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

ng 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 ẫm u: 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 Acid béo (tên Chiều dài mạch Nhiệt độ nóng thống IUPAC) thông thường) C (Cx:y:m) 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 9-trans- Elaidic 18:19 36,0 Octadecanoic 13-Docosenoic Erucio 22:19 33,5 9,12- Linoleic 18:26,9 -3,0 Octadecadienoic 9,12,15- -Linolenic 18:33,6,9 -11,9 Octadecatrienoic 5,8,11,14- Arachidonic 20:46 Eicosatetraenoic 5,8,11,14,17- EPA 20:53 Eicosapentanoic 4,7,10,13,16,19- DHA 20:63 Docosahexaenoic (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 (anti- spattering) 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 biệ... 37 Đồ Án Tốt Nghiệp Thí nghiệm 4: Khảo sát thí nghiệm ứng với tải trọng 24h giờ ở các thời gian khác nhau a. Dầu mỡ Đối Nồng độ Nồng độ Nồng độ Nồng độ Nồng độ Ngày chứng 10ppm 20ppm 30ppm 40ppm 50ppm 1 1,31 2,93 5,45 7,76 10,66 13,03 2 4,18 10,00 12,24 13,24 16,94 19,85 3 13,73 16,19 16,97 23,77 26,96 27,69 4 18,02 19,09 22,99 32,60 32,79 34,53 5 21,15 21,52 27,76 36,03 39,34 40,07 6 24,24 25,85 31,34 40,44 47,23 47,54 7 26,36 29,24 34,03 48,77 51,09 59,61 Bảng 3.8 Hiệu suất xử lý dầu mỡ của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 24 giờ Hiệu suất xử lý dầu mỡ với tải trọng 24 giờ 70 60 50 Đối chứng t (%) t Nồng độ 10ppm ấ 40 su Nồng độ 20ppm u Nồng độ 30ppm ệ 30 Hi Nồng độ 40ppm 20 Nồng độ 50ppm 10 0 1 2 3 4 5 6 7 Thời gian (ngày) Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 24 giờ 38 Đồ Án Tốt Nghiệp Nhận xét: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý dầu mỡ của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 24 giờ. Tại nồng độ 10 ppm, hiệu suất xử lý thấp chỉ 29,24%. Tại nồng độ 20 ppm, hiệu suất xử lý tốt hơn nồng độ 10 ppm, với hiệu suất 34,03%. Tại nồng độ 30 ppm, hiệu suất xử lý khá cao, đạt 48,77%. Tại nồng độ 40 ppm và 50 ppm, hiệu suất xử lý ngày 5 và ngày 6 gần như bằng nhau. Tuy nhiên, hiệu suất của nồng độ 40 ppm giảm lại chỉ đạt 51,09 và hiệu suất cao nhất tại nồng độ 50 ppm với 59,61%. b. COD Nồng độ Nồng độ Nồng độ Nồng độ Nồng độ Đối chứng 10ppm 20ppm 30ppm 40ppm 50ppm Ngày 1 970 470 800 760 960 1200 Ngày 2 1200 570 920 880 1270 1540 Ngày 3 1285 840 1240 1370 1710 1720 Ngày 4 1320 1440 1460 1480 1800 2000 Bảng 3.9 Giá trị COD của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 24 giờ 39 Đồ Án Tốt Nghiệp Sự thay đổi COD ở tải trọng 24h 2500 2000 1500 Ngày 1 Ngày 2 1000 Ngày 3 COD (mg/l) COD Ngày 4 500 0 DC 10ppm 20ppm 30ppm 40ppm 50ppm Nồng độ (ppm) Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi COD của các nồng độ khác nhau ở tải trọng 24 giờ Nhận xét: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi của giá trị COD của các nồng độ khác nhau của chế phẩm sinh học ở tải trọng 24 giờ. Tại bể đối chứng, giá trị COD gần như không thay đổi nhiều. Tại nồng độ 10 ppm, giá trị COD tăng cao vào ngày thứ 4 với COD = 1440 mg/l. Tại nồng độ 20 ppm, giá trị COD tăng nhẹ qua từng ngày và cao nhất vào ngày thứ 4 với COD = 1460 mg/l. Tại nồng độ 30 ppm và 40 ppm, ngày 1 và ngày 2, giá trị COD tăng ít, đến ngày thứ 3, giá trị COD tăng cao gấp đôi ngày thứ 2. Tại nồng độ 50 ppm, giá trị COD cả 4 ngày đều cao. Cao nhất vào ngày thứ 4 với COD = 2000 mg/l. 3.2.2 Khảo sát các thí nghiệm theo thời gian ở từng nồng độ Thí nghiệm 1: Khảo sát thí nghiệm ứng với nồng độ 10 ppm ở các thời gian khác nhau a. Dầu mỡ (trị số axit béo) 4 giờ 6 giờ 8 giờ Trị số axit 1,07 1,79 1,25 40 Đồ Án Tốt Nghiệp Hiệu suất xử lý (%) 57,08 