Tài liệu Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin

i NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ, tên SV: Phạm An Trực Ngành Tên đề tài Lớp : 47CT : Chế tạo máy Mã ngành : : Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin Số trang : 76 Số chương: 5 Số tài liệu tham khảo: 7 Hiện vật : 2 quyển đồ án và 1 đĩa CD NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... Kết luận:................................................................................................................. ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... Nha Trang, tháng 12 năm 2009. Cán bộ hướng dẫn: ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ K.s. Lê Ngọc Sơn ii PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LVTN Họ, tên SV: Phạm An Trực Ngành Tên đề tài Lớp : 47CT : Chế tạo máy Mã ngành : : Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin Số trang : 76 Số chương: 5 Số tài liệu tham khảo: 7 Hiện vật : 2 quyển đồ án và 1 đĩa CD NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... Điểm phản biện ...................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... Nha Trang, tháng 12 năm 2009. Cán bộ phản biện ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ Nha Trang, tháng 12 năm 2009. CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG iii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực hiện đề tài với sự cố vấn giúp đỡ. Tôi xin chân thành cảm ơn Th.s. Trần An Xuân, K.s. Lê Ngọc Sơn, K.s. Nguyễn Minh Quân, người đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành đề tài này. Thầy đã truyền đạt cho tôi những kiến thức từ lý thuyết cũng như thực tế, những kinh nghiệm từ những người đi trước. Giúp tôi cũng cố những kiến thức còn thiếu sót để có thể giải quyết khó khăn trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong nhà trường và đặc biệt là các thầy trong Bộ Môn Chế Tạo Máy đã giúp đỡ cho tôi trong suốt thời gian học tập và trong quá trình thực hiện đề tài. Bên cạnh đó tôi xin chân thành cảm ơn Bố, mẹ, anh chị em và những người thân trong gia đình đã nuôi dạy, tạo mọi điều kiện tốt cho tôi và động viên tôi trong suốt thời gian học tập. Và cuối cùng, Tôi xin gởi lời cảm ơn đến tất cả các bạn bè, những người đã luôn hỗ trợ tôi trong quá trình học và thực hiện đề tài này. Nha Trang, tháng 12 năm 2009 Sinh viên Phạm An Trực iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................iii LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................. 1 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ QUI TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT CHITIN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THỦY SẢN ......................................................................... 3 1.1. TỔNG QUAN VỀ QUI TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN-CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THUỶ SẢN. .............................................................................3 1.1.1. Sự tồn tại của chitin-Chitosan trong tự nhiên............................... 3 1.1.2. Cấu trúc và tính chất của chitin. ................................................. 3 1.1.3. Cấu trúc và tính chất của chitosan. ............................................. 4 1.1.4. Cơ sở kỹ thuật sản xuất chitosan. ............................................... 