Đang tải... (xem toàn văn)
Đề tài: Tên tiếng Việt: Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp xử lý enzyme và xử lý kiềm kết hợp enzyme đến hình thái và tính chất xơ dứa.. Nghiên cứu phương pháp xử lý và ảnh hưởng của v
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN KỸ THUẬT DỆT MAY LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ENZYME VÀ XỬ LÝ KIỀM KẾT HỢP ENZYME ĐẾN HÌNH THÁI VÀ TÍNH CHẤT XƠ DỨA GVHD: TH.S NGUYỄN NGỌC XUÂN HOA SVTH: NGÔ BẢO NGÂN MSSV: 1813198 NGUYỄN KIM OANH MSSV: 1813462 TP.HCM, 05/2022 TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT DỆT MAY NHIỆM VỤ LUẬN VĂN SINH VIÊN THỰC HIỆN NGÔ BẢO NGÂN 1813198 NGUYỄN KIM OANH 1813462 CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT DỆT LỚP: CK18DET 1 Đề tài: Tên tiếng Việt: Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp xử lý enzyme và xử lý kiềm kết hợp enzyme đến hình thái và tính chất xơ dứa Tên tiếng Anh: Effect of enzymatic and alkaline combinided with enzymatic treatment on morphology and properties of pineapple leaf fiber 2 Nhiệm vụ luận văn - Phần lý thuyết: Nghiên cứu các phương pháp phân tách xơ dứa Nghiên cứu phương pháp xử lý và ảnh hưởng của việc xử lý vi sinh và hóa học kết hợp vi sinh đến hình thái và tính chất xơ dứa Tìm hiểu về chất làm mềm, cơ chế và tác động của việc làm mềm đến hình thái và tính chất xơ dứa Tìm hiểu về thuốc nhuộm - Phần thực nghiệm: Thực hiện các phương pháp phân tách xơ dứa Tiến hành xử lý xơ bằng phương pháp vi sinh, hóa học kết hợp vi sinh Tiến hành làm mềm xơ dứa Tiến hành xác định một số thông số xơ dứa trước và sau xử lý như: Đường kính, độ hồi ẩm, thành phần, lực kéo đứt, độ ăn màu thuốc nhuộm, - Phần đánh giá kết quả: Nhận xét hình thái học bề mặt và đường kính xơ đo được qua từng phương pháp phân tách Nhận xét kết quả độ hồi ẩm, thành phần xơ Kiểm tra độ ăn màu K/S của xơ dứa sau nhuộm 3 Ngày nhận luận văn: 4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 5 Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Ngọc Xuân Hoa Nội dung và yêu cầu luận văn tốt nghiệp đã được Bộ môn thông qua Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2022 PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN: Người duyệt (chấm sơ bộ): _ Đơn vị: _ Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ luận văn: Bộ Môn Kỹ Thuật Dệt May; ĐHBK LỜI CẢM ƠN Quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp là giai đoạn quan trọng nhất trong quãng đời mỗi sinh viên Luận văn tốt nghiệp là tiền đề nhằm trang bị cho chúng em những kỹ năng nghiên cứu, những kiến thức quý báu trước khi lập nghiệp Trước hết, chúng em xin trân trọng cảm ơn cô Th.S Nguyễn Ngọc Xuân Hoa - Người đã truyền cảm hứng, trực tiếp tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết cho bài luận được hoàn thành tốt đẹp Chúng em cũng xin cảm ơn tất cả quý thầy cô bộ môn Kỹ thuật Dệt May trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện và đồng hành cũng chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài này Chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện tận tình của chị Phạm Mỹ Hạnh - Phó giám đốc Trung tâm Công nghệ sinh học Tp Hồ Chí Minh, và chị Châu thuộc Viện nghiên cứu Dệt May Tp.Hồ Chí Minh cùng các anh chị trung tâm đã tạo điều kiện cho chúng em được tiếp xúc các thiết bị nghiên cứu Cảm ơn sự giúp đỡ của gia đình chú Trần Huyền Thông (tỉnh Long An) đã hỗ trợ nhóm về nguyên liệu để phục vụ đề tài luận văn Cuối cùng, chúng em xin cảm ơn các anh chị khóa trên, những người bạn cùng đồng hành, giúp đỡ và giúp cho đề tài được nên hoàn thiện tốt hơn Tuy nhiên vì kiến thức chuyên môn còn hạn chế và bản thân còn thiếu nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên nội dung của báo cáo không tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo thêm của Quý Thầy cô Sau cùng, chúng em xin trân trọng cảm ơn! Tp.Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 5 năm 2022 Sinh viên Ngô Bảo Ngân Nguyễn Kim Oanh i TÓM TẮT Xơ tự nhiên có các đặc tính vật lý và cơ học rất ưu việt, mặc dù tính chất có ảnh hưởng bởi nguồn thực vật, loài, địa lý và điều kiện khí hậu Xơ lá dứa (PALF) là một trong những nguyên liệu có rất nhiều ở Đông Nam Á, Ấn Độ, Nam Mỹ cho đến nay vẫn chưa khám phá hết tiềm năng của nó Trong bài luận văn này, PALF được phân tách rồi xử lý vi sinh, hóa học để nâng cao hiệu quả sử dụng xơ trong dệt may Nghiên cứu sử dụng giống lá dứa thu được ở tỉnh Long An, Việt Nam Xơ dứa đã được nghiên cứu xử lý bằng NaOH kết hợp với enzyme Pectinase và chỉ xử lý enzyme Pectinase Sau đó nghiên cứu sự ảnh hưởng của các phương pháp đến hình thái bề mặt và tính chất xơ dứa như: Đường kính, độ hồi ầm, thành phần, lực kéo đứt Cuối cùng xơ được làm mềm bằng Silicone và nhuộm màu, đồng thời đánh giá ảnh hưởng của Silicon tác động lên xơ dứa qua các tính chất nêu trên Kết quả cho thấy hiệu quả vượt trội hơn của xơ dứa được xử lý qua NaOH kết hợp enzyme Pectinase so với xơ chưa xử lý và xơ chỉ xử lý enzyme Pectinase Nhìn chung, xơ sau xử lý kết hợp hóa học và sinh học đều cho kết quả khả quan hơn và loại bỏ bớt tạp chất, cải thiện một số tính chất cơ lý của xơ Tuy nhiên cần lưu ý đến yếu tố thời gian và nồng độ hóa chất, tránh tổn hại xơ quá mức Bên cạnh đó, quá trình làm mềm bằng Silicone khắc phục được nhược điểm khô cứng của xơ sau các quá trình xử lý Các yếu tố này được chúng tôi đề cập chi tiết trong bài nghiên cứu ii ABSTRACT Natural fiber have admirable physical and mechanical properties, though it varies with the plant source, species, geography, and climatic conditions Pineapple leaf fibre (PALF) is one of the abundantly available waste materials of South East Asia, India, and South America until now not explored full potential of it In this essay, pineapple fibers are extracted by mechanical, then fiber is biologically, chemically combined with biologically This research was used to harvested from Long An province, Vietnam Pineapple fiber has been treated with NaOH combined enzyme Pectinase and treated with enzyme Pectinase Then study the influence of the methods on the surface morphology and properties of pineapple fiber such as: Diameter, moisture recovery, ingredient, breaking force, Finally, the fibers were softened with Silicone and dyed with reactive dyes, additionally, evaluating effect of Silicone on PALF through properties mentioned before The results showed that the efficiency of pineapple fiber treated by NaOH combined with enzyme Pectinase compared with untreated fiber and fiber treated with enzyme Pectinase In general, fibes after combined chemical and biological treatment have better results and remove impurities and improve some mechanical properties of fibers However, it is necessary concern about the time factor and chemical concentration, to avoid excessive fiber damage Besides, the softening process with Silicone overcomes the roughness and dried of the fiber after processing These factors are discussed in detail in this study iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i ABSTRACT iii DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC BẢNG BIỂU x DANH MỤC VIẾT TẮT xi CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1 1.1 Tổng quan về xơ Libe 1 1.1.1 Định nghĩa 1 1.1.2 Đặc điểm cấu tạo, tính chất và ứng dụng của xơ libe 2 1.2 Sơ lược về dứa và xơ dứa 4 1.2.1 Nguồn gốc và xuất xứ 4 1.2.2 Thành phần hóa học .5 1.2.3 Đặc điểm cấu tạo và tính chất vật lý xơ dứa 10 1.2.4 Ứng dụng 13 1.3 Các phương pháp phân tách xơ dứa 17 1.3.1 Phương pháp bóc vỏ thủ công 18 1.3.2 Phương pháp cơ học .19 1.3.3 Phương pháp retting .21 1.4 Nghiên cứu xử lý hóa học trên xơ dứa 22 1.4.1 Mục đích nghiên cứu xử lý trên xơ dứa .22 1.4.2 Xử lý alkaline .24 1.4.3 Xử lý enzyme .27 1.4.4 Xử lý làm mềm 31 1.5 Tổng kết 34 CHƯƠNG 2 PHƯƠNG ÁN THÍ NGHIỆM 36 iv 2.1 Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu 36 2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu 36 2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 36 2.2 Nội dung nghiên cứu .37 2.3 Phương pháp nghiên cứu 37 2.