Nghiên cứu sử dụng lõi ngô làm chất hấp thụ để lọc Amoni ra khỏi nước (Đồ án tốt nghiệp)

B GIÁO D

O

I H C BÀ R A-V

ÀU

ÁN T T NGHI P

NGHIÊN C U S D NG LÕI NGÔ LÀM CH T H P PH
L C AMONI RA KH
C

Trình

o

i h c chính quy

Ngành

: Công ngh k thu t hóa h c

Chuyên ngành

: Hóa d u

Gi
ng d n : ThS. Di p Khanh
Sinh viên th c hi n : Bùi Th Thùy Dung

MSSV: 12030272
L p: DH12HD

Bà R a-V


I H C BÀ R A-V

ÀU

KHOA HÓA H C VÀ CÔNG NGH TH C PH M

PHI

TÀI

ÁN/ KHOÁ LU N T T NGHI P
nh v vi c t ch c, qu n lý các hình th c t t nghi
Quy

nh s

-

gày 16/7/2013 c a Hi

H và tên sinh viên: Bùi Th Thùy Dung
MSSV

Ngày sinh: 9/10/1994

: 12030272

L p: DH12HD

a ch

ng 11, thành ph V

Ra-V

àu, t nh Bà

àu

E-mail

:

Trình
H

i h c BR-VT)

ih c
o

: Chính quy

Ngành

: Công ngh k thu t hóa h c

Chuyên ngành

: Hóa d u

tài: Nghiên c u s d ng lõi ngô làm ch t h p ph

l c amoni ra kh i

c
2. Gi

ng d n: ThS. Di p Khanh
tài: 22/2/2016

3.

án/ khoá lu n t t nghi p: 22/6/2016
Bà R a-V
..GI

NG D N
(Ký và ghi rõ h tên)

NG B
(Ký và ghi rõ h tên)

SINH VIÊN TH C HI N

(Ký và ghi rõ h tên)

NG KHOA
(Ký và ghi rõ h tên)


L

án t t nghi p này là công trình nghiên c u c a riêng tôi và
cs
qu

ng d n khoa h c c a ThS. Di p Khanh. Các n i dung nghiên c u, k t
tài này là trung th

i b t kì hình th

d ng m t s nh
tác gi

ch

c
li u c a các

u có trích d n và chú thích rõ ràng v ngu n

g c.
N u phát hi n b t c gian l n nào tôi xin hoàn toàn ch u trách nhi m v n i
dung lu

a mình và ch u m i hình th c k lu

V

nh.

àu, ngày
Sinh viên th c hi n

Bùi Th Thùy Dung

2016


L IC

L

u tiên tôi xin g i l i c

i h c Bà R a - V

khoa Hóa h c và Công ngh th c ph
phòng thí nghi

ãt

u ki

n d ng c và

án này.

c bi t, tôi g i l i c
ng d
C

àu,

n ThS. Di

tôi trong su t th

nghiên c

ã t n tình
tài.

n quý Th y, Cô khoa Hóa h c và Công ngh th c ph

h c Bà R a - V

ã d y d và truy

gian h c t p t

i

t ki n th c quý báu trong su t th i

ng.

Xin chân thành c
dành th

n quý Th y, Cô H

ng ch

án t t nghi

ng l i nh n xét giúp tôi hoàn thi
ình và b

ã ti p thêm ni m tin, ngh l

án này.
tôi trong

su t th i gian qua.
Xin g

nl

c nh t!

V

àu

2016

Bùi Th Thùy Dung

ã



M CL C
M C L C ...............................................................................................................i
DANH M C CÁC T

VI T T T ........................................................................ iv

DANH M C B NG ............................................................................................... v
DANH M C HÌNH ............................................................................................... vi
L IM

U ......................................................................................................... 1
NG QUAN ................................................................................... 4

1.1 T ng quan v

ô nhi m amoni ......................................................... 4
ình tr ng ô nhi m các h p ch t có ch

...............................4

c v amoni ....................................................................................8

1.1.3 Hi n tr ng ô nhi m Amoni

Vi t Nam ....................................................8

1.1.4 Tác h i c a c a amoni và các h p ch t c
1.1.5 M t s

......................................9

lí Amoni .......................................................... 10

1.2 Gi i thi u v nguyên li u lõi ngô.................................................................. 14
1.2.1 T ng quan v cây ngô ............................................................................ 14
1.2.2 Thành ph n c a lõi ngô .......................................................................... 16
1.2.3

ng d ng c a lõi ngô............................................................................. 18

1.3 Than ho t tính và cách ho t hóa than ........................................................... 18
1.3.1 Gi i thi u v than ho t tính .................................................................... 18
1.3.2 Quá trình t o than ho t tính .................................................................... 19
làm vi c c a than ho t tính ......................................................... 20
1.4 Các lý thuy t v quá trình h p ph ............................................................... 20
1.4.1 Hi

ng h p ph ................................................................................ 20
ình h p ph

ng nhi t ..................................................... 22

C NGHI M ............................................................................. 25
i


2.1 Nguyên li u và hóa ch t ............................................................................... 25
2.2 Thi t b ......................................................................................................... 25
2.3 T

ng chu n.......................................................................................... 25

