Xây dựng quy trình tiền xử lý nước thải của quá trình sản xuất chitin chintosan từ phế liệu tôm trước khi đưa vào hệ thống xử lý sinh học

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

1.3 Tính cp thit c tài 28
 lý thuyt v o t 29
 khoa hc ca quá trình keo t 29
1.4.1.1 Phân loi tp chc 29
1.4.1.2 Cu to ht keo và tính bn ca h keo 30
 keo t  to bông 32
1.4.2 Mt s cht keo t ph bin 37
1.4.3 Các polymer nhôm, st 38
1.4.4 Cht tr keo t - to bông 40
1.4.5 Mt s yu t n quá trình keo t 43
 lý thuyt cch thc nghim 45
1.6 Mc tiêu c tài 48
1.7 Phm vi nghiên cu 48
CHƢƠNG 2 : ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
ng nghiên cu, hóa cht và dng c 49
ng nghiên cu 49
2.1.2 Hóa cht s dng 49
2.1.3 Thit b và dng c thí nghim 49
2.1.3.1 Thit b 49
2.1.3.2 Dng c 50
2.2 Ni dung nghiên cu 50
u 51
2.3.1 Kho sát quy trình sn xut chitin-chitosan 51
2.3.2 Phân tích các ch tiêu ô nhim 51

 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

3.2 Kt qu phân tích các ch u vào cc thi 73
3.2.1 Kt qu phân tích các ch tiêu ca mu S1 73
3.2.2 Kt qu phân tích các ch tiêu ca mu S2 74
 xut quy trình tin x lý sinh hc thi 76
 xut quy trình 76
3.3.2 Thuyt minh quy trình 77
3.4 Thí nghim t 78
3.4.1 Kt qu ti vi mu S1 78
3.4.1.1 Kt qu thí nghim Jartest 78
3.4.1.2 Xây dng mô hình hi quy cp 2 79
3.4.1.3 Kt qu t 80
3.4.2 Kt qu ti vi mu S2 84
3.4.2.1 Kt qu thí nghim Jartest 84
3.4.2.2 Xây dng mô hình hi quy cp 2 85
3.4.2.3 Kt qu t 86
3.5 Kt qu th nghim trên mô hình 90
3.5.1 Kt qu u ra cc thi 90
i vi mu S1 90
i vi mu S2 90
u qu x lý ca quy trình 91
KT LUN  KIN NGH 94
TÀI LIU THAM KHO
PH LC





DANH MỤC BẢNG

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

Bng 3.3 Giá tr các thông s ô nhim theo QCVN 24:2009 ct B 73
Bng 3.4 Kt qu phân tích các ch u vào ca mu S2 74
Bng 3.5 Kt qu thí nghii vi mu S1 78
Bng 3.6 So sánh hiu sut keo t mu S1 theo thc nghim và theo mô hình 79
Bng 3.7 Kt qu thí nghii vi mu S2 84
Bng 3.8 So sánh hiu sut keo t mu S2 theo thc nghim và theo mô hình 85
Bng 3.9 Kt qu phân tích ch u ra ca mu S1 90
Bng 3.10 Kt qu phân tích ch u ra ca mu S2 90
Bng 3.11 Hiu qu x lý sau quá trình keo t 92











DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cu trúc hóa hc ca chitin (a) và chitosan (b) 2
Hình 1.2 S sp xp ca chui polymer ca
chitin