35,12 45,59 Bảng 3.10 Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 10 ppm ở các thời gian khác nhau Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 10 ppm 60 2 57,08 1,79 1,8 50 1,6 45,59 1,4 Tr 40 ị Chú thích 1,25 s 1,2 ố t (%) t 35,12 Trị số ấ 1,07 axit axit su 30 1 Hiệu u ệ 0,8 suất Hi 20 0,6 0,4 10 0,2 0 0 4 giờ 6 giờ 8 giờ Thời gian (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 Nhận xét: Qua biểu đồ cho thấy hiệu suất xử lý dầu mỡ của chế phẩm sinh học với nồng độ 10 ppm ở các thời gian khác nhau. Chế phẩm đạt hiệu suất xử lý cao nhất ở t = 4 giờ và H = 57,08%. Và chế phẩm đạt hiệu suất xử lý thấp nhất ở t = 6 giờ và H = 35,12%. b. COD Thời gian 4 giờ 6 giờ 8 giờ 24 giờ COD (mg/l) 900 990 1600 1440 Bảng 3.11 Giá trị COD tại nồng độ 10 ppm ở các thời gian khác nhau 41 Đồ Án Tốt Nghiệp Sự thay đổi COD tại nồng độ 10 ppm 1800 1600 1600 1400 1440 1200 1000 990 900 800 600 COD (mg/l) COD 400 200 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (giờ) Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi COD tại nồng độ 10 ppm qua từng thời gian khác nhau Nhận xét: Qua biểu đồ trên, ta có thể thấy chỉ tiêu COD trong nước thải tăng dần theo thời gian. Giá trị cao nhất tại t = 8 giờ và COD = 1600 mg/l. Và thấp nhất lúc t = 4 giờ với COD = 900 mg/l. Thí nghiệm 2: Khảo sát thí nghiệm ứng với nồng độ 20 ppm ở các thời gian khác nhau a. Dầu mỡ (trị số axit béo) 4 giờ 6 giờ 8 giờ 24 giờ Trị số axit (mg/g) 2,2 2,24 1,92 2,21 Hiệu suất xử lý (%) 65,44 54,83 50,70 50,86 Bảng 3.12 Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 20 ppm qua từng thời gian khác nhau 42 Đồ Án Tốt Nghiệp Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 20 ppm 70 2,3 65,44 2,24 60 2,2 2,21 2,2 54,83 Ch 50 50,7 50,86 2,1 ỉ s ố axit (mg/g) axit t (%) t 40 ấ 2 su u 30 ệ 1,92 Hi Chú thích 1,9 20 Hiệu suất 1,8 Trị số axit 10 0 1,7 4 giờ 6 giờ 8 giờ 24 giờ Thời gian (giờ) Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 20 ppm qua từng thời gian khác nhau Nhận xét: Qua biều đồ trên cho thấy được hiệu suất xử lý dầu mỡ của chế phẩm sinh học tại nồng độ 20 ppm qua từng thời gian khác nhau. Hiệu suất xử lý dầu mỡ của chế phẩm giảm dần theo thời gian. Với hiệu suất cao nhất vào thời điểm 4 giờ với H = 65,44% và giảm dần đến thời điểm 24 giờ với H = 34,03%. Thời điểm 6 giờ và 8 giờ, hiệu suất chênh lệch không lớn khoảng 0,16% b. COD Thời gian 4 giờ 6 giờ 8 giờ 24 giờ COD (mg/l) 1460 1120 1710 1480 Bảng 3.13 Giá trị COD tại nồng độ 20 ppm qua từng thời gian khác nhau 43 Đồ Án Tốt Nghiệp Sự thay đổi COD ở nồng độ 20 ppm 1800 1600 1640 1460 1400 1200 1200 1000 1000 800 20ppm 600 COD (mg/l) COD 400 200 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (giờ) Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi COD tại nồng độ 20 ppm qua từng thời gian khác nhau Nhận xét: Biểu đồ cho thấy được giá trị COD (mg/l) thay đổi theo thời gian tại nồng độ 20 ppm. Với giá trị cao nhất tại thời điểm 8 giờ thì COD = 1640 mg/l. Và thấp nhất tại thời điểm 6 giờ với COD = 1000 mg/l. Tại thời điểm 24 giờ, giá trị COD = 1460 mg/l. Chỉ thấp hơn COD tại thời điểm 8 giờ. 44 Đồ Án Tốt Nghiệp Thí nghiệm 3: Khảo sát thí nghiệm ứng với nồng độ 30 ppm ở các thời gian khác nhau a. Dầu mỡ (trị số axit béo) 4 giờ 6 giờ 8 giờ 24 giờ Trị số axit (mg/g) 1,32 1,41 2,22 2,19 Hiệu suất xử lý (%) 71,62 69,6 51,09 48,77 Bảng 3.14 Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 30 ppm qua từng thời gian khác nhau Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 30 ppm 80 2,5 71,62 70 69,6 2,22 2,19 2 60 Ch ỉ s 50 51,09 ố Chú thích