Nghiên cứu tăng cường chế phẩm sinh học nhằm loại bỏ trực tiếp dầu mỡ trong nước thải

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.3 MB, 80 trang )

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TĂNG CƯỜNG CHẾ PHẨM SINH HỌC
NHẰM LOẠI BỎ TRỰC TIẾP DẦU MỠ
TRONG NƯỚC THẢI

Ngành:

MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
Sinh viên thực hiện
MSSV: 1151080149

: Trương Lê Mỹ Ngữ
Lớp: 11DMT01

TP. Hồ Chí Minh, 2015

LỜI CẢM ƠN
Những ngày tháng được học tập dưới mái trường là những ngày tháng vô cùng
quý giá và đáng trân trọng đối với mỗi người chúng em. Ở nơi đây, chúng em đã
học tập và trang bị được kiến thức, kinh nghiệm sống vô cùng quý báo để làm hành
trang bước tiếp trong cuộc sống; để có được những thành quả như ngày hôm nay,
chúng em không thể nào quên công ơn nuôi dưỡng của cha mẹ, sự dạy dỗ tận tình

của thầy cô để hướng chúng em đến tương lai mới tốt đẹp hơn.
Xuất phát từ những suy nghĩ đó, bản thân em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu
sắc đến:
- Cha mẹ, người đã nuôi dưỡng, động viên em trong những lúc khó khăn nhất.
Tạo cho em thêm nhiều niềm tin và nghị lực trong cuộc sống.
- Thầy cô khoa Công nghệ sinh học – thực phẩm – môi trường đã giảng dạy
và truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu bằng sự tận
tuỵ và yêu thương. Giúp em có thể vững bước trên con đường tương lai của
mình.
- Ban giám hiệu trường Đại Học Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo
môi trường thuận lợi để em được học tập tốt hơn.
- Em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến thầy Lâm Vĩnh Sơn, người đã trực tiếp
chỉ dẫn và giúp đỡ em tận tình để em có thể hoàn thành đề tài tốt nghiệp
trong thời gian qua.
Và một lần nữa em xin chúc thầy cô nhiều sức khoẻ để tiếp tục sự nghiệp trồng
người và đưa đàn em thân yêu qua sông đến bề bờ tri thức mới; đào tạo, bồi dưỡng
nhân tài mới cho đất nước, góp phần từng bước đưa đất nước chúng ta ngày càng
phát triển.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên: TRƯƠNG LÊ MỸ NGỮ

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi thực hiện. Các
số liệu thu thập và kết quả phân tích trong đồ án là hoàn toàn trung thực, không
sao chép từ bất cứ đề tài nghiên cứu khoa học nào.
Tp.Hồ Chí Minh, ngày…. tháng …. năm 2015.
Sinh viên

Trương Lê Mỹ Ngữ

Đồ Án Tốt Nghiệp

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1
1. Đặt vấn đề ..................................................................................................... 1
2. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 2
3. Mục tiêu đề tài............................................................................................... 2
4. Phương pháp nghiên cứu............................................................................... 2
5. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 3
6. Bố cục dự kiến .............................................................................................. 3
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về dầu mỡ .................................................................................... 4
1.1.1 Khái niệm ................................................................................................. 4
1.1.2 Cấu trúc của dầu mỡ ................................................................................. 4
1.1.2.1 Các thành phần chính ........................................................................ 4
1.1.2.2 Các thành phần phụ ........................................................................... 6
1.1.3 Tính chất lý hoá của dầu mỡ .................................................................... 9
1.1.3.1 Tính chất vật lý .................................................................................. 9
1.1.3.2 Tính chất hoá học của dầu mỡ .......................................................... 10
a. phản ứng thuỷ phân và xà phòng hoá ................................................... 10
b. phản ứng cộng hợp ................................................................................ 10
c. phản ứng đồng phân hoá ....................................................................... 11
d. phản ứng với rượu ................................................................................. 11
e. phản ứng oxy hoá .................................................................................. 11
1.1.4 Phân loại dầu mỡ thực phẩm .................................................................... 12
1.1.4.1 Nhóm chất béo sữa ............................................................................ 12
1.1.4.2 Nhóm acid lauric (dầu dừa và dầu hạt cọ) ........................................ 12
1.1.4.3 Nhóm bơ thực vật (bơ ca cao) ........................................................... 13

1.1.4.4 Nhóm mỡ động vật (mỡ heo) ............................................................ 13
1.1.4.5 Nhóm dầu cá (dầu cá và dầu gan cá)................................................. 13
1.1.4.6 Nhóm acid aleic (dầu olive, dầu cọ, dầu bắp, dầu hướng dương)..... 13

