Nghiên cứu khả năng thu hồi gelatin từ da phế thải và khả năng áp dụng công nghệ này ở Việt Nam

Lời cảm ơn
LỜI CẢM ƠN
Quyển luận văn này không chỉ đơn thuần là tài liệu báo cáo số liệu từ các kết quả
thực nghiệm mà còn chứa đựng rất nhiều tâm huyết và công sức của bản thân tôi cũng
như nhiều người khác. Vì vậy, tôi rất mong muốn gửi tới những người đã giúp tôi hoàn
thành luận văn này những lời tri ân sâu sắc nhất.
Xin cảm ơn ba mẹ và gia đình đã hết sức tạo điều kiện và động viên con trong
khoảng thời gian con làm luận văn.
Xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Môi trường, đặc biệt là thầy Nguyễn Văn
Phước và cô Nguyễn Thị Thanh Phượng đã tận tình chỉ dẫn cho em. Cảm ơn thầy Trực
khoa Công nghệ Vật liệu đã giúp em đo mẫu keo.
Xin cảm ơn anh Ngô Trác Diệu và các bạn: Nhữ Xuân Hương, Nguyễn Đức Thái
Uyên, Võ Thị Phương Trâm và Huỳnh Khánh An đã có những kiến đóng góp và giúp
đỡ tôi trong quá trình làm thí nghiệm.
Cuối cùng, xin cảm ơn các em K2001: Nguyễn Thái Anh, Lương Tiến Bình và
Trần Thị Thu Hồng đã trợ giúp tôi hoàn thành thí nghiệm.
Thành phố Hồ Chí Minh, 12/2004.
i
Mục lục
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU..............................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề:..................................................................................................................................1
1.2 Mục tiêu đề tài:..........................................................................................................................1
1.3 Phạm vi đề tài:............................................................................................................................1
1.4 Nội dung nghiên cứu:.................................................................................................................2
1.5 Phương pháp luận:....................................................................................................................2
1.6 Phương pháp nghiên cứu:.........................................................................................................2
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN.......................................................................................................4
CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU..................................................25
2 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN..............................................................................35
4.1 Kết quả và bàn luận:................................................................................................................35

4.1.1 Thành phần da ban đầu:.......................................................................................................................35
4.1.2 Sử dụng Ca(OH)2 làm chất kiểm soát pH:..........................................................................................37
4.1.3 Sử dụng NaOH làm chất kiểm soát pH:...............................................................................................46
4.1.4 Kiểm tra tính chất mối nối:..................................................................................................................54
4.2 Đề xuất công nghệ và tính toán chi phí:.................................................................................57
4.2.1 Đề xuất công nghệ:..............................................................................................................................57
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................59
ii
Danh sách từ viết tắt
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
1. BOD
5
: nhu cầu ôxy sinh hóa sau 5 ngày ở 20
0
C
2. COD: nhu cầu ôxy hóa học
3. DPT: da phế thải
4. SS:chất rắn lơ lửng
5. TKN: tổng nitơ Kjeldahl
6. TS: tổng chất rắn
iii
Danh mục bảng biểu
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng Trang
2.1: Các công nghệ sản xuất sạch hơn 15
4.1: Kết quả độ ẩm của da phế thải
36
4.2: Kết quả độ tro của da phế thải 36
4.3: Kết quả phân tích TKN, Cr và pH của da phế thải 37
4.4: Kết quả phân tích thành phần của da phế thải 37

4.5: Kết quả của thí nghiệm xác định lượng nước sơ bộ ở 100
0
C, dùng vôi 38
4.6: Kết quả phân tích của thí nghiệm xác định lượng vôi sơ bộ (100
0
C)
39
4.7: Biến thiên hiệu quả thu hồi gelatin theo thời gian (15% vôi, 3h, 200 ml
nước, TKN của mẫu da trước khi thu hồi là 9,88%)
40
4.8: Biến thiên hiệu quả thu hồi gelatin theo pH (dùng vôi, 3 h, 100
0
C, TKN
của mẫu da trước khi thu hồi là 9,88%)
43
4.9: Màu của dung dịch gelatin thay đổi theo pH
45
4.10: Biến thiên hiệu quả thu hồi gelatin theo nhiệt độ (15% vôi, 3 h, TKN
của mẫu da trước khi thu hồi là 9,88%)
45
4.11: Kết quả của thí nghiệm xác định lượng nước sơ bộ ở 100
0
C, dùng
NaOH
47
4.12: Biến thiên hiệu quả thu hồi gelatin theo pH (3 h, 100
0
C, 200 ml nước,
TKN của mẫu da trước khi thu hồi là 12,54%)
48

4.13: Biến thiên hiệu quả thu hồi gelatin theo thời gian
(10% NaOH, 100
0
C, TKN của mẫu da trước khi thu hồi là 12,54%)
52
4.14: Biến thiên hiệu quả thu hồi gelatin theo nhiệt độ (10% NaOH, 5h,TKN
của mẫu da trước khi thu hồi là 12,54%)
53
4.15: Kết quả kiểm tra lực kéo của keo dán trên giấy
55
4.16: Kết quả kiểm tra lực kéo của keo dán trên gỗ
56
4.17: Kết quả kiểm tra lực tách bóc của keo dán trên gỗ
57
4.18: Tính toán chi phí khi dùng vôi để thu hồi gelatin
59
4.19: Tính toán chi phí khi dùng NaOH để thu hồi gelatin
59
iv
Danh mục hình
DANH MỤC HÌNH
Hình Trang
1.1: Các bước tiến hành thí nghiệm 2
2.1: Quy trình thuộc da 8
2.2 : Cân bằng vật chất của quy trình thuộc da. 10
2.3: Thành phần amino acid và cấu trúc chuỗi của gelatin 19
3.1: Các bước thực hiện khảo sát lượng nước sơ bộ khi dùng vôi thu hồi 28
3.2: Các bước thực hiện khảo sát lượng vôi sơ bộ 30
3.3: Các bước thực hiện thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian (dùng
vôi)

