Đề cương nghiên cứu biến tính aminopolysaccharide từ nguồn tự nhiên, định hướng ứng dụng cho trong quá trình xử lý nước thải nhiễm dầu

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: Doãn Anh Tuấn
Đơn vị công tác: Samsung Electronics Vietnam Thai Nguyen
Nơi thu thập tài liệu:
Các công trình đã được công bố trên các tạp chí được đăng trên các trang:
/> /> />Một số tài liệu được tham khảo trên các sách chuyên khảo khác.
Các tài liệu thu thập được:
1. Trần Thị Luyến (2004), “Sản xuất chitin - chitosan từ phế liệu chế biến thủy
sản”. Báo cáo tổng kết dự án sản suất thử nghiệm cấp bộ.
2. Nguyễn Thảo Hiền, Nguyễn Thị Mộng Huyền (2008), ”Tách chitin từ vỏ tôm”,
Đồ án chuyên ngành, Trường Đại học Công ngiệp Thành phố Hồ Chí Minh,
Trung tâm công nghệ Hóa học.
3. Pradip Kumar Dutta, Joydeep Dutta, V. S. Tripathi (2004) “Chitin and chitosan:
Chemistry, properties and applications”. Journal of Scientific & Industrial
Research, Vol. 63, 2004, 20–31.
4. Majeti N.V. Ravi Kumar (2000) “A review of chitin and chitosan
applications”. Reactive & Functional Polymers 46, 2000, 1-27

1


5. Amit Bhatnagar, Mika Sillanpaa (2009) “Applications of chitin and chitosan
derivatives for the detoxification of water and waste water”. Advances in
Colloid and Interface Science 152, 2009, 26-38
6. Marguerite Rinaudo (2006) “Chitin and chitosan: Properties and applications”
7. Rvanitoyannis, (1999) and Prakash et al., (2007), A. Prakash, S. Solanki and
P.T.S.R.K. Prasad Rao, “Treatment of textile effluent by cationic starches:
Reclamation of waste water. Pollution Research”, 26, pp. 19–25.

8. Asa Rindlav - Westling, Mats Stading, Anna- Marie Hermansson, Paul
Gatenholm; Structure (1998), “Mechanical and barrier properties of amyloze ¬
and amylopectin films”, Carbonhydrate polymes, vol 36, pp. 217-224.
9. Chao-Ming
“Preparation

Shiha,

Yeong-Tarng

and

characterization

Shiehb,
of

Yawo-Kuo

Twua,*

cellulose/chitosan

blend

(2009),
films”,

Carbohydrate Polymers, 78, pp. 169-174.
10. Gregorio Crini, Pierre-Marie Badot, (April – 2008), “Application of chitosan, a

natural aminopolysaccharide, for dye removal from aqueous solutions by
adsorption processes using batch studies: A review of recent literature”,
Progress in Polymer Science, Volume 33, Issue 4, April 2008, Pages 399–447.
doi:10.1016/j.progpolymsci.2007.11.00.
11. N.M. Kocherginsky, Chin Lee Tan, Wen Feng Lu (2003), Demulsification of
water-in-oil emulsions via filtration through a hydrophilic polymer membrane,
Journal of Membrane Science 220 (2003) 117–128
12. Farn, R.J. (2006) Chemistry and Technology of Surfactants, 1st ed. Blackwell,
Oxford, UK.

2


Dự kiến đề tài: “Nghiên cứu biến tính aminopolysaccharide từ nguồn tự nhiên, định
hướng ứng dụng cho trong quá trình xử lý nước thải nhiễm dầu”
Đề nghị người hướng dẫn:
Hướng dẫn chính: TS. Nguyễn Thị Linh, Bộ môn Lọc – Hóa Dầu, Trường Đại học Mỏ
- Địa Chất.
Ý kiến của bộ môn quản lý:

Ý kiến của khoa chủ quản:

Chữ ký học viên

Doãn Anh Tuấn

3


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do - Hạnh phúc

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ

1. Họ và tên học viên: DOÃN ANH TUẤN
2. Cơ sở đào tạo: Bộ môn Lọc – Hóa dầu, Khoa Dầu Khí, Trường Đại học Mỏ
- Địa Chất Hà Nội.
3. Tên đề tài, chuyên ngành
“Nghiên cứu biến tính aminopolysaccharide từ nguồn tự nhiên, định hướng ứng
dụng cho trong quá trình xử lý nước thải nhiễm dầu”.
4. Cở sở khoa học và thực tiễn của đề tài
Nước thải nhiễm dầu là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường,
phá hủy hệ sinh thái trong nước do nồng độ hợp chất hữu cơ cao. Nước thải nhiễm dầu
là vấn đề không chỉ của các ngành công nghiệp dầu mỏ, hóa dầu mà còn có mặt trong
các lĩnh vực khác như công nghiệp sản xuất thực phẩm, dược, mỹ phẩm. Mặc dù thành
phần nước thải nhiễm dầu của mỗi ngành công nghiệp nói trên khác nhau nhưng chúng
đều có đặc điểm chung đó là trạng thái tồn tại của dầu trong nước ở dạng nhũ tương.
Chính vì vậy, việc xử lý nước thải công nghiệp là điều hết sức cấp bách và cũng
đã được hầu hết các quốc gia trên thế giới quan tâm và nghiên cứu.
Đã có rất nhiều phương pháp khác nhau được ứng dụng để xử lý nước nhiễm dầu
như phương pháp cơ học, phương pháp tách màng, hấp phụ, lọc. Các phương pháp này
chủ yếu ứng dụng trong phạm vi nước nhiễm dầu với diện tích hẹp [11]. Một phương
pháp chủ yếu được sử dụng trong kỹ thuật xử lý nước thải nhiễm dầu là phương pháp

4


phá nhũ tương dầu trong nước bằng quá trình đông tụ và khử nhũ. Đây là phương pháp
dùng hóa chất để gây kết tụ các giọt dầu lơ lửng trong nước dạng nhũ tương tách thành
hai pha dầu và nước riêng biệt. Một số hóa chất truyền thống thường được sử dụng là

dùng axit sunfuric hoặc kết hợp với muối sắt hoặc muối nhôm làm chất gây đông tụ và
phá nhũ tương dầu trong nước [12]. Tuy nhiên, với những hóa chất này gây ăn mòn
thiết bị và làm pH của môi trường bị thay đổi.
Chất phá nhũ tương sau khi làm nhiệm vụ xử lý dầu ra khỏi nước sẽ nằm lại
trong nước, vì vậy, để tránh sự ô nhiễm thứ cấp, các chất phá nhũ cần phải được tách
ra. Sự tách các hoạt chất này sẽ tiêu tốn thêm vào công nghệ xử lý nước nhiễm dầu và
làm phức tạp công nghệ.
Hướng nghiên cứu mới gần đây tập trung vào các nguồn tiền chất tự nhiên như
xenlulo, tinh bột, chitin. Đây là những polyme sinh học được chiết từ thực vật và động
vật có khả năng biến tính cao và có khả năng phân hủy sinh học nên sau khi sử dụng
làm chất phá nhũ tương dầu/nước sẽ không gây ô nhiễm thứ cấp như các hóa chất
thông thường.
Chitin là polyme sinh học có nhiều trong thiên nhiên chỉ đứng sau xenluloza, cấu
trúc hóa học của chitin gần giống với xenluloza. Chitin có gốc từ chữ "chiton", tiếng
Hy Lạp có nghĩa là vỏ giáp. Chitin là thành phần cấu trúc chính trong vỏ (bộ xương
ngoài) của các động vật không xương sống trong đó có loài giáp xác (tôm, cua). Khi
chế biến những loại hải sản giáp xác, lượng chất thải (chứa chitin) chiếm tới 50% khối
lượng. Vì chitin phân hủy sinh học rất chậm nên việc xử lý một lượng chất thải lớn như
thế sẽ gặp nhiều khó khăn, nên việc tái chế lại chitin làm vật liệu xử lý môi trường là
một vấn đề cấp thiết.
Trong khi đó, aminopolysaccharide được biết đến là chất có hoạt tính sinh học cao
hơn, đồng thời khả năng phân hủy sinh học cũng lớn hơn và có nhiều tính chất, công
dụng hơn so với chitin. Aminopolysaccharide là hoạt chất sinh học không độc, có ái lực
cao với một số nhóm phẩm màu axit, màu chất nhuộm hoạt tính, các phân tử dầu... Hoạt