i

Đồ Án Tốt Nghiệp

1.1.4.7 Nhóm acid lionlenic (dầu đậu nành, dầu hạt lanh) ........................... 13
1.1.4.8 Nhóm acid erulic ............................................................................... 13
1.1.4.9 Nhóm hydroxy acid ........................................................................... 14
1.1.5 Tìm hiểu về dầu mỡ thải ........................................................................... 14
1.1.5.1 Khái niệm .......................................................................................... 14
1.1.5.2 Tác hại ............................................................................................... 14
1.2 Tổng quan về nước thải nhà hàng .................................................................. 15
1.2.1 Tính chất nước thải ................................................................................... 15
1.2.2 Ảnh hưởng của nước thải nhà hàng, khách sạn đối với môi trường ........ 16
1.2.3 Sơ lược nhà hàng Khói Thơm .................................................................. 17
1.3 Tổng quan chế phẩm sinh học ....................................................................... 18
1.3.1 Khái niệm ................................................................................................. 18
1.3.2 Giới thiệu sơ lược về chế phẩm sinh học khảo sát – Microbe Lift DGTT
1.3.2.1 Thông tin vật lý ................................................................................. 19
1.3.2.2 Công dụng ......................................................................................... 20
1.3.2.3 Hiệu quả ............................................................................................ 20
1.3.2.4 Hướng dẫn sử dụng cho chế phẩm sinh học Microbe Lift DGTT .... 20
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 22
2.1 Thời gian nghiên cứu ..................................................................................... 22
2.2 Địa điểm đặt mô hình và tiến hành phân tích mẫu ........................................ 22
2.3 Đối tượng nghiên cứu .................................................................................... 22

2.3.1 Phương pháp và vị trí lấy mẫu.................................................................. 22
2.3.2 Các thông số phân tích mẫu...................................................................... 22
a. COD ........................................................................................................... 22
b. chỉ số axit beo ............................................................................................ 24
2.4 Cơ sở nghiên cứu xây dựng mô hình ............................................................. 26
2.4.1 Sơ đồ thí nghiệm....................................................................................... 26
2.4.2 Mô hình nghiên cứu .................................................................................. 26
2.4.3 Mô tả thí nghiệm....................................................................................... 26

ii

Đồ Án Tốt Nghiệp

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 29
3.1 Các thông số đầu vào của thí nghiệm ............................................................ 29
3.2 Kết quả nghiên cứu ........................................................................................ 29
3.2.1 Khảo sát thí nghiệm theo nồng độ ở từng tải trọng .................................. 29
3.2.2 Khảo sát các thí nghiệm theo thời gian ở từng nồng độ ........................... 40
3.3 Kết luận thí nghiệm........................................................................................ 51
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................ 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 54

iii

Đồ Án Tốt Nghiệp

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
COD (Chemical Oxygen Demand): nhu cầu oxy hoá học

TSS (Total Suspended Solids): Tổng chất rắn lơ lửng
SS (Settable Solids): chất rắn lơ lửng dạng huyền phù
BOD (Biochemical Oxygen Demand): nhu cầu oxy sinh hoá
Ntổng : Nitơ tổng
Ptổng : Photpho tổng
TCVN: Tiêu Chuẩn Việt Nam
QCVN: Quy Chuẩn Việt Nam
F.O.G (Fats, Quils, Grease): viết tắt cho mỡ, dầu và chất béo

iv

Đồ Án Tốt Nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Các acid béo chủ yếu trong thực phẩm
Bảng 1.2 Các thông số đặc trưng của sáp
Bảng 1.3 Đặc trưng về nồng độ của các chỉ tiêu ô nhiễm nước thải nhà hàng
Bảng 1.4 Thông số của chế phẩm sinh học Microbe Lift DGTT
Bảng 1.5 Bảng hướng dẫn liều lượng theo thể tích cho chế phẩm sinh học Microbe
Lift DGTT
Bảng 2.1 Khối lượng của phần mẫu thử và nồng độ dung dịch kiềm
Bảng 3.1 Kết quả thông số nước thải đầu vào
Bảng 3.2 Hiệu suất xử lý dầu mỡ của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 4 giờ
Bảng 3.3 Giá trị COD của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 4 giờ
Bảng 3.4 Hiệu suất xử lý dầu mỡ của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 6 giờ
Bảng 3.5 Giá trị COD của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 6 giờ
Bảng 3.6 Hiệu suất xử lý dầu mỡ của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 8 giờ
Bảng 3.7 Giá trị COD của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 8 giờ
Bảng 3.8 Hiệu suất xử lý dầu mỡ của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 24 giờ

Bảng 3.9 Giá trị COD của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 24 giờ
Bảng 3.10 Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 10 ppm ở các thời gian khác nhau
Bảng 3.11 Giá trị COD tại nồng độ 10 ppm ở các thời gian khác nhau
Bảng 3.12 Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại qua từng thời gian khác nhau
Bảng 3.13 Giá trị COD tại nồng độ 20 ppm qua từng thời gian khác nhau
Bảng 3.14 Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 30 ppm qua từng thời gian khác nhau
Bảng 3.15 Giá trị COD tại nồng độ 30 ppm qua từng thời gian khác nhau
Bảng 3.16 Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 40 ppm qua từng thời gian khác nhau
Bảng 3.17 Giá trị COD tại nồng độ 40 ppm qua từng thời gian khác nhau
Bảng 3.18 Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 50 ppm qua từng thời gian khác nhau
Bảng 3.19 Giá trị COD tại nồng độ 50 ppm qua từng thời gian khác nhau

v

Đồ Án Tốt Nghiệp

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 acid béo dạng trans
Hình 1.2 Địa chỉ nhà hàng Khói Thơm
Hình 1.3 Chế phẩm sinh học Microbe Lift DGTT
Hình 2.1 Mô hình thí nghiệm
Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ của các nồng độ khác nhau ở tải
trọng 4 giờ
Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi COD của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 4
giờ
Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ của các nồng độ khác nhau ở tải
trọng 6 giờ
Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi giá trị COD của các nồng độ khác nhau ở tải
trọng 6 giờ