2.3.1 Lý thuy t c a quá trình........................................................................... 25
2.3.2 Pha dung d ch thu c th ......................................................................... 25
2.3.3 Dung dich chu n .................................................................................... 26
2.4 T o v t li u .................................................................................................. 27
2.4.1 Kh o sát n

ho t hóa lõi ngô........................ 29

2.4.2 Kh o sát th i gian ngâm axít sunfuric .................................................... 30
2.4.3 Kh o sát nhi
2.5 H p ph

x lí ........................................................................... 30
u ki n t

ình h p ph ...................... 31

2.5.1 Kh o sát quá trình h p ph

i kh

ng lõi ngô bi n

tính ................................................................................................................. 31
2.5.2 Kh o sát quá trình h p ph

i n

u c a

amoni.............................................................................................................. 32
2.5.3 Kh o sát quá trình h p ph

i th i gian h p ph ..................... 32

2.5.4 Kh o sát quá trình h p ph

i pH............................................ 32

2.6 Kh o sát quá trình tái h p ph c a lõi ngô ã

c ho t hóa b ng axít ......... 33

c dùng trong thí nghi m ............................................. 33
ng amoni................................................ 33
u trúc c a v t li u........................................... 34
T QU VÀ TH O LU N.......................................................... 36
3.1 K t qu phân tích c u trúc v t li u................................................................ 36
3.1.1 K t qu ch p XRD c a m u v t li u....................................................... 36
3.1.2 K t qu ch p SEM c a m u v t li u....................................................... 37

ii


3.2 Xây d

ng chu n ................................................................................ 38

3.3 Kh o sát các y u t
3.3.1 Kh o sát n

n quá trình bi n tính lõi ngô ..................... 39
axít dùng ho t hóa lõi ngô .......................................... 39

3.3.2 Kh o sát th i gian ngâm lõi ngô ............................................................. 41
3.3.3 Kh o sát nhi

x lí ........................................................................... 42

3.4 Kh o sát các y u t

n quá trình h p ph amoni c a v t li u h p

ph ..................................................................................................................... 46
3.4.1 Kh o sát kh
3.4.2 Kh o sát kh

p ph

i kh

p ph

ng ch t h p ph 46

in

c a ch t b h p

ph .................................................................................................................. 48
3.4.3 Kh o sát kh

p ph

i th i gian h p ph ........... 50

3.4.4 Kh o sát kh

p ph

pH. ........................... 52

3.5 Kh o sát quá trình tái h p ph c a v t li u. .................................................. 53
K T LU N VÀ KI N NGH ............................................................................... 55
TÀI LI U THAM KH O ..................................................................................... 57

iii


DANH M C CÁC T

SEM: Scanning Electron Microscope (Kính hi
XRD: X-ray Diffraction (Nhi u x tia X)

iv

VI T T T
n t truy n qua)


DANH M C B NG
B ng 1.1: Các tiêu chu n Vi t Nam và qu c t

i v i các h p ch

.............. 10

B ng 1.2: Thành ph n hóa h c c a lõi ngô .......................................................... 16
B
B ng 2.1

ình h p ph

ng nhi t. .................................................. 23

c thi t l p m u chu n............................................................... 26

B ng 3.1: Các s li u xây d

ng chu n amoni ............................................. 38

B ng 3.2:

axít H2SO4

ng c a n

n quá trình h p ph

amoni c a lõi ngô bi n tính ................................................................................... 40
B ng 3.3:

ng c a th i gian ngâm lõi ngô v i axít H2SO4

n quá trình h p

ph amoni c a lõi ngô bi n tính............................................................................. 41
B ng 3.4:

ng c a nhi

x lí lõi ngô ã

c ho

n quá trình h p

ph amoni c a lõi ngô bi n tính............................................................................. 42
B ng 3.5:

ng kh

ng ch t h p ph

n quá trình h p ph amoni c a lõi

ngô bi n tính.......................................................................................................... 46
B ng 3.6:

ng n

c a ch t b h p ph

n quá trình h p ph amoni

c a lõi ngô bi n tính.............................................................................................. 48
B ng 3.7:

ng c a th i gian h p ph

n quá trình h p ph Amoni c a lõi

ngô bi n tính.......................................................................................................... 51
B ng 3.8:

ng c

n quá trình h p ph Amoni c a lõi ngô bi n tính

.............................................................................................................................. 52
B ng 3.9: Các thông s c a quá trình tái h p ph ................................................. 53

v


DANH M C HÌNH
Hình 1.1: Chu trình Nit

nhiên .................................................................4

Hình 1.2: Cây ngô. ................................................................................................ 14
Hình 1.3: C u trúc lõi ngô..................................................................................... 16
Hình 1.4: Thành ph n hóa h c c a vi s