t (%) t 48,77 1,5 (mg/g) axit ấ 1,41 1,32 Hiệu suất su 40 u Trị số axit ệ 1 30 Hi 20 0,5 10 0 0 4 giờ 6 giờ 8 giờ 24 giờ Thời gian (giờ) Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 30ppm qua từng thời gian khác nhau Nhận xét: Qua biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý dầu mỡ của chế phẩm sinh học tại nồng độ 30 ppm qua từng thời gian khác nhau. Hiệu suất xử lý dầu mỡ giảm dần theo thời gian. Với hiệu suất cao nhất là 71,62% tại t = 4 giờ. Và hiệu suất thấp nhất là 48,77% tại t = 45 Đồ Án Tốt Nghiệp 24 giờ. Tuy nhiên sự thay đổi về hiệu suất xử lý không nhiều giữa thời điểm 4 giờ, 6 giờ ( chênh lệch chỉ 2,01%) và giữa thời điểm 8 giờ, 24 giờ (chênh lệch 2,32%). b. COD Thời gian 4 giờ 6 giờ 8 giờ 24 giờ COD (mg/l) 1460 1120 1710 1480 Bảng 3.15Giá trị COD tại nồng độ 30 ppm qua từng thời gian khác nhau Sự thay đổi COD ở nồng độ 30 ppm 1800 1710 1600 1460 1480 1400 1200 1120 1000 800 30ppm 600 COD (mg/l) COD 400 200 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (giờ) Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi COD tại nồng độ 30 ppm qua từng thời gian khác nhau Nhận xét: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi các giá trị COD qua từng thời gian khác nhau. Với giá trị lớn nhất tại thời điểm t = 8 g 46 Đồ Án Tốt Nghiệp Sự thay đổi COD ở nồng độ 30 ppm 1800 1710 1600 1460 1480 1400 1200 1120 1000 800 30ppm 600 COD (mg/l) COD 400 200 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (giờ) iờ và COD = 1710 mg/l. Và giá trị COD thấp nhất tại thời điểm 6 giờ là 1120 mg/l. Tại thời điểm 4 giờ và 24 giờ thì giá trị COD chỉ chênh lệch nhau khoảng 20 mg/l. Thí nghiệm 4: Khảo sát thí nghiệm ứng với nồng độ 40 ppm ở các thời gian khác nhau a. Dầu mỡ (trị số axit béo) 4 giờ 6 giờ 8 giờ 24 giờ Trị số axit (mg/g) 1,94 1,94 1,41 1,79 Hiệu suất xử lý (%) 74,86 71,31 55,09 53,09 Bảng 3.16 Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 40 ppm qua từng thời gian khác nhau 47 Đồ Án Tốt Nghiệp Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 40 ppm 80 2,5 74,86 70 71,31 2 60 1,89 1,94 Ch 55,09 53,09 50 1,52 1,5 ỉ s 1,41 ố t (%) t ấ 40 (mg/g) axit Chú thích su u 1 Hiệu suất ệ 30 Hi Trị số axit 20 0,5 10 0 0 4 giờ 6 giờ 8 giờ 24 giờ Thời gian (giờ) Hình 3.15 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 40 ppm qua từng thời gian khác nhau Nhận xét: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý dầu mỡ của chế phẩm sinh học tại nồng độ 40 ppm qua từng thời gian khác nhau. Hiệu suất xử lý dầu mỡ giảm dần từ 4 giờ đến 24 giờ. Hiệu suất xử lý cao nhất tại thời điểm 4 giờ và 6 giờ. Với t = 4 giờ, H = 74,86% và t = 6 giờ, H = 71,31%. Và thấp nhất tại thời điểm 24 giờ với H = 53,09%. b. COD Thời gian 4 giờ 6 giờ 8 giờ 24 giờ COD (mg/l) 1720 1250 1720 1800 Bảng 3.17 Giá trị COD tại nồng độ 40 ppm qua từng thời gian khác nhau 48 Đồ Án Tốt Nghiệp Sự thay đổi COD ở nồng độ 40 ppm 2000 1800 1800 1720 1720 1600 1400 1200 1250 1000 800 40ppm 600 COD (mg/l) COD 400 200 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (giờ) Hình 3.16 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi COD tại nồng độ 40 ppm qua từng thời gian khác nhau Nhận xét: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi giá trị COD (mg/l) tại nồng độ 40 ppm qua từng thời gian khác nhau. Với giá trị lớn nhất tại thời điểm 24 giờ với COD = 1800 mg/l. Và thấp nhất tại thời điểm 6 giờ với giá trị COD là 1250 mg/l. Tại thời điểm 4 giờ và 8 giờ giá trị COD bằng nhau (1720 mg/l). Thí nghiệm 5: Khảo sát thí nghiệm ứng với nồng độ 50 ppm ở các thời gian khác nhau a. Dầu mỡ (trị số axit béo) 4 giờ 6 giờ 8 giờ 24 giờ Trị số axit (mg/g) 1,72 1,56 1,24 1,41 Hiệu suất xử lý (%) 87,22 74,11 60,51 59,61 Bảng 3.18 Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 50 ppm qua từng thời gian khác nhau 49 Đồ Án Tốt Nghiệp Hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 50 ppm 100 2 90 1,8 87,22 1,69 1,72 80 1,6 Ch 74,11 ỉ 70 1,4 s 1,36 ố Chú thích axit (mg/g) axit 60 60,51 59,61 1,2 t (%) t ấ Hiệu suất 50 1,04 1 su u ệ 40 0,8 Trị số axit Hi 30 0,6 20 0,4 10 0,2 0 0 4 giờ 6 giờ 8 giờ 24 giờ Thời gian (giờ) Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ tại nồng độ 50 ppm qua từng thời gian khác nhau Nhận xét: Biểu đồ biểu diễn hiệu suất xử lý dầu mỡ của chế phẩm sinh học tại nồng độ 50 ppm qua từng thời gian khác nhau. Hiệu suất xử lý dầu mỡ giảm dần từ 4 giờ đến 24 giờ. Với hiệu suất cao nhất khi t = 4 giờ và H = 87,22%. Hiệu suất thấp nhất tại t = 24 giờ với H = 59,61%. Hai thời điểm 8 giờ và 24 giờ hiệu suất chênh lệch gần như rất ít khoảng 0,9%. b. COD 50 Đồ Án Tốt Nghiệp Thời gian 4 giờ 6 giờ 8 giờ 24 giờ COD (mg/l) 2120 1310 2760 2000 Bảng 3.19 Giá trị COD tại nồng độ 50 ppm qua từng thời gian khác nhau sự thay đổi COD ở nồng độ 50ppm 3000 2760 2500 2120 2000 2000 1500 1310 50ppm 1000 COD (mg/l) COD 500 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (giờ) Hình 3.18 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi COD tại nồng độ 50 ppm qua từng thời gian khác nhau Nhận xét: Biểu đồ thể hiện giá trị COD (mg/l) thay đổi theo thời gian tại nồng độ 50 ppm. Giá trị COD cao nhất tại thời điểm 8 giờ với COD = 2760 mg/l. Và thấp nhất tại thời điểm 6 giờ với COD = 1310 mg/l. 51 Đồ Án Tốt Nghiệp Hiệu suất xử lý dầu mỡ theo thời gian 100 90 80 70 Nồng độ 10ppm 60 Nồng độ 20ppm t (%) t ấ 50 Nồng độ 30ppm su u 40 Nồng độ 40ppm ệ Hi 30 Nồng độ 50ppm 20 10 0 4 6 8 24 Thời gian (giờ) Hình 3.19 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý của các nồng độ qua từng thời gian khác nhau Nhận xét: Biểu đồ trên thể hiện hiệu suất xử lý của các nồng độ qua từng thời gian khác nhau. Qua đó, ta thấy nồng độ 50 ppm, hiệu suất xử lý cao nhất tại thời điểm 4 giờ. Với nồng độ 30 ppm và 40 ppm hiệu suất xử lý dầu mỡ có tính ổn định và tương đương nhau. Tại hai nồng độ trên có hiệu suất cao ở thời điểm 4 giờ, 6 giờ. 3.3 Kết luận thí nghiệm Kết quả nghiên cứu ở các thời gian và các nồng độ khác nhau đã xác định được chế phẩm sinh học Microbe Lift DGTT có hiệu suất xử lý dầu mỡ khá tốt. Hiệu suất xử lý dao động trong khoảng từ 50% - 80% ở cả 5 nồng độ. Thời gian tốt nhất cho việc xử lý dầu mỡ bằng chế phẩm sinh học là 4 giờ ở tất cả các nồng độ Về nồng độ xử lý cho từng tải trọng: 52 Đồ Án Tốt Nghiệp + Nồng độ xử lý tối ưu nhất ở tải trọng 4 giờ là nồng độ 50 ppm với 87,22%. + Nồng độ xử lý tối ưu nhất ở tải trọng 6 giờ là nồng độ 50 ppm với 74,11%. + Nồng độ xử lý tối ưu nhất ở tải trọng 8 giờ là nồng độ 50 ppm với 60,51%. + Nồng độ xử lý tối ưu nhất ở tải trọng 24 giờ là nồng độ 50 ppm với 59,61% Vậy nồng độ chế phẩm sinh học Microbe Lift DGTT dùng để xử lý tốt nhất là 50 ppm. Tuy nhiên, ở nồng độ 40 ppm hiệu suất xử lý cũng khá cao. Chỉ thấp hơn nồng độ 50 ppm khoảng từ 1% - 10%. Nên chọn nồng độ 40 ppm để xử lý sẽ mang lại hiệu quả kinh tế hơn khi sử dụng tại các công trình thực tế có công suất lớn. Về giá trị COD: giá trị COD sau khi sử dụng chế phẩm sinh học Microbe Lift DGTT tăng cao theo thời gian và nồng độ. Giải thích về vấn đề này, có thể hiểu vì chế phẩm sinh học Microbe Lift chuyên dụng cho xử lý dầu mỡ. Nên sau khi xử lý, phân huỷ dầu mỡ thành chất