MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.1 Tng quan v chitin-chitosan 1
1.1.1 Ngun gc và s tn ti chitin-chitosan trong t nhiên 1
1.1.2 Cu trúc hóa hc và tính cht ca chitin-chitosan 1
1.1.2.1 Cu trúc hóa hc ca chitin và chitosan 2
1.1.2.2 Tính cht ca chitin 3
1.1.2.3 Tính cht ca chitosan 3
1.1.3 Mt s quy trình sn xut chitin-chiosan 5
1.1.3.1 Sn xut chitin-chitosan bc 6
1.1.3.2 Sn xut chitin-chitosan b
sinh hc kt hp vi hóa hc 11
1.1.4 Mt s ng dng ca chitin-chitosan 14
1.1.4.1 ng dng chitin-chitosan trong công nghip thc phm 14
1.1.4.2 ng dng chitin-chitosan trong nông nghip và thy sn 15
1.1.4.3 ng dng chitin-chitosan trong y hc và công ngh sinh hc 16
1.1.4.4 ng dng chitin-chitosan trong x ng 17
1.2 Tng quan tình hình nghiên cu thu tài 18
1.2.1 Tình hình nghiên cc 18
1.2.2 Tình hình nghiên cu trên th gii 23
 51
2.3.2.2 Phân tích TSS 51
 c 52
2.3.2.4 Phân tích COD 52
2.3.2.5 Phân tích BOD
5
53
ng phosphorus 54
2.3.2.7 Phân tích TKN 56
ng chloride 58
2.3.3 Thí nghim t 59
2.3.3.1 Thit k thc nghim 59
2.3.3.2 Thí nghim Jartest 62
2.3.4 Th nghim mô hình 63
2.3.4.1 Ly mc thi 63
2.3.4.2 Chun b hóa cht 63
2.3.4.3 Các thông s thit k ca mô hình 64
2.3.4.4 Vn hành mô hình 68
2.3.4.5 Thu mc sau x lý 69
2.3.5 X lý s liu 69
i vi kt qu phân tích các ch tiêu 69
2.3.5.2 i vi mô hình hi quy cp hai 69
CHƢƠNG 3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1 Kt qu kho sát quy trình sn xut chitin-chitosan 70
3.1.1 Quy trình sn xut chitin 70
3.1.2 Danh mc, n các hóa cht s dng trong quá trình sn xut 72


Bng 1.1 Ch  kh protein t các ngun ph liu khác nhau 7
Bng 1.2 Ch  kh khoáng t các ngun ph liu khác nhau 8
Bu kin ty màu trong công ngh sn xut chitin 9
Bu kin deacetyl vi các ngun chitin khác nhau 10
Bng 1.5 Mt s ng dng chính ca chitosan và dn xut trong thc phm 14
Bng 1.6 Mt s ng dng chính ca chitosan và dn xut trong nông nghip 15
Bng 1.7 Hiu qu ca b sung chitosan vào th 15
Bng 1.8 Mt s ng dng chính ca chitin và chitosan trong y hc 16
Bng 1.9 Mt s ng dng ca chitin và chitosan trong x ng 17
Bng 1.10 Mt s ch ng cc thi sn xut chitin-chitosan 18
Bng 1.11 Các yu t n hiu qu thu hi protein 24
Bng 1.12 Bng thit k thc nghim và kt qu 24
Bng các acid amin trong cc 25
Bng 1.14 Phân loc tp cht 29
Bng hóa cht cn thi phân tích COD 53
Bng 2.2 Cách lng mu cn thit trong phân tích BOD
5
54
Bng hóa cht cn thi dng chun phân tích phosphorus 56
Bng 2.4 Ma trn quy hoch trc giao cp hai, ba yu t 59
Bng 2.5 Bng thit k quy hoch thc nghii vi mu S1 60
Bng 2.6 Bng k hoch thí nghii vi mu S1 61
Bng 2.7 Bng thit k quy hoch thc nghii vi mu S2 61
Bng 2.8 Bng k hoch thí nghii vi mu S2 62
Bng 3.1 Danh mc, n các hóa cht s dng trong quá trình sn xut 72
Bng 3.2 Kt qu phân tích các ch u vào ca mu S1 73