29
3.4: Các bước thực hiện thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của pH (dùng vôi) 30
3.5: Các bước thực hiện thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ (dùng
vôi)
31
3.6: Các bước thực hiện khảo sát lượng nước sơ bộ (dùng NaOH) 32
3.7: Các bước thực hiện thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của pH(dùng NaOH) 32
3.8: Các bước thực hiện thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian (dùng
NaOH)
33
3.9: Các bước thực hiện thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ (dùng
NaOH)
33
3.10: Quy cách dán vật liệu để kiểm tra lực kéo của mối nối 34
3.11: Quy cách dán vật liệu để kiểm tra lực tách của mối nối
35
4.1: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi gelatin theo thể tích nước sử dụng cho
10 g da (dùng vôi)
38
4.2: Đồ thị biểu diễn sự biến thiên hiệu suất thu hồi gelatin và nồng độ Cr
theo lượng vôi
39
4.3: Đồ thị biểu diễn sự biến thiên tổng chất rắn thu được trên 10 g theo
lượng vôi
40
4.4: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi gelatin và nồng độ Cr theo thời gian
(dùng vôi)
41
4.5: Đồ thị biểu diễn tổng chất rắn thu được trên 10 g da theo thời gian 42
4.6: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi gelatin và nồng độ Cr theo lượng vôi

phản ứng
43
4.7: Đồ thị biểu diễn tổng chất rắn thu được trên 10 g da theo lượng vôi phản
ứng
44
v
Danh mục hình
4.8: Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa lượng vôi và pH sau phản ứng 44
4.9: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi gelatin và nồng độ Cr theo nhiệt độ 46
4.10: Đồ thị biểu diễn tổng chất rắn thu được từ 10 g da theo nhiệt độ 46
4.11: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi gelatin theo thể tích nước sử dụng cho
10 g da (dùng NaOH)
47
4.12: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi gelatin và nồng độ Cr theo lượng
NaOH
48
4.13: Đồ thị biểu diễn TS thu từ 10 g da theo lượng NaOH 49
4.14: Đồ thị biểu diễn nồng độ Cr theo lượng NaOH và lượng vôi phản ứng 50
4.15: Đồ thị biểu diễn nồng độ TKN theo lượng NaOH và lượng vôi phản
ứng
50
4.16: Đồ thị biểu diễn TS theo lượng NaOH và lượng vôi phản ứng 51
4.17: Đồ thị biểu diễn sự biến thiên pH sau phản ứng theo lượng NaOH 51
4.18: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi gelatin và nồng độ Cr theo thời gian
phản ứng (dùng NaOH)
52
4.19: Đồ thị biểu diễn TS theo thời gian phản ứng 53
4.20: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi gelatin và nồng độ Cr theo nhiệt độ
(dùng NaOH)
54

4.21: Đồ thị biểu diễn TS theo nhiệt độ 54
4.22: Sơ đồ công nghệ dùng vôi thu hồi gelatin 55
4.23: Sơ đồ công nghệ dùng NaOH thu hồi gelatin 55
vi
Chương 1: Giới thiệu chung
CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề:
Ngành thuộc da được xem là một trong những ngành công nghiệp gây ô nhiễm
nặng nhất do tạo ra mùi hôi thối, nhiều chất thải hữu cơ và tiêu thụ nhiều nước. Các chất
thải bao gồm: nước, muối, các protein, lông, chất béo và những hóa chất dư của quá
trình sản xuất. Bên cạnh đó còn có da phế thải của công đoạn tạo hình và tách da, bào da
hay đệm để đạt chiều dày da mong muốn. Da thải của các công đoạn ướt có thể làm
thức ăn gia súc và phân bón, tuy nhiên da thải của công đoạn khô chỉ được đem chôn
lấp. Sau một thời gian, dưới ảnh hưởng của các tác nhân tự nhiên, các thành phần trong
da bị biến đổi và gây ô nhiễm cho môi trường đất.
Gelatin là sản phẩm thủy phân một phần của collagen có nguồn gốc tự nhiên như
da, mô của khớp nối và xương động vật. Trong công nghiệp, gelatin có rất nhiều ứng
dụng quan trọng, đóng vai trò là chất ổn định, chất kết dính, chất nhũ hóa và chất làm
đặc. Da thải của công đoạn khô vẫn còn chứa rất nhiều gelatin. Để có thể tái sử dụng
thành phần này trong da phế thải và hạn chế ô nhiễm, trên thế giới đã có nhiều nghiên
cứu thu hồi gelatin để làm keo hoặc phân bón. Tuy vậy, ở Việt Nam, vấn đề này vẫn
chưa được nghiên cứu ứng dụng. Do đó, luận văn này được đưa ra để nghiên cứu khả
năng thu hồi gelatin từ da phế thải và khả năng áp dụng công nghệ này ở Việt Nam.
1.2 Mục tiêu đề tài:
Nghiên cứu khả năng thu hồi gelatin theo phương pháp kiềm trong các điều kiện
chiết tách khác nhau. Từ đó đưa ra một công nghệ thu hồi gelatin rẻ và hiệu quả, phù
hợp với điều kiện Việt Nam. Đồng thời bước đầu nghiên cứu khả năng làm keo từ
gelatin không tinh khiết này.
1.3 Phạm vi đề tài:
Nghiên cứu này được tiến hành trên mô hình phòng thí nghiệm là mô hình từng

mẻ có thể tích 500 ml. Mục đích là khảo sát sự ảnh hưởng của: lượng kiềm (vôi, xút) ,
nhiệt độ, thời gian chiết tách đến hiệu quả thu hồi gelatin.
Cuối cùng, thử khả năng tạo keo của gelatin vừa thu hồi.
1
Chương 1: Giới thiệu chung
1.4 Nội dung nghiên cứu:
Khảo sát khả năng thu hồi gelatin (dựa trên lượng TKN trong mẫu thu hồi) khi
thay đổi điều kiện nhiệt độ (70 – 100
0
C), lượng kiềm (vôi, xút) và thời gian chiết tách (1
– 6 h).
Thử nghiệm một vài công thức keo gelatin, chọn công thức keo thích hợp, kiểm tra
lực kéo và lực tách của mối nối sau khi dán, so sánh với keo làm từ gelatin tinh khiết.
Các thí nghiệm được tiến hành như sau:
Hình 1.1: Các bước tiến hành thí nghiệm
1.5 Phương pháp luận:
Xác định thành phần của da phế thải. Từ thành phần da ban đầu, đề ra hướng thu
hồi hợp lý để có thể tận dụng được gelatin mà không bị tạp nhiễm nhiều Cr. Nghiên cứu
hướng ứng dụng cho gelatin dựa trên sản phẩm vừa thu hồi.
1.6 Phương pháp nghiên cứu:
• Tham khảo các phương pháp của các tài liệu nước ngoài
2
Da
Nước cất
Kiềm
Beaker Lọc
nóng
Dung dịch
gelatin thô
Khuấy