hữu cơ trong nước thải. Làm COD tăng cao. Vậy nên, cần có công trình theo sau để xử lý COD cũng như các chỉ tiêu còn lại. 53 Đồ Án Tốt Nghiệp CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nghiên cứu tăng cường chế phẩm sinh học nhằm loại bỏ trực tiếp dầu mỡ trong nước thải, ta thu được kết quả như sau: - Khảo sát và xác định nồng độ bổ sung chế phẩm microbelift DGTT tốt nhất là 40 ppm để xử lý dầu mỡ trong nước thải. - Khảo sát và xác định thời gian tốt nhất là 4 giờ cho việc xử lý dầu mỡ trong nước thải. - Kết quả nghiên cứu cho thấy sử dụng chế phẩm sinh học microbelift DGTT nhằm loại bỏ trực tiếp dầu mỡ trong nước thải là khả thi. Nhìn chung những kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu tăng cường chế phẩm sinh học nhằm loại bỏ trực tiếp dầu mỡ trong nước thải đạt hiệu suất rất khả quan. Từ những kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu trên bằng chế phẩm sinh học microbelift DGTT thì trong quá trình làm vẫn còn những khó khăn nên xin đưa ra một số kiến nghị sau: - Theo kết quả nghiên cứu, chế phẩm sau khi xử lý dầu mỡ. Dầu mỡ bị phân huỷ sẽ thành chất rắn lơ lửng làm cho COD tăng cao. Cần đưa ra công trình xử lý sau cho nước thải sau xử lý dầu mỡ. - Nên mở rộng nghiên cứu thêm sử dụng chế phẩm sinh học xử lý kết hợp dầu mỡ và các chỉ tiêu khác của nước thải như: COD, BOD, MLSS, - Vì thời gian ngắn nên không thử nghiệm khả năng xử lý dầu mỡ của chế phẩm sinh học trong điều kiện không sục khí (tương tự như bể thu gom hoặc bể tách mỡ). 54 Đồ Án Tốt Nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Báo cáo chuyên đề “vai trò của công nghệ sinh học trong xử lý nước thải” – nhóm sinh viên khoa môi trường và tài nguyên - trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM [2] CA và MSDS Microbe Lift DGTT [3] lieu-sinh-hoc_33_7350_1.html [4] https://yeumoitruong.vn/attachments/2013-05-25-tim-hieu-xlnt-nha-hang-styled- pdf.4610/. [5] thanh-biodiesel-tren-xuc-tac-di-the-138/ [6] [7] Giáo trình “Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm” – Th.s Trần Thanh Trúc; Trường đại học Cần Thơ. 55 Đồ Án Tốt Nghiệp PHỤ LỤC A CA VÀ MSDS MICROBE LIFT DGTT Đồ Án Tốt Nghiệp 0L Đồ Án Tốt Nghiệp SECTION 7: HANDLING AND STORAGE Handling: Precautions to be taken in handling or storing: Prevent skin and eye contact. Wash hands thoroughly with soap and water after use. Avoid contact with eyes. Storage: Store material at temperatures below 120º F./49º C. and above 32º F.IOº C. SECTION 8: EXPOSURE CONTROL AND PERSONAL PROTECTION Protection: NIOSH approved respiratory equipment not required. Ventilation: Normal Local exhaust: Normal Forced exhaust: No Protective gloves: Rubber gloves not necessary but recommended. Eye protection: Safety glasses not necessary but recommended Other protective clothing or equipment: None. Work/Hygienic practices: Wash hands and face before eating, drinking, or smoking after handling material. SECTION 9: PHYSICAL/CHEMICAL CHARACTERISTICS Appearance: Dyed Green liquid Odor: Distinctive lemon odor pH: 6.0 – 9.0 Solubility in Water: N/D Boiling Point: 212º F Vapor Pressure (mm Hg): N/D Vapor Density: N/D Specific Gravity: 1.0 SECTION 10: STABILITY AND REACTIVITY Stability: Stable under normal conditions Incompatibility (materials to avoid): None known Hazardous Decomposition or byproducts: None Hazardous Polymerization: Will not occur SECTION 11: TOXICOLOGY INFORMATION None SECTION 12: ECOLOGICAL INFORMATION None SECTION 13: DISPOSAL INFORMATION i Đồ Án Tốt Nghiệp Waste and Disposal Method: Dispose of this product or its residues must be