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ của các nồng độ khác nhau ở tải
trọng 8 giờ
Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi COD của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 8
giờ
Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ của các nồng độ khác nhau ở tải
trọng 24 giờ
Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi COD của các nồng độ ở tải trọng 24 giờ
Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 10 ppm ở các thời
gian khác nhau
Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi COD tại nồng độ 10 ppm ở các thời gian
khác nhau
Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 20 ppm qua từng thời
gian khác nhau
Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi COD tại nồng độ 20 ppm qua từng thời gian
khác nhau
Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 30 ppm qua từng thời
gian khác nhau

vi

Đồ Án Tốt Nghiệp

Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi COD tại nồng độ 30 ppm qua từng thời gian
khác nhau
Hình 3.15 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 40 ppm qua từng thời
gian khác nhau
Hình 3.16 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi COD tại nồng độ 40 ppm qua từng thời gian
khác nhau
Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ tai nồng độ 50 ppm qua từng thời

gian khác nhau
Hình 3.18 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi COD tại nồng độ 50 ppm qua từng thời gian
khác nhau
Hình 3.19 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý của các nồng độ qua từng thời gian khác
nhau

vii

Đồ Án Tốt Nghiệp

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Trong tiến trình toàn cầu hóa ngày càng gia tăng, mối quan tâm của thế giới về vấn
đề môi trường cũng được nâng cao rõ rệt. Ô nhiễm môi trường đã trở thành vấn đề toàn
cầu mà không phải của riêng quốc gia hoặc vùng lãnh thổ nào. Không một quốc gia
nào phát triển bền vững mà không lấy bảo vệ môi trường làm nền tảng cho sự phát
triển kinh tế. Quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa ở Việt Nam cũng gây ra nhiều
vấn đề về môi trường.
Trong đó, nước thải là một vấn đề môi trường mà các quốc gia trên thế giới cũng
như Việt Nam đang phải nghiên cứu và cải tiến về công nghệ để đảm bảo xử lý tốt hơn,
đem lại sự trong sạch cho nguồn nước.
Bên cạnh các công nghệ mới phải có sự hỗ trợ mạnh mẽ của công nghệ sinh học.
Tuy đây là lĩnh vực khá mới nhưng sự phát triển và ứng dụng của công nghệ sinh học
môi trường rất đáng kể. Mọi quá trình xử lý chất thải nếu không khép kín bằng xử lý
sinh học thì khó có thể thành công trọn vẹn.
Các loại chế phẩm sinh học dùng cơ thể sống phân huỷ các chất thải độc hại, tạo nên
các chất không độc như nước, khí CO2 và các vật liệu khác. Bao gồm: công nghệ kích
thích sinh học – bổ sung chất dinh dưỡng để kích thích sự sinh trưởng của các vi sinh
vật phân huỷ chất thải có sẵn trong môi trường; công nghệ bổ sung vi sinh vật vào môi

trường để phân huỷ chất ô nhiễm; công nghệ xử lý ô nhiễm kim loại và các chất ô
nhiễm khác bằng thực vật và nấm.
Điển hình ở đây là các chế phẩm sinh học bổ sung vi sinh vật vào môi trường để xử
lý nước thải sinh hoạt cũng như các loại chế phẩm sinh học đặc trưng cho nước thải
từng ngành công nghiệp như: nước thải công nghiệp, nước thải nhà máy sản xuất cao
su, nước thải bệnh viện, nước thải nhà hàng, khách sạn,…

1

Đồ Án Tốt Nghiệp

Nhìn nhận được tầm quan trọng của chế phẩm sinh học trong xử lý nước thải, đề tài
“Nghiên cứu tăng cường chế phẩm sinh học nhằm loại bỏ trực tiếp dầu mỡ trong nước
thải” được triển khai và thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả chất lượng chủng vi sinh
cho ngành môi trường hiện nay.
2. Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện qua các vấn đề sau:


Tổng hợp các tài liệu liên quan về tính chất dầu mỡ, đặc tính nước thải

chứa dầu mỡ; chế phẩm vi sinh môi trường; quá trình xử lý nước thải bằng
phương pháp hiếu khí.


Phân tích các thông số liên quan để đánh giá hiệu quả phân huỷ dầu mỡ

của chế phẩm Microbe Lift DGTT.


So sánh hiệu quả xử lý của chế phẩm sinh học Microbe Lift DGTT ở các

nồng độ và tải trọng khác nhau.
3. Mục tiêu đề tài
Đề tài nhằm xác định khả năng phân huỷ dầu mỡ trong nước thải nhằm nâng
cao khả năng xử lý dầu mỡ. Và góp phần bổ sung thêm phương pháp sinh học cho
xử lý các loại dầu mỡ trong nước thải.
4. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài được thực hiện dực trên các phương pháp sau:
 Phương pháp luận:
Thành phần chính, khó xử lý và khó phân huỷ hiện nay là dầu mỡ nổi lên trên bề
mặt nước thải với nhiều dạng khác nhau. Bên cạnh đó, dầu mỡ không được xử lý khi
qua các bể sinh học sẽ làm ảnh hưởng đến vi sinh, hiệu suất xử lý của nước thải. Dẩn
đến nước thải không được xử lý triệt để.
Quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải
sinh hoạt ban hành ngày 31 tháng 12 năm 2008 quy định giá trị cho chỉ tiêu dầu mỡ
động – thực vật.
2

Đồ Án Tốt Nghiệp

Chính vì thế, việc khảo sát hiệu suất xử lý của chế phẩm Microbe Lift DGTT đối với
nước thải dệt nhuộm là cần thiết.
 Phương pháp cụ thể:
-

Phương pháp tổng quan tài liệu.