Gia nhiệt
Sấy
Gelatin
thô khô
Thêm
phụ gia
Làm bay
hơi
Keo
Đo pH , nhiệt
độ, TKN, Cr
Chương 1: Giới thiệu chung
• Tiến hành thực nghiệm trên mô hình thực tế
• Phân tích các chỉ tiêu hóa lý
• Đánh giá, nhận xét, theo dõi các thông số thực nghiệm
• Xử lý số liệu, báo cáo
3
Chương 2: Tổng quan
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN
2.1 Công nghiệp thuộc da:
2.1.1 Giới thiệu về ngành thuộc da:[5]
2.1.1.1 Nguyên vật liệu và hóa chất sử dụng:
a) Nguyên vật liệu:
Công nghiệp da ở Việt Nam chủ yếu dùng da trâu bò làm nguyên liệu sản
xuất.
b) Hóa chất:
Có rất nhiều hóa chất (từ các loại muối thường như NaCl đến các hóa
chất hoàn thiện) được sử dụng trong công nghiệp da. Tùy vào nguyên liệu và
sản phẩm cuối của quá trình sản xuất, số loại hóa chất sử dụng có thể lên đến
khoảng 130 và được chia thành 4 nhóm chính như sau:

• Hóa chất dùng cho công đoạn trước khi thuộc:
Những hóa chất này được dùng để làm sạch da và chuẩn bị da cho
công đoạn thuộc. Các hóa chất này không phản ứng với các sợi da nên
không bị giữ lại trong da mà đi vào nước thải.
• Hóa chất thuộc da:
Những hóa chất này phản ứng với sợi collagen trong da nên lượng lưu
lại trong da rất lớn. Tuy vậy, phần chất không phản ứng hết với da rất
lớn và đi vào nước thải. Chrome sulfate là hóa chất thuộc da được sử
dụng rộng rãi nhất. Hợp chất này rất đắt tiền, đồng thời nguy hại đối
với môi trường. Bên cạnh vấn đề về môi trường, khi hợp chất này
được thải ra ngoài nhiều, sản xuất không mang tính kinh tế. Các chất
thuộc da có nguồn gốc thực vật cũng được sử dụng nhưng không phổ
biến bằng chrome.
• Hóa chất hoàn thiện ướt:
Những hóa chất này được sử dụng để da đạt một số tính chất mong
muốn về: độ mềm, bề mặt da, tính đàn hồi, màu sắc, độ bền... Các hóa
4
Chương 2: Tổng quan
chất này phản ứng với sợi collagen trong da đã thuộc nên lượng lưu lại
trong da rất lớn và lượng không phản ứng cũng đi vào nưóc thải của
quá trình sản xuất.
• Hóa chất hoàn thiện:
Các hóa chất này được sử dụng như chất phủ bề mặt để bề mặt da đạt
yêu cầu thẩm mỹ. Hầu hết lượng hóa chất sử dụng được lưu lại trên da.
Tuy nhiên do hạn chế về kỹ thuật, một lượng nhỏ hóa chất hoàn thiện
cũng đi vào chất thải.
c) Nước:
Nước được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp thuộc da. Theo thống kê,
để chuyển 1 kg da thô thành da cần 50 – 150 lít nước. Công đoạn thuộc da
ướt sử dụng nước nhiều nhất. Trong các công đoạn này, nước đóng vai trò là

thể mang, giúp quá trình phản ứng xảy ra dễ dàng.
2.1.1.2 Các công đoạn và quy trình sản xuất:
Phương pháp thuộc da dùng chrome là phổ biến nhất. Tuy nhiên, phương
pháp thuộc dùng hóa chất có nguồn gốc thực vật và kết hợp giữa hai phương
pháp trên cũng đang được ứng dụng. Các công đoạn của quy trình thuộc da
gồm:
a) Hồi ướt:
Nguyên vật liệu đầu vào của các nhà máy thuộc da thường là da thô đã
ướp muối. Da này cần được làm sạch và hồi ướt thông qua ngâm hoặc cho da
vào bồn trộn nước hay trống quay. Công đoạn này cũng loại bỏ bụi, máu và
phân. Các hóa chất dùng ngâm là 0,2 – 2 g/l NaOH, 1 g/l NaOCl và/hoặc 0,5
– 2 % các tác nhân hồi ướt, nhũ tương hóa, chất hoạt động bề mặt ...
b) Kiềm hóa và làm sạch lông:
Da được xử lý bằng dung dịch vôi và Na
2
S hay NaHS để làm sạch lông và
làm cho cấu trúc da trở nên nhão hơn. Làm sạch lông thường được thực hiện
bằng cách ngâm da vào một dung dịch hóa học như 2–10% Ca(OH)
2
, 1–4%
Na
2
S hay NaHS. Đôi khi cũng sử dụng NaOH. Trong những năm gần đây,
enzyme cũng được sử dụng khá phổ biến.
5
Chương 2: Tổng quan
c) Nạo thịt và khử kiềm:
Nạo thịt là dùng thiết bị cơ khí để loại bỏ các cơ nối, chất béo... trong
phần thịt dính vào da. Còn khử kiềm là hòa tan Ca(OH)
2

đã hấp phụ vào da và
chỉnh pH của da để không gây cản trở cho công đoạn thuộc sau này. Các hóa
chất sử dụng là nước kết hợp với các chất trung hòa như: NH
4
Cl hay
(NH
4
)
2
SO
4
, 0,5 – 2 % acid (lactic, formic, boric và hỗn hợp), muối acid,
NaHSO
3
, H
2
O
2
. Gần đây, CO
2
được sử dụng nhiều hơn muối amoni.
d) Ngâm mềm da:
Da được xử lý với enzyme thủy phân protein để da tinh hơn trước khi
thuộc. Công đoạn này làm cho cấu trúc da nhão ra và loại bỏ các protein
không cần thiết. Thường thì công đoạn này được tiến hành trong dung dịch
khử kiềm gồm: 0,5 % vật liệu mềm da (50% bột gỗ hay chất mang khác),
30% tác nhân khử kiềm như NH
4
Cl và 1 – 5% enzyme tuyến tụy (pancreatic).
e) Khử mỡ:

Là công đoạn khử mỡ ra khỏi da bằng các dung môi. Các dung môi như
perchloroethylene, monochlorobenzene và kerosene đang được dần thay thế
hoặc kết hợp với chất hoạt động bề mặt và/hoặc enzyme.
f) Ngâm và chỉnh pH:
Các hóa chất sử dụng là H
2
SO
4
(0,2 – 2%) và muối (5 – 10%).
g) Thuộc:
Là công đoạn ổn định cấu trúc collagen của da bằng cách sử dụng hóa
chất tự nhiên hay tổng hợp. Nhờ vậy, bề mặt da trở nên mượt mà một phần.
Có nhiều phương pháp thuộc da khác nhau tùy theo yêu cầu da thành phẩm.
Khoảng 90% da hiện nay được thuộc bằng chrome (Cristina Modrogan, 2003)
do da sau khi thuộc có các ưu điểm:
• Tính bền cơ học cao
• Nhuộm màu dễ dàng
Ngoài ra, tốc độ thấm vào khoảng trống giữa các sợi da của muối Chrome cao
và quá trình thuộc đơn giản.
6
Chương 2: Tổng quan
Các muối được sử dụng trong thuộc Chrome gồm có Cr
2
(SO
4
)
3
,
Cr(OH)SO
4

, Cr(OH)Cl
2
. Trong đó, phổ biến nhất là Cr
2
(SO
4
)
3
.
Công đoạn thuộc kết thúc với sự kiềm hóa để kết hợp chrome vào da. Hóa
chất sử dụng gồm: muối chrome có lượng chrome trung bình là 14% (thông
thường dùng 8 – 12 %, các công đoạn thuộc ít chrome dùng 5 – 6%), 1%
NaHCO
3
(tác nhân kiềm hóa để chỉnh pH), 0,5% chất che (NaCOOH) và
0,9% thuốc diệt nấm.
h) Ép ráo và bào:
Ép ráo giúp loại bớt một nửa lượng nước trong da một cách đồng nhất. Da
được đưa qua máy ép để vắt lượng nước dư ra khỏi da. Bào da là quá trình cơ
học kiểm soát độ dày của da.
i) Các công đoạn sau thuộc:
Gồm 4 công đoạn: trung hòa, thuộc lại, nhuộm và ngâm dầu.
Trung hòa là khử acid cho da. Thuộc lại là thuộc bổ sung để da đạt những
tính chất mong muốn. Nhuộm sử dụng thuốc nhuộm aniline, ngâm dầu giúp
làm mềm da. Các hóa chất sử dụng gồm (tính trên phần trăm khối lượng da đã
cán):
• Chất trung hòa: 1% chất kiềm nhẹ hay chất thuộc tổng hợp
• Chất thuộc lại: thường là chất thuộc tổng hợp
• Nhuộm: 1 – 6% thuốc nhuộm/ thuốc nhuộm aniline
• Ngâm dầu: 3 – 10% dầu cá, dầu thực vật hoặc động vật đã

sulphonate hóa; dầu vô cơ và dầu tổng hợp.
j) Sấy và hoàn thiện:
Da được sấy chân không, sấy treo, sấy hồ, sấy bằng vi sóng hay kết hợp
những cách trên. Hoàn thiện da cứng để da đạt độ bền cần thiết và đáp ứng
được yêu cầu của người sử dụng. Polymer polyurethane được phun, quét hay
độn vào bề mặt da.
7
Chương 2: Tổng quan
ĐẦU VÀO CÔNG ĐOẠN CHẤT THẢI
Hình 2.1: Quy trình thuộc da
2.1.2 Các chất thải phát sinh:[5]
2.1.2.1N ước thải:
Nước thải phát sinh chủ yếu từ các công đoạn ướt. Một số công đoạn cơ
khí cũng phát sinh nước thải với lượng ít hơn. Trong các công đoạn thuộc da,
nước được dùng là thể mang để làm sạch da thô cũng như giúp hóa chất thấm
vào để phản ứng với sợi collagen của da
8
Da ngâm muối
Hồi ướt
Kiềm hóa
Nạo thịt
Khử kiềm
Chỉnh pH và thuộc
Thuộc lại
Trung hòa
Nhuộm và ngâm dầu
Hoàn thiện
Nước
Vôi, Na
2

S
và nước
Chất thuộc
chrome tổng
hợp nước
(NH
4
)
2
SO
4

NaHSO
3
Nước, natri
formate,
H
2
SO
4
, chrome
sulfate, soda
Nước thải
Nước thải
Thịt nhầy
Nước thải
Nước thải
CÔNG ĐOẠN ƯỚT
CÔNG ĐOẠN THUỘC
Nước thải

Nước thải
Nước thải
Dung môi, rẻo da
Chất trung
hòa tổng hợp,
Na
2
CO
3
, nước
Dầu, thuốc
nhuộm, formic
CÔNG ĐOẠN SAU THUỘC VÀ
HOÀN THIỆN
Chương 2: Tổng quan
Lượng nước tiêu thụ cho 1 kg da thô tùy vào từng nhà máy. Thông
thường, lượng nước sử dụng là 50 l/kg, cũng có khi lên đến 150 l/kg. . Nước
thải đầu ra gián đoạn nên cần phải điều hòa trước khi xử lý.
Nước thải thuộc da có hàm lượng BOD, COD, SS, TKN, độ dẫn điện,
sulfate, sulfide và chrome cao.

2.1.2.2Chất thải rắn:
Nguồn chất thải rắn chủ yếu là: muối, da thừa của công đoạn xén ướt, xén
khô, đệm... Lượng chất thải rắn thay đổi tùy vào nguyên vật liệu đầu vào,
công nghệ sản xuất và thành phẩm. Hầu hết chất thải rắn phát sinh được cách
ly khỏi nguồn. Tính trên cả nước Việt Nam, năm 2000 có 4300 tấn da phế thải
tức 11,8 tấn da phế thải/ ngày [2]. Trong đó, thành phố Hồ Chí Minh chiếm
1500 tấn tức 4,1 tấn/ ngày. Tại Đồng Nai, lượng da phế thải là 1,7 tấn/ngày.
• Các loại chất thải rắn:
o Muối: trong quá trình xử lý da, các muối kết dính chứa máu, lông,