............................. 17

Hình 2.1: Quy trình t o v t li u h p ph t lõi ngô ............................................... 27
Hình 2.2: Lõi ngô nguyên li u ............................................................................... 28
Hình 2.3: Lõi ngô sau khi x lý v i H2SO4 và NaHCO3 ......................................... 28
Hình 2.4: V t li u h p ph

c t o t lõi ngô...................................................... 29

Hình 3.1: Gi

XRD c a lõi ngô nguyên li u.................................................... 36

Hình 3.2: Gi

XRD c a lõi ngô ã

c bi n tính .......................................... 36

Hình 3.3: nh SEM c a m u v t li u..................................................................... 37
Hình 3.4:
Hình 3.5:

ng chu n c a Amoni ....................................................................... 39
ng n

axít H2SO4

ho t hóa lõi ngô

h p ph

c a lõi ngô bi n tính.............................................................................................. 40
Hình 3.6:

ng c a th i gian ngâm lõi ngô v i axít H2SO4

h p ph c a

lõi ngô bi n tính .................................................................................................... 42
Hình 3.7:

ng c a nhi

x lí lõi ngô ã

c ho

h p ph

c a lõi ngô bi n tính.............................................................................................. 43
Hình 3.8: S
Hình 3.9:

t o v t li u h p ph t lõi ngô ..................................................... 45
ng c a kh

ng ch t h p ph

h p ph c a lõi ngô bi n

tính ........................................................................................................................ 47
Hình 3.10:

ng c a n

ch t b h p ph

h p ph c a lõi ngô

bi n tính ................................................................................................................ 49
Hình 3.11:

th th hi

ình Langmuir c a lõi ngô bi n tính............... 49

Hình 3.12:

th th hi

ình Freundlich c a lõi ngô

Hình 3.13:

ng th i gian h p ph

Hình 3.14:

ng c

Hình 3.15:

c bi n tính.... 50

h p ph c a lõi ngô bi n tính..... 51
h p ph c a lõi ngô bi n tính ................ 53

th th hi n thông s c a quá trình tái h p ph ............................... 54

vi


ÁN T T NGHI P KHÓA 2012 - 2016

L IM
1. Tính c p thi t c

U

tài

N n kinh t phát tri n và dân s
ình tr ng ô nhi

t nhi u h l y liên

ng ngày càng tr m tr ng. Ô nhi m xu t hi n

nhi

c l n không khí. M t trong nh ng hình th c

ph bi n và d nh n th y nh

c. Ô nhi

c gây ra b i

òa tan (SO42-, Cl-, PO43-), các

r t nhi
+

mu

, NO3-, NO2), các kim lo i n ng (Hg, Pb, As, Cr), các vi sinh

4

v t….chính nh ng ch t này gây nguy h i không nh
nhi

c b i các h p ch

ng v t. Ô

moni nói riêng có th là do quá

trình xuyên th m t t ng

c m t xu ng các t

i qua các c a s

th

c m t ô nhi m thì ngu

c ng m c

ô nhi

a ch t
à

a nhi u báo cáo và h i th o khoa h c thì tình tr ng ô

nhi m a

c ng

ph n l

ã

c ng m khu v

c phát hi n t i nhi u vùng trong c
ng b ng B c B g m các t nh: Hà Tây, Hà Nam,

nh, Ninh Bình, H

ình và phía nam Hà N

b nhi m b n amoni r t n ng. Xác su t các ngu
amoni có n
c ng m

c ng m

u

các t nh này nhi m

c sinh ho t (3mg/l) kho ng 70 - 80%, còn
tr

g Th ch (huy n Hóc Môn, thành ph H Chí Minh) c

ô nhi m amoni n ng (68,73 mg/l cao g p 1,9 l n so v

b

[1]. H p ch t

c

c ng m có pH t

d ng NH4+ (Amoni) [2].

c ô nhi m amoni nghiêm tr ng r t nhi u vì amoni d

dàng chuy n hóa thành các ch

c h i khác

ph m chuy n hóa c a amoni là ch t

n 8 thì

m ch y

, l i khó x lý. Chính các s n
n s c kh

s chi m m

i

i, khi vào
i

n kh p các t

. Tr em b nhi m ch t này s xanh xao, m y u, thi u máu, khó
th

nm

c u k p th i s t

nhi m amoni n ng s ng p th , n u không c p
cx

t trong s v

c p

bách [3].

Khoa Hóa H c Và Công Ngh Th c Ph m

1

Sinh viên th c hi n: Bùi Th Thùy Dung

ÁN T T NGHI P KHÓA 2012 - 2016

Bên c

c ta là m

tr u, v d a, bã
vào m

c nông nghi p, nh ng ph ph m nông nghi p

u nành, l i ngô…. V i s

c th

ng l

ng m

ng th i nh ng ph ph m này

có thành ph n ch y u là xenluloze, có nh
li u h p ph giúp l

c tính t

có th s n xu t ra v t

ã có nhi

c nh ng thành t u nh

i nghiên c

nh. Trong các ph ph

li u khá m i v i m

t

ì lõi ngô - m t nguyên

o v t li u h p ph . Tuy lõi ngô tr

ã có kh

c (theo Lalita Prasida -

Science Fair v

c s d ng

c khi bi n tính c
t gi

ng Google

tài “H p ph sinh h c v i chi phí th

su

u

n bi n tính nó làm v t li u h p ph giúp cho quá

trình l

ct

u cách

ho t hóa b ng axít

3PO 4

bi n tính, m t trong s

[4,23], HNO3,…

n t i nh ng nghiên c u s

d ng H2SO4 - m t ch t có ho t tính axít m
ph l

bi n tính lõi ngô làm v t li u h p

c còn h n ch

ng nghiên c u m

i.
D a trên nh

trên tôi th c hi

làm ch t h p ph

l c amoni ra kh

2. M

tài: “Nghiên c u s d ng lõi ngô
c”.