-

Phương pháp thực nghiệm: xây dựng và vận hành mô hình quy mô phòng thí

nghiệm.
-

Phương pháp phân tích mẫu: phân tích các thông số trước và sau xử lý như độ

màu, pH, COD, BOD5, TSS, Ntổng, Ptổng, dầu mỡ động thực vật. Và thông số dầu mỡ
trong quá trình xử lý.
-

Phương pháp phân tích, xử lý, tổng hợp kết quả bằng phần mềm Excel.
5. Đối tượng nghiên cứu



Nước thải chứa dầu mỡ: nước thải nhà hàng Khói Thơm



Chế phẩm vi sinh Microbe Lift DGTT
6. Bố cục dự kiến
Phần I: Mở đầu
Phần II: Nghiên cứu và kết quả nghiên cứu
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và thảo Luận
Phần III: Kết luận và kiến nghị

3

Đồ Án Tốt Nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về dầu mỡ [7]
1.1.1 Khái niệm
Dầu mỡ từ động vật và thực vật được con người sử dụng trong sản xuất cũng như
trong đời sống rất nhiều, đây cũng là một nguồn cung cấp năng lượng lớn. Dầu mỡ
được dùng phổ biến trong quá trình nấu nướng hằng ngày. Cho đến nay, việc sử dụng
dầu mỡ trong quá trình chế biến vẫn đóng một vai trò quan trọng.
Cho nên dầu mỡ thải cũng sinh ra nhiều trong các hoạt động sản xuất và sinh hoạt
đó.
1.1.2 Cấu trúc của dầu mỡ
1.1.2.1 Các thành phần chính
 Các axit béo

Hình 1.1 acid béo dạng trans
Hợp chất béo có chứa các acid hữu cơ có số nguyên tử C trong mạch lớn hơn 4 được
gọi là acid béo (fatty acid). Tuỳ thuộc vào chiều dài mạch carbon, các acid béo được
chia làm ba dạng chính: acid béo mạch ngắn (4-6 carbon); acid béo mạch trung bình
(8-14 C) và acid béo mạch dài (16 C). Ngoài ra, tuỳ thuộc vào liên kết giữa các
nguyên tử C trong mạch, acid béo cũng có thể được chia thành 2 loại chính: acid beo
bão hoà và acid béo chưa bão hoà. Có hơn 10 loại acid béo được tìm thấy chủ yếu
trong thực phẩm.
4

Đồ Án Tốt Nghiệp

Bảng 1.1 Các acid béo chủ yếu trong thực phẩm
Acid beo (theo hệ
thống IUPAC)

Acid béo (tên

Chiều dài mạch

thông thường)

C (Cx:y:m)

Nhiệt độ nóng
chảy (oC)

Decanoic

Capric

10:0

31,6

Dodecanoic

Lauric

12:0

44,4

Tetradecaoic

Myristic

14:0

54,3

Hexadecanoic

Palmitic

16:0

62,9

Octadecanoic

Stearic

18:0

70,0

9-Octadecanoic

Oleic

18:19

13,0

Elaidic

18:19

36,0

Erucio

22:19

33,5

Linoleic

18:26,9

-3,0

-Linolenic

18:33,6,9

-11,9

Arachidonic

20:46

EPA

20:53

DHA

20:63

9-transOctadecanoic
13-Docosenoic
9,12Octadecadienoic
9,12,15Octadecatrienoic
5,8,11,14Eicosatetraenoic
5,8,11,14,17Eicosapentanoic
4,7,10,13,16,19Docosahexaenoic

(Nguồn giáo trình công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm)

5

Đồ Án Tốt Nghiệp

Acid béo bão hoà: thuật ngữ “bão hoà” được sử dụng để chỉ sự thoả mãn về hoá

-

trị của nguyên tử C trong mạch acid (ngoại trừ C tạo nên gốc acid –COOH)l; nói cách
khác, liên kết giữa các nguyên tử C trong mạch là liên kết đơn (liên kết )
Acid béo không bão hoà: các acid béo có chứa liên kết đôi trong mạch carbon

-

đực gọi là acid béo không bão hoà. Trong tự nhiên, lượng acid béo không bão hoà
chiếm tỷ lệ rất lớn. Hầu hết các acid béo có xu hướng hình thành liên kết đôi không
bão hoà này cũng có thể được tìm thấy ở tất cả các vị trí trên mạch C, điều này làm gia
tăng đáng kể lượng đồng phân của acid béo không bão hoà. Thêm vào đó, sự xuất hiện
của liên kết đôi cũng giúp cho việc hình thành cấu hình cis- và trans- của acid béo, ảnh
hưởng đến đặc tính sinh học của chúng. Ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt, hầu hết
các acid béo không bão hoà trong thực phẩm có cấu hình cis-; tuy nhiên quá trình tinh
luyện dầu hay các quá trình tác động làm thay đổi đặc tính dầu mỡ có thể chuyển đổi
các acid béo không bão hoà có cấu hình cis- thành dạng đồng phân hình học trans-; đây
cũng chính là mối nguy lớn cho việc gia tăng bệnh xơ vữa động mạch và bệnh tim ở
người.
 Triglycerid
Triglycerid là sản phẩm được tạo thành từ phản ứng của một phân tử glycerol với ba
phân tử acid béo. Tuỳ thuộc vào acid béo gắn vào các vị trí trên mạch C của glycerol sẽ
xác định đặc tính và tính chất của triglycerid:
-

Triglycerid đơn giản: tạo thành từ 3 acid béo giống nhau.