5


tính khử màu của aminopolysaccharide có tính chọn lọc cao hơn nhựa trao đổi ion, than
hoạt tính. Chúng có thể làm giảm nồng độ màu trong nước thải xuống còn vài ppb, có

thể hấp phụ được các ion kim loại gây ô nhiễm như Cu, Hg, Cr, Pb, Ni, Cd… do có
nhóm amino. Mặt khác aminopolysaccharide có khả năng phân hủy dễ dàng hơn chitin.
Dựa trên những kết quả có được từ các nghiên cứu ứng dụng trên chitin và
aminopolysaccharide đó, ý tưởng từ nguồn chitin có trong vỏ tôm cá chuyển hóa thành
aminopolysaccharide và biến tính chúng, tạo ra hoạt chất có khả năng hấp phụ các chất
gây ô nhiễm trong việc xử lý ô nhiễm môi trường nước, đặc biệt là khả năng tương tác
với các phân tử dầu trong nước gây quá trình đông tụ giúp cho quá trình xử lý dầu
trong nước được dễ dàng hơn.
Trên cơ sở đó, đề tài sẽ thực hiện:
“Nghiên cứu biến tính aminopolysaccharide từ nguồn tự nhiên, định hướng
ứng dụng cho trong quá trình xử lý nước thải nhiễm dầu“.
Hy vọng với đề tài này sẽ góp phần tạo cho nguồn nước thải của nhà máy lọc dầu
nói riêng và nguồn nước thải sinh hoạt nói chung thêm trong sạch. Tạo bước tiền đề
cho các hoạt động nghiên cứu tiếp theo về vật liệu màng nanocomposite.
5. Mục đích của đề tài
Tách được chitin từ vỏ tôm (cua, mực), chuyển hóa thành aminopolysaccharide
và biến tính bằng các phương pháp khác nhau với định hướng ứng dụng trong quá trình
xử lý nước thải nhiễm dầu.
6. Nội dung của đề tài, các vấn đề cần giải quyết
 Nội dung 1: Tách chitin từ nguồn nguyên liệu tự nhiên và nghiên cứu chuyển
hóa chitin thành aminopolysaccharide.

6


 Nội dung 2: Nghiên cứu quy trình biến tính aminopolysaccharide bằng các
phương pháp khác nhau và đánh giá khả năng biến tính aminopolysaccharide.
 Nội dung 3: Đánh giá các đặc trưng của aminopolysacchride biến tính định
hướng sử dụng làm chất phá nhũ, gây đông tụ hệ nhũ tương dầu/nước.
 Nội dung 4: Đánh giá sơ bộ khả năng xử lý nước nhiễm dầu của

aminopolysaccharide biến tính.
7. Dự kiến kế hoạch thực hiện

STT

1

Kết quả đạt được

Nội dung công việc
Thu thập tài liệu, viết tổng

Các tài liệu cần thiết, hoàn

quan và chuẩn bị cho công tác

thành tổng quan

Thời gian bắt
đầu-kết thúc

8/2015-9/2015

nghiên cứu

2

Nghiên cứu lựa chọn nguồn

Nguồn nguyên liệu thô và

nguyên liệu tự nhiên chứa

phương pháp tách chitin

chitin và lựa chọn phương pháp

9/2015-10/2015

tách chitin từ vỏ giáp xác.

3

Nghiên cứu đánh giá chất

Kết quả đánh giá chất

lượng chitin tách từ nguồn

lượng chitin

9/2015 - 11/2015

nguyên liệu khác nhau.

4

Nghiên cứu quy trình chuyển

Quy trình và kết quả phân

hóa chitin thành

tích đặc trưng

aminopolysaccharide và đánh

aminopolysaccharide

11/2015-1/2016

giá đặc trưng
aminopolysaccharide
5

Nghiên cứu quy trình biến tính

Quy trình biến tính

aminopolysaccharide bằng các

aminopolysaccharide

7

12/2015- 2/2016


phương pháp khác nhau và
đánh giá khả năng biến tính

aminopolysaccharide.