in accordance with all local, state, and federal requirements. SECTION 14: TRANSPORT INFORMATION D.O.T. Label: None UN number: None SECTION 15: REGULATORY INFORMATION None SECTION 16: ADDITIONAL INFORMATION HMIS Rating: HEALTH = 1 FIRE = 0 RECTIVITY = 0 The data and recommendations presented herein are based upon research of others and are believed to be accurate. However, no warranty is expressed or implied regarding these data or the results to be obtained from use thereof. Ecological Laboratories, Inc. assumes no responsibility for the injury to customers or third persons proximately caused by the material if reasonable safety procedures are not adhered to as stipulated in the data sheet. Additionally, since actual use by others is beyond our control, no guarantee, expressed or implied, is made by Ecological Laboratories, Inc. as to the effect of such use, the results to be obtained or the safety and toxicity of the product, nor does Ecological Laboratories, Inc. assume any liability arising out of use, misuse, by others, of the product referred to herein. Information provided herein is provided by Ecological Laboratories, Inc. solely for customer's assistance in complying with the Occupational Safety and Health Act of 1970 and regulations thereunder. Any other use is prohibited. CERTIFIED TRUE COPY ii Đồ Án Tốt Nghiệp PHỤ LỤC B: TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 6127 : 2010 ISO 660 : 2009 DẦU MỠ ĐỘNG VẬT VÀ THỰC VẬT – XÁC ĐỊNH TRỊ SỐ AXIT VÀ ĐỘ AXIT Animal and vegetable fats and oils – Detemination of acid value and acidity Lời nói đầu TCVN 6127 : 2010 thay thế TCVN 6127 : 2007; TCVN 6127 : 2010 hoàn toàn tương đương với ISO 660 : 2009; TCVN 6127 : 2010 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F2 Dầu mỡ động vật và thực vật biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ khoa học và Công nghệ công bố. DẦU MỠ ĐỘNG VẬT VÀ THỰC VẬT – XÁC ĐỊNH TRỊ SỐ AXIT VÀ ĐỘ AXIT Animal and vegetable fats and oils – Detemination of acid value and acidity 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định ba phương pháp (hai phương pháp chuẩn độ và một phương pháp đo điện thế) để xác định độ axit trong dầu mỡ động vật và thực vật, sau đây được gọi là chất béo. Để thuận tiện, độ axit được biểu thị theo trị số axit hoặc cách khác, theo độ axit được tính theo quy ước. Tiêu chuẩn này áp dụng cho dầu mỡ động thực vật dạng thô và tinh luyện, các axit béo gốc xà phòng hoặc axit béo kỹ thuật. Các phương pháp này không áp dụng cho các loại sáp. Vì các phương pháp này hoàn toàn không đặc trưng nên không áp dụng chúng để phân biệt giữa các axit vô cơ, axit béo tự do và các loại axit hữu cơ khác. Do đó, trị số axit cũng gồm cả axit vô cơ có thể có mặt. 2. Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài iii Đồ Án Tốt Nghiệp liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có). TCVN 6128 (ISO 661), Dầu mỡ động vật và thực vật – Chuẩn bị mẫu thử. TCVN 4851 (ISO 3696), Nước dùng để phân tích trong phòng thử nghiệm – Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử. 3. Thuật ngữ và định nghĩa Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau: 3.1. Trị số axit (acid value) Số miligam kali hydroxit dùng để trung hòa các axit béo tự do có trong 1 g chất béo, khi được xác định theo quy trình quy định trong tiêu chuẩn này. CHÚ THÍCH Trị số axit được biểu thị bằng miligam trên gam 3.2. Độ axit (acidity) Hàm lượng các axit béo tự do xác định được theo quy trình quy định trong tiêu chuẩn này CHÚ THÍCH Độ axit được biểu thị theo tỷ lệ phần trăm khối lượng. Nếu kết quả của phép xác định được báo cáo theo độ axit, thì không cần phải giải thích tiếp, theo thông lệ độ axit được biểu thị theo axit oleic. 