Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bảo quan da nguyên liệu bằng chất ecosept nhằm làm tăng hiệu quả kinh tế và giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong thuộc da

  • Số trang: 49 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 66 |
  • Lượt tải: 0
nguyetha

Đã đăng 8489 tài liệu

Mô tả:

BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU DA - GIÀY BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ Tên đề tài: Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường Cơ quan chủ quản : Bộ Công Thương Cơ quan chủ trì : Viện Nghiên cứu Da - Giầy 8404 Hà Nội, tháng 12/ 2010 Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng số: 240.10 RD/HĐ-KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010 “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  Tóm tắt nội dung Đề tài “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường ” xuất phát từ tình hình thực tế của các cơ sở, doanh nghiệp thu gom, chế biến, bảo quản da nguyên liệu cũng như da thành phẩm có ảnh hưởng lớn đến môi trường, đặc biệt là giá trị kinh tế. Nội dung của Đề tài được báo cáo trong 4 chương: Mở đầu: Nêu lên sự cần thiết, lý do cần thực hiện Đề tài, các nội dung cần nghiên cứu cũng như cách tiếp cận của Đề tài Chương 1: Tổng quan các tài liệu trong và ngoài nước có liên quan tới Ecosept, các phương pháp điều chế, các lĩnh vực sử dụng đặc biệt trong lĩnh vực bảo quản và chế biến da đã được thực hiện trong và ngoài nước. Chương 2: Thực nghiệm; trình bày các quá trình xây dựng phương án nghiên cứu, khảo sát thí nghiệm. Chương 3: Kết quả và thảo luận: Trình bày các kết quả thu được từ thí nghiệm thực tế, các ý kiến đánh giá, nhận xét và lựa chọn kết quả tối ưu. Chương 4: Kết luận và kiến nghị: Tóm tắt các kết quả mà Đề tài đã nghiên cứu đồng thời cũng nêu lên những khả năng và dự định mà Đề tài muốn phát triển tiếp trong tương lai. Cuối của Báo cáo là các tài liệu quan trọng nhất mà Đề tài tham khảo, tra cứu để thực hiện các mục tiêu đề ra. Hà Nội, ngày 02 tháng 12 năm 2010 Chủ nhiệm Đề tài ThS. Vũ Hoàng Duy Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            1  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  MỞ ĐẦU I. Cơ sở pháp lý, xuất xứ và sự cần thiết của Đề tài I.1. Cơ sở pháp lý Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng của chất Ecosept vào thuộc da nhằm tăng hiệu quả kinh tế và giảm thiểu ô nhiễm môi trường ” được thực hiện theo Hợp đồng đặt hàng sản xuất và cung cấp dịch vụ sự nghiệp công, nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ-KHCN giữa Bộ Công thương và Viện nghiên cứu Da - Giầy, ký ngày 14 tháng 04 năm 2010. I.2. Sự cần thiết và xuất xứ Trong ngành da giầy nước ta, việc bảo quản da bằng Ecosept còn rất mới mẻ, chúng ta vẫn sử dụng theo phương pháp truyền thống là muối da, việc này gây ảnh hưởng không ít tới môi trường. Vì vậy, việc nghiên cứu và ứng dụng Ecosept trong nước dùng cho ngành da giầy thực sự cần thiết và là một nhiệm vụ đặt ra cho Viện nghiên cứu Da - Giầy. Sự thành công của Đề tài sẽ mở ra cho các đơn vị da giầy trong nước có thể giảm chi phí sản xuất, cải thiện môi trường, đem lại lợi nhuận cho doanh nghiệp. II. Mục tiêu của Đề tài Nghiên cứu và xây dựng quy trình sử dụng Ecosept trong bảo quản da bò nguyên liệu ở một cơ sở giết mổ trong điều kiện khí hậu miền Bắc nước ta. Phân tích, đánh giá các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng da thành phẩm cũng như hiệu quả kinh tế của việc áp dụng bảo quản da bằng Ecosept mang lại. III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu III.1. Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept tại cơ sở thu mua da nguyên liệu. Nghiên cứu thử nghiệm da bảo quản bằng Ecosept tại cơ sở thuộc da. III.2. Phạm vi nghiên cứu Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            2  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  Đề tài tập trung nghiên cứu bảo quản da tươi bằng Ecosept và thử nghiệm công nghệ thuộc da bảo quản bằng Ecosept. IV. Nội dung và phương pháp nghiên cứu IV.1. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu sự ảnh hưởng của điều kiện thời tiết Việt Nam tới quá trình bảo quản da bằng Ecosept. Nghiên cứu ảnh hưởng của chất Ecosept tới tính chất cơ lý của da. Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng Ecosept đến sức khỏe và môi trường. Nghiên cứu và hoàn thiện quy trình bảo quản da nguyên liệu hợp lý bằng chất Ecosept trong điều kiện nước ta. Phổ biến áp dụng thí điểm vào một doanh nghiệp thuộc da của Việt Nam. Đánh giá hiệu quả kinh tế của việc sử dụng chất Ecosept. IV.2. Phương pháp nghiên cứu Kết hợp lý thuyết khoa học và thực nghiệm. Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            3  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  Chương I: TỔNG QUAN I.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng Ecosept trong và ngoài nước I.1.1.Tình hình nghiên cứu và sử dụng Ecosept ở nước ngoài Ở các nước châu Âu và Nga hiện đang sử dụng chế phẩm Ecosept để bảo quản da nhằm thay thế phương pháp bảo quản truyền thống. Ecosept là một chế phẩm hữu cơ có hoạt tính sinh học, khả năng kháng khuẩn mạnh nên hạn chế sự phát triển của các vi sinh vật và nấm mốc [2,3,5] ảnh hưởng tới cấu trúc da. Vì vậy, da bảo quản bằng phương pháp sinh học vẫn giữ được những đặc điểm tốt của da tươi như độ ẩm, độ rụng lông… rất tốt cho các giai đoạn chế biến sau này. Ecosept (Polyhexamethylene guanidine hydrochloride)[10] là một polyme hữu cơ tổng hợp mà trong cấu trúc phân tử của nó có phân tử guanidine. Nhờ có điện tích dương trên nhóm amoni bậc 4 nên phân tử này có khả năng hút các vi khuẩn mang điện tích âm, từ đó hình thành trên màng vi khuẩn một lớp polymer làm ức chế khả năng trao đổi chất của chúng và kết quả là ngăn cản được sự phát triển cũng như hình thành tế bào mới. Polyhexamethylene guanidine hydrochloride có những tính chất khá đặc biệt, cụ thể như sau: 9 Polyhexamethylene guanidine hydrochloride tan tốt trong nước, không màu, không mùi và không ăn mòn bề mặt kim loại cũng như không ăn mòn da khi tiếp xúc [2,3,5,6]. 9 Không độc ở nồng độ thấp nhất định (nồng độ ≤ 1%), không phản ứng và phát sinh ra các sản phẩm phụ độc hại khác có khả năng gây ung thư như sử dụng clo hoặc nước gia ven truyền thống [7,8]. 