Nghiên cứu sản xuất chế phẩm khử aldehyde trong rượu từ một số hợp chất vô cơ

35 Bảng 4.5: Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến khả năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu .... Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến khả năng khử hàm lượng a

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm

Khóa học : 2010 - 2014

Thái Nguyên, 2014

-  -

Tên đề tài:

“NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM KHỬ ALDEHYDE

TỪ CÁC HỢP CHẤT VÔ CƠ”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Họ và tên : Nguyễn Văn Hải

Hệ đào tạo : Chính quy

Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm

Khóa học : 2010 - 2014

Người hướng dẫn : 1 ThS Nguyễn Văn Bình

Khoa CNSH - CNTP - ĐH Nông Lâm Thái Nguyên

2 ThS Lương Hùng Tiến Khoa CNSH - CNTP - ĐH Nông Lâm Thái Nguyên

Thái Nguyên, 2014

số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận này là trung thực và chưa từng được công bố trên bất kỳ một công trình khoa học nào

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Hải

chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo cũng như sự động viên giúp đỡ của các

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ths Nguyễn Văn Bình - giảng viên khoa Công Nghệ Thực Phẩm, ThS Lương Hùng Tiến - giảng viên khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã tận tình hướng dẫn tôi trong đợt thực tập này

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến những người thân trong gia đình, bạn bè đã hết lòng giúp đỡ, động viên tôi trong thời gian học tập cũng như trong thời gian thực tập này

Thái Nguyên, ngày 02 tháng 06 năm 2014

Sinh viên

Nguyễn Văn Hải

HDL High densitylipoprotein LDL Low densitylipoprotein TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam WHO World Health Organization

Bảng 2.1 Yêu cầu cảm quan 9

Bảng 2.2 Các chỉ tiêu hóa học của rượu trắng 9

Bảng 2.3: Thành phần hóa học của clinker 14

Bảng 2.4 Thành phần khoáng của Clinker 15

Bảng 3.1: Nghiên cứu lựa chọn loại nguyên liệu có khả năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu 25

Bảng 3.2 : Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ nung tới quá trình khử aldehyde trong rượu 26

Bảng 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu 27

tới quá trình khử aldehyde trong rượu 27

Bảng 3.4 : Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lưu rượu tới quá trình khử aldehyde trong rượu 28

Bảng 3.5 Các chỉ tiêu cảm quan rượu thành phẩm theo tiêu chuấn TCVN 3217-79 29

Bảng 3.6: Hệ số quan trọng của từng chỉ tiêu 30

Bảng 3.7: Quy định đánh giá mức chất lượng rượu theo TCVN 3217 - 79 30

Bảng 4.1: Kết quả nghiên cứu lựa chọn loại nguyên liệu có khả năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu 32

Bảng 4.2 Ảnh hưởng của nguyên liệu tới chất lượng cảm quan của rượu 33

Bảng 4.3: ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến khả năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu 34

Bảng 4.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ nung nguyên liệu tới 35

Bảng 4.5: Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến khả năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu 36

Bảng 4.6: Ảnh hưởng của thời gian lưu chất khử đến khả năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu 37

Hình 2.1 cấu trúc của clinker 18 Hình 2.2 Đường cong co, dãn nở liên tục 21 Hình 4.1: Kết quả nghiên cứu lựa chọn loại nguyên liệu có khả năng khử hàm

lượng aldehyde trong rượu 32 Hình 4.2: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ nung tới quá trình khử

aldehyde trong rượu 35 Hình 4.3 Kết quả Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước nguyên đến khả

năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu 37 Hình 4.4: Ảnh hưởng của thời gian lưu chất khử aldehyt đến khả năng khử

hàm lượng aldehyde trong rượu 38

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích và yêu cầu 2

1.2.1 Mục đích 2

1.2.2 Yêu cầu 2

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Cơ sở khoa học 3

2.1.1 Tổng quan về rượu 3

2.1.1.1 Sơ lược về rượu và thành phần của rượu 3

2.1.1.2 Phân loại rượu 4

2.1.1.3 Tính chất của rượu 5

2.1.1.4 Vai trò và tác hại của rượu 5

2.1.1.5 Tình hình ngộ độc rượu 7

2.1.1.6 Yêu cầu chất lượng của rượu trắng (TCVN 7043 - 2002)[5] 8

2.1.2 Tổng quan về andehyde 9

2.1.2.1 Ðịnh nghĩa 9

2.1.2.2 Tính chất vật lí 10

2.1.2.3 Tính chất hóa học 10

2.1.2.4 Tác hại của aldehyde trong cuộc sống 14

2.1.3 Tổng quan về nguyên liệu vô cơ 14

2.1.3.1 Clinker 14

2.1.3.2 Đất sét 18

2.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu khử độc tố /khử aldehyde trong rượu trên thế giới và Việt Nam 22

2.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 22

2.2.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 23

PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 24

3.1 Đối tượng, nguyên vật liệu và phạm vi nghiên cứu 24

3.1.1 Đối tượng 24

3.1.3.2 Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu 24

3.1.4 Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu 24

3.2 Nội dung nghiên cứu 25

3.3 Phương pháp nghiên cứu 25

3.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 25

3.3.2 Phương pháp đánh giá cảm quan 28

3.3.3 Phương pháp phân tích hàm lượng aldehyde 30

3.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 31

PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32

4.1 Kết quả nghiên cứu lựa chọn loại nguyên liệu có khả năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu 32

4.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến khả năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu 34

4.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến khả năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu 36

4.4 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lưu chất khử đến khả năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu 37

