Nghiên cứu xử lý váng mỡ ở các nhà hàng ăn uống bằng phương pháp hóa học và sinh học

Nghiên cứu xử lý váng mỡ ở các nhà hàng ăn uống bằng phương pháp hóa học và sinh học.

M ð u Ơ nhi m mơi trư ng đư c xem v n ñ b c xúc hi n nay, không ch riêng Vi t Nam, mà c Th gi i Trong cu c s ng hàng ngày tiêu th s d ng m t lư ng l n nhiên li u, nguyên li u, s n ph m t thiên nhiên, t s n xu t ñ t n t i phát tri n ñ ng th i th i vào môi trư ng t nhiên ph th i, rác th i Khi n n kinh t phát tri n, dân s t i vùng th , trung tâm cơng nghi p tăng nhanh ph th i, rác th i nhi u làm ô nhi m môi trư ng xung quanh, nh hư ng t i s c kh e c ng ñ ng làm gi m ñi v ñ p c nh quan thiên nhiên Ch t th i r n nói chung rác th i sinh ho t nói riêng ñang m t v n ñ n i c m Vi t Nam, ñ c bi t th l n Hà N i, thành ph H Chí Minh Do nhu c u ăn u ng nhà hàng, khách s n ngày tăng ñ c bi t d p l , t t, cư i xin nh ng ngày cu i tu n Vì th có m t lư ng l n th c ăn th a giàu dinh dư ng ñư c th i V i ch t th i thơ có th s d ng làm th c ăn cho gia súc nên s chăn ni nh l c g ng thu gom khơng tri t đ đơi cịn g p khó khăn khơng đ m b o v sinh chăn nuôi, d gây b nh cho gia súc gia c m nên ph n nhi u v n ñư c thu gom ñ chôn l p V i ch t th i khác d ng v n, l ng theo nư c r a t i h th ng c ng ng m Sau m t th i gian ch t th i k t h p v i t o thành l p váng m dày n i lên m t nư c ðây v n đ nh c nh i khơng ch gây nhi m mơi trư ng mà cịn gây ách tách dòng ch y c ng đ i v i nhà hàng, khách s n, s s n xu t d u ăn, gi t m gia súc gia c m đơi c gia đình Vì th khn kh lu n văn này, chúng tơi t p trung nghiên c u x lý váng m nhà hàng b ng phương pháp hóa h c sinh h c ð i tư ng nghiên c u váng m nhà hàng Phương Nguyên Tây H Hà N i Chương 1.T ng quan Ch t th i nhà hàng ăn u ng 1.1 S phát sinh ch t th i ð n u ăn, gia đình, b p n u nhà hàng, khách s n ph i v t b ñi lo i lá, v , h t c a rau c q a, ph th i t th t, tr ng…Sau ăn xong b đ ăn th a v hoa q a, gói bánh, xương x u…Th c ăn th a thư ng ñư c ñ chung ñ n khu t p k t rác th i r n Ngồi ra, qúa trình ch bi n th c ăn, r a bát ñĩa m t ph n th c ăn tươi th c ăn th a m , b t, nư c m m, v n th t,…cùng v i ch t t y r a theo nư c t i h th ng x lý nư c th i c a nhà hàng Như v y thành ph n c a h n h p g m huy n phù, nhũ tương c a lipit, gluxit, protein, ch t t y r a thành ph n khác Hàm lư ng ch t khác tùy theo th i gian ngày, tu n tùy theo mùa, thành ph n ch y u d u ăn Trong qúa trình chiên, rán ch m t lư ng nh d u ăn bám vào th c ăn cịn l i dính vào d ng c ch bi n, bát ñĩa chúng ñư c cu n theo nư c r a Vì có t kh i nh chúng kéo theo m t ph n ch t khác n i lên m t nư c t o thành m t l p váng m dày Theo th i gian thành ph n d phân h y y m khí protein, gluxit làm tăng COD, sinh mùi khó ch u gây ô nhi m môi trư ng nư c khu v c lân c n ðây v n ñ nh c nh i v i nhà hàng, v y ph i có bi n pháp thu gom nhanh, tri t ñ x lý hi u q a l p váng m 1.2 Thành ph n c a váng m 1.2.1 Lipit 1.2.1.1 ð nh nghĩa phân lo i [1] - ð nh nghĩa: Lipit nh ng h p ch t c a axit béo v i ancol ho c aminoancol - Phân lo i: Lipit ñư c chia làm hai lo i: lipit thu n lipit t p + Lipit thu n: triglixerit (gilixerit), sterit, xerit (sáp) Glixerit: este c a axít béo v i glixerin Sáp: Este c a monoancol phân t kh i l n v i axit béo phân t kh i l n