u
T n d ng ngu n ph ph m nông nghi p là lõi ngô làm ch t h p ph

amoni ra kh

l c

c.

3. Nhi m v
Xây d ng quy trình ho t hóa lõi ngô nh m nâng cao kh

lí amoni

c c a v t li u h p ph .
Kh o sát m t s
Kh o sát kh

m c u trúc c a v t li u h p ph
p ph

i v i amoni, l a ch n nh

c t o t lõi ngô.
u ki n thu n

l i cho quá trình h p ph .
u
u lý thuy t:
Thu th p, t ng h p, nghiên c u và phân tích các tài li

u, sách báo

tài.

Khoa Hóa H c Và Công Ngh Th c Ph m

2

Sinh viên th c hi n: Bùi Th Thùy Dung


ÁN T T NGHI P KHÓA 2012 - 2016

X lí thông tin lý thuy

c n th c hi n trong quá trình

th c nghi m.
u th c nghi m:
Thu gom và x lý m u lõi ngô
Ho t hóa lõi ngô b ng axít sunfuric
nh n

amoni b

c quang.

ux

nh c u trúc v t li u.
n t quét (SEM):

nh vi c u trúc và hình

thái b m t c a m u v t li u h p ph .
5. B c c c a bài
án này chúng ta s

c tìm hi u v các lý thuy t liên quan và quy

trình t o v t li u h p ph t lõi ng , kh o sát các y u t
ph t t nh t, bên c
trình h p ph

chúng ta c

t

o sát các y u t

c trình bày

c v t li u h p
n quá

a bài:

ng quan;
c nghi m;
t qu và th o lu n.

Khoa Hóa H c Và Công Ngh Th c Ph m

3

Sinh viên th c hi n: Bùi Th Thùy Dung


ÁN T T NGHI P KHÓA 2012 - 2016

NG QUAN
1.1 T ng quan v n
1.1.1

ô nhi m amoni

ình tr ng ô nhi m các h p ch t có ch a n
ng t nhiên t n t i
+

g

4

), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-

nitric oxit (NO), ho
các sinh v t s

2).

t n t i trong

ình trong chu trình nit

sang d ng khác. M t s quá trình này
chúng l

d ng này

c ti n hành b i các vi khu n, qua quá

ng ho

tích t

cho s phát tri n c
v

2O),

t mùn, ho c các s n ph m trung gian c a quá trình phân h y

các v t ch t h

trình

nhi u d ng hóa h c khác nhau bao

t d ng c n thi t

i th hi n các quá trình này t

t o ra chu trình nit [1].

Hình 1.1: Chu trì

Khoa Hóa H c Và Công Ngh Th c Ph m

nhiên [1]

4

Sinh viên th c hi n: Bùi Th Thùy Dung


ÁN T T NGHI P KHÓA 2012 - 2016

m t hóa h c nh quá trình c
ng phân t
sét, quá trình c

c phân gi i v d ng nguyên t

nh này còn có th

t oc

i tác d ng c a s m

ng sinh h c, m t s vi khu n và
Azotobacter, vi khu n s ng c ng sinh trên

nh n

n t s n r cây h

u, t o lam…nh quá trình c

m mà n

c chuy

i thành amoni, thành ph n này tro

t còn

phân bón hóa h c. Th c v t l y n

d

c v t s là ngu n th c

n m s chuy

m ts
cv

ng v t thành amoni, quá trình này

c ti

ình chuy

i

u tiên b i các vi khu n s ng

t và các lo i vi khu

u tiên,

c ti n hành b i các vi khu n Nitrosomonas, quá trình này

s oxy hóa a

i amoniac thành nitrit (NO2-). Các lo i vi khu

chuy

ì

ng h p vi khu n ho c

c g i là quá trình amoni hóa hay khoáng hóa. Sau
amoni thành nitrat, quá trình này