bụi và một số loại vi khuẩn được tách khỏi da và thu hồi dưới dạng
rắn. Muối này được tái sử dụng 1 phần, còn lại bị thải bỏ.
o Rẻo da thô: đây là phần da thô ở phần rìa bị xén bỏ. Da bị xén ở
phần chân, đuôi, bụng, cổ và tai để miếng da được gọn.
o Thịt nhầy: đây là phần thịt được tách ra khỏi da sau khi làm sạch
lông và ngâm da vào kiềm.
o Da ẩm tách lớp:
Sau khi da đã được thuộc, bề dày da khoảng 6 – 8 mm. Do đó, để
đạt chiều dày mong muốn, cần tách da thành 2 lớp. Lớp trên được
đưa vào công đoạn chuẩn bị hoàn thiện, lớp dưới được xem như
sản phẩm phụ. Những miếng lớn có thể sử dụng làm giày thường
hoặc da độn, còn những miếng nhỏ bị loại bỏ.
o Da bào: sau khi da được thuộc, da được bào để đạt chiều dày mong
muốn. Công đoạn này thải ra vụn da bào có chứa chrome.
2.1.2.3Khí thải:
Khí thải của nhà máy thuộc da có bản chất không ổn định. Hầu hết ở dạng
độ ẩm, mùi, bụi từ các công đoạn cơ khí và một số hơi dung môi. Khí thải
phát ra từ 2 nguồn: nồi hơi và các quá trình chế biến. H
2
S và NH
3
là 2 khí
9
Chương 2: Tổng quan
chính thoát ra từ quá trình rửa trống quay với NH
3
, sử dụng (NH
4
)
2

SO
4
để khử
kiềm. Ngoài ra còn có bụi từ quá trình bào da, đệm da và mùi của các dung
môi.
Có thể tóm tắt các chất thải chính của quy trình thuộc da theo sơ đồ sau:
Hình 2.2 : Cân bằng vật chất của quy trình thuộc da.
Từ sơ đồ cân bằng vật chất trên, ta thấy da thành phẩm chỉ chiếm khoảng
10% lượng da thô ban đầu. Điều đó chứng tỏ lượng chất thải rắn là rất lớn,
gây ô nhiễm nặng nề cho môi trường. Vấn đề cấp thiết đặt ra là phải có giải
pháp xử lý và tận dụng lưọng da này.
2.1.3 Tác động môi trường của các chất thải thuộc da:[5]
2.1.3.1pH:
pH của dòng thải trực tiếp từ nhà máy thuộc da thay đổi từ 3,5 – 13,5.
Nước thải pH thấp gây ăn mòn hệ thống dẫn nước và có thể hòa tan một số
kim loại nặng trong nước thải. Nước thải của công đoạn kiềm có pH rất cao
do sử dụng dư vôi, tạo cặn trong đường ống. Ngược lại, pH của các công
đoạn acid và thuộc lại rất thấp. pH dao động mạnh gây sốc cho môi trường
nước, giết chết các loài thủy sinh nhạy cảm.
10
DA MUỐI 12 000 kg
DA THÀNH PHẨM 1400 kg
NƯỚC THẢI 600 m
3
/ngày
BOD
5
= 13680 kg/ngày
COD = 34200 kg/ngày
SS = 2790 kg/ngày

Chrome = 80 kg/ngày
Sulfua = 173 kg/ngày
Bùn = 3280 kg/ngày
CHẤT THẢI RẮN & SẢN PHẨM PHỤ
CHƯA THUỘC:
Muối: 1000 kg/ngày
Rẻo da thô: 240 kg/ngày
Thịt nhầy: 2500 kg/ngày
ĐÃ THUỘC:
Da bào: 1500kg/ngày
Rẻo da: 240 kg/ngày
Da đệm: 20 kg/ngày
Tổng: 5500 kg/ ngày
Chương 2: Tổng quan
2.1.3.2BOD
5
:
Hàm lượng protein và các sản phẩm phân hủy có rất nhiều trong nước thải
làm cho BOD rất cao (1740 – 11 050 mg/l).
2.1.3.3COD:
Giá trị COD rất cao, từ 3800 – 41 300 mg/l.
2.1.3.4Nitrogen:
Hàm lượng nitrogen cao trong nước thải gây phú dưỡng hóa cho các
nguồn nước. TKN trong khoảng 1060 – 2570 mg/l.
2.1.3.5Sulfua:
Công đoạn làm sạch lông sử dụng sulfua nên trong điều kiện pH < 8,5,
GH
2
S sẽ tạo thành gây mùi hôi và độc. Khi thải vào cống chung, nước thải
chứa sulfua có tính ăn mòn cao vì tạo thành H

2
SO
4
dưới hoạt động của vi
khuẩn. Lượng sulfua trong dòng chung là 290 mg/l.
2.1.3.6Chrome:
Chrome hóa trị III thải ra từ nhà máy thuộc da ít độc hơn chrome hóa trị
VI. Độc tính của muối chrome thay đổi tùy loài thực vật và động vật. Với
hàm lượng cao, chrome làm kết tủa protein, các acid nucleic và ức chế hệ
thống men cơ bản. Chrome xâm nhập vào cơ thể sinh vật theo 3 đường: hô
hấp, tiêu hóa và qua da. Cr(VI) được cơ thể hấp thu dễ dàng hơn Cr(III)
nhưng khi vào trong cơ thể, Cr(VI) sẽ chuyển thành dạng Cr(III). Người tiếp
xúc với Cr hoặc hợp chất Cr thì các loại bệnh như loét da, loét thủng vách
ngăn mũi, viêm da tiếp xúc, chàm tiếp xúc... đều có thể xuất hiện. Tảo là loài
rất nhạy với chrome.
Hiện tại, hàm lượng chrome trong nước thải là 133 mg/l và trong bùn thải
là 3 – 175 mg/l. Nước thải của công đoạn thuộc chrome chiếm 2% tổng lượng
nước thải của nhà máy và có nồng độ chrome là 6000 – 7000 mg/l.
2.1.3.7Chất rắn lơ lửng (SS):
Chất rắn lơ lửng không những gây mất cảm quan mà còn che phủ lớp thực
vật khi lắng. Hệ quả là gây cạn nguồn ôxy cục bộ ở lớp nước đáy và cản sáng
11
Chương 2: Tổng quan
làm giảm sự quang hợp do độ đục nước cao. Giá trị SS thường dao động từ
2000 – 8000 mg/l.
2.1.3.8Muối:
NaCl được dùng trong các nhà máy thuộc da không gây hại cho thủy sinh
nước ngọt khi ở nồng độ cao. Muối Cr
2
(SO