9 Không đòi hỏi điều kiện bảo quản đặc biệt, không đòi hỏi thiết bị đặc biệt khi sử dụng và có giá thành rẻ. Với những tính chất đặc biệt như vậy, trên trên thế giới đã thực hiện nhiều công trình nghiên cứu nhằm tìm ra những ứng dụng của polyhexamethylene Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            4  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  guanidine hydrochloride như một chất diệt khuẩn, diệt nấm mốc hữu hiệu để sử dụng trong y tế, trong công nghiệp cũng như các lĩnh vực dân dụng khác. Các nghiên cứu mới đây của trường đại học College Universitaire de SaintBoniface, Canada [5] đã chỉ ra khả năng diệt khuẩn của polyhexamethylene guanidine hydrochloride với các chủng khuẩn staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella choleraesuis và Escherichia coli. Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng: Với nồng độ của Polyhexamethylene guanidine hydrochloride là 0,005%(w/v) thì thời gian tiếp xúc chỉ là 1,5 phút trên chủng khuẩn Escherichia coli và ở nồng độ là 0,04%(w/v) đối với chủng khuẩn staphylococcus aureus thì hiệu quả diệt khuẩn đã đạt mức tối đa. Hiệu quả tối đa trên các chủng khuẩn Pseudomonas aeruginosa và Salmonella choleraesuis ở nồng độ 0,001%-0,1%(w/v) với thời gian tiếp xúc 0,5-1 phút. Trong nghiên cứu này, cơ chế diệt khuẩn đã được xác định. Cơ chế diệt khuẩn đã được làm sáng tỏ, đó là quá trình phá hủy màng tế bào vi khuẩn và làm rò rỉ nguyên sinh chất từ đó tiêu diệt tế bào vi khuẩn. Các nghiên cứu khác cũng chỉ ra khả năng diệt khuẩn của polyhexamethylene guanidine hydrochloride với các chủng khuẩn Enterrococcus hirae, Coliform, Fecal coliform, Pseudomonas, Proteus mirabilis, Proteus inconstans, Bacillus megaterium, Bacillus polymyxa, Enterrobacter cloacae, Paracoccus denitrificans. Các nghiên cứu của trường đại học Medical University of Vienna, Austria đã chứng minh tác dụng diệt nấm Candida albicans và Aspergillus niger của polyhexamethylene guanidine hydrochloride. Ngoài ra, polyhexamethylene guanidine hydrochloride còn có khả năng diệt nấm mốc như Penicillium chrysogennum, Penicillium sp, Aspergillus.. Ngoài tác dụng diệt khuẩn và nấm mốc, polyhexamethylene guanidine hydrochloride còn được biết đến như một tác nhân keo tụ trong lĩnh vực xử lý nước thải. Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            5  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  Nghiên cứu ứng dụng polyhexamethylene guanidine hydrochloride trong lĩnh vực xử lý nước thải đã được hai tác giả Topchieve Dmitry Alexandrovitch và Kardush Gennady (Nga) thực hiện vào năm 1994 [4]. Phương pháp này sử dụng polyhexamethylene guanidine hydrochloride để xử lý nước thải có chứa đồng thời ion bạc và Gelatin được thải ra từ các nhà máy sản xuất phim ảnh. Phương pháp này dùng để thay thế phương pháp điện phân truyền thống. Phương pháp này không thể tách ion bạc khi nước thải có chứa đồng thời Gelatin vì Gelatin là một hợp chất có cấu trúc không gian khá cồng kềnh, do đó gây cản trở các quá trình di chuyển electron đến các điện cực và cản trở quá trình trao đổi ion trên cột trao đổi ion. Bản chất của phương pháp là quá trình hấp thụ phân tử Gelatin lên phân tử polyhexamethylene guanidine hydrochloride mang điện tích dương này, Gelatin bị loại bỏ khỏi dung dịch nước thải, tiến hành lọc với màng lọc có kích thước màng nhỏ cỡ µm sẽ thu được dịch lọc có chứa ion bạc. Dịch lọc này cho đi qua cột trao đổi ion thì ion bạc sẽ được giữ lại ở trong cột, dịch lọc di ra khỏi cột đã được làm sạch ion bạc. I.1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng Ecosept trong nước Ở nước ta, Ecosept là một chế phẩm có hoạt tính sinh học mới đang được một số công ty nước ngoài xúc