ng v t

ng v t và th c v t ch

th

in

t ng

c g i là quá trình

ng v t, cung c

i d ng ch t h

uc an

c b sung b ng

c vào quá trình kh

h p nên amino axít, nucleic axít và di p l c quá trình này

m t ngu n n

n

t b ng cách h p thu chúng quá r cây

i d ng ion nitrat ho c amoni, các amoni này s

ng hóa n

nh

Nitrobacter có

nhi m v oxy hóa nitrit thành nitrat (NO3-). Vi c bi

i nitrit thành nitrat là m t

quá trình quan tr ng vì s tích t c a nitrit s gây ng

c cho th c v

cu i cùng trong chu trình n
nitrat thành

n

ình kh nitrat, quá trình này giúp kh
ình n

ình này

c th c hi n b i

m t s vi khu n [1].
S t n t i c a các ch t n
n t i trong h th y sinh
d ng

nhi u d ng h p ch

n v i t l khác nhau tùy thu

mu i n
t

c

và liên t c. Nitrit (NO2-) t n

cs
u ki

c. Nitrat là

c bi t, còn amoniac (NH3) t n t i

ki n k khí. Amoni hòa tan trong n

c t o thành d

s phân ly thành ion amoni (NH4+) và ion h

Khoa Hóa H c Và Công Ngh Th c Ph m

d

5

u
moni (NH4OH) và

-

). Quá trình oxi hóa có th

Sinh viên th c hi n: Bùi Th Thùy Dung


ÁN T T NGHI P KHÓA 2012 - 2016

chuy n t t c các d

itrat, còn quá trình kh s chuy n hóa

chúng thành d ng n
Ngu n ô nhi m n
ch y u do ho

c m t có th t nhi u ngu

ng c

it

inh ho

, công nghi p,

nông nghi p, giao thông v n t i th y…[6].
c th i sinh ho t: L

c th i t

i xã h
nhi u t p ch

ho

ng h

ng

c th i sinh ho

ng ch a

i d ng protein, cacbon hydrat, lipid, các ch t b n t

ng

v t, th c v t, các lo i rác, gi y, g , các ch t ho
các lo i vi khu

ng b m t,… ngoài ra còn có

ng giun, virut, vi trùng, siêu vi trùng. H p ch t n

c th i là các h p ch t amoniac, protein, peptit, axít amin c
ph n khác trong ch t th i r n và l ng. Các h p ch t ch a n
u

c ti u phân h y r t nhanh thành amoniac/amoni.

ho t, nitrit và n
t

c bi t là protein và

ng th p do n

c th i sinh

oxy hòa tan và m

ng th p. Thành ph n nmoni chi m 60 -

vi sinh v t

ng n

c

th i [6].
c th

:L

c th i trong h th

m

c th
c th i c a m t s

,

c c a m t thành ph ,
c th i sinh ho t còn có th có

c th i c a m t s

s n xu t công nghi

c th i

c a b nh vi n, tr m y t [6].
c th i công nghi p: L
t

c th i t các nhà máy, xí nghi p s n xu t ho c

s n xu t ti u th công nghi

th i công nghi p r

ng. Các t p ch

ng, ph c t p tùy thu

c thù c a s n xu

nguyên li u s d ng, các quy trình s n xu t, các bi n pháp k thu
T

ng các t p ch

c

ng là t các nguyên li u s n xu t và t các ch

c áp d ng…

c hình

n s n xu t khi th c hi n các bi n pháp k thu t khác nhau. Các
ngành công nghi p s d ng nitrat trong s n xu t là ngu n ch y u gây ô nhi m
ngu

c th

c th i hay rác th i. Trong h th ng ng khói

c a các nhà máy này còn ch a nhi

Khoa Hóa H c Và Công Ngh Th c Ph m

i vào khí quy n, g

6

Sinh viên th c hi n: Bùi Th Thùy Dung

t


ÁN T T NGHI P KHÓA 2012 - 2016

s quá trình bi

i hóa h c khá

i d ng HNO3, HNO2.

ng c

[6].

c th i nông nghi p: Là lo

c th i trong quá trình s n xu t nông

nghi p. T p ch t ch y
h

c th i nông nghi p là các lo i phân bón vô
t, thu c b o v th c v t, các ch

th a ho c b r

ng các t p ch t ph thu c vào ch

v s n xu t. Nông nghi p hi
phân bón hóa h c ch a n

canh tác, mùa

i là ngu n ô nhi m l
is

c. Vi c s d ng

ng l n, thành ph n không h p lí, s d ng b a

bãi thu c tr sâu, di t c …. thông qua quá trình r a trôi, th m l
a

cb m

ng nitrat hóa,

c ng m ngày càng cao [6].

c th i do giao thông v n t i th y: N
th b ô nhi

c trên các dòng sông, h , bi n có

n tàu, thuy n trên sông, bi n th i ra, các tàu ch

d u, hóa ch t b rò r làm
v t, th c v t s

c, làm ch t các lo

ng

ng sông bi n [6].

c rác: Bãi chôn l p rác là lò
t ho

vi sinh v t y m khí, trong

ng phân h y m t ph n ch t h

Quá trình phân h y ch t h

tt p

t r n.

a vi sinh v t y m khí bao g

n

n i ti p nhau. Th y phân các phân t h u có l
cacbon thành các phân t nh

axít… chúng là nguyên li u

thích h p cho vi c t ng h p t

n chúng chuy n hóa các

s n ph m th y phân thành các axít

axít axetic, crotonic, adipic, puruvic.

n t o khí metan và CO2

c th c hi n b i chính nhóm vi sinh v t

Methanogens
Trong quá trình phân h y y m khí, protein và các h p ch t ch a n

th y

phân b i enzyme và ti p t c thành amoni và CO2 cùng v i các axít d
ng l n amino axít, a
còn l

c vi sinh v t s d

c rác. Sau m t chu kì ho

phân h

t

c ut ot

ng, các vi sinh v t y m khí ch t và b

ng v t.