ch t r n ñi u ki n thư ng (sáp ong…) Sterit: Este c a axit béo có phân t kh i l n v i monoancol đa vịng có phân t kh i l n (g i chung sterol) ch t r n không màu, không tan nư c + Lipit tap: Photpholipit: có ch a thêm m t g c axit photphoric, thơng thư ng có kèm theo bazơ nitơ nhóm th khác Ví d : Glixerophotpholipit: ancol glixerin ñ i v i Shingophotpholipit: ancol sphingozin Glicolipit (glicosphingolipit): có ch a m t axit béo, sphingozin ñư ng Các lipit ph c t p khác: sunfolipit, aminolipit, lipprotein 1.2.1.2 Khái ni m ch t béo Ch t béo trieste c a glixerin v i axit monocacboxylic có s ch n nguyên t C (thư ng t 12C đ n 24C) khơng phân nhánh, g i chung triglixerit Khi th y phân ch t béo thu đư c glixerin axit béo (ho c mu i) Ch t béo có cơng th c chung là: (R1, R2, R3 g c hiđrocacbon no ho c khơng no, khơng phân nhánh, có th gi ng ho c khác nhau) - Axit béo no thư ng g p là: C15H31COOH (axit panmitic, tnc = 630C) C17H35COOH (axit stearic, tnc = 700C) - Axit béo không no thư ng g p là: C17H33COOH (axit oleic hay axit cis-octañeca-9-enoic, tnc = 130 C) C17H31COOH (axit linoleic hay axit cis,cis-octañeca-9,12-ñienoic, tnc = 50C) - Tristearin (glixerin tristearat) có tnc = 71.50C; tripanmitin (glixerin panmitat) có tnc = 65.50 C; triolein (glixerin trioleat) có tnc = - 5.50 C 1.2.1.3 Tính ch t c a ch t béo Tính ch t v t lí - Các ch t béo không tan nư c g c hiñrocacbon l n c a axit béo làm tăng tính k nư c c a phân t ch t béo - D u th c v t thư ng có hàm lư ng axit béo chưa no (ñ u d ng –cis) cao m ñ ng v t làm cho nhi t đ nóng ch y c a d u th c v t th p so v i m ñ ng v t Th c t , m ñ ng v t h u t n t i t i tr ng thái r n d u th c v t t n tr ng thái l ng Tính ch t hóa h c Ph n ng th y phân môi trư ng axit: Triglixerit Glixerin Axit béo Ph n ng xà phịng hóa: Triglixerit Glixerin Xà phịng - Khi ñun nóng ch t béo v i dung d ch ki m t o glixerin h n h p mu i c a axit béo Mu i natri (ho c kali) c a axit béo xà phịng - Ph n ng xà phịng hóa x y nhanh ph n ng th y phân môi trư ng axit không thu n ngh ch - ð xác ñ nh ch t lư ng c a ch t béo ngư i ta thư ng d a vào m t s ch s sau: + Ch s axit: s miligam KOH ñ trung hịa hồn tồn axit t có gam ch t béo + Ch s xà phòng hóa: t ng s miligam KOH đ xà phịng hóa ch t béo axit t có gam ch t béo + Ch s este: hi u c a ch s xà phịng hóa ch s axit + Ch s iot: s gam iot có th c ng vào liên k t b i m ch cacbon c a 100 gam ch t béo Ph n ng hiđro hóa: Triolein (l ng) Tristearin (r n) Ph n ng hiđro hóa ch t béo làm tăng nhi t đ nóng ch y c a ch t béo Ph n ng oxi hóa: N i đơi C=C g c axit khơng no c a ch t béo b oxi hóa ch m b i oxi khơng khí t o thành peoxit, ch t b phân h y thành anđehit có mùi khó ch u ðó nguyên nhân c a hi n tư ng d u m b thiu 1.2.1.4 Vai trị c a ch t béo th Ch t béo th c ăn quan tr ng c a ngư i ru t non, nh tác d ng xúc tác c a enzim lipaza d ch m t, ch t béo b th y phân thành axit béo glixerol r i ñư c h p th vào thành ru t đó, glixerol axit béo l i k t h p v i t o thành ch t béo r i ñư c máu v n chuy n ñ n t bào Nh nh ng ph n ng sinh hóa ph c t p, ch t béo b oxi hóa thành CO2, nư c cung c p lư ng cho th Ch t béo chưa s d ng đư c tích lũy vào mơ m Vì th th ch t béo ngu n cung c p d tr lư ng Ch t béo cịn ngun li u đ t ng h p m t s ch t khác c n thi t cho th Nó cịn có tác d ng b o ñ m s v n chuy n h p th ch t hòa tan ñư c ch t béo 1.2.2 Protein 1.2.2.1 Khái ni m phân lo i Khái ni m: Protein m t polime sinh h c c a L - α - aminoaxit k t h p v i b ng liên k t peptit Có kho ng 20 aminoaxit đư c mã hóa gen ñư c h p nh t protein Phân lo i: Protein ñư c phân thành lo i - Protein ñơn gi n: ñư c t o thành ch t α-aminoaxit Thí d m t s enzyme c a t y bị ribonucleaza g m hồn toàn amino axit n i v i thành m t chu i polypeptit nh t (có 124 g c aminoaxit, kh i lư ng phân t 12.640 ñvc), chymotripsin g m toàn aminoaxit n i v i thành chu i polypeptit (có 241 g c aminoaxit, kh i lư ng phân t 22.600 ñvc) v.v - Protein ph c t p: nh ng protein mà thành ph n phân t c a ngồi α- aminoaxit protein đơn gi n cịn có thêm thành ph n khác có b n ch t khơng ph i protein cịn g i nhóm ngo i (nhóm thêm) Tuỳ thu c vào b n ch t c a nhóm ngo i, ngư i ta chia protein ph c t p nhóm nh thư ng g i tên protein theo b n ch t nhóm ngo i: - Lipoprotein: nhóm ngo i lipit - Nucleoprotein: nhóm ngo i axit nucleic - Glycoprotein: nhóm ngo i gluxit d n xu t c a - Photphoprotein: nhóm ngo i photphat, ví d casein s a - Cromoprotein: nhóm ngo i h p ch t có màu Tuỳ theo tính ch t c a t ng nhóm ngo i mà có nh ng màu s c khác ñ ( hemoglobin), vàng ( flavoprotein) 1.2.2.2 Vai trò ch c c a protein Protein thành ph n không th thi u c a t t c th sinh v t, s c a s s ng Không nh ng th , protein m t lo i th c ăn c a ngư i nhi u lo i ñ ng v t dư i d ng th t, cá, tr ng… Tám ch c quan tr ng c a protein là: + Xúc tác +V nt i + V n ñ ng +B ov + ði u hoà + Truy n xung th n kinh + C u trúc + D tr 1.2.2.3 Tính ch t c a protein Tính ch t v t lý a) Hình d ng: - D ng s i: keratin (trong tóc, móng s ng), miozin (trong b p), fibroin (trong tơ t m, m ng nh n) - D ng c u: albumin (trong lòng tr ng tr ng), hemoglobin (trong máu) b) Tính tan: Protein hình s i khơng tan, protein hình c u tan nư c t o thành dung d ch keo albumin (lòng tr ng tr ng), hemoglobin (máu) - Albumin: tan nư c, b k t t a n ng ñ mu i (NH4)2SO4 cao (70-100%) - Globulin: không tan ho c tan nư c, tan dung d ch mu i loãng c a m t s mu i trung tính NaCl, KCl, Na2SO4 ,và b k t t a n ng đ mu i (NH4)2SO4 bán bão hồ - Prolamin: không tan nư c ho c dung d ch mu i loãng, tan etanol, isopropanol 70-80% - Glutein: ch tan dung d ch ki m ho c axit lỗng - Histon: protein có tính ki m d tan nư c, không tan dung d ch amoniac lỗng c) S đơng t : Là s đơng l i c a protein tách kh i dung d ch đun nóng ho c thêm axit, bazơ, mu i Tính ch t hóa h c a) Ph n ng th y phân: - ði u ki n th y phân: xúc tác axit ho c ki m đun nóng ho c xúc tác enzim - S n ph m: α-aminoaxit b) Ph n ng màu: Albumin (protein có lịng tr ng tr ng) HNO3 ñ c K t t a màu vàng (do s n ph m có nhóm NO2) Cu(OH)2 Ph c ch t có màu tím đ c trưng (ph n ng biure) 1.2.3 Cacbohydrat 1.2.3.1 ð nh nghĩa phân lo i ð nh nghĩa: Cacbohydrat hay saccarit nh ng h p ch t h u t p ch c thư ng có cơng th c trung Cn(H20)m Phân loai: Cacbohydrat ñư c phân thành nhóm sau + Monosaccarit (ozơ, đư ng đơn): Là nhóm cacbohydrat đơn gi n nh t khơng có th th y phân đư c Thí d : triozơ, tetrozơ, pentozơ, hexozơ, heptozơ + Oligosaccarit (oligozơ, ph m vi t ñ n 10 phân t ñư ng) Thí d : ðisaccarit, trisaccarit, tetrasaccarit + Polisaccarit (pliozơ, 10 phân t ñư ng): Polisaccarit thu n (holopolisaccarit, holoozit: Polihomosaccarit (g m m t lo i ozơ phân t ) poliheterosaccarit (g m nhi u ozơ phân t ) Polisaccarit t p (heteropolisaccarit, heteroozit): N-heteropolisaccarit (ngồi h p ch t c a ozơ cịn có nh ng h p ch t c a nitơ), S-heteropolisaccarit (ngồi h p ch t c a ozơ có nh ng h p ch t c a lưu huỳnh) 1.2.3.2 Ch c Làm nhiên li u, cung c p 60% lư ng cho th s ng Làm b khung c u trúc v b o v , thư ng có m t khu n th c v t vách c a t bào vi mô n i v b o v ñ ng v t Liên k t v i protein lipit màng đóng vai trị làm phương ti n v n chuy n tín hi u gi a t bào 1.3 S bi n ñ i ch t trình chiên rán [15] Rán cho nguyên li u vào d u nhi t ñ cao D u dùng ñ rán nguyên li u có th d u l c, d u bơng, d u hư ng dương, d u ñ u nành, d u c ð i v i th t, có th dùng m đ ng v t đ rán M c đích rán - Tăng giá tr c m quan c a s n ph m - Tăng giá tr dinh dư ng c a s n ph m - Tiêu di t h th ng men vi sinh v t Yêu c u tính ch t c a d u m dùng ñ rán Có th dùng d u ho c m , nên dùng d u ñã tinh ch D u rán ph i ñ t yêu c u sau: - Mùi v : khơng ơi, khét, có mùi đ c trưng - Màu s c: trong, sáng, không l ng c n - Lư ng m ch t bay không 0.3 % - Ch s axit c a d u < 0.2 • Nh ng bi n đ i q trình rán Bi n đ i c a nguyên li u - Protein nguyên li u b bi n tính Rau ch a protein nên đơng, protein chuy n thành d ng h t r i, r i phân h y thành d ng bơng S bi n đ i c a protein b t ñ u nhi t ñ 30 – 350C, t c ñ tăng d n theo nhi t đ , nhi t đ 60 – 650C protein b bi n tính Các protein m t tính tan, phân t protein ch a S b c t đ t, gi i phóng H2S - Gluxit b bi n ñ i, ñư ng tinh b t l p b m t b caramel hóa Protopectin b th y phân thành pectin hòa tan, làm rau rán tr nên m m - Chlorophyl chuy n thành pheophytin, caroten b phân h y, l i tan nhi u d u nóng làm cho d u có màu da cam Các ch t h u hòa tan vitamin hòa tan ch t béo ñ u chuy n vào d u Vitamin B1, B2 t n th t Vitamin C b phá h y – 18% Các este ch t thơm bay b t n th t rán - Nư c thoát làm tăng n ng đ ch t khơ Bi n đ i c a d u Trong trình rán, tác d ng c a nhi t ñ cao th i gian dài, tác d ng c a nư c thoát t nguyên li u s hòa l n ch t gluxit, protein, lipit, t o thành nhũ tương, ti p xúc v i khơng khí m t thống v i m t truy n nhi t, nên d u b bi n tính - Khi rán đ nh t c a d u tăng ch t dinh dư ng nguyên li u d ch chuy n vào d u, d u b x m màu - nhi t ñ cao, d u ti p xúc v i nư c oxi nên b th y phân oxi hóa thành axit béo, glixerin, r i thành ch t peoxit, anđehit, xeton (có mùi khét) acrolein (là ch t l ng, ñ c, rán b c thành khói xanh m t thoáng c a d u làm cay m t) theo sơ đ sau: NhiƯt, oxi ChÊt bÐo (dÇu, mì) Glixerin Nhiệt Acrolein (Gây độc) + Axit béo Oxi hóa Anđehit, xeton (Ôi dầu) Hi n nay, bi n phỏp ch y u ñ ch ng hi n tư ng hư h ng d u rán trì d u rán lị rán v i th i gian ng n nh t Ngư i ta ch ng oxi hóa d u b ng cách cho ch t ch ng oxi hóa vào d u rán Các phương pháp x lý váng m nhà hàng ăn u ng 2.1 Thu gom Váng m t nhà hàng ăn u ng m t kh i n i m t nư c có thành ph n ph c t p g m ch y u m , nư c, ngồi cịn có tinh b t, protein, ch t ho t ñ ng b m t thành ph n khác…Như v y c n ph i thu gom nhanh tri t ñ , tránh đ q trình phân hu sinh h c làm tăng COD, mùi khó ch u gây khó khăn cho qúa