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39

5.1 Kết luận 39

5.2 Kiến nghị 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

A Tài liệu tiếng Việt 40

B Tài liệu tiếng Anh 41

Theo số liệu điều tra từ Viện Chiến lược và Chính sách y tế năm 2013

cả nước sản xuất được 66,8 triệu lít rượu trong khi đó lượng tiêu thụ rượu lên đến gần 68 triệu lít, bình quân lượng tiêu thụ rượu trên đầu người của nước ta đạt khoảng 0,8l/người/năm tỷ lệ sử dụng rượu này khá cao so với các nước trên thế giới Một thống kê cho thấy, tính tới giữa tháng 12/2012, ngộ độc vì rượu ở Việt Nam chiếm khoảng 3,5%, số người tử vong do ngộ độc rượu chiếm tới 26% trên tổng số người bị ngộ độc thực phẩm (Theo số liệu điều tra

từ Viện Chiến lược và Chính sách y tế).Cũng theo số liệu tổng hợp của Bộ Công nghiệp năm 2004 cả nước có 72 đơn vị sản xuất rượu công nghiệp với công suất 103 triệu lít/năm, sản lượng đạt 76,3 triệu lít/năm, khai thác 74% công suất thiết kế; trong đó sản lượng rượu nhẹ có gas đạt 10,6 triệu lít, rượu vang, champagne đạt 24,2 triệu lít Rượu mạnh và các loại khác 15,95 triệu lít, cồn công nghiệp dùng cho sản xuất và xuất khẩu khoảng 25,5 triệu lít Ngoài ra còn có khoảng trên 300 cơ sở dân tự nấu rượu, tự tiêu thụ với sản lượng ước khoảng 242 triệu lít Việc kiểm soát chất lượng sản phẩm của các

cơ sở này gặp nhiều khó khăn nên ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ người tiêu dùng do uống phải rượu còn nhiều độc tố, kém chất lượng, lãng phí lương thực và gây thất thu lớn cho ngân sách Nhà nước Uống rượu có một số lợi

ích cho sức khỏe nếu dùng đúng cách và đúng liều, nhưng khi lạm dụng thì sẽ nguy hại cho sức khỏe Uống rượu mức độ vừa phải trong mỗi bữa ăn sẽ giúp kích thích tiêu hóa, tăng lưu thông khí huyết, kích thích hệ thần kinh, nhất là thần kinh trung ương.Tuy nhiên uống rượu có hại cho sức khỏe nếu lạm dụng

vì trong rượu có rất nhiều chất độc như andehyde, este, etylaxetat, metanol, isobutanol, furfurol và một số kim loại nặng là chì, đồng, kẽm v.v Trong số

đó thì aldehyde được hình thành do quá trình oxy hóa rượu etanol là nguyên nhân gây sốc (choáng) của rượu, làm cho hệ tuần hoàn và hệ tiêu hóa hoạt động mạnh, huyết áp cao và gây nhức đầu Theo WHO (2013) việc lạm dụng

đồ uống có cồn gây ra 2,2 triệu ca tử vong trên thế giới, tương đương với hơn

6000 người chết mỗi ngày Ở Việt Nam tính từ năm 2000 tới ngày 19/10/2008

đã xảy ra 28 vụ ngộ độc rượu với tỉ lệ chết/mắc là 21,4% (34/159 người mắc) Các vụ ngộ độc xảy ra trên phạm vi cả nước: tại Miền Bắc là 14/28 vụ (50,0%), 9/34 người chết (26,5%); tại Miền Nam là 9/28 vụ (32.1%), 15/34 người chết (44,1%) (Cục vệ sinh an toàn thực phẩm - Bộ Y Tế năm 2009) Việc xử lý các chất độc trong rượu là một vấn đề hết sức cần thiết và cấp bách đặc biệt là xử lý hàm lượng aldehyde trong rượu Hiện nay, có nhiều các biện pháp kỹ thuật cũng như vật liệu khử aldehyde (như: cột khử, tháp chưng, bột khử nhập khẩu (800usd/kg)) với khả năng khử aldehyde trong rượu tốt tuy nhiên giá thành khá cao nên ít được sử dụng ở quy mô hộ gia đình

Xuất phát từ thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành : “ Nghiên cứu sản xuất chế phẩm khử Aldehyde trong rượu từ một số hợp chất vô cơ”

- Xác định được nguồn nguyên liệu

- Xác định được chế độ xử lí nguyên liệu và tạo chế phẩm

- Tạo được chế phẩm khử aldehyde từ nguồn nguyên liệu vô cơ, khử andehyde trong rượu đảm bảo lượng andehyde xuống dưới mức cho phép theo TCVN 7043 - 2002

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Cơ sở khoa học

2.1.1 Tổng quan về rượu

2.1.1.1 Sơ lược về rượu và thành phần của rượu

Trong hoá học, rượu là dẫn xuất của hidrocacbon trong đó một hoặc nhiều nguyên tử hydro được thay thế bằng nhóm hidroxyl, nhưng chỉ có etanol C2H5OH mới uống được Rượu trắng là dung dịch của C2H5OH trong nước với nồng độ khác nhau[6] Độ rượu là phần trăm thể tích của rượu trong dung dịch nước Rượu có nồng độ cao khoảng 80o- 90o gọi là cồn

Trong dân gian, rượu là cách gọi của loại chất lỏng được chưng cất một cách thủ công từ một số loại hạt ngũ cốc lên men và được xuất hiện rất phổ biến trong văn hoá ẩm thực của người Việt Nam Phần lớn các vùng miền cả nước hiện nay vẫn thường gọi tên rượu đơn thuần gắn với tên của địa phương

sản xuất rượu (như rượu làng Vân, rượu Bầu Đá, rượu Mẫu Sơn, rượu Xuân Thạch, rượu Phú Lộc, đế Gò Đen v.v.) Ngoài ra, rượu cũng được gọi theo tên của nguyên liệu chính sử dụng để nấu rượu như rượu nếp cái hoa vàng, rượu ngô Bắc Hà, rượu nếp cẩm, rượu nếp hương, rượu mầm thóc v.v Một số loại

rượu nấu thủ công đóng trong chai, bình và có nhãn mác sản phẩm có thể

mang tên rượu voodka

Các thành phần hóa học có trong rượu được chia thành các nhóm chất cơ bản sau:

- Cồn etylic C2H5OH Đây là thành phần chủ yếu của rượu Hàm lượng của chúng quyết định độ mạnh của rượu Là một chất lỏng không màu có mùi thơm đặc trưng, trong điều kiện áp suất không khí bình thường, sôi ở nhiệt độ 78,3°C

- Axit hữu cơ: Trong rượu có nhiều loại axit hữu cơ khác nhau, chúng được sinh ra trong quá trình lên men hoặc có sẵn trong nguyên liệu (với các loại rượu vang), chủ yếu là axit axetic Ngoài ra còn có các axit khác như lactic, xitric, pyrovic và succinic, trong rượu vang còn có axit folic Có nhiều axit hữu cơ trong rượu sẽ làm cho rượu có vị chua và trong quá trình bảo quản

dễ xảy ra các phản ứng làm biến đổi chất lượng của rượu

- Glyxerin C3H8 (OH)3: Là sản phẩm trung gian của quá trình lên men rượu, là chất lỏng không màu, có vị hơi ngọt

- Aldehyt: Trong quá trình lên men rượu, aldehyde cũng là các sản phẩm trung gian, trước khi tạo thành rượu Trong rượu gồm các loại aldehyde axetic, acroleic, furfurol Trong đó chủ yếu là aldehyde axetic Đây là những thành phần độc hại đối với cơ thể con người mà khi sản xuất rượu cần tìm cách loại bỏ

- Este: Là các loại sản phẩm được sinh ra do sự kết hợp giữa rượu và các loại axit hữu cơ có trong rượu trong quá trình lên men và bảo quản Có nhiều loại este, nhưng nhiều nhất vẫn là axetat etyl

- Dầu Fusen: Đây là tên gọi chung cho các loại rượu có số cacbon trong cấu tạo lớn hơn 3 Dầu Fusen có nhiều loại, sự có mặt của chúng trong rượu làm cho rượu có mùi ôi khét, khó chịu

- Alcol metylic: được sinh ra trong quá trình lên men rượu Là một chất lỏng không màu, hòa tan trong nước theo bất cứ tỉ lệ nào Nhiệt độ sôi là 64,7°C Alcol metylic là chất độc đối với cơ thể Nếu uống vào từ 8-10g thì

có thể bị ngộ độc, mắt bị rối loạn và có thể bị mù lòa; nếu uống nhiều gây tử vong và ngửi alcol metylic lâu cũng bị ngộ độc

- Các chất khác: Đối với các loại rượu lên men thuần túy, trong rượu còn nhiều loại chất khác ngoài những chất đã nêu trên

Như vậy đối với các loại rượu chưng cất, người ta đã loại đi những chất không có lợi trong rượu Tuy nhiên tùy theo phương pháp chưng cất, công nghệ, trình độ của các thiết bị trưng cất, mà lượng các chất độc hại được loại

ra nhiều hay ít Do đó chất lượng rượu của các cơ sở sản xuất khác nhau thì khác nhau[7]

2.1.1.2 Phân loại rượu

Có nhiều cách phân loại rượu khác nhau nhưng thường sử dụng là phân loại rượu theo nồng độ ethanol thành 3 loại rượu chính:

− Rượu uống cao độ (rượu mạnh) có nồng độ rượu trên 30%V

− Rượu thường có nồng độ rượu từ 15 - 30 %V

− Rượu uống thấp độ (rượu nhẹ) có nồng độ cồn dưới 15%V[11]

Ngoài ra có thể phân loại theo sự khác nhau trong qui trình sản xuất rượu: rượu uống qua chưng cất và không qua chưng cất, rượu uống lên men

và không lên men (rượu pha chế như Vodka, rượu mùi); theo nguồn nguyên liệu như rượu trái cây, ngũ cốc, rỉ đường

2.1.1.3 Tính chất của rượu

a, Tính chất vật lý

Rượu etylic nguyên chất là chất lỏng không màu, nhẹ hơn nước, có mùi thơm đặc trưng, có vị cay, sức hút ẩm mạnh, dễ bay hơi, dễ cháy Rượu hòa tan trong nước ở bất kỳ tỉ lệ nào có kèm theo hiện tượng tỏa nhiệt và co thể tích Rượu hòa tan được nhiều chất vô cơ như CaCl2, MgCl2, SiCl4, KOH…, chất khí như: H2, N2, O2, SO2…,và hòa tan được nhiều hợp chất hữu cơ

Các thông số của rượu etylic

− Tỷ trọng : d420 = 0.7894

− Phân tử lượng: 46,03

− Nhiệt độ sôi: 78,320C ở áp suất 760 mmHg, nhiệt độ bắt lửa 120oC

− Nhiệt dung riêng: 0,548 KJ/kgđộ ở 20oC

− Năng suất tỏa nhiệt: 6642 - 7100 KJ/kgđộ

2.1.1.4 Vai trò và tác hại của rượu

a, Vai trò của rượu

• Từ xa xưa con người đã biết sản xuất rượu làm đồ uống và cho đến nay nghề sản xuất rượu - cồn vẫn đang phát triển mạnh

• Đối với sức khỏe

−Khi uống điều độ với số lượng vừa phải: 1 ly vang (5ounce = 110ml/ngày; hoặc 1 ngụm rượu nặng 30ml/ngày) với những người có sức khỏe bình thường thì mới có tác dụng:

-Kích thích tiêu hóa, ăn uống ngon miệng, tăng điều kiện bổ dưỡng

-Làm tăng nhịp tim, tăng sức co bóp cơ tim làm tăng lưu thông máu

-Rượu bia vừa đủ có thể giúp giảm nguy cơ bệnh tim mạch do làm tăng HDL cholesterol tốt cho thành mạch máu (khác LDL cholesterol làm xơ cứng mạch máu)