Trong h y m khí, các h p ch t a

n t i ch y

ph n n m trong t bào c a vi sinh v t y m khí.

Khoa Hóa H c Và Công Ngh Th c Ph m

7

i d ng amoni, m t
c sinh kh i ra

Sinh viên th c hi n: Bùi Th Thùy Dung


ÁN T T NGHI P KHÓA 2012 - 2016

kh

c nên khi phân h y, a

c tr l i h

n vào môi

c [6].
1.1.2

c v amoni [6]

Amoni bao g m có 2 d ng: trung hòa (NH3) và ion (NH4+). Amoni có m t
ng có ngu n g c t các quá trình chuy n hóa nông nghi p, công
nghi p và t s kh

c b ng cloramin.

Tác h i c a amoni ch xu t hi n khi ti p xúc v i li
200mg/kg tr

ng kho ng trên

ng.

1.1.3 Hi n tr ng ô nhi m Amoni

Vi t Nam [1]

a nhi u báo cáo và h i th o khoa h c thì tình tr ng ô nhi m
a

c ng

ã

c phát hi n t i nhi u vùng trong c

i thành ph H Chí Minh, k t qu quan tr
c ng m
c ng m

khu v c ngo

tr

c. Ch ng h n

c ng m g

y

n bi n ngày càng x

th

ch (huy n Hóc Môn) b ô nhi m amoni (68,73 mg/l

cao g p 1,9 l n so v
Ngoài ra còn có m t s khu v c khác c
khu v c b ô nhi

c ng

c ng m n ng n nh t trong c

c là khu v

ng

b ng B c B . Theo k t qu kh o sát c a trung tâm nghiên c u thu c trung tâm khoa
h c t nhiên và công ngh qu
c ng m khu v

iH cM -

a Ch t thì ph n l n

ng b ng B c B g m các t

Ninh Bình, H

nh,

ình và phía nam Hà N

b n amoni r t n ng. Xác su t các ngu

u b nhi m

c ng m nhi m amoni có n

cao

c sinh ho t (3mg/l) kho ng 70 - 80%. Trong nhi u ngu
ng m còn nhi u h p ch t h
cho r ng ph n l n các ngu

oxi hóa có ngu
c ng

c

t 30 - 40mg O2/l. Có th

d

t tiêu chu n v

amoni và các h p ch t h
Theo k t qu kh o sát c a các nhà khoa h c Vi
H c và Công Ngh Vi t Nam thì h
u có t l nhi m amoni
có m

cv

a Lý thu c Vi n Khoa
c t các huy n c a t nh Hà

m

ng. Ch ng h

i Lý Nhân

ng lên t i 11,8mg/l g p 74 l n so v i tiêu chu n B Y T ,

Khoa Hóa H c Và Công Ngh Th c Ph m

8

Sinh viên th c hi n: Bùi Th Thùy Dung


ÁN T T NGHI P KHÓA 2012 - 2016

còn

Duy Tiên là 93,8mg/l g p 63 l
iH cM -

t qu kh o sát c a

a Ch t Hà N i c

t ch

c ng m

m ch nông và m ch sâu t

t ng

trung bình

t m c tiêu chu n Vi t Nam cho phép r t nhi u l n.
1.1.4 Tác h i c a c a amoni và các h p ch t c a n

[3]

c ng m, amoni không th chuy
thác lên, vi sinh v

c do thi u oxy. Khi khai

c nh oxy trong không khí chuy n amoni thành các

nitrat (NO2-), nitrit (NO3-) tích t

p ch

s vô cùng nguy hi m n u

li

ng cao. Nitrat t o ra ch ng thi u vitamin và có

th k t h p v

t o nên nh ng nitrosamine là nguyên nhân gây nên ung
i. Tr

c bi t nh y c m v i nitrat l t vào s a m , ho c

pha s a. Sau khi l
thành nitrit nh vi khu
kh

c chuy n hóa nhanh

ng ru t, ion nitrit còn nguy hi

iv is c

i. Khi tác d ng v

i

chúng có th t o thành các h p ch t ch a n
huy t s c t

ng lên

Hemoglobin (Hb) có nhi m v

methamoglobin (Met-Hb) không có kh

v n chuy n oxy, bi n nó thành
n chuy

c oxy. Nh h men

c bi t, Met-Hb có th chuy n thành Oxy-Hemoglobin (Oxy-Hb).
Hb không th chuy n thành Oxy-Hb vì
tri

.

tr
axít

K t qu là m

men c n thi

c d dày ít, các vi khu n t o ra nhi u nitrit. M t khác

d dày tr

kh

tr

tr nh , Met-

c nitrat chuy n hóa thành nitrit.