4
)
3
còn gây ăn mòn cho kết cấu
bêtông. Lượng chlorua trong nước thải dao động từ 5820 – 14 160 và lượng
sulfua là 860 – 1814 mg/l.
2.1.3.9Dung môi dễ bay hơi:
Các hóa chất hoàn thiện như acid acetic, formaldehyde, ethylene glycol,... rất
nguy hiểm đến sức khỏe của công nhân.
2.1.3.10 Dầu mỡ:
Mỡ động vật và các loại dầu nhuộm ở dạng váng nổi kết hợp với những
thành phần khác gây tắc nghẽn cho hệ thống xử lý nước thải. Các lớp dầu
mỏng làm giảm sự khuếch tán oxygen trong không khí vào nước thải, đồng
thời khi ở dạng nhũ tương sẽ làm cho COD nước thải rất cao.
2.1.3.11 Các chất thải rắn:
Bên cạnh mùi hôi do quá trình phân hủy bầy nhầy, chất thải rắn phân hủy
được thu hút ruồi nhặng và một số thể trung gian truyền bệnh. Hơn nữa, các
vi sinh vật gây bệnh như vi khuẩn gây bệnh than sẽ đi vào nước thải đến
nguồn tiếp nhận. Ngoài ra, muối sulfide và bụi da cũng rất dễ dàng phát tán ra
môi trường.
2.1.4 Các phương pháp xử lý ô nhiễm của ngành thuộc da trên thế giới và
Việt Nam:
2.1.4.1Thế giới:
a) Xử lý da phế phẩm:
Trong thời gian qua, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu để tái sử dụng
các thành phần trong da phế thải (DPT). [4]
Trước năm 1970, những nghiên cứu chủ yếu tập trung vào các cách sử
dụng DPT không cần xử lý sơ bộ nhiều như: sản xuất chất cách điện, vật liệu
12
Chương 2: Tổng quan

xây dựng, dây thừng và đế giày. Ngoài ra, phương pháp làm giấy cũng được
đưa vào để sản xuất cả da và chất thay thế giấy.
Từ năm 1970 đến 1993, các nghiên cứu tập trung vào thủy phân DPT
nhằm tái chế amino acid và peptide để làm thức ăn gia súc và phân bón
(Alvae Dos Reis và Beleza, 1991a,b; Ohtsuka, 1973; Taylor và cộng sự,
1992,b, 1993a). Rất nhiều các phương pháp xử lý đã được triển khai trong
khoảng thời gian này. Phương pháp thủy phân kiềm như sử dụng vôi và hơi
nước (Guardini, 1983; Holloway, 1978) hay NaOH (Galatik và cộng sự,
1988) trong điều kiện nhiệt độ cao và/hoặc áp suất cao (Maire và Lipsett,
1980), thủy phân acid (Wojciech, 1998) và thủy phân enzyme (Sivaparvathi
và cộng sự, 1986a,b) được sử dụng để thu hồi chrome và phân lập protein.
Một số phương pháp dùng peroxide (Cot và cộng sự, 1991; Cot và
Aramon,1986) ôxy hóa DPT để thu sợi collagen và Cr(VI). Quá trình ôxy hóa
ướt và đốt DPT (Imai và Okamura, 1991) được áp dụng chỉ để thu hồi Cr(VI).
Tuy nhiên, sản phẩm phụ Cr(VI) có độc tính mạnh được tạo thành từ những
phản ứng này, đòi hỏi phải có thêm bước khử. Chiết tách chrome không bao
giờ hoàn tất và cần lặp lại nhiều lần, làm tăng chi phí. Hơn nữa, khi tiến trình
được lặp lại càng nhiều lần thì càng thúc đẩy sự phân hủy collagen, collagen
tan vào dung dịch tạo thành hỗn hợp Cr(VI) với protein.
Trong 10 năm trở lại đây, Brown và cộng sự đã tiến hành những nghiên
cứu có hệ thống trong phòng thí nghiệm (Cabeza và cộng sự, 1999a; Taylor
và cộng sự, 1993b, 1997, 1998a) và làm thí nghiệm pilot (Cabeza và cộng sự,
1998d, 1999b; Taylor và cộng sự, 1998b) để xử lý DPT. Tiến trình một bước
đầu tiên sử dụng enzyme phân giải protein mang tính kiềm để phân lập ra sản
phẩm thủy phân không có chrome, dùng làm phân bón hay thức ăn gia súc
(Taylor và cộng sự, 1990,1992b). Một tiến trình mới hơn gồm 2 bước nhằm
thu hồi protein có thể tạo gel dùng làm keo, mỹ phẩm, film, vỏ thuốc nhộng,
chất nhũ hóa... trong bước đầu tiên và sản phẩm thủy phân trong bước thứ 2.
Trong quá trình này, DPT được thủy phân bằng kiềm trong bước đầu tiên và
với protease trong bước thứ 2 ((Taylor và cộng sự, 1991,1992a, 1993a, 1994),

hoặc sử dụng 2 enzyme liên tiếp (Cabeza và cộng sự, 1997, 1998b, 1999c) .
Tuy nhiên, trong 2 cách trên đều có sản phẩm phụ là bã Cr (gồm protein còn
lại liên kết ngang với Cr). Do đó, các nhà nghiên cứu trên đã sử dụng công
nghệ nhiều bước gồm: hòa tan bằng H
2
SO
4
, kết tủa bằng NaOH, lọc và rửa để
thu hồi Cr (Cabeza và cộng sự, 1998d, 1999b). Quá trình này tạo ra nước thải
chứa muối và cặn protein, đòi hỏi phải xử lý tiếp.
13
Chương 2: Tổng quan
Bên cạnh các nghiên cứu trên, còn có hướng sử dụng sản phẩm thủy phân
chứa collagen sau khi đã tách Cr làm chất thuộc hay chất hoàn thiện. Manzo
và Fedele (1994,1996) không những chứng minh rằng sản phẩm thủy phân
của DPT phản ứng với formaldehyde sau khi tách chrome hydroxyde có khả
năng thuộc rất tốt, mà còn tận dụng phần thủy phân này hoặc các sản phẩm
trùng hợp với methyl methacrylate hay acrylonitrile trong quá trình hoàn thiện
da (Manzo và cộng sự, 1989). Tuy nhiên, hạn chế của các nghiên cứu này là
không nghiên cứu phần bã Cr.
Các nhà nghiên cứu Trung Quốc gần đây đã nghiên cứu cách sử dụng
hoàn toàn DPT và chuyển hóa thành những sản phẩm có giá trị, tránh tạo ra
bất kỳ chất thải nào. Quá trình xử lý DPT trải qua 3 bước:1) chiết gelatin, 2)
tách collagen thủy phân, 3) thủy phân bã Cr bằng acid. Gelatin từ bước 1
được biến đổi hóa học (sử dụng monomer 2 chức, paraffin, acrylic monomer,
chất khử) để làm hóa chất hoàn thiện. Collagen polypeptide từ bước 2 được
biến đổi hóa học với một số monomer 2 chức của chuỗi acrylic acid và sáp để
tạo hóa chất thuộc lại. Phần thủy phân chứa Cr được biến đổi tiếp với các
monomer của chuỗi acrylic acid. Chất này có thể được tái sử dụng trong các
công đoạn thuộc và thuộc lại.