tiến thử nghiệm với một vài cơ sở thu mua da ở nước ta. Tuy nhiên, người dân vẫn chưa hoàn toàn tin dùng sản phẩm này do chưa có kết quả thử nghiệm đánh giá hiệu quả kinh tế, độ độc hại, thành phần, tính chất cũng như các tác động tới môi trường. Việc nghiên cứu đánh giá sử dụng sản phẩm này có để lại dư lượng hóa chất cấm ở trong da cũng như bảo quản da bằng sản phẩm này có làm thay đổi các qui trình công nghệ chế biến, chất lượng da sau thuộc hiện trong nước vẫn chưa có đánh giá khoa học. Hiện tại cũng có những công trình nghiên cứu điều chế Polymer guanidine ứng dụng trong một số các lĩnh vực như y khoa, sợi, dệt may, nhựa, xử lý nước… Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            6  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  Riêng lĩnh vực nghiên cứu sử dụng Ecosept trong da giầy hiện tại vẫn chưa có đơn vị nào có kết quả triển khai sản xuất thực sự ở qui mô công nghiệp. Hiện nay, ở Việt Nam vẫn sử dụng phương pháp bảo quản da bằng phương pháp truyền thống bằng muối. Tuy nhiên việc sử dụng muối để bảo quản da lại gây nên một vấn đề nghiêm trọng là ô nhiễm môi trường, gây mặn hoá nguồn nước. Vì vậy, việc nghiên cứu tìm ra và ứng dụng chất Ecosept trong việc bảo quản da là hết sức cần thiết nhằm tăng hiệu quả kinh tế và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. I.2. Đặc điểm và tính chất Ecosept. I.2.1 Đặc điểm Ecosept là sản phẩm có nguồn gốc hoạt chất diệt khuẩn loại polyme hữu cơ dạng muối cao phân tử (Polyhexamethylene guanidine) mang điện tích dương, tồn tại ở dạng lỏng (dạng nhũ dầu) với thành phần chính là polyhexamethylene guanidine hydrochloride. Nhờ có điện tích dương trên nhóm amoni bậc 4 mà toàn bộ phân tử có khả năng hút các vi khuẩn vốn mang điện tích âm từ đó hình thành trên màng tế bào của vi khuẩn một lớp polymer làm ức chế khả năng trao đổi chất của chúng và kết quả là ngăn cản được sự phát triển cũng như hình thành các tế bào mới . * Công thức phân tử: (C7H15N3) n . x(HCl) Trong đó: n: Số đơn vị monome (n = 20 ÷ 70) x: Số phân tử HCl (x=1÷10) * Một số tính chất: - Dạng lỏng (dạng nhũ dầu ) với độ tinh khiết là 52.4% với thành phần chính là polyhexamethylene guanidine hydrochloride. - Không màu, không mùi. - Có khả năng tan tốt trong nước, rượu, glycol, ete glycol. ™ Ưu điểm: - Không ăn mòn bề mặt kim loại, cao su, gỗ hoặc nhựa Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            7  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  - Không ăn mòn da khi tiếp xúc. - Không độc ở nồng độ thấp (nồng độ ≤ 1%), không phản ứng và phát sinh ra các sản phẩm phụ độc hại khác có khả năng gây ung thư như sử dụng clo hoặc nước gia ven truyền thống. - Không đòi hỏi điều kiện bảo quản đặc biệt, không đòi hỏi thiết bị đặc biệt khi sử dụng và có giá trị kinh tế cao. - Hiệu lực diệt khuẩn cao, có tác dụng trong thời gian dài 32 tuần. - Sử dụng đơn giản. ™ Nhược điểm: Thời gian bảo quản hữu hiệu ngắn, phụ thuộc vào điều kiện bảo quản. I.2.2. Phương pháp tổng hợp. Polyhexamethylene guanidine được tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng giữa 2 monome là hexamethylene diamine và guanidine hdrochloride. Phương trình phản ứng: NH. HCl NH2 ( CH2 )6 NH2 + NH2 C NH2 + NH Cl NH ( CH2 ) NH C 6 n - + NH3 I.2.3. Ứng dụng của Ecosept Trong phần này chúng tôi xin được đề cập tới các lĩnh