ng l n nitrit chi m l y huy t s c t và bi n thành Met-Hb, m t

n chuy

n mô, làm tr xanh xao, b nh t t (B nh Blue Baby).
c ng m có th gây ra m t s h u qu

th làm gi m hi u qu c a khâu kh trùng b ng clo, do nó có th ph n ng t o
thành cloramins, có tác d ng sát khu n y
Ngoài ra nó còn làm gi m kh

i clo (kho ng 1.000 l n).

lý s t, mangan b ng công ngh truy n

th ng.
môn là ngu

ng, t

t o, phát tri n nhanh, làm

Khoa Hóa H c Và Công Ngh Th c Ph m

u ki n cho các vi sinh v
n ch

9

c, k c
c bi t là

Sinh viên th c hi n: Bùi Th Thùy Dung


ÁN T T NGHI P KHÓA 2012 - 2016

trong, mùi, v , nhi m khu
chu

c xem xét trong b ng tiêu

i v i các h p ch t ch
n Vi t Nam TCVN yêu c u n
c c p cho sinh ho t < 3mg/l. T 4/2002, quy

nh NH4+ <

nh 1329/2002 c a B Y t quy

ng d n c a T ch c Y t th gi i (WHO).

Tiêu chu n c

ng châu Âu (EC) yêu c u NH4+ < 0,5mg/l.

cC

B ng 1.1: Các tiêu chu n Vi t Nam và qu c t
Tiêu
Ch tiêu

chu n
EPA

v

MCL
Amoni
(NH4+)
Nitrat
(NO3-)
Nitrit
(NO2-)

amoni trong

Tiêu chu n EC
(80/778/EEC)
GL

mg/l

i v i các h p ch
ng
TCVN

d n
WHO

MAC

(1993)

(1)

(2)

(3)

0,5

1,5

3

3

1,5

mg/l

44,3

25

50

50

6

22,1

50

mg/l

4,4

-

0,1

3

0

0

3

mg/l

-

-

-

-

2

2

2

oxy
hóa
KMnO4
Ghi chú: (1) 20 TCN 33-85: Tiêu chu n ngành B XD; (2) - TCVN 5501-91: Tiêu chu
iv

ng; (3) Tiêu chu n theo quy

- Maximum Contaminant Levels (n
Acceptable Concentration (n
Agency (Tiêu chu n b o v

1.1.5 M t s

Clo g

c

nh 1329/2002 -

cho phép t

- Guidelines; MAC - Macximum

p nh

c); EPA - Environmental Protection

t
ng c a M ).

lí Amoni [3,7]

t oxi hóa m nh có kh

nhi t

phòng có th n m d ng N2. Khi hòa tan c

c tùy theo pH c

clo có th n m d ng HClO hay ion ClO- do có ph n

Khoa Hóa H c Và Công Ngh Th c Ph m

10

c mà

ình:

Sinh viên th c hi n: Bùi Th Thùy Dung


ÁN T T NGHI P KHÓA 2012 - 2016

Cl2 + H2O

HCl + HClO

(1.1)

HClO

H+ + ClO-

(1.2)

c có NH4+ s x y ra các ph n ng sau:
HClO + NH3

H2O + NH2Cl (Monicloramin)

(1.3)

HClO + NH2Cl

H2O + NHCl2 (Dicloramin)

(1.4)

HClO +NH2Cl

H2O + NCl3 (Tricloramin)

(1.5)

N u có c

x y ra ph n ng phân h y các cloramin.
ng c

c s gi m t i s

ng nh nh t vì x y ra ph n

ng phân h y cloramin.
Nh ng nghiên c
ch t h

y, t

ph n ng c a clo v i các h p

ng m t n a so v i ph n ng v i amoni. Khi amoni ph n ng g n h t,
ph n ng v i các h p ch t h

hình thành nhi u h p

ch t c

ng 15% là các h p ch t nhóm

THM-trihalometan và HAA-axít
h n ch n
Ngoài ra v

u là các ch t có kh

nghiêm ng t.
ng clo c n dùng r t l n, v

i v i các nhà máy l

an toàn tr nên khó gi i quy t

ng lý do khi

lo hóa m c dù

n v m t thi t b , r v m t kinh t và chi phí xây d

t khó áp

d ng.
m hóa và làm thoáng
ct nt
NH4+
y,

i d ng cân b ng:

NH3 + H+ ; pKa = 9,5

pH = 7 ch có m

(1.6)

ng r t nh khí NH3 so v i ion amoni. N u ta

nâng pH thành 9,5 t l [NH3]/[NH4+] =
v phía t o thành NH3
NH3 s

ng càng chuy n

u áp d ng các k thu t s c khí ho c th i khí thì

nh lu t Henry, làm chuy n cân b ng v phía ph i.
NH4+ + OH-

NH3 + H2O

Trong th c t pH ph i nâng lên x p x
16000m3 không khí/m 3

(1.7)
ng khí c

c và quá trình ph thu c vào nhi

Khoa Hóa H c Và Công Ngh Th c Ph m

11

i
c

m c
ng.