,
chitin

,

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

Hình 2.5 Mô hình b lng 67
Hình 3.1 Quy trình sn xut chitin t SXTN ca ThS. Trn An Xuân 70
Hình 3.2 So sánh các ch tiêu ca mu S1 so vi QCVN 24:2009 ct B 74
Hình 3.3 So sánh các ch tiêu ca mu S2 so vi QCVN 24:2009 ct B 75
Hình 3.4 Quy trình tin x lý sinh hc thi sn xut chitin-chitosan 76
Hình 3.5  th và hình ching ca mô hình hi quy biu din m
quan gin hiu sut keo t, c nh PAA = 1,5mL (mu S1) 81
 th và hình ching ca mô hình hi quy biu din m
quan gin hiu sut keo t, c nh PAC = 3 mL (mu S1) 82
 th và hình ching ca mô hình hi quy biu din m
quan gin hiu sut keo t, c nh pH = 8,5 (mu S1)
83
c gia mc thc x lý (trái) và sau khi keo
t (phi) 86
 th và hình ching ca mô hình hi quy biu din m
quan gin hiu sut keo t, c nh PAA = 1,5mL (mu S2) 87
 th và hình ching ca mô hình hi quy biu din m
quan gin hiu sut keo t, c nh PAC = 6 mL (mu S2) 88
 th và hình ching ca mô hình hi quy biu din m
quan gin hiu sut keo t, c nh pH = 8,5 (mu S2)
89
u ra ca mu S1 so vi QCVN 24:2009 ct B 91
u ra ca mu S2 so vi QCVN 24:2009 ct B 91
Hình 3.14 So sánh các ch u vào u ra ca mu S1 92
Hình 3.15 So sánh các ch u ra ca mu S2 93

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

p



Nhi phòng
w/v
Weight/Volume
Khng/Th tích
rpm
round per minute
vòng/phút
UASB
Uplow Anaerobic Sludge
Blanket
Dòng chc qua lp bùn
ym khí
KCN


Khu công nghip
PAC
Poly Aluminium Choloride
Poly Aluminium Choloride

PAA
Polyacrylamide
Polyacrylamide
RO
Reverse Omosis
Thm thc

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 

thành t bào nm h zygenmyctes, các sinh khi nm mc, mt s loi to
1.1.2 Cấu trúc hóa học và tính chất của chitin-chitosan
Chitin là polymer h bin trong t nhiên ch sau cellulose. Chitin
ng liên kt vi dng phc hp, cacbonat canxi và nhiu hp cht
hc tách chit. Chitin là mt polc cu
to bi các monosaccharit liên kt vi nhau bng cu ni 1,4  glucosid, có công
thc phân t là (C
8
H
13
O
5
N)
n
. Chitin có cu trúc hóa hc ging cellulose và có th
xem là mt dn xut ca cellulose vi nhóm acetamido  cacbon s 2.
[6]
[6]
Chƣơng 1 : Tổng quan


Trang 2

1.1.2.1 Cấu trúc hóa học của chitin và chitosan


Hình 1.1 Cấu trúc hóa học của chitin (a) và chitosan (b)
Cu trúc ca chitin  các dng trên xut phát t ngun chit rút chitin, chitin
t tôm và cua có dng
chitin

, 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

,

chitin

,
chitin


a)
b)
[6]
[6]
[6]
Chƣơng 1 : Tổng quan


Trang 3

1.1.2.2 Tính chất của chitin
Chitin có màu trng, có tính k   c bi i vi
chitin
) và
c, trong kim, trng acid loãng và các dung môi h
u. Tính không tan ca chitin là do chitin có cu trúc cht ch, có liên kt trong
và liên phân t m         
chitin
, không gi
chitin
 c cao.
   c trong dung d      
3
PO

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

thành các phân t glucosamine có hot tính sinh hc cao.
22
o
32
t cao
HCl 30 40%
CH OH CH OH
Chitin OH Glucosamine OH
NHCOCH NH


  


1.1.2.3 Tính chất của chitosan
Chitosan có màu trng ngà hoc màu vàng nht, tn ti dng bt hoc dng
vy, không mùi, không v. Chitosan kt hp vu kin thích h
  by t bào, enzyme. Chitosan phn ng vm
c, to mui khó tan. Chitosan tác dng vng H
2
SO
4
cho phn
ng lên màu tím.
[6]
[6]
Chƣơng 1 : Tổng quan