chitin

2
 các dn xut ca chitin-chitosan 4
 tng quát quá trình sn xut chitin-chitosan 5
Hình 1.5 Quy trình sn xut chitin và chitosan c 6
Hình 1.6 Quy trình s dng Flavourzyme trong công ngh sn xut chtin 11
Hình 1.7 Quy trình sn xut chitin ci tin t ph liu tôm có kt hp x lý enzyme
protease và thu hi protein và astaxanthin 12
Hình 1.8 Quy trình sn xut chtin kt hp x  bng acid formic 13
Hình 1.9 Quy trình sn xut chitin bc 13
Hình 1.10 Quy trình x c thi chitin ca Công ty Ngc Lân 19
Hình 1.11 Quy trình x c thi chitin cng Sông Mã 22
Hình 1.12 Quy trình x c thi chitin 27
a các ht vt chc 31
Hình 1.14 Cu to ht keo và s i th dzeta 32
Hình 1.15 Hiu qu c hp ph - n tích các ion trái du 35
Hình 1.16 Mô t quá trình t hp ph - bc cu 36
Hình 1.17 PAC dng bt 39
Hình 1.18 Cu trúc Keggin ca PAC 40
Hình 1.19 Cht tr lng PAA dng cationit C1492 43
 thí nghiu trúc có tâm cp hai, ba yu t 46
Hình 2.1 Thit b Jartest 63
Hình 2.2 Mô hình b u hòa 64
Hình 2.3 Mô hình b keo t 65

Hình 2.4 Mô hình b to bông 66

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
QCVN

Quy chun Vit Nam
BTNMT


B ng
SXTN


Sn xut th nghim
COD
Chemical Oxygen Demand
Nhu cu oxy hóa hc
BOD
Biochemical Oxygen Demand
Nhu cu oxy sinh hóa
TSS
Total Suspended Solid
Tng cht rng
TKN
Total Kjeldahl Nitrogen
T
pháp Kjeldahl
T

AC
Activated Carbon
Than hot tính Chƣơng 1 : Tổng quan Trang 1

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về chitin-chitosan
1.1.1 Nguồn gốc và sự tồn tại chitin-chitosan trong tự nhiên
S phát trin rt nhanh ca ngành ch bin thy sn ln vào vic
nâng cao giá tr xut khu cc ta, hàng triu tn thy sc xut khu
  bin các sn phm thy s o ra mt
ng ln ph liun ph liu này ch yc xay nh và phi
trn làm tht s  s dng hng ph liu và gây
ô nhing. Tuy nhiên ngày nay phn lng ph lic s dng
làm nguyên liu cho quá trình sn xut chitin-i hiu qu kinh t cao.
Chitin - chitosan là mt polysaccharit tn ti trong t nhiên vi sng rt
lng th hai sau cellulose). Trong t nhiên chitin tn ti trong c ng vt và
thc vt. Chitosan là polymer sinh hc v-acetyl glucosamine, hin
din t nhiên trong vách mt s ging n
ng vt, chitin là mt thành phn cu trúc quan trng ca các v mt
s ng vn th, giáp xác và giun tròn.
ng vt bc cao monome ca chitin là mt thành phn ch yu trong mô da
nó giúp cho s tái to và gn lin các v da. Trong thc vt chitin có 

, còn chitin t mc có dng
chitin
. Ba dng
chitin nêu trên có s khác nhau v     c ca m  
cutrúc và s mch chitin trong m cu trúc,
chitin
 rn phân t
cao nht và  dng rn chc và các mch chitin sp xc
chiu nhau.
chitin
bao gm các mch chitin song song cùng chi
rn th
chitin
sp xp c hai mch song song cùng chiu
thì có mt mc chiu. chitin

chitin

chitin

Hình 1.2 Sự sắp xếp của chuỗi polymer của
chitin

,

4
,
dimethylacetamide cha 5% lithium chloride, tan trong dung d c nóng ca
mui thioxianat liti (LiSCN) và thioxianat canxi (Ca(SCN)
2
) to thành dung dch
keo, tan trong hexafluoroisopropyl alcohol (CF
3
CHOHCF
3
).
Chitin t  ng trong khong t 8  12%, phân t
ng trung bình lu dalton. Tuy nhiên, chitin chit rút t vi sinh vt thì
có phân t ng thp, ch khong vài chc nghìn dalton.
   c thì chitin b kh mt gc
acetyl to thành chitosan.
22
o
32
t cao
NaOH 40 50%
CH OH CH OH
Chitin OH Chitosan OH
NHCOCH NH


  


c thì chitin s b thy phân to


Chitosan tan tt trong các acid h  Khi hòa tan chitosan trong môi
ng acid loãng t  có kh 
bám dính b mn âm và có kh o phc vi các ion kim loi.
Tính cht c  c, kh p ph cht màu,
kim loi, kt dính vi cht béo, kháng khun, kháng n thuc
rt l deacetyl hóa. Chitosan  deacetyl cao thì có kh p ph
cht màu, to phc vi kim loi t, kh n, kháng
nm c các mu  deacetyl hóa cao.