Sinh viên th c hi n: Bùi Th Thùy Dung


ÁN T T NGHI P KHÓA 2012 - 2016

c th i, khó có th
xu

i 1,5mg/l nên r t hi m

c áp d

NH4+

cn

x

c c p.

i xúc tác Bromua (Br-)
kh c ph

mc

t bi

có th thay th b ng m t s
-

xúc tác Br . V

i ta

i s có m t c a
+

-

b n x lí NH4 b ng O3 v i s có m t c a Br c

gi

n ra theo

i tác d ng c a O3, Br- b oxi

lí b ng c

hóa thành BrO- theo ph n
Br- + O3 + H+
Ph n ng oxi hóa NH4

HBrO + O2

+

(1.8)
-

c th c hi n b i ion BrO gi

a ion ClO-:

NH3 + HBrO

NH2Br + H2O

(1.9)

NH2Br + HBrO

NH2Br2 + H2O

(1.10)

NH2Br + NHBr2

N2 + 3Br- + H+

(1.11)

ng c

zon hóa xúc

tác Br-.
i ion
Quá trình trao
ph n

i ion là m t quá trình hóa lý thu n ngh

i gi a các ion trong dung d

n ly v i các ion trên b m t ho c

bên trong c a pha r n ti p xúc v i nó. Quá trình trao
lu t b

ình trao

chi

i ion tuân theo nh

nh

c mô t m t cách t ng quát

AX + B-

AB + X-

(1.12)

CY + D+

CD + Y+

(1.13)

i anion, CY là ch
Ph n

y ra

i cation.

i là m t ph n ng thu n ngh ch, chi u thu
i, chi u ngh

c g i là

c g i là chi u ph n ng tái sinh.

Ví d v ph n ng s d ng nh
R-H + NH4+

i ion:

R-NH4 + H+

(1.14)

c

Khoa Hóa H c Và Công Ngh Th c Ph m

12

Sinh viên th c hi n: Bùi Th Thùy Dung


ÁN T T NGHI P KHÓA 2012 - 2016

c g m có hai quá trình n i ti p nhau là nitrat hóa và
kh
- Quá trình nitrat hóa:
Quá trình chuy n hóa v m t hóa h c
NH4+ + 1,5O2

c vi

NO2- + 2H+ + H2O

-

NO2 + 0,5O2

NO3

(1.15)

-

(1.16)

ình t ng:
NH4+ + 2O2

NO3- + 2H+ + H2O

(1.17)

c oxy hóa thành các nitrit nh vi khu n Nitrosomonas,

u tiên, a

Nitrosospire, Nitrosococcus, Nitrosolobus

oxy hóa thành

nitrat nh các vi khu n Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus. Các vi khu n nitrat
hóa Nitrosomonas và Nitrobacter thu c lo i vi khu n t
ng sinh ra t ph n

c vi khu n s d ng trong quá trình t ng

h p t bào. Ngu

sinh t ng h p ra các t bào vi khu n m i là cacbon vô
òn tiêu th m nh O2.

Quá trìn

c th c hi n trong b ph n ng sinh h c v i l p bùn

dính trên các v t li u mang - giá th vi sinh.
- Quá trình kh nitrat hóa:

lo i b

n nitrat

hóa amoni là khâu kh nitrat sinh hóa nh các vi sinh v t d

u ki n

thi u không khí. Nitrit và nitrat s chuy n hóa thành d ng khí N2.
p ph

p ph d a vào l
ph

a ch t h p ph và ch t b h p

t b h p ph
ình l

c gi l i trên b m t ch t h p ph nh

c th c hi n.

ng khi s d
s

ìn

i hi u qu t

c
l

i 1,5mg/l nên có th s d
có th c i thi n kh
d
giúp c i thi n kh

c xu ng n ng
s n xu

c c a ch t h p ph có n

d ng nhi u l p ch t h p ph v

c th p

cc

c.

l n ta có th s
c khác nhau

c.

Khoa Hóa H c Và Công Ngh Th c Ph m

13

Sinh viên th c hi n: Bùi Th Thùy Dung


ÁN T T NGHI P KHÓA 2012 - 2016

1.2 Gi i thi u v nguyên li u lõi ngô
1.2.1 T ng quan v cây ngô
1.2.1.1 Gi i thi u chung
Ngô là cây nông nghi p m t lá m m thu c chi Zea, h hòa th o. Các b ph n
c a cây ngô bao g m: r , thân, lá, hoa và h t…..

Hình 1.2: Cây ngô.
c quan tr ng trên toàn th gi i bên c nh lúa mì và lúa
g o.

c thu c Trung M

i ta s d ng ngô làm

iv

cr

a lí và t p

quán t
Ngô là cây th
th

ng nh t hi n nay: 70% ch t tinh trong

ng h p c a gia súc là t lõi ngô, ngô còn là th
c bi t là bò s a. G

N

14

chua lí

òn là cây th c ph m:

i ta s dùng b p ngô bao t làm rau cao c p vì nó s

Khoa Hóa H c Và Công Ngh Th c Ph m

xanh và

ng dinh

Sinh viên th c hi n: Bùi Th Thùy Dung