trình x lý nư c ti p theo Váng m có th đư c v t vào bao t i ñ lo i b m t ph n nư c tích t ð thu gom tri t đ có th dùng phương pháp keo t ho c n n i 10 Nh n xét: V i k t q a d th y hàm lư ng axit stearic gi m th i gian tan, đơng t tăng lên ñ b n s n ph m gi m Các m u M31, M32, M33, M34 cho k t q a t t v ñ b n kh i lư ng l n, m u M34 lư ng axit stearic kh i lư ng c n khô cao 35.07g 1.3.5 K t q a so sánh gi a m u c n khô L y m u c n khô M25, M31, M32, M33, M34 so sánh v i c n th trư ng M0 kh cháy, ph n trăm tro L y m i m u gam cho vào c c th y tinh gi ng ñã bi t trư c kh i lư ng ñ t c c giá ñ , ñ giá ñ c c th y tinh nh ch a 40 ml nư c máy ti n hành thí nghi m ñ t c n ño nhi t ñ c a nư c c c th y tinh sau ñ t xong B ng 3.11 K t q a so sánh gi a m u c n M u Kh i lư ng Ng n ñ t (g) l a Th i gian Kh i % tro cháy lư ng theo kh i (giây) l i (g) lư ng Nhi t ñ 40ml nư c c c (0C) M0 Cháy t t 217 0.50 25% 62 M25 Cháy t t 234 0.17 8.5% 77 M31 Cháy t t 187 0.28 14.0% 65 M32 Cháy t t 215 0.24 12% 73 M33 Cháy t t 233 0.19 9.5% 75 M34 Cháy t t 245 0.15 7.5% 79 Nh n xét: Qua b ng s li u ta th y c n th trư ng có hàm lư ng tro r t cao 25% m u ch s d ng axit stearic 8.5% m u M34 7.5%, n a nhi t lư ng t a ch làm c c nư c nóng t i 620 khơng l n b ng m u c n khơ ch có axit stearic nhi t ñ lên t i 770C, m u M34 nhi t đ lên 790C Như v y có th s d ng xà phịng u ch k t h p v i axit stearic ñ làm c n khô v i ch t lư ng t t 1.4 K t q a th nghi m làm th c ăn gia súc 1.4.1 K t q a v kh i lư ng c a chu t sau ba tu n cho ăn V i th c ăn th trư ng 56 B ng 3.12 K t qu tăng tr ng c a chu t v i th c ăn th trư ng Kh i lư ng chu t hàng tu n (g) Tu n Tu n 17 20.5 17.3 20.4 18 21.5 16.5 20 16 19 17.4 20.5 16.5 19.5 18.2 22 18.5 22.8 18 21 17.34 20.72 0.84 1.15 Chu t Ban ñ u 15.5 16.2 16.5 14.5 15 15.5 15.5 16 17.2 10 17 Trung bình 15.89 ð l ch chu n 0.86 Kh i lương tăng trung bình 1.45 3.38 theo tu n Kh i lư ng trung bình tăng ba tu n Tu n 24 24.5 23.6 24 22 23 23.5 26.4 25.1 24.5 24.06 1.19 3.34 8.17 V i th c ăn th nghi m t ch t th i sau tách m B ng 3.13 K t q a tăng tr ng c a chu t v i th c ăn th nghi m Chu t Kh i lư ng chu t hàng tu n (g) Ban ñ u Tu n 1 17.5 19.3 16.5 19.5 16.4 18.8 14.9 17 17.5 18.8 16.2 17.7 15.6 17.2 16.2 18.2 15.5 18.5 10 15.4 16.3 Trung bình 16.17 18.13 ð l ch chu n 0.862 1.052 T - tính 0.145 0.371 Kh i lư ng trung bình tăng theo 1.96 tu n Kh i lư ng trung bình tăng ba tu n T – tính: giá tr chu n student cho hai t p s li u, m 57 Tu n Tu n 22.3 23.8 22.4 21.1 20.5 21.6 20.6 21.4 21.8 20.6 21.61 1.028 0.365 25 26.3 25.4 23.8 24.3 23.5 23.5 25.4 24.7 24.5 24.64 0.912 0.244 3.48 3.03 8.47 i t p có 10 s li u gam 8.17 8.47 M u th c ăn th trư ng M u th c ăn th nghi m Tu n Tu n Tu n T ng Hình 3.2 So sánh kh tăng tr ng c a chu t dùng th c ăn th nghi m th c ăn th trư ng Nh n xét: T k t qu thu ñư c ta th y v i kh i lư ng chu t g n kh tăng tr ng v i lo i th c ăn không khác nhi u Trong tu n th nh t, th hai, th ba kh i lư ng tăng trung bình c a chu t v i th c ăn th nghi m tương ng 1.96, 3.48, 3.03 (g) v i th c ăn th trư ng 1.45, 3.38, 3.36 (g) V kh i lư ng trung bình ba tu n chu t ăn th c ăn th nghi m tăng 8.47 g l n ăn th c ăn th trư ng 8.17 g Dùng phân ph i student ñ so sánh hai t p s li u không liên quan t ng