-

Triglycerid phức tạp: do acid béo khác nhau

Trên thực tế, dầu và mỡ đều là sản phẩm chủ yếu của triglycerid phức tạp.

1.1.2.2 Các thành phần phụ
 Các acid béo tự do là monoglycerid, diglycerid
Trong dầu mỡ, ngoại trừ thành phần chính là triglycerid còn có sự hiện diện của một
lượng nhất định acid béo tự do (không liên kết với glycerl) là mono-, diglycerid.

6

Đồ Án Tốt Nghiệp

Trong cấu tạo của các mono- và diglycerid vẫn còn hiện diện của hai hay một nhóm
hydroxyl (-OH), chúng được xem như dấu hiệu nhằm xác định sự tổng hợp không hoàn
toàn triglycerid sinh học hay dấu hiệu của quá trình phân giải lipid (lipolysis) sau thu
hoạch do hoạt động của enzyme. Tuy nhiên, ngoài vai trò như chất chỉ thị chất lượng,
mono- và diglycerid còn có một vai trò quan trọng đặc biệt nhờ vào khả năng liên kết
mạnh của ó với các phần tử thân dầu và thân nước; chính vì thế mono- và diglycerid
được sữ dụng như một chất nhũ hoá trong rất nhiếu thực phẩm.
Bên cạnh mono- và diglycerid, acid béo tự do là sản phẩm cuối trong quá trình phân
giải lipid, làm giảm chất lượng dầu cũng như sản phẩm thực phẩm.
 Phospholipid
Trong hạt dầu bao giờ cũng có mặt phospholipid là một trong những thành phần
lipid phức tạp chủ yếu, bao gồm khung glycerophosphate với hai chuỗi acid béo dài đã
được este hoá ở vị trí C1 và C2, đồng thời một alcohol base gắn vào nhóm phosphate.
Phospholipid được phân thành 5 nhóm chính theo sự thay thế tự nhiên (X) trên acid
glycerophospho:
(1) Phospholipidic acid (PA): không có thành phần thay thế
(2) Phospholipidyl ethanolamine (cephalin): PE
(3) Phospholipidyl choline (lecithine): PC
(4) Phospholipidyl serine: PS
Phospholipid là các hợp chất chứa dinh dưỡng dự trữ, cung cấp năng lượng cho các

phản ứng trao đổi chất và tăng cường hô hấp của hạt. Trong công nghệ thực phẩm,
phospholipid được sử dụng rộng rãi như một chất nhũ hoá, tác nhân kết dính (antispattering) và làm giảm độ nhớt trong nhiều thực phẩm..
Các hợp chất không có tính xà phòng hoá
Các hợp chất không có tính xà phòng hoá thường có mặt trong dầu mỡ với vai trò
quan trọng là: sterol, tocopherol, hợp chất màu, sáp, hydrocarbon và vitamin.

7

Đồ Án Tốt Nghiệp

Sterol: hợp chất hoà tan trong chất béo với cấu trúc căn bản từ steran
(cyclopentanoperhydrophenantrene).
Tuỳ theo nguồn gốc phát sinh, sterol được chia thành hai loại chính: sterol động vật
(cholesterol) hay sterol thực vật (phytosterol: -sitosterol). Hàm lượng sterol thay đổi
trong khoảng từ 0,05 – 0,60 .


Tocopherol: tocopherol là chất chống oxy hoá tự nhiên rất quan trọng

thuộc họ phenolic. Tocopherol cũng có đặc tính tan trong dầu, thường tồn tại ở dạng tự
do. Tuỳ thuộc vào cấu tạo khác nhau của tocophero mà đặc tính tương ứng cũng thay
đổi; phụ thuộc mạch C chính bão hoà hay chứa 3 liên kết đôi, và phụ thuộc và số nhóm
cũng như vị trí nhóm methyl gắn kết trên mạch nhánh; có 4 loại tocopherol khác nhau:
-tocopherol (5,7,8-trimethyl);  (5,7 – dimethyl);  (7,8-dimethyl) và  (8-methyl).

Các hợp chất màu (pigment): sự khác nhau về màu sắc của các loại dầu và mỡ khác
nhau phụ thuộc vào lượng hợp chất màu hoà tan trong dầu. Những hợp chất màu quan
trọng nhất trong dầu mỡ là carotene, chlorophyl và gossypol.
Carotene là nguồn cung cấp vitamin A – chất có hoạt tính chống oxy hoá và chống

ung thư. Carotene hiện diện chủ yếu trong dầu cọ, đây chính là lý do chủ yếu làm cho
dầu có màu vàng, cam hay đỏ.
Chlophyll cũng chính là nguyên nhân tạo cho dầu có màu xanh tối không mong
muốn. Điều quan trọng là sự hiện diện của chlorophyll trong dầu là nguyên nhân chủ
yếu làm cho dầu rất nhạy cảm với ánh sáng quang hợp, gây nên biến đổi chất lượng.
Gossypol tạo màu đỏ nâu trong hạt bông vải (cottonseed oil). Gossypol có cấu tạo là
hợp chất phenol phức tạp, có mùi vị khó chịu, có tính độc. Do đó, cần tách loại hoàn
toàn hợp chất này ra khỏi dầu và khô dầu.
Hợp chất sáp: hiện diện chủ yếu trong dầu bắp và cải dầu. Về cấu tạo, sáp là ester
của rượu bậc một và ít thấy đối với rượu 2 chức. Sáp có nhiệt độ nóng chảy khá cao (tnc
> 80oC), bền vững và rất khó tiêu hoá. Trong quá trình chế biến, sự tồn tại của hợp chất
sáp trong dầu là nguyên nhân chủ yếu gây đục dầu. Ngay ở điều kiện nhiệt độ bình
8