-Theo BS Đào Thị Yến Thủy, Trung tâm truyền thông- giáo dục sức

khỏe Thành phố Hồ Chí Minh cho rằng rượu bia vừa giúp tinh thần trở nên phấn chấn, tỉnh táo, còn có tác dụng làm dịu bớt căng thẳng, làm tinh thần thanh thản hơn, ngủ ngon

− Uống rượu hợp lý, giảm rối loạn tiêu hóa, phòng trầm cảm, phòng loét dạ dày tá tràng (đối với những người không có bệnh loét dạ dày tá tràng), phòng ung thư tuyến tụy, giảm sỏi mật, tăng sức nghe và tăng trí nhớ, phòng rối loạn cường dương, giảm bệnh đái tháo đường (tiểu đường), giảm đau khớp và loãng xương Giảm nguy cơ tử vong sau một cơn đau tim cấp, giảm mỡ máu, tăng HDL-cholesterol có lợi cho sức khỏe Tuy nhiên, nếu sử dụng không hợp lý thì rượu phản tác dụng và gây hại

• Về kinh tế: Việc sản xuất và tiêu thụ rượu còn tạo công ăn việc làm cho người dân ở những nơi sản xuất rượu giúp tăng thu nhập cho người dân, giảm bớt lao động thất nghiệp

• Ngoài ra rượu còn được sử dụng để làm dung môi cho công nghiệp sản xuất nước hoa, làm dung môi để trích ly các hoạt chất sinh học, làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác như công sản xuất acid acetic…

b Tác hại

Uống bia rượu nhiều là khi uống nhiều hơn “mức độ vừa phải” đối với

nữ và hơn 2 lần mức trên đối với nam

Rượu có tác dụng kích thích làm cho cơ thể hưng phấn dần đến kích động, bạo lực, sau đó sẽ ức chế não làm giảm nhịp thở, nhịp tim, giảm khả năng cử động chính xác, giảm tập trung chú ý, suy nghĩ kém nhanh nhạy… Phụ nữ mang thai uống rượu có thể gây những phản ứng bất lợi cho bào thai, khiếm khuyết cơ thể hoặc chứng nhiễm độc bào thai, chậm phát triển tâm thần

và có vấn đề về hành vi

Uống rượu nhiều quá mức đầu tiên sẽ bị gan nhiễm mỡ, viêm gan do rượu, sau đó là xơ gan và tử vong Rượu gây tăng huyết áp, tổn thương cơ tim, loét dạ dày tá tràng, liên quan đến nhiều bệnh ung thư miệng, họng, thực quản, ruột già và vú

“Rượu có thể tương tác nguy hiểm vơi nhiều loại thuốc như paracetamol, thuốc giảm đau, an thần, chống co giật Rượu gây viêm loét chảy máu dạ dày, viêm gan, tổn thương chức năng gan, đặc biệt nguy hiểm

khi nhức đầu do rượu mà lại uống Paracetamol.” (theo BS Đào Thị Yến Thủy,

Trung tâm truyền thông - giáo dục sức khỏe Thành phố Hồ Chí Minh)

2.1.1.5 Tình hình ngộ độc rượu

Trong rượu có rất nhiều chất độc như andehyde, ester, etylaxetat, metanol, izobutanol, furfurol và một số kim loại nặng là chì, đồng, kẽm v.v Trong số đó thì aldehyd được hình thành do quá trình oxy hóa rượu etanol là nguyên nhân gây sốc (choáng) của rượu, làm cho hệ tuần hoàn và hệ tiêu hóa hoạt động mạnh, huyết áp cao và gây nhức đầu

Rượu là một thức uống gây nghiện, đóng vai trò trong ¼ tội phạm bạo lực Nếu uống rượu quá liều sẽ dẫn đến nhiều bi kịch, làm giảm sự tỉnh táo dẫn gây xung đột ở những người uống rượu, đặc biệt là tai nạn giao thông, mỗi năm có hơn 16.000 người bị tai nạn giao thông có liên quan đến rượu Nghiện rượu dễ gây chuột rút ở cơ bắp, tăng tốc độ lão hóa, giảm sự thèm ăn, loãng xương, trầm cảm., gây rối loạn nhịp tim (rung nhĩ), dễ gây cục máu đông trong lòng mạch dẫn đến nhồi máu não, nhồi máu cơ tim tăng huyết

áp, xuất huyết não, tăng độc tính cho gan dẫn đến xơ gan hoặc ung thư gan, đặc biệt nhạy cảm đối những người có tiền sử viêm gan siêu vi

Theo WHO (2003), rượu là nguyên nhân của 31% vụ đánh, giết nhau, 33% vụ hiếp dâm phụ nữ và 18% tai nạn giao thông và có 60 loại bệnh khác

nhau liên quan đến thói quen sử dụng rượu bia như gan, dạ dày, tim mạch… Theo số liệu thống kê tại Viện Sức khỏe tâm thần Trung ương của Việt Nam,

tỷ lệ người điều trị tâm thần do rượu chiếm 5 - 6% số bệnh nhân tâm thần, tỷ

lệ này có xu hướng tăng lên từ 4,4% (Năm 2001) lên 7,03% (Năm 2005) Ngộ độc rượu đã thực sự trở thành nguy cơ ảnh hưởng đến tính mạng và sức khỏe của người tiêu dùng ở Việt Nam Tính từ năm 2000 tới ngày 19/10/2008 đã xảy ra 28 vụ ngộ độc rượu với tỉ lệ chết/mắc là 21,4% (34/159 người mắc) Các vụ ngộ độc xảy ra trên phạm vi cả nước: tại Miền Bắc là 14/28 vụ (50,0%), 9/34 người chết (26,5%); tại Miền Nam là 9/28 vụ (32.1%), 15/34 người chết (44,1%) Theo báo cáo của Bộ Y tế, năm 2012, các cơ quan chức năng đã lấy 223.815 mẫu thực phẩm để xét nghiệm các chỉ tiêu lý, hóa Kết quả cho thấy có 39.098 mẫu không đạt yêu cầu; đặc biệt, có 68% mẫu rượu không bảo đảm an toàn thực phẩm Theo đó, các loại rượu không được công

bố chất lượng, nhất là những loại thường được gọi là rượu quê, rượu dân tộc, rượu gạo có hàm lượng độc tố như aldehyde, methanol và các chất độc hại khác rất cao