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết .37 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm .37 2.4 Nguyên liệu, hóa chất và dụng cụ thí nghiệm 38 2.4.1 Nguyên liệu và hóa chất .38 2.4.2 Dụng cụ thí nghiệm 39 2.5 Quá trình thực hiện xử lý phân tách xơ dứa 40 2.5.1 Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm .40 2.5.2 Chuẩn bị mẫu thí nghiệm .40 2.5.3 Tiến hành phân tách xơ dứa 40 2.6 Quá trình xử lý hóa học và vi sinh 41 2.6.1 Xử lý vi sinh bằng enzyme Pectinase trên xơ dứa .41 2.6.2 Xử lý kiềm kết hợp vi sinh trên xơ dứa 42 2.6.3 Xử lý làm mềm bằng Silicone trên xơ dứa 44 2.7 Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của phương pháp xử lý đến tính chất xơ dứa 45 2.7.1 Đánh giá hình thái học xơ dứa 45 2.7.2 Đo đường kính xơ thơm sau khi xử lý 46 2.7.3 Đo độ hồi ẩm của xơ dứa 46 2.7.4 Phân tích thành phần của xơ dứa qua phổ FTIR 47 2.7.5 Đo lực kéo đứt xơ dứa 48 2.7.6 Nhuộm xơ và đo khả năng hấp thụ màu thuốc nhuộm .49 v CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 51 3.1 Hình thái học xơ dứa chưa xử lý .51 3.2 Đánh giá hình thái học xơ dứa qua xử lý enzyme Pectinase 51 3.3 Đánh giá hình thái học xơ dứa qua xử lý NaOH kết hợp enzyme Pectinase 54 3.3.1 Ảnh hưởng của sự thay đổi nồng độ enzyme tới bề mặt xơ dứa 56 3.3.2 Ảnh hưởng sự thay đổi thời gian ngâm tới bề mặt xơ dứa 59 3.3.3 Kết luận 62 3.4 Đánh giá đường kính xơ dứa 63 3.4.1 Ảnh hưởng của sự thay đổi nồng độ hóa chất lên đường kính xơ .65 3.4.2 Ảnh hưởng của sự thay đổi thời gian xử lý enzyme lên đường kính xơ 68 3.4.3 Kết luận 69 3.5 Đánh giá độ hồi ẩm của xơ dứa .69 3.6 Đánh giá thành phần của xơ dứa bằng phương pháp FTIR 72 3.7 Đánh giá lực kéo đứt xơ dứa 76 3.8 Đánh giá khả năng hấp thụ màu thuốc nhuộm của xơ dứa .78 3.9 Đánh giá xơ dứa đã xử lý làm mềm bằng Silicone 81 3.9.1 Hình thái học xơ và cảm giác sờ tay 82 3.9.2 Đánh giá đường kính xơ dứa 83 3.9.3 Đánh giá độ hồi ẩm xơ dứa 83 3.9.4 Đánh giá lực kéo đứt xơ dứa 84 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .85 4.1 Kết luận đề tài 85 4.2 Định hướng phát triển đề tài 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Xơ chuối và xơ gai dầu 1 Hình 1.2: Cánh đồng dứa .4 Hình 1.3: Giản đồ cấu trúc xơ (a) và mặt cắt (b) 6 Hình 1.4: Cấu trúc hóa học của (a) cellulose, (b) Lignin, (c) Hemicellulose 8 Hình 1.5: Cấu tạo hóa học của polysaccharide .9 Hình 1.6: Cấu trúc của sinh khối lignocellulose 9 Hình 1.7: Cấu trúc xơ dứa 11 Hình 1.8: Biểu đồ tỉ lệ phân bố đường kính 12 Hình 1.9: Người sáng lập Carmen Hijosa được biết đến là một doanh nhân đạo đức với tầm nhìn và chiến lược phát triển nền thời trang bền vững 14 Hình 1.10: Các ứng dụng của PALF 15 Hình 1.11: Các mẫu vải được dêt từ PALF pha với cotton 16 Hình 1.12: Trang phục thời trang từ PALF 17 Hình 1.13: PALF được chiết tách bằng phương pháp thủ công 18 Hình 1.14: Máy tách xơ dứa M1 (hình trái), M2 (hình phải) .19 Hình 1.15: PALF được chiết tách bằng phương pháp cơ học 20 Hình 1.16: Hình chụp SEM của PALF a) cạo bằng tay; b) chiết tách bằng máy 20 Hình 1.17: Chiết tách xơ dứa bằng phương pháp retting .21 Hình 1.18: Phản ứng giữa xơ tự nhiên và NaOH 24 Hình 1.19: Ảnh chụp SEM bề mặt PALF xử lý 6% NaOH trong 25 Hình 1.20: Đường kính xơ PALF khi xử lý 3%, 6% NaOH 26 Hình 1.21: Đặc trưng độ bền kéo xơ PALF trước khi xử lý và 26 Hình 1.22: Vị trí tấn công của enzyme vào các nhóm ester methyl 29 Hình 1.23: Minh họa hoạt động bề mặt các chất làm mềm (a) Chất làm mềm cation (b) Chất làm mềm anion, (c) Chất làm mềm nonion 32 Hình 1.24: Cấu trúc hóa học polidyimethylsiloxane .32 Hình 1.25: Cấu trúc amino funtional Silicone softener (trái), aminoethylaminopropyl methyl siloxane (phải) 33 Hình 1.26: Sơ đồ tác động giữa xơ cellulose và aminofunctional polysiloxane 33 vii