Đồ Án Tốt Nghiệp

thường, chúng tồn tại ở các dạng tinh thể nhỏ liti, trong một thời gian dài vẫn không
lắng thành cặn, làm giảm giá trị cảm quan dầu. Các thông số đặc trưng của sáp được
cho ở bảng sau:
Bảng 1.2 Các thông số đặc trưng của sáp
Thông số

Giá trị

Chỉ số idoine

11,1 – 17,6

Hàm lượng acid béo tự do (FFA)

2,1 – 7,3%

Phosphorus

0,01 – 0,15%

Điểm nóng chảy

75,3 – 79,9oC

(Nguồn giáo trình công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm)
Hợp chất mùi gốc hydrocarbon: bao gồm các alkan, alken (squalene) và các
hydrocarbon đa vòng có mùi (polycyclic acromatic hydrocarbons – PAHs). Các hợp
chất alkan (C31 – C33) hiện diện trong dầu thô với hàm lượng từ 40 – 100 ppb, giảm
dần sau quá trình tinh luyện. Một số hợp chất mùi như squalene có vai trò rất quan
trọng trong công nghiệp mỹ phẩm.
Vitamin hoà tan trong dầu: bên cạnh vitamin A (retinol) – hiện diện nhiều nhất ở
dầu cá, trong dầu còn tìm thấy một số các vitamin khác với lượng ít hơn như vitamin
D, vitamin E (-tocopherol) và vitamin K (phytoenzymeadion). Các vitamin này rất
cần thiết cho quá trình hấp thu của cơ thể người.
1.1.3 Tính chất lý hoá của dầu mỡ
1.1.3.1 Tính chất vật lý
- Dầu mỡ nhẹ hơn nước, tỉ trọng 0,91 – 0,97. Mức độ không no càng lớn thì tỉ trọng
càng lớn.
- Chỉ số khúc xạ 1,448 – 1,474. Mức độ không no càng lớn thì chỉ số khúc xạ càng
cao.
- Có tính nhớt khá cao.
- Tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như eter, benzen, hexan…
9

Đồ Án Tốt Nghiệp

- Điểm nóng chảy của dầu mỡ thể hiện không rõ ràng, tuỳ thuộc vào tính chất của
nguyên liệu tạo ra dầu mỡ. Khi dây acid béo càng dài, càng no thì độ nóng chảy của
triglycerid càng cao, áp suất hơi càng kém do đó có ít mùi. Dầu mỡ với cấu tạo chủ yếu
là triglycerid dây ngắn thì sự thuỷ phân sẽ phóng thích các acid béo tự do có khối
lượng phân tử nhỏ, dễ bay hơi, gây mùi khó chịu. Cùng một chiều dài, dây carbon của
acid nào có chứa nhiều nối kép thì có nhiệt độ nóng chảy càng thấp.
1.1.3.2 Tính chất hoá học của dầu mỡ
Tính chất hoá học của dầu mỡ chủ yếu do phản ứng của triglycerid, có tác động
đáng kể đến sự thay đổi chất lượng sản phẩm.
a. Phản ứng thuỷ phân và xà phòng hoá
Trong điều kiện thích hợp, dầu mỡ dễ bị thuỷ phân theo phản ứng
C3H5(COOR)3 + 3H2O  3RCOOH + C3H5(OH)3
Nếu có mặt một lượng kiềm (KOH, NaOH) thì sau phản ứng thuỷ phân, acid béo tác
dụng với chất kiềm để tạo thành muối kiềm (xà phòng).
RCOOH + NaOH  RCOONa + H2O
Phương trình tổng quát:
C3H5(COOR)3 + 3NaOH  3RCOONa + C3H5(OH)3
b. Phản ứng cộng hợp
Phản ứng này có tác dụng cộng hydro vào các nối đôi trên dây carbon của acid béo
với sự hiện diện của chất xúc tác thích hợp nhằm làm giảm số nối đôi trên đây carbon,
làm cho dầu mỡ ổn định hơn, hạn chế được các quá trình như oxy hoá, trùng hợp của
dầu mỡ. Ngoài ra, phản ứng này còn có tác dụng giữ cho dầu không bị trở mùi khi bảo
quản lâu.
- CH = CH - + H2  -CH2 – CH2 –
Phản ứng này có ý nghĩa thực tiễn quan trọng: đây chính là cơ sở lý thuyết cho quá
trình chuyển đổi dầu từ thể lỏng sang thể rắn để sử dụng trong một số trường hợp đặc

biệt (margarine, shorterning…).