2.1.1.6 Yêu cầu chất lượng của rượu trắng (TCVN 7043 - 2002)[5]

Về quản lý đối với việc sản xuất, kinh doanh rượu Chính phủ đã ban hành Nghị định số 40/2008/NĐ - CP ngày 7/4/2008 quy định cơ sở sản xuất, kinh doanh rượu phải có giấy phép sản xuất rượu, giấy phép kinh doanh rượu; Rượu suất xưởng phải đạt các tiêu chuẩn về chỉ tiêu cảm quan, chỉ tiêu hoá học, yêu cầu trong quá trình bao gói, ghi nhãn, bảo quản và vận chuyển đối với rượu: Tiêu chuẩn TCVN 7043:2002 đối với rượu trắng; Tiêu chuẩn TCVN 7044:2002 đối với rượu mùi và Tiêu chuẩn TCVN7045:2002 đối với rượu vang

Trong TCVN 7043:2002 này áp dụng định nghĩa sau:

Rượu trắng (Distilled alcoholic beverages): Đồ uống có cồn được

chưng cất từ dịch lên men có nguồn gốc tinh bột, đường, hoặc được pha chế

từ cồn thực phẩm và nước

Các chỉ tiêu cảm quan đối với rượu trắng được quy định trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Yêu cầu cảm quan

1 Màu sắc Không màu hoặc trắng trong

2 Mùi Mùi đặc trưng của nguyên liệu lên men, không có

mùi lạ

3 Vị Không có vị lạ, êm dịu

4 Trạng thái Trong, không vẩn đục, không có cặn

Bảng 2.2 Các chỉ tiêu hóa học của rượu trắng

1 Hàm lượng etanol (cồn) ở 200C, tính theo % (V/V),

Theo tiêu chuẩn đã được công bố của nhà sản xuất

2 Hàm lượng aldehyde, tính bằng miligam aldehyt

axetic trong 1 l rượu 1000, không lớn hơn 50

3 Hàm lượng este, tính bằng miligam este etylaxetat

trong1 l rượu 1000, không lớn hơn 200

4 Hàm lượng metanol trong 1 l etanol 1000, tính bằng

5 Hàm lượng rượu bậc cao tính theo tỷ lệ hỗn hợp

izopentanol và izobutanol, hỗn hợp 3:1, tính bằng

miligam trong 1 l etanol 1000

Theo tiêu chuẩn đã được công bố của nhà sản xuất

6 Hàm lượng furfurol, mg/l, không lớn hơn Vết

R: Gốc hidrocacbon hóa trị n, R có thể là H, có thể không có

CxHy(CHO)n nếu n ≥1 ; x ≥0 ; ≈CxHy + n ⇒ (y + n) nguyên, dương, chẵn

CnH2n + 2 -2k - 1CHO ⇒CnH2n + 1 - 2kCHO với (n ≥0; k = 0, 1, 2, 3, 4,…)

CnH2n + 2 - m - 1CHO ⇒CnH2n + 1 - mCHO với (n ≥0; m = 0, 2, 4, 6, 8,…)

•Andehyde đơn chức, no, mạch hở:

CnH2n + 1CHO (n ≥0) hay: CnH2nO (n ≥1)

R-CHO (R: Gốc hidrocacbon hóa trị I, no mạch hở, có thể là H)

(Võ Hồng Thái, Giáo khoa Hóa hữu cơ,Tr 183)

2.1.2.2 Tính chất vật lí

- Trạng thái : Chất đầu dãy đồng đẳng của aldehyde (fomandehyde) là chất khí ở điều kiện thường, các đồng đẳng trung bình là những chất lỏng Nhìn chung, aldehyde sôi ở nhiệt độ cao hơn dẫn xuất clo bậc một và bậc hai, nhưng lại thấp hơn ancol bậc một và bậc hai có cùng số nguyên tử cacbon, vì aldehyde có momen lưỡng cực lớn hơn dẫn xuất clo và không có liên kết hidro như ancol[12]

- Khả năng hòa tan: “Xét độ tan trong nước, ta thấy những chất đầu dãy như fomandehyde có độ tan 55%, axetandehyde tan vô hạn, còn các đồng

đẳng cao hơn chỉ tan ít hoặc không tan.”(PGS.TS Đỗ Đình Răng, Hóa học hữu cơ 2, tr.204, NXB Giáo dục)

- Mùi của các aldehyde thường khác nhau Fomandehyde có mùi xốc mạnh, axetandehyde có mùi xốc nhẹ hơn, nhiều aldehyde thơm khác có mùi đặc trưng của hạnh nhân

2.1.2.3 Tính chất hóa học

• Phản ứng cộng hidro

Nối đôi C=O của andehyde (cũng như của xeton) tham gia được phản ứng cộng hidro (H2) với chất xúc tác Ni hay Pt hay Pd và đun nóng để tạo nhóm −CH−OH (nhóm chức rượu bậc 1, −CH2−OH, đối với andehyde nhóm chức rượu bậc 2, -CH−OH, đối với xeton)