5 1.1.5. Một số quy trình sản xuất chitin-chitosan hiện nay. ................... 10 1.1.5.1. Quy trình sản xuất chitin- chitosan trên thế giới. ........................... 10 1.1.5.2. Tổng quan về quy trình sản xuất chitin- chitosan ở Việt Nam........ 14 1.1.6. Một số ứng dụng của chitin và chitosan. ................................... 18 1.1.7. Khả năng nguồn nguyên liệu sản xuất chitin – chitosan ở Việt Nam. ............................................................................................... 19 1.2. TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT CHITIN – CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THUỶ SẢN. ........................................................................... 24 1.2.1. Tổng quan về thiết bị sản xuất trên thế giới. .............................. 24 1.2.2. Tổng quan về thiết bị sản xuất ở Việt Nam. ............................... 24 1.3. NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC NÓNG TRONG QUI TRÌNH SẢN XUẤT. 25 CHƯƠNG II HOÀN CHỈNH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ......... 26 2.1. XÁC ĐỊNH CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ. ...................... 26 2.2.HOÀN CHỈNH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ. ..................................... 27 2.2.1. Phân tích các phương án hiện hành. .......................................... 27 2.2.2. Xây dựng phương án thiết kế. .................................................. 31 2.3. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN. ............................ 32 v 2.3.1.Tính toán chọn thiết bị cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời.................................................................................................. 32 2.3.1.1. Khi ngâm nguyên liệu (vỏ tôm) vào dung dịch axít HCl35%......... 32 2.3.1.2. Khi ngâm nguyên liệu (vỏ tôm) vào bazơ NaOH96%.................... 34 2.3.2.Xác định lưu lượng dòng chảy................................................... 38 2.3.2.1 Khi ngâm nguyên liệu (vỏ tôm) vào dung dịch axit HCl35% và nước nóng ở nhiệt độ 710C......................................................................... 38 2.3.2.2. Khi ngâm nguyên liệu (vỏ tôm) vào tinh thể NaOH 96% và nước nóng ở nhiệt độ 500C. ................................................................................ 44 2.3.3.Xác định tiết diện của thùng chứa nước, axít và kiềm.................. 50 2.3.4. Đối với hệ thống ống dẫn......................................................... 51 2.3.5. Đối với van............................................................................. 52 2.3.6. Đối với bộ hòa trộn. ................................................................ 56 2.3.7.Đối với đồng hồ đo nhiệt độ của nước........................................ 58 3.QUI TRÌNH LẮP RÁP, SỬ DỤNG VÀ SỬA CHỮA THIẾT BỊ. .................. 61 3.1. KHÁI NIỆM VỀ CÔNG NGHỆ LẮP RÁP. ............................................... 61 3.2. XÂY DỰNG QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ LẮP RÁP.................................. 62 3.3. QUI TRÌNH SỬ DỤNG THIẾT BỊ. ........................................................... 67 3.3.1. Khi ngâm nguyên liệu ( vỏ tôm ) vào bazơ NaOH96%. .............. 67 3.3.2. Khi ngâm nguyên liệu ( vỏ tôm ) vào dung dịch axit HCl35%..... 