10

Đồ Án Tốt Nghiệp

Ngoài ra, thành phần acid béo của dầu thường chứa đồng thời acid oleic, acid
linoleic. Mặc dù acid linolenic có vai trò sinh học quan trọng, nhưng nó cũng là nguyên
nhân chính gây nên sự trở mùi của thực phẩm, vì thế quá ttrình hydro hoá chọn lọc để
giảm bớt hàm lượng acid linolenic thường được tiến hành trong công nghệ chế biến
dầu.
c. Phản ứng đồng phân hoá
Dưới tác dụng của bazơ hoà tan trong rượu sẽ xảy ra sự đồng phân hoá (theo cả hai
kiểu đồng phân hình học và vị trí, các nối kép trên dây carbon, làm tăng tính khô dầu.
Sự đồng phân hoá có thể thực hiện với chất xúc tác Niken, nhiệt độ 180oC, Al2O3 tăng
hoạt tính.
d. Phản ứng với rượu
Đây là phản ứng cơ bản để biến triglycerid thành ester metyl của acid béo nhằm để
phân tích thành phần hoá học bằng sắc ký.
e. Phản ứng oxy hoá
Những dầu mỡ có chứa nhiều acid béo không no sẽ dễ bị oxy hoá bởi oxy không
khí. Đa số các phản ứng xảy ra trên các nối đôi của carbon. Dầu mỡ chứa nhiều acid
béo no có ưu điểm là dễ bảo quản, ít bị biến đổi nhưng lại có hệ số đồng hoá thấp.
Từ đặc tính lý hoá của dầu mỡ nói chung, các nghiên cứu về hiện tượng trở mùi của
dầu mỡ khi chúng được tồn trữ trong thời gian dài đã đưa ra hai nguyên nhân chủ yếu
dẫn đến sự biến đổi này.
Sự thuỷ phân giải phóng acid béo từ triglycerid

(i)

Sự thuỷ phân này có thể xảy ra khi mạch carbon của triglycerid ngắn, hoặc dưới tác
dụng của enzyme lipase.
(ii)

Sự ôi dầu do phản ứng oxy hoá hoá học

Phản ứng này xảy ra dễ dàng với dây triglycerid có chứa nhiều nối kép. Nó thường
bắt nguồn từ phản ứng cộng oxy vào các nối kép hay xen vào C đối với nối kép để tạo

11

Đồ Án Tốt Nghiệp

ra các hydroperoxit. Các hydroperoxit này tiếp tục bị phân huỷ để cho ra các sản phẩm
sau cùng như các hợp chất carbonyl, aldehyd, aceton, alcohol.
Tổng quát:
aldehyd
Ceton
Chất béo + O2  hydroperoxit  Acid
Ester
Alcohol
1.1.4 Phân loại dầu mỡ thực phẩm
Dầu và mỡ thực phẩm có thể được phân thành nhiều loại dựa vào thành phần và tính
chất của các acid béo. Có thể chia dầu mỡ thành 9 nhóm chủ yếu:
1.1.4.1 Nhóm chất béo sữa
Chất béo thuộc nhóm này có nguồn gốc từ sữa động vật. Chất béo sữa có cấu tạo
chủ yếu từ các acid béo mạch ngắn, không có nối đôi. Ngoài ra, trong chất béo sữa vẫn
có sự hiện diện của các acid béo bão hoà mạch dài và acid béo không bão hoà có một

nối đôi. Do sự hiện diện đa dạng của các loại acid béo này mà chất béo sữa thường có
điểm nóng chảy thấp, khoảng nhiệt độ nóng chảy rộng, thành phần triglycerid phức tạp
hơn so với dầu thực vật. Với hầu hết các động vật, acid béo tồn tại chủ yếu ở dạng
trans-.
1.1.4.2 Nhóm acid lauric (dầu dừa và dầu hạt cọ)
Nhóm chất béo này có tính chất rất khác biệt so với các loại dầu khác do sự hiện
diện với mức độ cao của acid lauric, kế đến là acid myristic và các acid béo bão hoà có
8,10 và 14 C. Điểm đặc trưng của nhóm này là sự hiện diện ở tỷ lệ rất thấp các acid
béo không bão hoà, tương ứng với điểm nóng chảy rất thấp. Mặc dù vậy, nhóm dầu
dừa và dầu cọ vẫn được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm và trong chế biến.

12

Đồ Án Tốt Nghiệp

1.1.4.3 nhóm bơ thực vật (bơ cacao)
Nhóm chất báo này có thành phần triglycerid và acid béo rất đặc biệt: chủ yếu từ
các acid béo không no có 1 nối đôi như C18:1, C20:1, C24:3. Bơ thực vật có giá trị
kinh tế cao, sử dụng chủ yếu trong chế biến chocolate và kẹo.
1.1.4.4 Nhóm mỡ động vật (mỡ heo)
Mỡ động vật được cấu tạo chủ yếu từ acid béo C16:0; C18:0 và các acid béo có mức
độ không bão hoà trung bình. Nhóm chất béo này chứa một tỷ lệ mong muốn của
triglycerid bão hoà hoàn toàn, tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của nó là sự hiện diện ở
mức độ rất thấp các acid béo không bão hoà.
1.1.4.5 Nhóm dầu cá (dầu cá và dầu gan cá)
Dầu cá được tạo thành từ các acid béo không no có mạch carbon dài (chứa ít nhất 6
liên kết đôi). Chất lượng dầu cá cao, tuy nhiên nó là một loại dầu có giá thành thấp
nhất do khả năng bảo quản thấp: dầu cá không có tính ổn định, dễ biến đổi do quá trình
oxy hoá nối đôi và phát sinh mùi không mong muốn.