R - CH=O + H2 → R - CH2OH

Andehyde Rượu bậc nhất

* Điều kiện cộng hidro vào liên kết đôi C=O của andehyde, xeton giống như điều kiện cộng hiđro vào liên kết đôi C=C, liên kết ba C≡C Nhưng cộng hidro vào C=C, C≡C dễ hơn so với C=O, nên andehyde, xeton không no khi cộng hidro thì hidro cộng vào liên kết đôi C=C, C≡C của gốc hidrocacbon không no trước rồi mới cộng vào liên kết đôi C=O của nhóm chức andehit, xeton sau

Do đó khi cho andehyde, xeton không no, cộng hidro thì ta thu được rượu bậc 1, rượu bậc 2 no

CnH2n+ 2 - 2k - x(CHO)x+ (k + x)H2→ CnH2n + 2 - x(CH2OH)x

Trong phản ứng andehyde cộng hiđro để tạo rượu bậc 1 tương ứng, thì andehyde đóng vai trò chất oxi hóa, còn hiđro đóng vai trò chất khử Do đó người ta còn nói dùng hidro để khử andehyde tạo rượu bậc 1 tương ứng; hay andehyde bị khử bởi hidro để tạo rượu bậc một tương ứng Trong đa số trường hợp phản ứng khác, thì andehyde thể hiện tính khử, nhóm chức andehyde(−CHO) dễ bị oxi hóa tạo thành nhóm chức axit hữu cơ (−COOH)

• Phản ứng cháy

CxHy (CHO)0 + (x + y + n )/2 O2 → (x + n)CO2+ (y + n)/2H2O

CnH2n+2 – x (CHO)x+ (3n + x +1)/2 O2 → (n + x)CO2 + (n + 1)H2O Andehyde đa chức no mạch hở

CnH2n + 1CHO+ (3n + 2 )/2 O2 → (n + 1)CO2 + (n + 1)H2O

Andehyde đơn chức no mạch hở

* Chỉ có andehyde đơn chức no mạch hở (CTPT có dạng CnH2nO) khi cháy mới tạo số mol H2O bằng số mol CO2 Các andehyde đa chức, không no hoặc có vòng khi cháy đều tạo số mol H2O nhỏ hơn số mol CO2

• Phản ứng tráng gương (tráng bạc)

* Andehyde tác dụng với dung dịch bạc nitrat trong amoniac (dd AgNO3/NH3, thuốc thử Tollens) tạo ra kim loại bạc (Ag) bám vào thành bên trong của ống nghiệm có màu trắng sáng đặc trưng Do đó người ta thường dùng phản ứng đặc trưng này để nhận biết andehyde, cũng như để

tráng lớp kim loại bạc trên mặt thủy tinh (tạo gương soi, bình thủy giữ nhiệt, …)

* Trong phản ứng này, andehyde đóng vai trò chất khử, nó bị oxi hóa tạo axit hữu cơ tương ứng, nhưng do trong môi trường bazơ, amoniac (NH3) có dư, nên axit hữu cơ hiện diện ở dạng muối amoni của axit hữu

cơ Còn ion bạc (Ag+), trong AgNO3/NH3, đóng vai trò chất oxi hóa, nó bị khử tạo ra bạc kim loại

R-CHO + 2 AgNO3+ 3NH3+ H2O → R-COONH4+ 2 Ag + 2 NH4NO3Chất khử Chất oxi hóa

* Phản ứng tráng gương còn được viết theo các cách khác như sau: R-CHO + Ag2O → R-COOH + 2Ag

R-CHO + 2[Ag(NH3)2]OH → R-COONH4+ 2Ag + 3NH3+ H2O

R-CHO +2[Ag(NH3)2]NO3+ H2O → R-COONH4+2Ag + 2NH4NO3+ NH3R-CHO + 2[Ag(NH3)2]+ + H2O → R-COO- + 2Ag + 2NH4+ + NH3

* Trong hầu hết trường hợp khi cho aldehyde đơn chức tác dụng với dung dịch bạc nitrat trong amoniac thì với 1 mol aldehyde đơn chức, sau khi thực hiện phản ứng tráng gương sẽ thu được 2 mol bạc kim loại Tuy nhiên với aldehyde fomic (HCHO), mặc dù là aldehyde đơn chức đơn giản nhất, nhưng sau khi thực hiện phản ứng tráng gương với lượng dư dd AgNO3 trong amoniac thì 1 mol aldehyde fomic thu được 4 mol Ag Nguyên nhân là trong cấu tạo của fomandehyde coi như có chứa 2 nhóm chức -CHO, nên với lượng

dư AgNO3/NH3, nó tham gia được phản ứng tráng gương hai lần và do đó thu được 4 mol Ag từ 1 mol HCHO

H-CHO + 2AgNO3+ 3NH3+ H2O →H-COONH4+ 2Ag + 2NH4NO3H-COONH4+2AgNO3+3NH3+H2O→NH4O-COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3

HCHO + 4AgNO3+ 6NH3+ 2H2O →(NH4)2CO3 + 4Ag + 4NH4NO3Phản ứng với đồng (II) hiđroxit trong dung dịch kiềm, đun nóng

* Aldehyde bị oxi hóa bởi đồng (II) hiđroxit trong dung dịch kiềm đun nóng tạo thành axit hữu cơ tương ứng, nhưng trong môi trường kiềm nên axit hiện diện ở dạng muối, còn Cu(OH)2 bị khử tạo thành đồng (I) oxit không tan, có màu đỏ gạch

R-CHO + 2Cu(OH)2 + OH− → R-COO−

+ Cu2O↓ + 3H2O Chất khử Chất oxi hóa Kết tủa màu đỏ gạch

* Viết phương trình phản ứng :