68 3.4. SỬA CHỮA THIẾT BỊ. ............................................................................. 69 CHƯƠNG III KHẢO NGHIỆM VÀ HOÀN CHỈNH................................................... 70 I. KHẢO NGHIỆM. .......................................................................................... 70 II. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CUNG CẤP NƯỚC CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN VỚI KHỐI LƯỢNG 75Kg NGUYÊN LIỆU( VỎ TÔM)......... 72 1. Nấu bazo..................................................................................... 72 2. Rửa bazo..................................................................................... 72 3. Nấu Axit. ..................................................................................... 73 4. Rửa axit. ...................................................................................... 73 vi III. HOÀN THIỆN............................................................................................. 73 CHƯƠNG IV HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH THIẾT BỊ................................................ 74 4.1. Giá thành thiết bị. ....................................................................................... 74 4.2 GIÁ THÀNH SẢN PHẨM. ......................................................................... 74 CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .................................................................... 75 5.1. Kết luận. ..................................................................................................... 75 5.2. Đề xuất ý kiến............................................................................................. 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................. 76 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, sản lượng hàng hoá xuất khẩu của nước ta không ngừng tăng lên. Trong đó mặt hàng thuỷ sản chiếm một vị trí quan trọng trong kim ngạch xuất khẩu và thu được nhiều ngoại tệ cho đất nước. Các mặt hàng thuỷ sản xuất khẩu chủ yếu là tôm và cá, vì vậy lượng phế liệu của các mặt hàng này là khá lớn, nhưng hiện nay nó chưa được sử dụng hoặc sử dụng với hiệu quả kinh tế thấp. Trong thực trạng đó phế liệu của tôm, cua, ghẹ… nếu được sử dụng để sản xuất ra chitin - chitozan thì hiệu quả kinh tế sẽ cao hơn. Xuất phát từ những điều kiện thực tế ở nước ta trong việc sản xuất chitin chitozan còn chưa nhiều và chưa hoàn thiện. Được sự hướng dẫn của thầy Lê Ngọc Sơn và ks Nguyễn Minh Quân, em dã thực hiện đề tài: “Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin”. Hiện nay nhu cầu về năng lượng của con người trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển ngày càng tăng. Trong khi đó các nguồn nhiên liệu dự trữ như than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên và ngay cả thủy điện đều có hạn, khiến cho nhân loại đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng lượng. Việc tìm kiếm và khai thác các nguồn năng lượng mới như năng lượng hạt nhân, năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió và năng lượng mặt trời…..là hướng quan trọng trong kế hoạch phát triển năng lượng. Việc nghiên cứu sử dụng năng lượng mặt trời ngày càng được quan tâm, nhất là trong tình trạng thiếu hụt năng lượng và vấn đề cấp bách về môi trường hiện nay. Năng lượng mặt trời được xem như là dạng năng lượng