4. Nguyên tắc Mẫu thử được hòa tan trong hỗn hợp dung môi thích hợp và các axit có mặt được chuẩn độ bằng dung dịch kali hoặc natri hydroxit trong etanol hoặc trong metanol. Các phương pháp quy định trong 9.1 và 9.2 là các phương pháp chuẩn. 5. Thuốc thử CẢNH BÁO – Chú ý về các quy định quốc gia về xử lý các chất độc hại. Cần tuân thủ các biện pháp an toàn kỹ thuật, an toàn đối với tổ chức và cá nhân. Chỉ sử dụng các thuốc thử loại tinh khiết phân tích, trừ khi có quy định khác. 5.1. Dung môi A dùng cho hỗn hợp dung môi (5.3): etanol,   96 % thể tích. Có thể sử dụng propan-2-ol   99 % thể tích để thay thế cho etanol. 5.2. Dung môi B dùng cho hỗn hợp dung môi (5.3): dietyl ete, không chứa peroxit. Có thể sử dụng ter-butyl metyl ete, dầu nhẹ (dải sôi từ 40 C đến 60 C) hoặc toluen để thay thế cho dietyl ete. iv Đồ Án Tốt Nghiệp CẢNH BÁO – Dietyl ete rất dễ cháy và có thể tạo thành các peroxit gây nổ. Hết sức cẩn thận khi sử dụng. 5.3. Hỗn hợp dung môi, trộn các thể tích bằng nhau của các dung môi A và dung môi B (ví dụ A = 50 ml/100 ml và B = 50 ml/100 ml). Đối với các chất béo động vật hoặc chất béo dạng rắn, thì khuyến cáo sử dụng hỗn hợp gồm một phần thể tích dung môi A (ví dụ: 25 ml) và ba thể tích ter-butyl metyl ete hoặc toluen (ví dụ: 75 ml). Ngay trước khi sử dụng, trung hòa bằng cách thêm dung dịch kali hydroxit với sự có mặt của 0,3 ml dung dịch phenolphtalein đối với 100 ml hỗn hợp dung môi. Có thể sử dụng dung môi propan-2-ol để chuẩn độ với dung dịch KOH. 5.4. Etanol hoặc metanol, tối thiểu  = 95 % thể tích. 5.5. Natri hydroxit hoặc kali hydroxit, dung dịch chuẩn trong metanol hoặc etanol có nồng độ chất c(NaOH) hoặc c(KOH) = 0,1 mol/l và 0,5 mol/l. Nồng độ phải được kiểm tra bằng dung dịch chuẩn HCl. CHÚ THÍCH Dung dịch natri hydroxit hoặc kali hydroxit trong metanol hoặc etanol có thể được thay bằng dung dịch natri hydroxit hoặc kali hydroxit, chỉ khi lượng nước đưa vào không làm tách pha. 5.6. Phenolphtalein, dung dịch trong etanol, nồng độ khối lượng p = 1 g/100 ml. 5.7. Thymolphtalein, dung dịch trong etanol, nồng độ khối lượng p = 2 g/100 ml. 5.8. Alkali blue 6B, dung dịch trong etanol, nồng độ khối lượng p = 2 g/100 ml. Đối với các chất béo có màu đậm, thì phải sử dụng alkali blue hoặc thymolphtalein. 5.9. Nước, phù hợp với loại 3 của TCVN 4851 (ISO 3696). 6. Thiết bị, dụng cụ Sử dụng các thiết bị, dụng cụ của phòng thử nghiệm thông thường và cụ thể như sau: 6.1. Buret, dung tích 10 ml, được chia vạch đến 0,02 ml, loại A của TCVN 7149 (ISO 385) [1]. 6.2. Buret, dung tích 25 ml, được chia vạch đến 0,05 ml, loại A của TCVN 7149 (ISO 385) [1]. 6.3. Cân phân tích, có thể đọc chính xác đến 0,001 g. v Đồ Án Tốt Nghiệp 6.4. Dụng cụ chuẩn độ tự động, (dựa trên điện cực điện thế) hoặc máy đo điện thế. 6.5. Điện cực pH kết hợp, dùng để chuẩn độ axit/bazơ không nước. 6.6. Bình định mức, dung tích 1000 ml, phù hợp với loại A của TCVN 7153 (ISO 1042) [2]. 7. Lấy mẫu Điều quan trọng là mẫu gửi đến phòng thử nghiệm phải là mẫu đại diện và không bị hư hỏng hoặc thay đổi trong suốt quá trình vận chuyển và bảo quản. Việc lấy mẫu không quy định trong tiêu chuẩn này, nên lấy mẫu theo TCVN 2625 (ISO 5555) Dầu mỡ động vật và thực vật – Lấy mẫu. 8. Chuẩn bị mẫu thử Chuẩn bị mẫu thử theo TCVN 6128 (ISO 661), trừ khi mẫu thử chứa các axit béo bay hơi thì mẫu thử không được làm nóng và không lọc. 9. Cách tiến hành 9.1. Phương pháp dung môi lạnh sử dụng chất chỉ thị (Phương pháp chuẩn) 9.1.1. Tùy thuộc vào trị số axit dự kiến, chọn khối lượng phần mẫu thử và nồng độ kiềm theo Bảng 1. 