vực sử dụng Ecosept trong công nghiệp và cuộc sống hàng ngày. I.2.3.1. Ecosept dùng trong ngành thuộc da Polyhexamethylene guanidine hydrochloride có phổ kháng khuẩn khá rộng, nó có hiệu quả trên hầu hết các vi khuẩn gram (-) và gram (+) và hoạt động trên cả các loại nấm,mốc. Như chúng ta đã biết, ở nhiều nơi trên thế giới ngành thuộc da và chế biến da gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng vì ngoài những chất thải lỏng, rắn, nó còn gây nên mùi hôi thối rất khó chịu, đó là mùi protein bị phân huỷ, mùi của hoá chất Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            8  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  dùng trong công nghệ, đặc biệt là mùi của khí hydrosunfua được giải phóng sau quá trình tẩy lông, ngâm vôi da nguyên liệu gây ô nhiễm cho cả, đất, nước và không khí. Ở Việt Nam chúng ta vẫn sử dụng phương pháp bảo quản truyền thống là dùng muối. Đó là công đoạn sơ chế, bảo quản và xử lý sơ bộ trước khi đem đi thuộc. Tuy nhiên, việc sử dụng muối để ướp bảo quản da lại gây nên một vấn đề nghiêm trọng là ô nhiễm môi trường, gây mặn hoá nguồn nước, có thể gây chết cá, lúa…gây huỷ hoại nghiêm trọng tài nguyên đất và nước. Hơn nữa sử dụng muối số lượng lớn hơn, việc vận chuyển và lưu trữ lượng muối cần thiết sẽ tốn diện tích và chi phí sẽ cao hơn. Chính vì thế việc nghiên cứu và ứng dụng sản phẩm Ecosept vào việc bảo quản da là vô cùng quan trọng, đây là chế phẩm có hoạt tính sinh học, hơn nữa lại hòa tan trong nước, vì vậy sẽ tự phân hủy sinh học và không tạo ra các chất gây ô nhiễm môi trường. Mặt khác, để giải quyết vấn đề về môi trường hiện nay gặp không ít những khó khăn và chi phí cho vấn đề này không phải là nhỏ. Vì thế phương pháp này đã phần nào giải quyết được vấn đề trên đồng thời đem lại hiệu quả kinh tế lâu dài, góp phần cải thiện môi trường. I.2.3.2. Ứng dụng của Ecosept trong các ngành khác ™ Trong ngành dược: Nhờ có phổ kháng khuẩn khá rộng, nó có hiệu quả trên hầu hết các vi khuẩn gram (-) và gram (+) và hoạt động trên cả các loại nấm,mốc. Có thể hoàn toàn tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn, trong đó có trực khuẩn ruột kết, S.aureus, C.albicans, N.gonorrhueae. Vì vậy Ecosept có thể dùng để bào chế một số dạng thuốc bôi, uống. Polyhexamethylene guanidine hydrochloride có khả năng diệt các loại khuẩn như E.coli, coliform, Fecal coliform, khuẩn thương hàn, Salmonella, Pseudomonas aenegenosa, Pseudomnas lemoignei, Proteus mirabilic, Proteus Sp, Proteus inconstans, Enterrobacter cloacae, Paracoceus denitrifiacans. Công ty dược phẩm Shandong New Jingda International Trading Group ở Trung Quốc đã sản xuất ra thuốc ở dạng dung dịch rửa có hoạt chất tác dụng Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            9  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  ™ ™ ™ ™ ™ chính là polyhexamethylene guanidine hydrochloride, thuốc có tác dụng khử mùi ở chân cho người đi giày và giảm các kích ứng da. Tác dụng của thuốc có được là do hoạt chất polyhexamethylene guanidine hydrochloride có khả năng diệt khuẩn nấm ngoài da và diệt cầu khuẩn [5]. Trong nông nghiệp: Xử lý giống, chống sâu bệnh và bảo quản sản phẩm sau thu hoạch (dưa chuột, đậu nành, đậu Hà Lan, thuốc lá, cà chua, lúa mạch, lúa mỳ, gạo, lanh, hành tây, khoai tây, củ cải đường, carot,…) Do có khả năng hoà tan