ưu việt trong tương lai, đó là nguồn năng lượng sẵn có, siêu sạch và miễn phí. Do vậy năng lượng mặt trời ngày càng được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới. Trong Đồ án tốt nghiệp này em xin giới thiệu một ứng dụng của năng lượng mặt trời trong việc cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin. Nội dung của đồ án bao gồm: Chương I: Tổng quan về qui trình và thiết bị sản xuất chitin từ phế liệu chế biến thủy sản. 2 Chương II: Hoàn chỉnh thiết kế, chế tạo và lắp ráp thiết bị . Chương III: Khảo nghiệm và hoàn chỉnh. Chương IV: Hoạch toán giá thành. Chương V: Kết luận và đề xuất. Do trình độ của bản thân và điều kiện nghiên cứu còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo và các bạn đọc để đồ án này được hoàn thiện hơn. Sinh viên thực hiện: Phạm An Trực 3 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ QUI TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT CHITIN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THỦY SẢN 1.1. TỔNG QUAN VỀ QUI TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN-CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THUỶ SẢN. 1.1.1. Sự tồn tại của chitin-Chitosan trong tự nhiên. Chitin-chitosan là polymer hữu cơ phổ biến trong tự nhiên sau cellulose và chúng được tạo ra trung bình 20g trong một năm/m2 bề mặt trái đất. Trong tự nhiên chitin tồn tại ở trong cả thực vật và động vật. Trong giới động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của các vỏ một số động vật không xương sống. Ở thực vật chitin có ở thành tế bào của nấm và một số tảo chlorophiceoe. Chitosan chính là sản phẩm biến tính của chitin khi xử lý chitin với kiềm đặc nóng. Chitin-chitosan là polysaccharide có đạm không độc hại, có khối lượng phân tử lớn. Cấu trúc của chitin là một tập hợp các phân tử liên kết với nhau bởi các cầu nối glucozit và hình thành một mạng các sợi có tổ chức. Trong động vật thuỷ sản, đặc biệt trong vỏ tôm, cua, ghẹ hàm lượng chitinchitosan khá cao từ 14÷35% so với trọng lượng khô. Vì vậy, vỏ tôm, cua, ghẹ là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất chitin-chitosan phục vụ cho sản xuất xã hội. 1.1.2. Cấu trúc và tính chất của chitin. Từ những nghiên cứu về sự thuỷ phân chitin bằng enzim hay HCl đậm đặc, người ta thấy rằng chitin có cấu trúc là một polymer được tạo thành từ các đơn vị N- Acetyl--D-Glucosamin liên kết với nhau bởi liên kết -1-4glucozit Công thức cấu tạo: CH 2 OH CH 2 OH H H H OH H H OH H HN-COOCH 3 H H HN-COOCH 3 n 4 Công thức phân tử: [C8H13O5]n n : thay đổi tuỳ thuộc vào từng loại nguyên liệu n = 400 ÷500 ở tôm thẻ n= 700 ÷800 ở tôm hùm N = 500 ÷ 600 ở cua Mchitin = (203,09)n phân tử luợng Các tính chất của chitin. Chitin có màu trắng, không tan trong nước, trong môi trường kiềm, axít loãng và các dung môi hữu cơ ete, rượu… Nhưng nó lại hoà tan trong dung dịch đặc nóng của muối thioxianatliti(LiSCN) và thioxianat can xi [Ca(SCN)2] tạo thành dung dịch keo. Chitin ổn định với các chất oxy hoá khử như thuốc tím KMnO4; oxy già H2O2; nước Javen NaClO hay clorua vôi [CaClO]…Chitin khó hoà tan trong thuốc thử Schweizei Sapranora. Điều này có thể do nhóm axetamin (-NHCOCH3) ngăn cản sự tạo thành các phức hợp cần thiết. Khi đun nóng trong axít HCl đậm đặc thì chitin bị thuỷ phân hoàn toàn thành 85,5% D-Glucosamin và 12,5% axít axetic. Quá trình thuỷ phân bắt đầu xảy ra