Hình 1.3 Sơ đồ các dẫn xuất của chitin-chitosan

[6]
Chƣơng 1 : Tổng quan Trang 5

1.1.3 Một số quy trình sản xuất chitin-chiosan
Trong quá trình sn xut chitin cn phi kh các hp cht phi chitin ra khi
chitin. Các hp cht phi chitin bao gm protein, khoáng, cht màu, lipid và các hp
cht khác v ng bi i tùy theo loi nguyên liu. Viêc kh các thành
ph sn xut chitin t ph liu thy sn có th thc hin b
pháp hóa hng pháp sinh hc hoc kt hp vi sinh
hc. Tuy nhiên hin nay các quy trình sn xut chitin  quy mô ln ch yu s dng
n, d
thc hin  quy mô lng pháp hóa hm
n phm chitin-chitosan có phân t ng th nht thng hóa
cht lt b c bit gây ra ô nhing rt trm trng


1.1.3.1 Sản xuất chitin-chitosan bằng phƣơng pháp hóa học
Tùy theo tính cht nguyên liu kin sn xut, quy mô sn xut, yu t
kinh t k-thut-ng, yêu cu chng sn phu kin x lý  các
n ca tc xác lp cho phù hp.

Hình 1.5 Quy trình sản xuất chitin và chitosan theo phương pháp hóa học
[6]
[6]
Nguyên liu

2
CO
3
, Ca(OH)
2
. Tuy nhiên NaOH
c s dng nhiu nht, n t n 10%  nhi phòng hoc nhi
n 100
o
C, thi gian x lý t vài gi n vài ngày. Mt s u kin
x  kh c trình bày  bng 1.1.
Bảng 1.1 Chế độ khử protein từ các nguồn phế liệu khác nhau
Nguồn
Chế độ khử protein
Nồng độ kiềm
Nhiệt độ [
o
C]
Thời gian [h]
Tỷ lệ [w/v]
Tôm hùm
1N NaOH
100
12h x 5 ln
1 : 5,5
10% NaOH
T
p

72

Tôm th
5% NaOH
H
2
1 : 15  20
5% NaOH
100
0,5
1 : 1
0,5% NaOH

0,5
2 : 3
15% NaOH
65
3
1 : 10
Cua
1N NaOH
80
3h x 2 ln

2% KOH
90
2
1 : 20
1N NaOH
50
6


hin bng cách x lý vi các hóa cht sau : HCl, HNO
3
, H
2
SO
4
. Tùy ngun nguyên
liu và yêu cu chng ca chitin mà ch  kh khoáng áp dng khác nhau.
Bảng 1.2 Chế độ khử khoáng từ các nguồn phế liệu khác nhau
Nguồn
Chế độ khử khoáng
Nồng độ HCl
Nhiệt độ [
o
C]
Thời gian [h]
Tỷ lệ [w/v]
Tôm hùm
2N
T
p

5
1 : 9
2N
Lnh
48
1 : 5,5
37%
20



8%
30
8
1 : 10
0,75N
T
p

0,5
1 : 12
1,25N
T
p

0,5
1 : 12
6N
T
p

1

Tôm th
5%
T
p

2

1N
20
3

5%
T
p

24

0,1N
T
p



1N
T
p

0,5
1 : 15
[6]
Chƣơng 1 : Tổng quan Trang 9

Quá trình tẩy màu
Trong ph liu tôm và cua có cha m ng ln các cht màu, ch yu


NaOCl
Lnh


Acetone + NaOCl
T
p

15
1 : 10
Tôm sú
Acetone



1% KMnO
4

T
p

60

Tôm th
0,5% H
2
O
2



60
120

0,32% NaOCl
T
p

3
1 : 10

Quá trình t     i quá trình ct mch chitin d n
chitosan có phân t ng th nht thp. Vì vy, ch  ty màu cn phc
nghiên cu, la chn phù h hn ch quá trình ct mch chitin. Quá trình ty
màu cn tin hành nhanh, s dng n  thích hp cho tng loi nguyên liu.
ng quá trình ty màu ch s di vi ph ling sc
t i vi nang mc thì không cn thit phc ty màu.
[6]
Chƣơng 1 : Tổng quan Trang 10

Quá trình deacetyl
Quá trình sn xut chitosan t c thc hin bn deacetyl,
i phân t c
quá trình này c thc hin bng cách ngâm chitin trong NaOH hom
c.
Bảng 1.4 Các điều kiện deacetyl với các nguồn chitin khác nhau
Nguồn gốc

