyết điểm Không có lợi đối với những nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu thấp. Chất lượng tinh dầu có thể bị ảnh hưởng nếu trong tinh dầu có những cấu phần dễ bị phân hủy. Không lấy được các loại nhựa và sáp có trong nguyên liệu. Trong nước chưng luôn luôn có một lượng tinh dầu tương đối lớn. Những tinh dầu có nhiệt độ sôi cao thường cho hiệu suất kém. 1.3.2.3. Thu hồi thêm tinh dầu từ nước chưng Thường tinh dầu trong nước chưng nằm dưới hai dạng phân tán và hòa tan. Dạng phân tán thì có thể dùng phương pháp lắng hay ly tâm, còn dạng hòa tan thì phải chưng cất lại. Nếu trọng lượng riêng của tinh dầu và nước quá gần nhau thì có thể thêm NaCl để gia tăng tỉ trọng của nước làm tinh dầu tách ra dễ dàng. 16
Trong phòng thí nghiệm, để chưng cất hơi nước tinh dầu, người ta thường dùng bộ dụng cụ thủy tinh Clevenger với hai loại ống hứng tinh dầu, tùy theo tinh dầu nặng hay nhẹ. 1.4. Mô hình hóa thực nghiệm 1.4.1. Khái quát Trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học, tính logic, sự nhanh chóng và tính chính xác là yêu cầu cần bảo đảm. Trong thực nghiệm nghiên cứu cần phải có kết quả mô tả mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau của các yếu tố liên quan, đảm bảo độ tin cậy và tính chính xác của kết quả với sai số cho phép. Trong điều kiện đủ thông tin, có thể sử dụng các phương pháp toán học khác nhau để mô tả hệ thống, từ đó khảo sát và tình cực trị đối với bài toán. Tuy nhiên khi thiếu thông tin, cần phải làm thực nghiệm để xây dựng mô hình toán học cho quá trình nghiên cứu, sau đó tiến hành các bước tối ưu hoá. Quy hoạch và xử lý số liệu thực nghiệm là một phương pháp toán học được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu, học tập và cả trong sản xuất thực tế. Ở đây chúng tôi sử dụng mô hình hóa thực nghiệm bậc 2 tâm trực giao để tối ưu hóa các yếu tố khảo sát. 1.4.2. Giới thiệu về mô hình hóa thực nghiệm bậc 2 tâm trực giao Mô hình hóa thực nghiệm bậc 1 chỉ gồm các số hạng bậc 1 cho nên độ phù hợp thấp. Muốn nâng cao độ phù hợp phải có các số hạng bậc 2. Khi đó tiến hành mô hình hóa thực nghiệm bậc 2. Có nhiều giải pháp tìm phương trình hồi qui bậc 2, phổ biến nhất là 2 phương pháp:  Dùng ma trận tâm trực giao.  Dùng ma trận tâm xoay. Trong phương trình hồi qui bậc 2 có bao nhiêu số hạng thì ít nhất phải có bấy nhiêu phương trình (bấy nhiêu thực nghiệm) để tìm được các hệ số hồi qui tương ứng cho mỗi số hạng. 17