ở mối nối glucozit, tiếp theo là là sự loại bỏ nhóm acetyl. Khi đun nóng chitin trong dung dịch NaOH đậm đặc chitin sẽ bị mất gốc acetyl tạo thành chitosan. Chitin có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại có bước sóng 884÷890 m. 1.1.3. Cấu trúc và tính chất của chitosan. Chitosan có cấu trúc tuyến tính như đơn vị -D-Glucosamin liên kết với nhau bằng liên kết -1-4Glucozit. Công thức cấu tạo của chitosan: CH 2 OH CH 2 OH H H H OH H H OH H NH 2 H H NH 2 n 5 Công thức phân tử: [C6H11O4N]n Phân tử lượng MChitosan = (161,07)n Các tính chất của chitosan Chitosan ở dạng bột có màu trắng ngà, còn ở dạng vẩy có màu trắng hay hơi vàng. Chitosan có tính kiềm nhẹ, không hoà tan trong nước và trong kiềm nhưng hoà tan trong axít acetic loãng tạo thành một một dung dịch keo dương nhờ đó mà keo nó không bị kết tủa khi có mặt của một số ion kim loại nặng như Pb, Hg… Chitosan kết hợp với anđehyde trong điều kiện thích hợp tạo thành gel. Chitosan phản ứng với axít đậm đặc tạo muối khó tan, Chitosan tác dụng với iốt trong môi trường H2SO4 cho phản ứng lên màu tím. 1.1.4. Cơ sở kỹ thuật sản xuất chitosan. Vỏ tôm cua dùng làm nguyên liệu sản xuất Chitosan, ngoài thành phần Chitin ra còn có protid, chất béo, carbonat calci, sắc tố… Bảng 1.1: Thành phần hoá học trong vỏ cua biển kết quả như sau: Thành phần Hàm lượng (%) Nước 11,0 Tro 35,5 H3PO4 6,1 NH4OH 0,03 Protid 25,2 Chitin 22,1 Chất béo 1,8 Cao 21,3 Muối 0,5 Quá trình sản xuất Chitin- chitosan chủ yếu là căn cứ vào tính chất thành phần phi Chitin trong nguyên liệu, dùng phương pháp hoá học phá huỷ những thành phần đó để thu được Chitin thuần thiết. Cuối cùng dùng kiềm đậm đặc xử lý ta thu được Chitosan. 6 Quy trình công nghệ chung sản xuất Chitin - chitosan như sau: Vỏ tôm ( cua) Ngâm axít Nấu xút Oxy hoá tẩy màu Khử HCl NaOH KMnO4 Na2S2O3 Chitin Xút đặc Khử gốc axetyl Làm khô Chitosan Xử lý nguyên liệu: Vỏ tôm cua dùng để sản xuất chitin phải tươi, thực nghiệm chứng minh rằng nguyên liệu đã thối rữa thì sản lương và chất lượng của chitin sẽ kém. Đối với nguyên liệu tươi trước lúc ngâm axít cần thiết phải loại bỏ tạp chất, dùng nước rửa sạch. Nếu nguyên liệu không thể tiến hành chế biến ngay thì cần phải rửa sạch phơi để bảo quản. Ngâm axít: Ngâm axít là để khử bỏ carbonat canxi, photphat canxi trong nguyên liệu, vì những thành phần đó có tương đối nhiều trong vỏ tôm cua. Ngâm axít có thể dùng HCl công nghiệp, nồng độ tuỳ theo loại nguyên liệu. Thông thường với vỏ tôm dùng 5%, vỏ cua đồng dùng 10%, vỏ cua biển dùng 10-15%. Trong quá trình ngâm nên thường xuyên khuấy, phát hiện thấy nguyên liệu chưa mềm mà không thấy bọt 7 nổi lên thì chứng tỏ lượng axít không đủ, cần bổ sung thêm. Lúc nguyên liệu đã mềm bọt không nổi lên nữa thì quá trình ngâm axít có thể kết thúc, thời gian thường tuỳ nguyên liệu mà quyết định. Nấu xút: Sau khi ngâm axít, vỏ tôm có màu đỏ, thành phần chủ yếu là protid và chitin và một ít chất béo. Để loại bỏ protid và chất béo thì phải nấu nóng với xút nồng độ 8-10%. Trong quá trình nấu protid bị xút phân giải, chất béo bị xà phòng hoá và hoà tan trong dung dịch xút, ngoài ra một phần sắc tố cũng bị phá hoại. Thời gian dài ngắn tuỳ theo nguyên liệu, thường trong khoảng 1-2 giờ. Nguyên liệu sau nấu nóng với xút thì mềm lại và màu sắc nhạt hơn, vớt ra dùng nước rửa sạch xút, để rút ngắn thời gian rửa và tiết