1.1.4.6 Nhóm acid oleic (dầu olive, dầu cọ, dầu bắp, dầu hướng dương)
Đây là nhóm dầu hiện diện phổ biến nhất. Acid béo tạo nên dầu nhóm này chủ yếu
là C18:1 và C18:2. Lượng acid béo bão hoà trong nhóm dầu này chỉ chiếm tối đa 20%.
1.1.4.7 Nhóm acid lionlenic (dầu đậu nành, dầu hạt lanh)
Đặc điểm quan trọng của dầu đậu nành và dầu hạt lành là sự hiện diện ở hàm lượng
cao acid linolenic (C18:3). Do mức độ không bão hoà cao, các dầu này rất nhạy cảm
với các chất oxy hoá, điều nảy dẫn đến các biến đổi không mong muốn về mùi và vị.
Ngoại trừ dầu đậu nành, dầu hạt lanh không được sử dụng phổ biến cho chế biến thực
phẩm.
1.1.4.8 Nhóm acid erulic
Dầu thuộc nhóm này có hàm lượng cao (40 – 50%) acid erulic, hiện diện chủ yếu
trong hạt bông vải. Một số giả thuyết cho rằng một số các biến đổi sinh lý không mong
muốn trong cơ thể người do sự tham gia của acid erulic.

13

Đồ Án Tốt Nghiệp

1.1.4.9 Nhóm hydroxy acid
Các nghiên cứu cho thấy nhòm hydroxy acid chỉ hiện diện trong dầu hải lý (castor
oil). Triglycerid của glycerin chủ yếu (90%) với acid ricinoleic (12-hydroxyoctadec –
9- enoic acid). Dầu hải ly không được sử dụng cho chế biến thực phẩm.
1.1.5 Tìm hiểu về dầu mỡ thải
1.1.5.1 Khái niệm
Dầu ăn thải là cặn dầu thực vật của các nhà hàng, các cửa hàng ăn. Chúng có đặc
điểm là đã qua sử dụng, gia nhiệt nhiều lần nên màu sẫm và bị biến chất.
Dầu ăn thải có tính chất rất phức tạp. Vì lượng dầu sử dụng mỗi ngày, số lần sử
dụng và thành phần ban đầu rất khác nhau, nên số liệu ban đầu không ổn định như là
nước thải.

Ngoài dầu thực vật, trong dầu mỡ thải người ta còn sử dụng các loại mỡ động vật để
làm nguyên liệu trong việc chế biến thức ăn.
Hầu hết các loại mỡ động vật như mỡ bò, mỡ heo, mỡ gà, mỡ cá… đều chứa chủ
yếu là triglyxerit và axit béo.
1.1.5.2 Tác hại
Dầu ăn sau khi được sử dụng để chế biến thường được đổ thẳng xuống cống rãnh,
làm thành những mảng bám ở đây, gây ô nhiễm môi trường. Dầu nhẹ hơn nước có
khuynh hướng giãn ra thành màng mỏng, lan rộng gây cản trở oxy hoá trong nước làm
ô nhiễm nguồn nước. Ngoài ra, dầu có thể đông lại trong đường ống dẫn gây tình trạng
nghẹt và nứt vỡ ống.
Dầu mỡ nếu không được xử lý khí tràng qua các hệ thống sẽ gây ra sự tắc nghẽn,
ảnh hưởng đến các công trình phía sau. Dẫn đến việc cải tạo, sửa chửa hê thống tốn
kém.

14

Đồ Án Tốt Nghiệp

1.2 Tổng quan về nước thải nhà hàng
1.2.1 Tính chất nước thải
Nước thải nhà hàng là loại nước thải phát sinh từ các hoạt động và dịch vụ trong nhà
hàng, điển hình là các hoạt động trong nhà bếp. Ngoài ra còn có nước thải từ nhà vệ
sinh và các hoạt động vệ sinh từ nhà hàng trong việc tẩy rửa và quá trình vệ sinh dụng
cụ.
Nước thải nhà hàg có nguồn gốc chủ yếu từ các nguồn nước thải từ bếp ăn, nước
thải từ sinh hoạt của nhân viên và từ các bể phốt.
Thành phần chủ yếu của nước thải thường là dầu mỡ và các chất hữu cơ lơ lửng
Dầu mỡ là thông số đặc trưng của nước thải nhà hàng. Lượng dầu mỡ phát sinh từ
hoạt động chế biến thức ăn tạo ra dầu mỡ và các chất béo khó phân huỷ sinh học. Dầu

mỡ được tích tụ gây ra các tác hại như tắc nghẽn đường ống, mùi hôi khó chịu, ngăn
chặn sự khuếch tán oxy vào nước gây ô nhiễm nguồn nước.
Bảng 1.3 Đặc trưng về nồng độ của các chỉ tiêu ô nhiễm nước thải nhà hàng
STT

Thông số

Đơn vị

Giá trị đầu vào

Giá trị đầu ra
Cột A-QCVN14:2008

-

6,5 – 7,5

6–9

BOD5

Mg/l

200 – 400

30

3

TSS

Mg/l

100 – 200

50

4

N-NH4+

Mg/l

60 – 120

5

5

TP

Mg/l

10 – 20

6

6

FOGs

Mg/l

20 – 200

10

7

Coliforms

MPN/100ml

109

3000

1

pH

2

(Nguồn )

15

Nghiên cứu tăng cường chế phẩm sinh học nhằm loại bỏ trực tiếp dầu mỡ trong nước thải

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về