CH3-CHO + 2Cu(OH)2+ NaOH → CH3-COONa + Cu2O↓ + 3H2O

CH2=CH-CHO+2Cu(OH)2+ KOH → CH2=CH-COOK+Cu2O↓ + 3H2O HOC-CHO+ 4Cu(OH)2+ 2NaOH→NaOOC-COONa+ 2Cu2O↓ + 6H2O

C6H5-CHO + 2Cu(OH)2+ NaOH → C6H5-COONa + Cu2O↓ + 3H2O

* Để đơn giản hóa, người ta bỏ qua môi trường kiềm trong phản ứng trên R-CHO + 2Cu(OH)2→ R-COOH + Cu2O + 2H2O

* Thay vì dùng Cu(OH)2trong dung dịch kiềm đun nóng, người ta còn dùng dung dịch Fehling (dung dịch hỗn hợp gồm đồng (II) sunfat, muối tartrat natri kali, xút và nước, CuSO4-NaOOC-(CHOH)2-COOK -NaOH- H2O) để oxi hóa aldehyde tạo axit hữu cơ tương ứng, nhưng trong môi trường kiềm nên axit hiện diện ở dạng muối, còn Cu2+ bị khử tạo đồng (I) oxit có màu đỏ gạch Do

đó, có thể căn cứ phản ứng đặc trưng này để nhận biết aldehyde

* Với 1 mol aldehyde đơn chức sau khi phản ứng với Cu(OH)2/OH- , t°

sẽ thu được 1 mol Cu2O Riêng với H-CHO, sau khi cho tác dụng với lượng

dư Cu(OH)2/ OH−, t° sẽ thu được muối cacbonat (môi trường kiềm) hay khí CO2 thoát ra (nếu bỏ qua môi trường kiềm) Vì trong cấu tạo của H-CHO coi như có chứa 2 nhóm -CHO trong phân tử

• Phản ứng cộng dung dịch Natri bisunfit bão hòa (NaHSO3)

* Aldehyde (R-CHO) và metyl xeton (R-CO-CH3) tác dụng được với dung dịch bão hòa natri bisunfit (NaHSO3) tạo hợp chất cộng bisunfit không tan, có màu trắng Tổng quát, các xeton khác không tham gia phản ứng này vì chướng ngại lập thể (các nhóm thế quá lớn, không đủ chỗ để bốn nhóm lớn cùng liên kết vào một nguyên tử cacbon (C)

R-CHO + NaHSO3→ R CH(OH)SO3Na↓

* Người ta thường dùng phản ứng đặc trưng này để tách lấy riêng aldehyde (R-CHO) cũng như metyl xeton (RCO-CH3) ra khỏi hỗn hợp các chất hữu cơ Cho hỗn hợp các chất hữu cơ có chứa aldehyde hoặc metyl xeton tác dụng với dung dịch natri bisunfit bão hòa thì chỉ có aldehyde hoặc metyl xeton tác dụng tạo hợp chất cộng không tan, có màu trắng Sau đó lọc

lấy sản phẩm cộng bisunfit này rồi cho tác dụng với dung dịch axit clohidric (dd HCl) hoặc dung dịch xút (dd NaOH) sẽ tái tạo được aldehyde, cũng như metyl xeton

2.1.2.4 Tác hại của aldehyde trong cuộc sống

Aldehyde gây choáng, sốc làm cho hệ tuần hoàn và tiêu hóa hoạt động mạnh hơn huyết áp cao và gây nhức đầu

Aldehyde còn ảnh hưởng tới gan, nhiễm độc phôi thai gây quái thai, viêm phúc mạc sơ, thiếu máu não cục bộ, và các bệnh lão hóa [19]

2.1.3 Tổng quan về nguyên liệu vô cơ

2.1.3.1 Clinker

a, Thành phần của Clinker

Clinker là bán sản phẩm trong quá trình sản xuất xi măng Clinker được sản xuất bằng cách nung kết hợp hỗn hợp nguyên liệu đá vôi, đất sét và quặng sắt với thành phần xác định đã được định trước, Clinker có dạng cục sỏi nhỏ, kích thước 10-50mm

Bảng 2.3: Thành phần hóa học của clinker

C nhằm tạo hợp chất chứa thành phần pha cần thiết (gồm các loại khoáng và pha thủy tinh)

Các oxyt chính phản ứng tạo thành khoáng cần thiết Một phần nguyên liệu không phản ứng nằm trong pha thủy tinh hoặc ở dạng tự do Ngoài ra clinker còn chứa những khoáng khác do tạp chất phản ứng tạo nên trong quá trình nung[13]

Bảng 2.4 Thành phần khoáng của Clinker

Sự hydrat hoá của Alít (C3S)

Sự hydrat hoá của C3S và Alít tạo thành các hydro canxi silicat và Ca(OH)2 theo các phản ứng như sau:

2(3CaO SiO2) + 6H2O = 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2

3CaO SiO2 + 3H2O = 2CaO.SiO2.2H2O + Ca(OH)2

Tổng lượng nhiệt toả ra phụ thuộc vào dạng hydro canxi silicat được tạo thành và thay đổi trong khoảng từ 32 ÷ 500kJ/kg

Mức độ hydrat hoá C3S ở nhiệt độ 298o

K (25oC) sau 1 ngày: 25 ÷ 35%; sau 10 ngày: 55 ÷ 65%; sau 28 ngày: 78 ÷ 80%

Thành phần của các hydro canxi silicat được tạo thành khi hydrat hoá

C3S và Alit bị thay đổi và phụ thuộc vào điều kiện đóng rắn Các hydro canxi silicat mới có độ bazơ cao kết tinh dưới dạng tinh thể hình sợi dài nhỏ Các tinh thể này tạo thành ở bên ngoài lớp vỏ hydrat hình cầu do đó có thể quan sát được khi nghiên cứu kính hiển vi điện tử (hình bên) Sự hydrat hoá C3S bị

chậm lại khi có mặt Ca(OH)2, C3A và tăng lên đáng kể khi có mặt CaCl2 và các clorit, bromit, nitrit, sunfat, cacbonat, các kim loại kiềm và thạch cao