Trang 4

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

Hình 1.4 Sơ đồ tổng quát quá trình sản xuất chitin-chitosan
Ph liu
Kh protein
Kh khoáng
Ty màu
Chitin
Deacetyl
Chitosan
[6]
[6]
Chƣơng 1 : Tổng quan


Trang 6

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

Kh protein bng NaOH
Ra trung tính
Kh khoáng bng HCl
Ra trung tính
Ty màu bng NaOCl hoc H
2
O
2

Ra
Sy
c
Ra trung tính
Sy
Chitin
Chitosan
Chƣơng 1 : Tổng quan


Trang 7

Quá trình khử protein
Quá trình kh protein t ph liu thy sn có th thc hin vi nhiu hóa
ch   aOH, Na
2
CO
3
, NaHCO
3
, KOH, K

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


10% NaOH
100
2,5
1 : 50
15% NaOH
65
3
1 : 10
Tôm sú
3% NaOH
100
1

1% NaOH
65
1
1 : 10
1% KOH
90
2
1 : 20
4% NaOH

1

1N NaOH
100
1
1 : 6

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


5% NaOH
90
2

1N NaOH
60
5

5% NaOH
65
1
1 : 15

[6]
Chƣơng 1 : Tổng quan


Trang 8

Quá trình khử khoáng
Ph liu thy sng cha mng khoáng khá cao (ch
yu là mui CaCO
3
và mng ít Ca
3
(PO
4
)
2
). Quá trình kh khoáng có th thc

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

4

1N
T
p

2
1 : 15
Tôm sú
1N
T
p

0,5
1 : 3
0,5N
T
p


1 : 11
2,5%
20
1
1 : 10
5%
T
p



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

1 : 15  20
5%
T
p

1
1 : 2
1,25N
T
p

1

1N
T
p

2
1 : 15
Cua, gh
1N
T
p

12h x 2 ln

2,5%
20
1
1 : 10

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

thuc nhóm carotenoid: astacene, astaxanthin, canthaxanthin, lutein và
carotene
.
 chitin có màu trp thì cn ty màu. Vic ty màu này có th
thc hin b   i ánh sáng mt tri hoc s dng hóa ch 
KMnO
4
, H
2
O
2
, NaOCl, NaHSO
3
.
Bảng 1.3 Điều kiện tẩy màu trong công nghệ sản xuất chitin
Nguồn
phế liệu
Điều kiện tẩy màu
Dung môi
Nhiệt độ [
o
C]
Thời gian [phút]
Tỷ lệ [w/v]
Tôm hùm
Ethanol + ether
T
p

Ra nhanh


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

T
p



NaOCl
Lnh
30

Acetone + NaOCl
T
p

15
1 : 10
Cua
Acidic H
2
O
2

T
p

360
1 : 20
3% 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

chitin
Điều kiện deacetyl
Nồng độ kiềm
Nhiệt độ [
o
C]
Thời gian [h]
Tỷ lệ [w/v]
Tôm hùm
55% KOH
100  140
0,5  1,5
1 : 100
Cua
47% NaOH
60, 110
1,2 x 1  4

40% NaOH

10

Tôm sú
50% NaOH
100
0,5  5

50% NaOH
145  150
1/12, 1/4

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


Hiu qu ca quá trình deacetyl ph thuc vào nhiu yu t: nhi  quá
trình deacetyl, thi gian và n kim, t l gia chitin và dung dch kim, nh
ng ca chu king x lý. Ch  deacetyl
ng ln phân t ng  nht c sn ph nht
cao, phân t ng ln cn thc hin quá trình deacetyl  ch  phù hp.
[6]
Chƣơng 1 : Tổng quan


Trang 11

1.1.3.2 Sản xuất chitin-chitosan bằng phƣơng pháp sinh học và phƣơng pháp
sinh học kết hợp với hóa học
a) Sử dụng enzyme và vi sinh vật để thủy phân protein
Ti Vit Nam, mt s nghiên cng d kh protein trong
quá trình sn xut chitin t ph liu thy sn. Tuy nhiên các nghiên cu này ch mi
trin khai  quy mô phòng thí nghim và kt qu nghiên cu cho thy s dng en-
 tri c protein t ph liu thy sng protein còn
li  mu chitin khá cao.