kiệm nước nên cho vào một ít axít loãng để trung hoà bớt xút. Oxy hoá tẩy màu: Sắc tố chủ yếu trong vỏ tôm & cua là astacin. Loại sắc tố này sau khi tôm cua chết và nấu nóng thì biến thành màu đỏ, màu đỏ này trong quá trình ngâm axít và nấu xút không mất đi nên cần thiết phải oxy hoá tẩy màu. Trong sản xuất phổ biến dùng KMnO4 để tẩy màu, khuyết điểm lớn nhất của nó là thành phần vẫn có màu vàng nhạt, ứng dụng trong ngành dệt có ảnh hưởng không tốt. Nguyên nhân có thể là Mn4+ tồn dư trong quá trình oxy hoá khử, KMnO4 khử không hết đuợc hoặc Mn2+ bị không khí oxy hoá, đặc biệt là trong điều kiện axít không đủ. Do đó sự tồn tại của aicd và bước rửa sau lúc oxy hoá có một ý nghĩa quan trọng trong vấn đề đảm bảo chất lượng sản phẩm. Trong quá trình ngâm aicd và nấu xút, một số tạp chất vẫn chưa bị khử đi thì ở bước này do tác dụng của KMnO4 một số tạp chất đó cũng sẽ bị khử đi. Quá trình làm: vỏ tôm & cua sau khi nấu xút đem rửa sạch, ép khô, rồi cho vào dung dịch axít 3-5%, có nồng độ 1% KMnO4, ngâm từ 1-2 giờ. Sau đó vớt ra dùng nước rửa sạch KMnO4. Nếu yêu cầu về màu sắc không cao thì có thể giảm bước này. Thực nghiệm chứng minh rằng: sản phẩm như thế thì màu sắc tương đối đậm, nhưng những tính năng khác thì không có thay đổi gì. 8 Khử: Nguyên liệu sau khi xử lý bằng KMnO4 thì phải tiến hành khử mới có thể loại bỏ được hết màu tím của KMnO4. Chất khử có thể dùng aicd oxalic, Na2SO3,Na2S2O3, thường dùng Na2S2O3 nồng độ 1-1,5%. Trong quá trình khử phải luôn luôn khuấy để màu bay đều. Khử cho đến lúc màu tím của KMnO4 mất hết thì thôi, thời gian 5-10 phút, vớt ra làm khô ta được bán thành phẩm chitin. Tẩy gốc axetyl: Như trên đã nói, chitin qua bước xử lý bằng xút đậm đặc (40%), tẩy gốc axetyl ta được chitosan. Nhiệt độ lúc xử lý với xút có ảnh hưởng rất lớn đến màu sắc của thành phẩm. Kết quả thí nghiệm ở bảng dưới cho thấy rõ điều đó: Bảng 1. 2. Mối quan hệ nhiệt độ và màu sắc thành phẩm. Nhiệt độ Thời gian Nấu (0C) Màu của Hoà tan trong axít. (giờ) thành Phẩm axetic nồng độ 8% 20 140 Trắng Hoà tan 30 120 Trắng Hoà tan 40 22 Vàng nhạt Hoà tan 60 22 Vàng nhạt Hoà tan 80 22 Màu vàng Hoà tan 100 3 Vàng nâu Hoà tan Từ kết quả của bảng trên cho thấy rằng nhiệt độ nấu dưới 300C màu sắc đẹp, nhưng thời gian gia công quá dài, nhiệt độ nấu tăng lên 1000C chỉ cần 3 giờ, nhưng cho màu sắc kém. Do đó, trong sản xuất, nếu muốn có màu sắc đẹp nên nấu ở nhiệt độ thấp, nếu yêu cầu về màu sắc không cao có thể nấu ở nhiệt độ cao hơn. Nói chung trong sản xuất nấu ở nhiệt độ 60-800C thời gian 20-24 giờ. 9 Bảng1.3. Thành phần hoá học của các nguyên liệu chính sản xuất chitin- chitosan( Muzzarelli, 1997) Nguyên liệu Thành phần (%) Độ Protit Tro Lipit chitin 24 56 2 12,9 29,2 40,6 13,5 26,65 10,3 57,9 0,3 17,1 ẩm Cua 1.Callinectes sapidus 4.5 2. Chinonectes opilio 3.Portunus trituberculatus 12,9 Tôm Thành phần 1. Penaeus monodom * Phần vỏ giáp đầu ngực 9,1 26,8 29,3 0,5 34,9 * Phần vỏ 9,7 42,8 20,8 1,2 36,5 23,5 33,9 14,7 30,0 2. Pandalus borealis Tôm càng 9,24 61,6 26,7 1,4 30 Tôm sông nước ngọt 5,7 28,1 44 4,4 12,5 44,6 24,7 1,8 19,9 Con moi lân 10 1.1.5. Một số quy trình sản xuất chitin-chitosan hiện nay. 1.1.5.1. Quy trình sản xuất chitin- chitosan trên thế giới. a) Quy trình sản xuất chitin từ tôm sông nước ngọt của Mayer và Lee, Đại học Louisiana, Hoa Kỳ (1989). Quy trình sản xuất: Nguyên liệu