9.1.2. Cân phần mẫu thử theo Bảng 1 cho vào bình nón 250 ml. 9.1.3. Thêm từ 50 ml đến 100 ml hỗn hợp dung môi đã trung hòa (5.3) và hòa tan phần mẫu thử bằng cách làm nóng nhẹ, nếu cần. Đối với các mẫu có điểm tan chảy cao, thì sử dụng hỗn hợp etanol-toluen. 9.1.4. Sau khi thêm chất chỉ thị (5.6, 5.7 hoặc 5.8), chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn kali hydroxit (5.5) trong khi xoay bình liên tục. Việc chuẩn độ được coi là kết thúc khi thêm một giọt kiềm sẽ tạo ra màu nhẹ nhưng việc đổi màu ổn định trong ít nhất 15 s. Bảng 1 – Khối lượng của phần mẫu thử và nồng độ của dung dịch kiềm Nhóm sản phẩm Trị số axit Khối Nồng độ Độ chính xác (các ví dụ) xấp xỉ lượng KOH của phép cân phần mẫu phần mẫu thử thử g mol/l g Dầu thực vật tinh từ 0 đến 1 20 0,1 0,05 luyện vi Đồ Án Tốt Nghiệp Mỡ động vật Dầu thực vật khô từ 1 đến 4 10 0,1 0,02 Mỡ động vật loại kỹ từ 4 đến 15 2,5 0,1 0,01 thuật từ 15 đến 0,5 0,1 Axit béo gốc xà phòng 0,001 75 3,0 0,5 0,2 0,1 Axit béo kỹ thuật > 75 0,001 1,0 0,5 9.2. Phương pháp dung môi lạnh sử dụng chuẩn độ điện thế (Phương pháp chuẩn) 9.2.1. Cân phần mẫu thử theo Bảng 1, cho vào cốc có mỏ 150 ml. 9.2.2. Thêm từ 50 ml đến 100 ml hỗn hợp dung môi đã trung hòa (5.3) và hòa tan mẫu, làm nóng nhẹ, nếu cần. Đối với các mẫu có điểm tan chảy cao thì sử dụng hỗn hợp etanol-toluen. 9.2.3. Đưa điện cực kết hợp vào hỗn hợp dung môi và nối điện cực với dụng cụ chuẩn độ tự động. 9.2.4. Bật máy khuấy ít nhất 30 s và chuẩn độ bằng dung dịch kali hydroxit (5.5) chuẩn trong khi vẫn khuấy liên tục. 9.2.5. Ngay khi đạt được điểm tương đương, ghi lại lượng dung dịch chuẩn đã sử dụng. 9.3. Phương pháp dùng etanol nóng có sử dụng chất chỉ thị 9.3.1. Ở các điều kiện quy định trong phương pháp này, nếu có mặt các axit béo mạch ngắn thì chúng là loại bay hơi. 9.3.2. Cân một lượng đủ mẫu thử theo Bảng 1, tùy theo màu sắc và trị số axit dự kiến cho vào bình cầu thứ nhất. 9.3.3. Đun đến sôi 50 ml etanol chứa 0,5 ml chất chỉ thị phenolphtalein cho vào bình cầu thứ hai. Khi nhiệt độ của etanol vẫn còn cao hơn 70 C, thì trung hòa cẩn thận bằng dung dịch natri hydroxit hoặc kali hydroxit 0,1 mol/l. Việc chuẩn độ được coi là kết thúc khi thêm một giọt kiềm sẽ tạo màu nhẹ nhưng việc đổi màu ổn định trong ít nhất 15 s. vii Đồ Án Tốt Nghiệp Có thể cần đến các thể tích etanol và chất chỉ thị lớn hơn đối với các loại chất béo có màu đậm. Ngoài ra, đối với các chất béo có màu đậm này, cần sử dụng alkali blule hoặc thymolphtalein. 9.3.4. Thêm etanol đã trung hòa vào phần mẫu thử vào bình cầu thứ nhất và trộn kỹ. Đun đến sôi lượng chứa trong bình và chuẩn độ bằng dung dịch kali hydroxit hoặc natri hydroxit, lắc mạnh bình trong quá trình chuẩn độ. 10. Tính toán Trị số axit WAV, hoặc hàm lượng axit béo tự do, WFFA được ghi lại như sau: a) đến hai chữ số thập phân đối với các giá trị từ 0 đến 1; b) đến một chữ số thập phân đối với các giá trị từ 1 đến 100; c) lấy đến số nguyên đối với các giá trị > 100. Đối với các phép tính sau đây, hàm lượng axit béo tự do (độ axit) xấp xỉ được tính từ: WFFA = 0,5 x WAV 10.1. Trị số axit Trị số axit, WAV, được tính theo công thức sau: 56,1cV W  AV m Trong đó c là nồng độ của dung dịch chuẩn natri hydroxit hoặc kali hydroxit đã sử dụng, tính bằng mol trên lít (mol/l); V là thể tích của dung dịch chuẩn natri hydroxit hoặc kali hydroxit đã sử dụng, tính bằng mililit (ml); m là khối lượng phần mẫu thử, tính bằng gam (g). 10.2. Độ axit hoặc hàm lượng axit