trong nước cao, phổ rộng kháng khuẩn hoạt động, hiệu quả tuyệt vời và không độc hại vì thế được sử dụng làm chất diệt trùng trong y khoa, sợi, dệt may, nhựa. …. Trong ngành da giầy: Có thể dùng để diệt trùng, khử khuẩn, chống nấm mốc cho da nguyên liệu. Trong thuộc da dùng làm chất khử mùi, khử khuẩn, chống thối cho da. Đối với da sau thuộc và các sản phẩm giầy dép, Polyhexamethylene guanidine dùng làm chất bảo quản, chống mốc, chống nấm, diệt khuẩn. v.v. Trong thủy sản: Khử trùng môi trường nuôi cấy trong thuỷ sản, diệt trùng nhà xưởng, đồ đạc, máy móc chế biến. Trong ngành dệt may: Các Polyhexamethylene guanidine có khả năng hoà tan trong nước rất cao nên được sử dụng rất nhiều để làm vải không dệt, trong các công đoạn hoàn thiện vải, sợi, nhuộm. Các loại tơ tổng hợp dùng làm tóc giả có nguồn gốc từ sợi polyeste, polyamid, polyethylene terephthalate (sợi PET), polyacrylic và nhựa polyvinlyclorua (PVC) thường dễ gãy khi chải hay khi rửa với xà phòng. Để làm giảm các nhược điểm này, trong quá trình sản xuất người ta sẽ phủ một lớp polyhexamethylene guanidine hydrochloride lên bề mặt các sợi nhằm làm tăng chất lượng và hiệu quả sử dụng của sợi [6]. Trong ngành môi trường: Được xem như là chất keo đông tụ, làm giảm độ đục, màu, mùi, hàm lượng dầu và sunfit có trong nước thải. Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            10  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  Xử lý nước bể bơi, nước sinh hoạt: Polyhexamethylene guanidine có thể thay thế cho các chế phẩm chứa diệt trùng chứa clo hoạt tính, ozon, các muối đồng sunfat, nhôm sunfat, clorua sắt trong việc khử tảo, rêu trong nước và diệt khuẩn gây hại. ™ Khử trùng bề mặt: Hiện nay, ở các nước như Canada, Anh và các nước Bắc Âu, polyhexamethylene guanidine hydrochloride đã được sử dụng để thay thế chất khử trùng chứa clo để tẩy trùng bề mặt sàn nhà ở các bệnh viện. Sử dụng muối polymer này vì nó có ưu điểm hơn hẳn các chất tẩy trùng chứa clo, đó là tính chất không mùi, không độc hại, không gây ăn mòn và không gây ô nhiễm của dung dịch polymer này [4]. ™ Trong chế tạo máy, thiết bị: Sử dụng như một chất bôi trơn cho các động cơ. I.3. Đặc điểm và tính chất da động vật I.3.1. Đặc điểm da động vật Da động vật được tạo nên từ hai phần chính: - Trên bề mặt là phần vẩy sừng (Epidermis) - Phần cật là thành phần chính của da gồm có hai lớp: lớp trên (papillary layer) có cấu tạo sợi mịn, liên kết chặt chẽ tạo mặt cật cho da và lớp dưới (reticular layer) có cấu trúc mạng lưới, có độ dày lớn hơn lớp trên và là phần chính tạo độ bền cơ học cho da. Thành phần hóa học của da gồm có nước, protein, chất béo và một vài muối khoáng. Protein là thành phần chính tạo nên da thuộc. Protein gồm có hai loại: - Protein dạng sợi: là thành phần chính của da, quyết định tính chất cơ học và lý học của da. Có 3 nhóm chính là: collagen, elastin và keratin. - Protein không dạng sợi: globulin, albumin. Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            11  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  Hình 1: Cấu tạo da động vật Bảng 1: Thành phần của da Thành phần % Nước 64 Chất béo 2 Muối khoáng 6,5 Thành phần khác (pigment…) 0,5 Protein 33 - Protein cấu trúc sợi: + Elastin: sợi vòng trong bó sợi colagen: 0,3 + Colagen: tạo nên da thuộc: 29 + Keratin (tạo nên lông, biểu bì): 2 - Protein cấu trúc không dạng sợi: + Albumen, globulin: 1 Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            12  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  Amin axít: Thành phần cơ sở tạo nên protein là amin axít. Đó là hợp chất hữu cơ có chứa Ni tơ, có thể coi là các monomer trong tổng hợp sinh học của protein. Cấu trúc hóa học của amin axít: R | H2N – Cα – COOH | Có 21 amin axít cơ bản, được chia thành các nhóm chức khác nhau. Amin axít trong nước có điện tích dương hay âm phụ thuộc vào pH: OH O O | | | | C=O C=O C=O + | | | -H + OH + + H3N – C – H H3N – C – H H2N – C – H | | | + H+ + H+ R R R Khi cho thêm proton H+ (thí dụ: axít hóa), sẽ cản trở sự ion hóa nhóm cacboxyl, tạo cho amin axít tính cation. Trong môi trường kiềm xảy ra hiện tượng ngược lại, amin axít mang tính anion. H | + H2N – C – COO- + HX | R H | + X H3N – C – COOH | R H H | | + H3N – C – COO + MeOH H2N – C – COO- Me+ + H2O | | Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   R R Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            13  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  Peptid: Amin axít liên kết với nhau, tạo nên peptid, polypeptid va protein nhờ mối liên kết peptid -CONH-. Cơ chế của tổng hợp sinh học rất phức tạp. Về mặt hóa học có thể viết như sau: H | + H2N – C – COOH | H H | H2N – C – COOH | CH3 H O H | || | H2N – C – C – N – C – COOH | | | H H CH3 Dipeptid Dipeptid + Amin axít -> tripeptid + (amin axít)n -> polypeptid -> Protein. Khi dưới 10 amin axít kết hợp với nhau, tạo oligopeptid, trên 10 amin axít đến 10.000 tạo polypeptid, trên 10.000 tạo protein. Phản ứng của protein: Phản ứng của protein tạo nên: - Phản ứng covalent (trao đổi điện tử): liên kết ion, liên kết hydro… - Phản ứng không covalent (không trao đổi điện tử). Protein dạng sợi được phân thành: colagen, elastin và keratin. Colagen là thành phần chính tạo nên da thuộc. Có 5 loại (type) colagen. Khi đun nóng colagen trong nước, nó sẽ biến đổi cấu trúc, có mức sắp xếp phân tử kém ổn định hơn, gọi là giê la tin. Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            14  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  Hình 2: Cấu trúc mạch polypeptid Nhiệt độ mà ở đó colagen bắt đồ co lại gọi là nhiệt độ có Ts. Elastin là thành phần quan trọng của protein, có độ đàn hồi lớn tương tự sợi cao su không được lưu hóa. Khi thuộc da, cần loại bỏ sợi elastin, tránh cho da bị co cứng lại. Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            15  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  Keratin không thể coi là 1 loại protein đồng nhất mà có nhiều dạng sinh học khác nhau, có tính chất chung là không tan trong nước, có mối liên kết disulfid trong phân tử. Keratin là thành phần chính của lông và biểu bì. Nước trong da: Nước là thành phần không thể thiếu của protein để trong cơ thể sống thực hiện quá trình sinh học cần thiết. Trong protein dạng sợi, colagen giữ lượng nước lớn, các protein khác (keratin, elastin) giữ lượng nước nhỏ hơn, có ái lực thấp hơn đối với nước. Ở trạng thái cân bằng nước khi pH = 5-7, mỗi loại colagen chứa lượng nước khác nhau. Nước ở trạng thái liên kết (hydrat) chiếm khoảng 1/3 lượng nước thành phần ở trạng thái cân bằng colagen – nước. Chất béo: Chất béo tự nhiên phần nhiều ở trong tế bào mỡ dưới da. Đó là