1 : 10
50% NaOH
60
2
1 : 4
50% NaOH
100
0,5 x 2
1 : 15
50% NaOH
100
0,75 x 2
1 : 15
50% NaOH
95
3

Tôm th
50% NaOH
30
24  144
1 : 14
60% KOH
100
1
1 : 65
50% NaOH
100
2

Hình 1.6 Quy trình sử dụng Flavourzyme trong công nghệ sản xuất chtin
[6]
Ph liu v u tôm th
Xay nh (
0,5 0,6
cm)
Kh protein bng enzyme
Flavourzyme
Thu dung dch protein,
astaxanthin
Kh protein còn li bng
NaOH loãng
Ra trung tính
Kh khoáng bng HCl
Ra trung tính
T l alcalase/ph liu: 0,1%
Thi gian : 6h
Nhi : 50
o
C
pH 6,5


cho kt qu tt. Chc ci thin v màu sng tp cht và
các thông s k thung thn tn và
gim gng hóa cht s dng. Kt qu này cho phép ci tin quy trình sn
xut chitin-chitosan t ph ling nâng cao chng, gim chi phí
và thân thin vng.
Ph liu tôm
Kh protein bng enzyme Flavourzyme
Phân riêng
Dch lc 1
Kh protein còn li bng NaOH
loãng
Phân riêng
Kh khoáng bng HCl
Chitin
c
Chitosan
Dch lc 2
Phi trn
Thu hi hn hp
protein và
astaxanthin
[6]
Chƣơng 1 : Tổng quan Trang 13


Chitosan
Ph liu thy sn
Kh protein bng protease
hoc lên men bng vi sinh vt
Kh khoáng bng acid h
Ty màu
Sy khô
Chitin
X lý to chitin
 rn thp
Deacetyl bng
chitin deacetylase
Chitosan
[6]
[6]
Chƣơng 1 : Tổng quan Trang 14

1.1.4 Một số ứng dụng của chitin-chitosan
1.1.4.1 Ứng dụng chitin-chitosan trong công nghiệp thực phẩm
Trong công nghip thc phc bit là chitosan là nhng hp cht
polymer t nhiên an toàn và có nhng tính chnên c ng
dng nhic ch bin và bo qun thc phm.
Bảng 1.5 Một số ứng dụng chính của chitosan và dẫn xuất trong thực phẩm
Ứng dụng
Đối tƣợng
Loại
Dạng

Xúc xích gà surimi
Oligoglucosamin
Bt
Cá
Chitosan
Dung dch
Mc mt nng
Chitosan
Dung dch
Trng gà
Chitosan
Dung dch
c ép táo
Chitosan
Dung dch
u ph
Chitosan
Dung dch
Bánh mì
Chitosan
Dung dch
Chitosan làm cht tr lng,
làm trong trong công ngh
sn xuc qu u
  c
v c cà chua,
u
Chitosan
Dung dch


1 2%
nu bao
ht ging. Phun
lên lá
40 80
ppm
t
Chitosan
Dung dch
Phun lên cây
7,5 30
ppm
Bí
Chitosan
Dung dch
Phun
7,5 30
ppm

Chitosan
Dung dch
Phun
7,5 30
ppm
Rau ci
Chitosan
Dung dch
Phun lá
24
g/L

Hiu su

28,05
66,66
Trng trung bình ca tôm [g/con]
18,80
20,27
21,69
H s chuyi th
1,50
1,29
1,15
[6]
[6]
Chƣơng 1 : Tổng quan Trang 16

1.1.4.3 Ứng dụng chitin-chitosan trong y học và công nghệ sinh học
Chitin và chitosan ng dng trong y hi chng r
công ngh sn xut tiêu chun ng dng trong y hc là rt phc t
hi qua nhin tinh sch
Chitin, chitosan có kh p sinh hc rt cao, nó có tác dng bo v,
chng nhim trùng, chng m o da.
Bảng 1.8 Một số ứng dụng chính của chitin và chitosan trong y học
Ứng dụng
Loại
Dạng
Da nhân to, cha bng

Liu pháp gene
Chitosan và dn xut
Ht nanochitosan

Chitin-chitosan vi tính cht t   c cao, t hy sinh hc,
kháng nm, kháng khun, to màng, to gel, có ngun gc sinh ht nhiu
ng dng trong công ngh sinh hy mô, c nh t bào, làm cht
mang DNA trong k thut liu pháp gene, cht kháng khun, kháng nm sinh hc,
phân riêng protein, tinh sch protein, enzyme và thu hi vi to, ch to cm bin
sinh h 
[6]

Trích đoạn Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm Nội dung nghiên cứu Phân tích các chỉ tiê uô nhiễm Quy trình sản xuất chitin

---