đơi m t Ta có giá tr t tra b ng tb(95,18) = 2.1 Như v y m i giá tr t tính đ u nh t tra b ng t c khơng có s khác gi a hai k t q a nghiên c u 1.4.2 K t q a v ño th l c c a chu t lo i th c ăn Hàng tu n vi c cân kh i lư ng c a t ng chu t chúng tơi cịn th nghi m th l c c a chu t qua kh bám tr c quay (phút) th i gian bơi nư c (phút) 1.4.2.1 K t q a v kh bám tr c quay c a chu t V i lo i th c ăn th trư ng 58 B ng 3.14 K t q a bám tr c quay v i chu t dùng th c ăn th trư ng Chu t 10 Trung bình ð l ch chu n Kh bám tr quay (phút) Ban ñ u Tu n Tu n Tu n 2.3 2.0 2.4 3.5 2.6 3.2 2.9 2.0 1.5 2.1 2.43 0.59 2.0 3.1 1.9 2.5 3.3 3.0 2.9 2.0 2.7 1.6 2.50 0.60 3.1 2.8 2.0 3.1 1.7 2.5 1.9 3.0 2.0 1.8 2.38 0.57 1.8 3.1 2.4 3.3 2.0 2.6 2.0 2.6 1.9 2.7 2.41 0.53 V i lo i th c ăn th nghi m B ng 3.15 K t q a bám tr c quay v i chu t dùng th c ăn th nghi m Chu t 10 Trung bình ð l ch chu n T - tính Kh bám tr quay (phút) Ban ñ u Tu n Tu n Tu n 3.4 2.1 2.3 3.5 2.8 3.3 3.1 2.4 1.9 2.2 2.70 0.63 0.197 3.0 2.5 1.4 2.6 2.9 3.2 2.6 2.3 2.1 3.6 2.62 0.61 0.088 2.5 2.7 2.2 3.2 1.9 2.4 2.8 3.3 2.7 3.4 2.71 0.49 0.277 2.1 3.5 2.9 4.1 2.1 2.1 2.7 2.8 1.4 2.9 2.66 0.78 0.168 59 Th i gian bám tr (phút) 2.8 2.7 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 Ban ñ u Tu n Tu n Tu n Th i gian (tu n) M u th c ăn th trư ng M u th c ăn th nghi m Hình 3.3 So sánh kh bám tr c quay c a chu t dùng th c ăn th nghi m th c ăn th trư ng Nh n xét: T b ng s li u bi u ñ ta th y th i gian bám tr trung bình tr c quay c a chu t qua tu n thay ñ i r t nh v i hai t p s li u nghiên c u Giá tr t tính ln nh giá tr t tra b ng (t tra b ng 2.1) hay hai k t q a nghiên c u không khác 1.4.2.2 K t q a v kh bơi c a chu t V i lo i th c ăn th trư ng B ng 3.16 K t q a th i gian bơi c a v i chu t dùng th c ăn th trư ng Chu t 10 Trung bình ð l ch chu n Th i gian bơi (phút) Ban ñ u Tu n Tu n Tu n 4.9 3.9 5.2 4.6 4.7 5.2 3.5 4.0 3.5 5.4 4.48 0.72 5.3 4.7 5.9 4.7 3.7 4.1 3.7 4.7 4.6 4.6 4.58 0.68 6.1 3.8 5.0 5.3 4.5 3.6 4.2 5.6 4.8 4.2 4.71 0.81 5.5 3.1 4.6 5.7 4.2 3.5 4.0 5.0 4.9 4.4 4.49 0.75 60 V i lo i th c ăn th nghi m B ng 3.17 K t q a th i gian bơi c a v i chu t dùng th c ăn th nghi m Th i gian bơi (phút) Chu t Ban ñ u Th i gian bơi (phút) 10 Trung bình ð l ch chu n T - t ính Tu n Tu n Tu n 5.4 4.6 4.1 3.9 4.4 5.1 3.7 3.2 3.7 5.6 4.37 0.80 0.065 6.1 5.2 5.6 3.4 3.4 4.1 3.9 4.0 2.8 4.7 4.32 1.06 0.131 4.6 6.8 4.6 5.0 3.9 3.7 4.1 5.5 5.8 3.4 4.74 1.06 0.014 5.2 2.9 4.1 5.2 4.0 3.5 3.7 4.3 5.3 3.2 4.14 0.86 0.194 4.8 4.7 4.6 4.5 4.4 4.3 4.2 4.1 3.9 3.8 Ban ñ u Tu n Tu n Tu n Th i gian (tu n) M u dùng th c ăn th trư ng M u dùng th c ăn th nghi m Hình 3.4 So sánh kh bơi c a chu t dùng th c ăn th nghi m th c ăn th trư ng 61 Nh n xét: V i hai t p s li u nghiên c u th i gian bơi trung bình khác khơng nhi u qua tu n thí nghi m Chu t dùng th c ăn th trư ng th i gian bơi trung bình ban đ u, tu n 1, tu n 2, tu n tương ng 4.48, 4.58, 4.71, 4.49 (phút) Chu t dùng th c ăn th nghi m th i gian bơi trung bình ban đ u, tu n 1, tu n 2, tu n tương ng 4.37, 4.32, 4.74, 4.14 (phút) T t c giá tr t tính ñ u nh giá tr t tra b ng V y hai k t q a nghiên c u khơng có s khác 1.5 K t q a phân h y sinh h c M t s thông s ñ u vào: + Kh i lư ng t 11.8 kg + Hàm m: 87.05% + % lipit: 18.35% + pH: + N (NH4+): 264 (mg/l) + P (PO43-): 67 (mg/l) Quá trình phân h y sinh h c y m khí t o khí metan t i nhi t đ phịng đư c kh o sát liên t c 30 ngày Các thông s pH, COD, NH4+, NO2-, NO3-, PO43- , t ng th tích khí hàng ngày đư c xác đ nh 1.5.1 S bi n thiên COD theo th i gian Ti n hành ño COD theo th i gian b ng phương pháp chu n ñ k t q a ch b ng 3.16 hình 3.5 B ng 3.18 K t q a COD theo th i gian phân h y y m Ngày COD Ngày COD Ngày COD 10 420 2125 2312 2067 1515 1098 12 14 16 18 20 22 1380 1529 1578 1328 1174 1080 24 26 28 30 32 34 856 792 624 521 Nh n xét: T ngày ñ u tiên ñ n ngày th COD tăng r t nhanh t 420 ñ n giá tr c c ñ i 2312 (mg/l) Nguyên nhân h th ng có m t lư ng l n vi 62 sinh v t y m khí ch t th i ñang giai ño n ti n phân h y trư c cho vào b y m khí Do qúa trình phân h y ch t h u gluxit, protein r t nhanh làm tăng lư ng ch t h u hòa tan nư c T ngày th ñ n ngày th 10 COD l i có xu hư ng gi m, t c đ c a ch t h u hòa tan chuy n hóa thành khí l n t c ñ phân h y c a ch t khó phân h y lipit làm cho lư ng ch t h u hòa tan vào nư c gi m d n Ti p t ngày th 10 ñ n ngày th 16 COD ti p t c tăng, có th giai đo n phát tri n m nh c a enzim lipaza, làm tăng t c ñ th y phân lipit ñ c bi t lipit d ng l ng, làm lư ng ch t h u hòa tan tăng lên T ngày th 16 tr ñi COD gi m d n ñ n ngày 30 521 COD gi m lư ng ch t h u hoà tan vào nư c ñã h t ho c r t ít, m t khác s chuy n hóa thành cacbonic, metan c a ch t h u d phân gi i hòa tan nư c ð n l i nh ng ch t h u khó phân gi i COD g n không tăng n a 2500 COD (mg/l) 2000 1500 1000 500 0 10 20 30 40 th i gian (ngày) Hình 3.5 S bi n thiên COD theo th i gian 1.5.2 Bi n thiên th tích khí theo th i gian Ti n hành th tích khí theo th i gian, k t q a ch 63 b ng hình sau: B ng 3.19 S bi n đ i th tích theo th i gian th tích (lít) Ngày 10 Th tích (l) 80 90 80 60 40 Ngày 12 14 16 18 20 22 Th tích (l) 50 80 60 40 30 20 Ngày 24 26 28 30 32 34 Th tích (l) 10 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 th i gian (ngày) Hình 3.6 S bi n thiên th tích theo th i gian Nh n xét: Th tích tăng r t nhanh t ngày ñ u ñ n ngày th ñ t c c ñ i ngày th 90 lít Vì h th ng có s n lư ng l n vi sinh v t sinh y m khí, cho ch t th i vào có nhi u ch t b phân h y d phân h y protein, gluxit, m t ph n d ng lipit l ng chuy n bi n r t nhanh thành ch t h u hòa tan qua giai ño n th y phân ti p ñó chuy n thành khí giai đo n t o thành axit giai ño n t o thành metan T ngày th đ n ngày th 10 th tích khí gi m lư ng ch t d phân h y protein, gluxit h t ho c cịn giai ño n mà lipit ñang phân h y ch m T ngày th 10 ñ n ngày th 14 th tích khí l i tăng nhanh t ngày th 14 l i gi m, đ n ngày 30 khí khơng n a ðây giai ño n mà kh phân h y lipit di n nhanh làm tăng lư ng ch t h u hoà tan nư c, mà lư ng lipit cịn lư ng ch t h u hoà tan nư c 64 s gi m d n ð n khí khơng n a h ch cịn l i nh ng ch t khó b phân h y 1.5.3 M i liên quan gi a COD t ng th tích khí T s li u th tích COD theo th i gian ta l p ñ th bi n thiên c a th tích COD theo th i gian m t hình 100 2500 90 80 2000 70 60 1500 50 40 1000 30 20 500 10 0 V (lit) 10 11 12 13 14 15 16 COD (mg/l) Hình 3.7 Liên quan gi a th tích khí COD Nh n xét: Qua hình 3.7 d dàng th y ñư c g n bi n thiên t ng th tích khí g n li n v i bi n thiên COD Có m t vài giá tr