6

Đánh giá các đặc trưng của

Kết quả đặc trưng của

aminopolysacchride biến tính

aminopolysacchride biến

định hướng sử dụng làm chất

tính

1/2016- 3/2016

phá nhũ, gây đông tụ hệ nhũ
tương dầu/nước.
Đánh giá sơ bộ khả năng xử lý
7

Kết quả đánh giá sơ bộ

nước nhiễm dầu của

1/2016- 3/2016

aminopolysaccharide biến tính.

Tập hợp số liệu, viết báo cáo và Công bố công trình nghiên
bảo vệ luận văn
8

cứu trên các tạp chí liên
quan

1/2016÷+4/2016

Hoàn thành luận văn thạc
sĩ
8. Dự kiến kết quả đề tài
 Quy trình chuyển hóa chitin thành aminopolysaccharide.
 Quy trình biến tính aminopolysaccharide.
 Các đặc trưng tính chất của aminopolysaccharide.
 Kết quả đánh giá sơ bộ khả năng xử lý nước nhiễm dầu của aminopolysacharide
biến tính.

8


9. Đề xuất người hướng dẫn
Hướng dẫn chính: TS. Nguyễn Thị Linh, Bộ môn Lọc – Hóa Dầu, Trường Đại học
Mỏ - Địa Chất.

Ngày 20 tháng 8 năm 2015
Người hướng dẫn

Người viết

TS. Nguyễn Thị Linh

Doãn Anh Tuấn

Tài liệu tham khảo:
1. Trần Thị Luyến (2004), “Sản xuất chitin - chitosan từ phế liệu chế biến thủy
sản”. Báo cáo tổng kết dự án sản suất thử nghiệm cấp bộ.
2. Nguyễn Thảo Hiền, Nguyễn Thị Mộng Huyền (2008), ”Tách chitin từ vỏ tôm”,
Đồ án chuyên ngành, Trường Đại học Công ngiệp Thành phố Hồ Chí Minh,
Trung tâm công nghệ Hóa học.
3. Pradip Kumar Dutta, Joydeep Dutta, V. S. Tripathi (2004) “Chitin and chitosan:
Chemistry, properties and applications”. Journal of Scientific & Industrial
Research, Vol. 63, 2004, 20–31.
4. Majeti N.V. Ravi Kumar (2000) “A review of chitin and chitosan
applications”. Reactive & Functional Polymers 46, 2000, 1-27
5. Amit Bhatnagar, Mika Sillanpaa (2009) “Applications of chitin and chitosan
derivatives for the detoxification of water and waste water”. Advances in
Colloid and Interface Science 152, 2009, 26-38

9


6. Marguerite Rinaudo (2006) “Chitin and chitosan: Properties and applications”
7. Rvanitoyannis, (1999) and Prakash et al., (2007), A. Prakash, S. Solanki and
P.T.S.R.K. Prasad Rao, “Treatment of textile effluent by cationic starches:
Reclamation of waste water. Pollution Research”, 26, pp. 19–25.
8. Asa Rindlav - Westling, Mats Stading, Anna- Marie Hermansson, Paul
Gatenholm; Structure (1998), “Mechanical and barrier properties of amyloze ¬
and amylopectin films”, Carbonhydrate polymes, vol 36, pp. 217-224.
9. Chao-Ming

“Preparation

Shiha,

Yeong-Tarng

and

characterization

Shiehb,
of

Yawo-Kuo

Twua,*

cellulose/chitosan

blend

(2009),
films”,

Carbohydrate Polymers, 78, pp. 169-174.
10. Gregorio Crini, Pierre-Marie Badot, (April – 2008), “Application of chitosan, a
natural aminopolysaccharide, for dye removal from aqueous solutions by
adsorption processes using batch studies: A review of recent literature”,
Progress in Polymer Science, Volume 33, Issue 4, April 2008, Pages 399–447.
doi:10.1016/j.progpolymsci.2007.11.00.

11. N.M. Kocherginsky, Chin Lee Tan, Wen Feng Lu (2003), Demulsification of
water-in-oil emulsions via filtration through a hydrophilic polymer membrane,
Journal of Membrane Science 220 (2003) 117–128
12. Farn, R.J. (2006) Chemistry and Technology of Surfactants, 1st ed. Blackwell,
Oxford, UK.

10