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

Chitin
[6]
Chƣơng 1 : Tổng quan


Trang 12



















Hình 1.7 Quy trình sản xuất chitin cải tiến từ phế liệu tôm có kết hợp xử lý en-
zyme protease và thu hồi protein và astaxanthin
b) Sử dụng acid hữu cơ để khử khoáng
Kt qu th nghi u c  n tin x lý bng acid formic
0,4% trong quy trình sn xut chitin ci tin t nguyên liu v tôm th chân tr

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

Hình 1.8 Quy trình sản xuất chtin kết hợp xử lý sơ bộ bằng acid formic
c) Thực hiện công đoạn deacetyl bằng phương pháp sinh học










Hình 1.9 Quy trình sản xuất chitin bằng phương pháp sinh học
Ph liu tôm
X lý bng acid formic
Kh khoáng bng HCl
Kh protein bng NaOH
Chitn
c

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

To màng, chng bin nâu,
chng mc, hn ch
hao ht trng, kháng
nm, bo qun trái cây, rau
Dâu
Chitosan
Dung dch
Vi
Chitosan
Dung dch
Nhãn
Chitosan
Dung dch
Na
Chitosan
Dung dch
Xoài, thanh long,
carot ct lát
Chitosan
Dung dch
Kháng khun, kháng nm,
chng oxy hóa trong bo
qun và ch bin tht, cá,
u ph, bánh mì
Tht bò tm gia v
Chitosan
Dung dch
Xúc xích heo
Chitosan
Màng

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

[6]
Chƣơng 1 : Tổng quan


Trang 15

1.1.4.2 Ứng dụng chitin-chitosan trong nông nghiệp và thủy sản
Trong nông nghip, chitin-chitos c s d   ng s hot
ng ca các vi sinh vt có lt, bc các ht ging nhm m
nga s tn công ca nng kh y mm ca ht, gim
t thu hoc bit, chi-
t kích thích h min dch ca cây và s hong ca en-
zyme chitinase.
Bảng 1.6 Một số ứng dụng chính của chitosan và dẫn xuất trong nông nghiệp
Ứng dụng
Loại
Dạng
Hình thức áp dụng
Nồng độ sử
dụng
Lúa
Chitosan
Chitosan/H
2
O
Oligochitosan
Dung dch
Bao ht ging
Phun lên lá
Trt

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

Cây cnh
Chitosan
Dung dch
Phun lá
2,5 40
ppm
Cà phê
Oligochitosan
Dung dch
Phun lá
40 80
ppm

Bảng 1.7 Hiệu quả của bổ sung chitosan vào thức ăn trong nuôi tôm thâm canh
Chỉ tiêu
Ao nuôi 1
Ao nuôi 2
Ao nuôi 3
ng chitosan cho vào trong th

200
400
Thi gian nuôi tôm [ngày]
110
110
110
Khng ca tôm thu hoch [kg/ao]
1850
2369
3083

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

Chitosan và dn xut
Màng
Ch y khoa
Chitosan và dn xut
Si
Kháng viêm
Chitosan và dn xut
Dch, màng
Làm lành v
Chitosan và dn xut
Màng
Cht ch
Chitosan
Dch
Tái tn

Chitosan và dn xut
Dung dch, keo
Kim soát cholesterol, kim
soát cân nng
Chitosan và dn xut
Dung dch, bt
Kim soát quá trình gii
phóng thuc
Chitosan và dn xut
Vi ht, màng, gel,
d
Kính sát tròng
Chitosan và dn xut
Màng

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]