b) Xử lý nước thải:
Nước thải ngành thuộc da cần qua xử lý 2 bậc. Bậc 1 là quá trình xử lý cơ
học gồm: trung hòa, keo tụ – tạo bông. Bậc 2 là quá trình xử lý sinh học. Các
quá trình sinh học có thể sử dụng là: bùn hoạt tính, lọc sinh học, UASB, hồ
hiếu khí, hồ kị khí và hồ tùy nghi.
c) Các công nghệ sản xuất sạch hơn:
Bên cạnh các phương pháp xử lý cuối đường ống, các nhà máy còn áp
dụng các biện pháp hạn chế chất thải bằng các công nghệ sản xuất sạch hơn.
Một số công nghệ sản xuất sạch hơn được áp dụng gần đây được trình bày
trong bảng 2.1.
14
Chương 2: Tổng quan
Bảng 2.1: Các công nghệ sản xuất sạch hơn
Công nghệ sản xuất sạch hơn Lợi ích
Tiết kiệm nước Sử dụng trống quay để hồi ướt và rửa da
vừa hiệu quả vừa tiết kiệm nước rất nhiều.
Khi dùng trống, hoạt động theo mẻ tiết
kiệm nước hơn hoạt động liên tục. Mặc dù
các cách tiết kiệm này không làm giảm tải
lượng ô nhiễm nhưng có thể làm giảm kích
thước các công trình xử lý nước thải.
Sử dụng các hóa chất thân thiện với môi
trường.
Các sản phẩm enzyme ít độc hơn và thay
thế rất tốt cho sulfua. Các chất hoạt động
bề mặt (nếu được) nên sử dụng vì khả năng
phân hủy sinh học. Tránh dùng Penta
Chloro Phenol (PCP). Thay (NH
4
)

2
SO
4
bằng acid yếu. Khử mỡ bằng các chất hoạt
động bề mặt thay cho các dung môi hữu
cơ. Dùng chrome III để thuộc thay cho
chrome VI. Các chất nhuộm phức kim loại
(có chứa một số kim loại và chất nhuộm
benzidine) phải được thay thế. Các tác
nhân nhuộm dầu và các chất thuộc lại chứa
gốc clo nên được tahy thế bằng các tác
nhân dễ phân hủy sinh học.
Nạo nhầy tươi Nạo thịt nhầy ngay sau khi hồi ướt, sản
phẩm phụ thu được có pH gần trung tính,
dễ dàng thu hồi chất béo và protein chất
lượng tốt cũng như tiết kiệm kiềm và hóa
chất làm rụng lông. Hơn nữa, nạo nhầy
tươi giúp các hóa chất thấm vào da tốt hơn
và cải thiện chất lượng da thành phẩm.
Các phương pháp làm sạch lông kinh tế Hệ thống làm sạch lông kinh tế sử dụng ít
sulfua hơn hệ thống hủy lông, và giúp tách
protein dễ dàng từ các lông không hòa tan.
Do đó, hệ thống này ít gây ô nhiễm môi
trường hơn quá trình hòa tan lông. Nước
thải từ công đoạn này có nồng độ COD,
BOD
5
, nitrogen, sulphide, tổng chất rắn và
15
Chương 2: Tổng quan

Công nghệ sản xuất sạch hơn Lợi ích
chất rắn lơ lửng giảm đáng kể. áp dụng
công nghệ này sẽ làm giảm tải lượng hữu
cơ cho hệ thống xử lý.
Tuần hoàn dung dịch kiềm Một số kỹ thuật làm sạch lông bằng kiềm
có thể tái sử dụng trực tiếp dung dịch kiềm
sau khi lắng và/ hoặc lọc. Cách làm này
giúp tiết kiệm nước, sulfide và kiềm.
Tái sử dụng dung dịch làm sạch lông Bằng cách tái sử dụng dung dịch làm sạch
lông đã qua lắng các chất không tan, có thể
tiết kiệm 50% sulfide, 40% kiềm và 60%
nước .
Tách và xén da kiềm Tách và xén da thường được thực hiện sau
công đoạn thuộc nên sản phẩm phụ tạo
thành có chất lượng thấp và chứa chrome.
nếu những công đoạn này được tiến hành
trên da chưa thuộc, sản phẩm phụ có thể
đem bán trên thị trường dễ dàng hơn từ da
đã thuộc. Chất thải rắn chưa thuộc là
nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất gelatin
hay thức ăn gia súc. Cách này cũng làm
giảm lượng hóa chất sử dụng để khử kiềm,
chỉnh pH, thuộc và tải lượng hữu cơ trong
nước thải.
Dùng acid yếu để khử kiềm Sử dụng acid yếu (acid hữu cơ) có thể
giảm lượng amonium từ quá trình khử
kiềm.
Ôxy hóa sulfide Dùng H
2
O

2
để ôxy hóa sulfide trong dung
dịch sẽ không tạo thành H
2
S khi acid hóa
để khử kiềm.
Công đoạn hoàn thiện Quá trình hoàn thiện da bằng cách phun xịt
truyền thống tạo ra chất thải khoảng 30 –
50 % da thành phẩm. Tuy nhiên, nếu phủ
bề mặt da bằng cách lăn chỉ thải ra 5% da
thành phẩm.
Tái sử dụng chrome Tiết kiệm chi phí hóa chất và giảm thiểu ô
nhiễm môi trường
Thu hồi gelatin Sản xuất keo, làm phân bón hoặc tái sử
dụng làm hóa chất hoàn thiện da trong nội
16
Chương 2: Tổng quan
Công nghệ sản xuất sạch hơn Lợi ích
bộ nhà máy.
2.1.4.2Việt Nam:
Hiện nay, tại một số cơ sở thuộc da quy mô lớn ở thành phố Hồ Chí Minh
đã có hệ thống xử lý nước thải và áp dụng các công nghệ sản xuất sạch hơn
như: dùng trống quay để tiết kiệm nước, nạo nhầy tươi, tách và xén da kiềm .
Tuy nhiên tình trạng quản lý da phế thải còn rất lỏng lẻo [2]. Chỉ có rất ít cơ
sở tận dụng bầy nhầy làm thức ăn gia súc và phân bón. Các cách xử lý và thải
bỏ da phế thải hiện nay gồm:
• Đốt DPT: các nhà máy sản xuất giày lớn thuê các công ty xử lý
chất thải đốt DPT. Khói của quá trình đốt thải trực tiếp ra môi trường mà
không qua bước xử lý nào. Tro được đem chôn. Ngoài ra, các lò gạch dùng
DPT làm nguồn nguyên liệu để tận dụng nhiệt. DPT chứa Cr trong khi đốt là

nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng.
• Thải bỏ DPT chung với rác sinh hoạt: các cơ sở sản xuất giày tư
nhân quy mô nhỏ thải bỏ vụn da chung với rác sinh hoạt. Khi rác được đem
chôn, Cr đi vào môi trường đất và gây ô nhiễm cho đất. Một số cơ sở lớn thuê
các công ty xử lý chất thải chôn lấp DPT nhưng do điều kiện chôn lấp không
hợp vệ sinh nên Cr vẫn có khả năng tiềm tàng gây ô nhiễm môi trường.
Thực tế tình hình xử lý DPT trên đòi hỏi phải có giải pháp để vừa giảm ô
nhiễm môi trường, lại vừa tận dụng các thành phần trong da và tiết kiệm chi
phí như thu hồi gelatin và chrome từ da.
17
Chương 2: Tổng quan
2.2 Gelatin:
2.2.1 Định nghĩa gelatin:[11]
Gelatin là sản phẩm thủy phân một phần của collagen có nguồn gốc tự
nhiên như da, mô của khớp nối và xương động vật. Đây là một loại protein dễ
hấp thụ và chứa tất cả các amino acid thiết yếu ngoại trừ tryptophan. Gelatin
không phải là hợp chất hóa học hay chất đã được biến đổi hóa học.
2.2.2 Thành phần và cấu trúc:[10,15]
Gelatin là một hỗn hợp dị thể của các protein cao phân tử tan trong nước
(Budavari, 1996). Tính theo khối lượng khô, gelatin chứa 98 – 99% protein.
Khối lượng phân tử của những đại phân tử protein này thường trong khoảng 20
000–250000 (Kennan, 1994) và một số thành phần có khối lượng đến hàng triệu
(Poppe, 1997).
Các amino acid xoắn ốc được liên kết với nhau nhờ liên kết peptide. Các
chuỗi amino acid chủ yếu là Gly – Pro – Hyp (Poppe, 1997). Do đó, hàm lượng
các amino acid này trong gelatin rất cao: glycine (Gly) 26 – 34 %, proline (Pro)
10 – 18 % và hydroxyproline (Hyp) 7 – 15 % (Veis, 1964; Poppe, 1997). Một sản
phẩm từ động vật khác cũng chứa hydroxyproline là elastin nhưng với nồng độ
rất thấp. Do vậy, hydroxyproline được dùng xác định hàm lượng collagen hay
gelatin trong thực phẩm. Một cách vắn tắt, protein được tạo thành từ những

peptide bậc 3, glycine - X - Y, trong đó X và Y có thể là amino acid bất kỳ nhưng
thường thì proline giữ vị trí X và hydroxyproline ở vị trí Y.
Những amino acid quan trọng khác gồm: analine (Ana) 8 – 11 %, arginine
(Arg) 8 – 9 %, aspartic acid (Asp) 6 – 7 % và glutamic acid (Glu) 10 – 12 %
(Hudson, 1994; Poppe, 1997).
Gelatin không là loại protein hoàn hảo về mặt dinh dưỡng vì không chứa
tryptophan và thiếu isoleucine, threonine và methionine (Porter và Hotchkiss,
1998). Những amino acid chứa lưu huỳnh khác như cystein và cystine cũng thiếu
hoặc không có. Nước chiếm từ 6 – 9 % (Alais, 1991; US FDA, 1997a). Hàm
lượng tro chiếm 0,1 – 3,25 % (Veis, 1964).
Hình 2.3 thể hiện thành phần và cấu trúc của gelatin:
18
Chương 2: Tổng quan
Thành phần amino acid của gelatin Cấu trúc chuỗi của gelatin

Hình 2.3: Thành phần amino acid và cấu trúc chuỗi của gelatin [9]
2.2.3 Nguồn gốc:
Vật liệu thô dùng để sản xuất gelatin có nguồn gốc từ động vật gồm: xương
động vật, da động vật tươi hoặc đã chế biến như da heo đông lạnh, cá, gia cầm.
Gelatin thực vật (hay agar) có nguồn gốc từ rong biển.
2.2.4 Tính chất :[10,15]
Gelatin không màu, vàng nhạt hay nâu nhạt, giòn, trong suốt, không vị và
không mùi. Gelatin tan trong nước nóng, các rượu đa chức như:glycerol,
propylene glycol, sorbitol..., acid acetic và không tan trong các dung môi hữu cơ
(Budavari, 1996). Gelatin trương nở và sử dụng lượng nước gấp 5- 10 lần khối
lượng để tạo thành dung dịch gel trong suốt đàn hồi ở 30 – 35
o
C . Gel từ gelatin
là hệ keo phân tán động, chịu sự thay đổi và giảm độ cứng trong quá trình bảo
quản. Khi nồng độ gelatin tăng, tốc độ tạo gel cũng tăng theo làm tăng độ cứng.

Nếu nồng độ quá cao có thể dẫn đến kết cấu cứng giống cao su. Về lý thuyết,
khối lượng phân tử trung bình của gelatin càng thấp thì độ nhớt và cường độ gel
càng thấp. Tuy nhiên, thực tế cho thấy collagen chứa chuỗi alpha (KLPT 100 kD
và cường độ gel = 364 g Bloom) chủ yếu tạo ra độ gel, và những thành phần có
khối lượng phân tử lớn hơn (chuỗi beta với KLPT 200 kD, chuỗi gama với KLPT
300 kD và "microgel" với KLPT > 300 kD) tạo ra độ gel tương đối thấp hơn và
độ nhớt cao hơn. Gelatin chiết xuất từ cá có điểm tạo gel là 5- 10
o
C (Food
Chemicals Codex, 1996). Những gel này có độ nhớt tăng theo lực nén và có tính
thuận nghịch nhiệt
19