Sự hydrat hoá của bêlit (C2S)

Phản ứng hydrat hoá C2S và các dung dịch rắn của nó tạo thành các hydro canxi silicat thành phần khác nhau và số lượng Ca(OH)2 nào đó như sau:

2CaO.SiO2 + 3H2O = CaO SiO2.2H2O + Ca(OH)2

Phản ứng xảy ra với lượng nhiệt toả ra 250 ÷ 290kJ/kg

Tốc độ hydrat hoá C2S chậm hơn so với C3S và phụ thuộc vào cấu tạo tinh thể của khoáng, thành phần của dung dịch nước và điều kiện xảy ra phản ứng Do tác động của các yếu tố đã chỉ ra, mức độ hydrat hoá C2S có thể là: Sau 1 ngày: 5 ÷ 10%; sau 10 ngày: 10 ÷ 20%;

Sau 28 ngày: 30 ÷ 50%; sau 5 ÷ 6 năm: 100%

Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng β-C2S tổng hợp hydrat hoá chậm hơn belit trong thành phần XMP Sự hoà tan trong chúng của các ôxit BaO,

P2O5, Cr2O3, Fe2O3, Na2O ở số lượng hợp lý góp phần làm tăng độ hoạt tính hydrat hoá của khoáng Nguyên nhân của đặc trưng hydrat hoá rất phức tạp của các dung dịch rắn của C2S chính là sự ổn định của chúng ở các trạng thái cấu trúc khác nhau Người ta đã cho rằng hoạt tính hydrat hoá của α, α' và β-

C2S cao nhưng khác nhau còn γ -C2S không bị hydrat hoá Tốc độ hydrat hoá C2S tăng lên trong dung dịch nước chứa CaSO4 và CaCl2 hoà tan[19] [20]

Sự hydrat hoá các canxi aluminat:

Trong quá trình hydrat hoá C3A tách ra các hydro canxi aluminat khác nhau, nhưng ở giai đoạn đầu có 4CaO.Al2O3.19H2O và 2CaO.Al2O3.8H2O Phản ứng có thể xảy ra theo sơ đồ:

2(3CaO.Al2O3) + 27H2O = 2CaO.Al2O3.8H2O + 4CaO.Al2O3.19H2O3CaO.Al2O3 + 6H2O = 3CaO.Al2O3.6H2O

Hiệu ứng nhiệt của phản ứng phụ thuộc vào thành phần của hydro canxi aluminat cuối cùng và thay đổi trong khoảng 865 ÷1100 kJ/kg Phản ứng hydrat hoá C3A xảy ra rất nhanh và sau 1 ngày đã đạt đến 70 - 80% Khi hydrat hoá C3A có thể tạo thành đồng thời các hydrat C3AH6 và AH3, C4AH19

và C2AH8

Nếu trong nước trộn có mặt các ion SO42- thì sản phẩm hydrat hoá C3A sẽ là khoáng 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O - hydro canxi trisunfo aluminat hay còn gọi là Ettringit

3CaO.Al2O3 + 3CaSO4 + 32H2O = 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O

Trong trường hợp nếu các ion SO42- trong dung dịch không đủ để liên kết tất cả hydro canxi aluminat thành Ettringit, thì các tinh thể Ettringit và hydro canxialuminat tương tác với nhau tạo thành hydro canxi monosunfo aluminat:

2(C3AH6 ) + 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O = 3(3CaO.Al2O3.CaSO4.12H2O) + 8H2O

Các tinh thể Ettringit hình kim hoặc hình lăng trụ tạo thành ở gần bề mặt của hạt C3A cũng như ở khoảng trống giữa các hạt Các tinh thể hydro canxi monosunfo aluminat có dạng tấm Khi có mặt các ion SO42- tốc độ hydrat hoá C3A bị chậm lại

Các ion Cl- (CaCl2) thúc đẩy quá trình hydrat hoá C3A cũng như hỗn hợp C3A với CaSO4 Các muối hoà tan nhiều trong nước (sunfat, clorit, nitrat v.v.) gây ra ảnh hưởng lớn lên động học hydrat hoá C3A Trên cơ sở các hydro canxi aluminat độ bazơ cao có thể tạo thành Ettringit khi chúng tương tác với các ion Ca2+ và SO42- trong các môi trường xâm thực[21]

c, Màu sắc và cấu tạo ngoại quan của Clinker

Khi nghiên cứu các loại clinker của các nhà máy khác nhau trong kính hiển vi quang học, có thể thấy các cấu trúc khác nhau của clinker Điều này có thể được minh hoạ bằng hình 1

Ảnh kính hiển vi cho thấy một loại clinker có độ xốp thấp (nhỏ hơn khoảng 5%) bao gồm một vài lỗ nhỏ Các tinh thể alite và belite là lớn Cần chú ý rằng độ phóng đại hình 1 là như nhau trên các clinker khác nhau.Trên ảnh kính hiển vi hình 1 thấy một cấu trúc clinker rất khác Độ xốp cao, do đó

nó gồm có nhiều lỗ nhỏ, đồng thời kích thước các tinh thể alite là nhỏ còn hàm lượng belite là thấp

Hình 2.1 cấu trúc của clinker

Trắng/xám giữa các tinh thể Ferrite/Aluminate C4AF/C3A

Viền trắng bao quanh tinh thể Vôi tự do CaO

Trong các nguồn tài liệu khác nhau, người ta chia đất sét ra thành ba hay bốn nhóm chính như sau: Kaolinit, montmorillonit-smectit, illit và chlorit (nhóm cuối cùng không phải lúc nào cũng được coi là một phần của đất sét và đôi khi được phân loại như là một nhóm riêng, trong phạm vi phyllosilicat)