Nghiền nhỏ ( < 2mm) Ngâm trong NaOH 3,5%( 2h, 650C, 1/10 m/v) Lọc Rửa trung tính Nấu trong HCl 1N ( 0,5h, t0 phòng) Rửa trung tính Ngâm trong HCl (24h, nhiệt độ phòng) Rửa trung tính Tẩy màu bằng NaOCl 5 phút, nhiệt độ phòng Rửa Chitin 11 b) Quy trình sản xuất của nhóm nghiên cứu ở TháiLan và NhậtBản (1996). Quy trình sản xuất: Nguyên liệu Rửa, sấy khô( 600C, 10h) Nghiền nhỏ đến 2mm Ngâm trong NaOH 1N(95-1000C, 1-3 h) Rửa trung tính Sấy khô ở 600C, 10h Ngâm trong HCl 1N ( 1-2h, t0 phòng) Rửa trung tính Sấy khô ở 600C, 10h Nấu trong NaOH 50%, 1200, 1-2h Rửa trung tính Sấy khô ở 600C, 10h Chitosan Nhận xét: Sản phẩm chitosan sản xuất theo quy trình này có màu sắc đẹp, hàm lượng protein và khoáng chất còn lại trong chitin thấp, chitosan thu được có tính đa dạng cao. Tuy nhiên, do quá trình tách protitd và khử acetyl đều thực hiện ở nhiệt độ cao nên phân tử lượng và độ nhớt của chitosan thu được thấp. 12 c) Quy trình sản xuất của Robert, Đại học Nottingham Trent, Vương Quốc Anh(1998). Quy trình sản xuất: Nguyên liệu Ngâm trong Na2CO3 0,1M hoặc NaOH 5%(4h, 1000C) Rửa trung tính Ngâm trong HCl Thời gian xử lý phụ thuộc vào nồng độ axít dùng(0.275 M, 1.6h, nhiệt độ phòng; 11M, 4h, -200C) Rửa trung tính Ngâm trong HCl( 24h, nhiệt độ phòng) Rửa Tẩy màu bằng NaOCl hoặc H2O2 Rửa Chitin Nấu trong NaOH, nồng độ(35-50%), nhiệt độ (80-1400C), và thời gian(0,5-10h) Rửa trung tính Sấy khô Chitosan 13 Nhận xét: Đây là quy trình tổng hợp từ các quy trình sản xuất trước đó. Sản phẩm chitosan sản xuất theo quy trình này có màu trắng đẹp, các chất màu được loại bỏ sạch trong quá trình tẩy màu. Hàm lượng protitd và khoáng chất còn lại trong chitin thấp, chitosan thu được có tính đa dạng cao, tuỳ theo từng ứng dụng mà sử dụng cho phù hợp. Quá trình tách protitd được thực hiện bằng ngâm trong Na2CO3 hoặc NaOH. Sử dụng Na2CO3 cho ta chế độ xử lý nhẹ hơn nên dẫn tới chitosan có phân tử lượng lớn hơn. Chế độ của quá trình tách khoáng khác nhau, chỉ ra sự liên quan giữa nồng độ và nhiệt độ của quá trình xử lý, đồng thời nó ảnh hưởng mạnh đến chuỗi chitin và chitosan thu được. Trong quy trình sản xuất này có dùng chất tẩy màu nên màu sắc của chitin và chitosan thu được trắng đều đẹp, tuy nhiên phải xét tới ảnh hưởng của quá trình tẩy màu đến chất lượng chitosan như phân tử lượng và độ nhớt. Quá trình khử acetyl đựơc tiến hành với các điều kiện xử lý khác nhau nên cho ra các sản phẩm chitosan cuối cùng với tính chất rất đa dạng, khác nhau về độ khử axetyl, phân tử lượng và độ nhớt. 14 1.1.5.2. Tổng quan về quy trình sản xuất chitin- chitosan ở Việt Nam. a) Quy trình sản xuất của PGS.TS Trần Thị Luyến ( Đại học Nha Trang) Quy trình sản xuất: Nguyên liệu( vỏ tôm) Khử khoáng bằng HCl 10%, nhiệt độ Phòng, 12h Rửa trung tính Khử protein bằng ngâm trong NaOH 8%, nhiệt độ phòng, 12h Rửa trung tính Chitin Deacetyl trong NaOH đặc 35-40%, nhiệt độ 80-1000C, thời gian 5-6,5h Rửa trung tính Phơi hoặc sấy khô Chitosan với nhiều mức deacetyl và độ nhớt Nguyên liệu sử dụng là vỏ tôm, vỏ cua và phế liệu của các nhà máy chế biến thuỷ sản. Quá trình deacetyl được thực hiện ở nhiều mức nồng độ NaOH, thời gian và nhiệt độ. Nếu dùng nồng độ NaOH thấp thì phải tăng thời gian xử lý thì chitosan thành phẩm mới đạt độ dêactyl cao, ngoài ra vai trò của nhiệt độ cũng được thể hiện rõ trong việc tách nhóm acetyl khi sản xuất chitosan.