Với thực nghiệm có 3 nhân tố ảnh hưởng lên kết quả thực nghiệm. Khi tiến hành mô hình hóa thực nghiệm bậc 1 đầy đủ thì về mặt hình học mô hình là một hình lập phương 8 đỉnh, mỗi đỉnh ứng với 1 thực nghiệm và tìm được một hệ số b i tương ứng. Để tìm được các số hạng bậc 2 ta phải làm thêm các thực nghiệm ở tâm (mức gốc) và những thực nghiệm ở điểm sao (*) là những điểm nằm trên trục tọa độ của nhân tố tương ứng. Số thực nghiệm của để tìm mô hình hóa thực nghiệm bậc 2 tâm trực giao được tính theo công thức sau: N = 2nq + 2.n + N0 (1.1) Trong đó: 2nq: số thực nghiệm ở ma trận gốc; 2.n : số thực nghiệm ở điểm sao; N0 : số thực nghiệm ở điểm tâm, thường lấy N0 = 1. Các bước tiến hành mô hình hóa thực nghiệm bậc 2 tâm trực giao: Bước 1. Chọn mức thực nghiệm Chọn các mức thực nghiệm theo vùng khảo sát, tính các mức theo công thức tổng quát sau: Xithuc − Xigoc xi = (1.2) λi Trong đó Xi thực: các giá trị dạng thực của nhân tố khảo sát, Xi gốc : mức gốc (0) của Xi, i: khoảng biến thiên của các nhân tố khảo sát Xi. 18
Bước 2. Lập ma trận thực nghiệm mã hóa của mô hình thực nghiệm bậc 2 tâm trực giao Ví dụ: Ma trận thực nghiệm mã hóa bậc 2 tâm trực giao đầy đủ của 3 nhân tố, có dạng sau: Bảng 1.1. Ma trận mô hình hóa thực nghiệm đầy đủ bậc 2 tâm trực giao 3 nhân tố N X0 1 + + + + x12 x22 x32 y1 2 + + + x12 x22 x32 y2 3 + + + x12 x22 x32 y3 4 + + + + x12 x22 x32 y4 5 + + + x12 x22 x32 y5 6 + + + + x12 x22 x32 y6 7 + + + + x12 x22 x32 y7 8 + + + + + + + x12 x22 x32 y8 9 + +d 0 0 0 0 0 (+d)2 y9 10 + d 0 0 0 0 0 (d)2 y10 11 + 0 +d 0 0 0 0 (+d)2 y11 12 + 0 d 0 0 0 0 (d)2 y12 13 + 0 0 +d 0 0 0 (+d)2 y13 14 + 0 0 d 0 0 0 (d)2 y14 15 + 0 0 0 0 0 0 y15 Để ma trận vẫn đảm bảo tính chất trực giao (đặc biệt là các ma trận cột của các số hạng bậc 2) phải đưa thêm tham số : Đặt xi'2 xi2 (1.3) Thì điều kiện trực giao là: N ( xiu2 ).( xiu2 ) 0 (1.4) u 1 2n q 2.d 2 Trong đó: (1.5) 2n q 2n N 0 Với d N .2 n q 2 2n q 1 (1.6) 19
Vì n, q là số cho trước nên có thể tính sẵn d và , một số giá trị tính sẵn ghi trong bảng sau: Bảng 1.2. Các giá trị d và tính trước Mô hình N D 2 22 9 1,000 0,6667 3 8 23 15 1,2154 0,7303 15 4 24 25 1,4142 0,8000 5 4 3 251 27 1,5467 0,7698 9 4 10 25 43 1.7244 0,8433 15 Trong trường hợp trên n = 3, tra bảng ta có d = 1,215 và = 0,7303. Phương trình hồi qui bậc 2, n yếu tố có dạng tổng quát như sau: y = b0 x0 + b1x1 + b2 x2 + b3 x3 + b12 x1x2 + b13 x1x3 + b23 x2 x3 + ... + b11( x12 − φ) + b22 ( x22 − φ) + b33 x32 − φ) + ... (1.7) Bước 3: Tính hệ số hồi qui của phương trình hồi qui tâm trực giao N N N xiu . yu xiu x ju . yu ( xiu2 ). yu u 1 u 1 u 1 bi N ; bij N ; bii N (1.8) 2 2 2 2 x iu ( xiu .x ju ) (x iu ) u 1 u 1 u 1 Bước 4: Đánh giá tính có nghĩa của hệ số hồi qui Trong mô hình hóa thực nghiệm bậc 2 người ta không làm thí nghiệm lặp lại toàn bộ thực nghiệm, do số thực nghiệm quá lớn. Người ta làm lặp lại chỉ một thực nghiệm, thực nghiệm đó thường là thực nghiệm ở tâm rồi xác định giá trị trung bình của nó. Tính phương sai của thí nghiệm lặp lại ở tâm đó và coi như đó là sai số chung của các thí nghiệm. Người ta cũng dùng chuẩn t để đánh giá tính có nghĩa của các hệ số hồi qui: ti tính > ti bảng(P,f) Trong đó: 20