triglycerid của axít béo. CH2 – O.OCR1 | CH – O.OCR2 | CH2 – O.OCR3 R: axít béo cao phân tử. Ở điều kiện bình thường tẩy mỡ bằng chất kiềm loại bỏ khoảng 10% lượng mỡ tự nhiên. Mỡ trong da lợn chủ yếu được loại bỏ khi tẩy lông ngâm vôi. Pigment: Thành phần hóa học của pigment trong da ít được nghiên cứu. Lượng pigment cũng chỉ khoảng 0,3-0,5% trong da động vật. Chất vô cơ: Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            16  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  Da khô chứa khoảng 1% chất vô cơ. Chủ yếu là muối kim loại kiềm Na, K, kim loại kiềm thổ Ca, Mg và kim loại khác như Al, Fe, Cu, Ni, Si và một số á kim như S2-, P4+. Thành phần tro của da là như trong bảng sau: Bảng 2: Lượng kim loại trong da bò: Kimloại Na K Ca Mg Cu Zn Fe Cr Mn g/g da x 25,6 6,6 69,6 45,7 6,2 6,5 13,1 4,9 0,4 Li Sr 0,1 0,2 10-6 I.3.2. Các phương pháp bảo quản da dộng vật truyền thống I.3.2.1. Bảo quản bằng cách ướp muối hạt: Kỹ thuật muối da tiến hành như sau: a. Trải tấm da lên bục gỗ hay nền xi măng nghiêng (để nước trong da chảy ra được), mặt thịt ở trên, dùng muối xát đều lên mặt thịt. Sử dụng muối có cỡ hạt nhỏ. Nếu hạt to thì phải xay nhỏ. Lượng muối trung bình từ 3-4kg cho 10 kg da. Có thể thêm chất chống khuẩn. Chất da thành đống cao khoảng 0,6m, mặt thịt luôn hướng lên trên. Giữa hai tấm da là một lớp muối. Để yên 3 ngày trong nhà kho có mái che để tránh mưa, nắng, nhà phải thoáng khí để hơi nước dễ thoát ra. b. Sau 3 ngày, mang da ra phơi gió (không để ánh nắng chiếu trực tiếp vào da) đến khi mặt da khô ráo, nhưng không quá cứng (dùng tay gấp lại, da vẫn mềm). Nếu không phơi được thì sau 3 ngày phải đảo muối 1 lần (lắng theo thứ tự từ trên xuống dưới từng tấm một, chất lại thành đống mới, giữa hai tấm là 1 lớp muối mới) cho đến khi mặt da khô ráo như trên. c. Trong thời gian bảo quản da, mỗi tuần phải đảo da 1 lần. Nếu bảo quản đúng kỹ thuật, có thể vắt mễ, giữ được từ 3-6 tháng. Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            17  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  Hình 3: Cách tạo bộc da để muối Hình 4: Đống da muối I.3.2.2. Bảo quản bằng dung dịch muối Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            18  “Nghiên cứu công nghệ bảo quản da nguyên liệu bằng Ecosept nhằm tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường”  Sử dụng dung dịch muối bão hòa là dung dịch 33% muối ăn NaCl (15kg muối trong 45 lít nước). Da tươi được rửa sạch và ráo nước, được ngâm trong bể hoặc thùng quay (paddle) với dung dịch muối bão hòa. Bể hoặc thùng quay được quay đảo 5’/h. Sau 12 – 14h đối với da to như da trâu, bò nước muối sẽ ngấm vào da. Sau đó vớt da ra, để cho ráo nước và ướp muối như phương pháp trên. Phương pháp bảo quản này thường được áp dụng co các loại da lông, da nốt sần, trăn, rắn… Dung dịch muối này có thể được dùng lại, nhưng cần kiểm tra vi khuẩn và bổ sung muối. I.3.2.3. Bảo quản ướp muối – phơi khô Phương pháp này được tiến hành như phương pháp bảo quản ướp muối. Sau 3 ngày, da được phơi cho khô ráo, nhưng vẫn còn mềm. Khi đó độ ẩm trong da còn khoảng 20-25%. Hình 5: Cách phơi da I.3.2.4. Bảo quản phơi khô Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng nghiên cứu khoa học và   Phát triển công nghệ số 243.10 RD/HĐ‐KHCN, ngày 14 tháng 4 năm 2010            19 
- Xem thêm -