COD th p mà th tích khí cao, lư ng ch t h u hồ tan ch a nhi u ch t d phân h y, m ch ng n axit axetic, propionic…, chúng d chuy n nhanh thành khí Ngư c l i, có vài giá tr COD cao th tích khí th p, lư ng ch t hịa tan ch a nhi u ch t h u m ch dài axit m ch dài ñang giai ño n phân gi i thành h p ch t có m ch ng n ho c ch t khó phân gi i 1.5.4 K t q a phân tích khí Sau m t th i gian khí n đ nh ta b t đ u phân tích khí đ đánh giá hàm lư ng khí metan L y m u khí b ng m t xi lanh 10 ml sau phân tích khí 65 K t q a ch b ng sau: B ng 3.20 K t q a phân tích khí biogas Ngày %CO2 %H2O %H2S %CH4 23 2 73 26.5 1.5 70 27.5 1.5 69 Hàm lư ng khí metan trung bình 70.67% Tính tốn k t q a 2.1 Tính tốn k t q a làm c n khô th c ăn gia súc t m t lít ch t th i T m t lít ch t th i sau s y s thu đư c trung bình 115 ml m 145 g th c ăn Trong thí nghi m xà phịng hóa 30ml m thu đư c trung bình kho ng 24.5 g xà phịng, t n 0.125 mol NaOH V y trung bình t m t lít ch t th i Kh i lư ng xà phòng s kho ng: 24.5x 115 = 93.92 (g) 30 Kh i lư ng NaOH tiêu t n s là: 0.125 x 115 x 40 = 19.16 (g) 30 Trong thí nghi m làm c n khơ n u ch n m u M34 t c ng v i 40 ml c n 800 c n 2.667 g xà phòng, 1.333 g axit stearic, 0.002 x 2.5 x 40 = 0.2 g NaOH, kh i lư ng c n khơ thu đư c 35.07g V y trung bình t m t lít ch t th i: Kh i lư ng c n khô 35.07 x 93.92 = 1235 (g) 2.667 Kh i lư ng axit stearic tiêu t n 1.333 x 93.92 = 46.94 (g) 2.667 Kh i lư ng NaOH tiêu t n làm c n khô 0.2 x 93.92 = 7.04 (g) 2.667 66 T ng kh i lư ng NaOH 19.16 + 7.04 = 26.20 (g) Th tích c n 800 40 x 93.92 = 1409 (ml) 2.667 Ngồi s y m t lít ch t th i ph i làm bay kho ng 600 g nư c qúa trình làm c n c n nhi t lư ng đ làm nóng c n cho vi c hồ tan xà phịng (ho c axit stearic) 2.2 Tính tốn k t q a t qúa trình phân h y sinh h c y m váng m sinh khí metan T k t q a ta th y 11.8 kg (hàm m 87.05%) ch t th i t l y t b 2, 3, ti n hành phân h y sinh h c y m khí ta thu đư c 652 lít khí Hàm lư ng khí metan trung bình kho ng 70.67 % T c t 11.8 x (1-0.8705) = 1.52 kg khơ sinh 652 lít khí Và t kg ch t th i u t lư ng khí sinh 652 = 55.25 (lít), ng v i lư ng 11.8 khí metan 55.25 x 0.7067 = 39.04 (l) hay s mol metan kho ng 1x39.04 = 1.6 (mol) 298 x0.082 ( gi thi t nhi t đ ngồi tr i kho ng 250C, áp su t 1amt metan khí lý tư ng) Nhi t lư ng sinh ñ t metan lư ng chuy n hóa nư c l ng thành ñi u ki n chu n 889.9 kJ/mol nhi t ñi u ki n chu n 44 kJ/mol V y t kg ch t th i lư ng khí metan sinh đ t cháy sinh nhi t lư ng là: 1.6 x 889.9 = 1423.84 kJ Nhi t lư ng có th làm bay 1423.84 x 18 = 582.48 gam nư c 44 Như v y có th t n d ng nhi t lư ng ñ s y váng m 67 K t lu n Qua th i gian kh o sát nghiên c u kh tách chuy n hóa váng m nhà hàng Phương Nguyên Chúng rút nh ng k t q a sau: − V i b hàm lư ng m cao, kh tách m nhi t ñ 1050 ñ t kho ng 75% so v i hàm lư ng lipit ban ñ u, − Dùng m tách ñư c làm c n khơ, thu đư c c n khơ có ch t lư ng t t so v i c n khơ ngồi th trư ng, t m t lít ch t th i có th s n su t kho ng 1.235 kg c n khô, − Ch t th i có hàm lư ng ch t dinh dư ng cao, t m t lít ch t th i sau s y tách m thu ñư c kho ng 145 g làm th c ăn gia súc, − Th nghi m làm th c ăn gia súc m i ti n hành m t th i gian ng n chu t, cho k t q a t t so sánh th c ăn th nghi m v i th c ăn th trư ng Sau tu n v i th c ăn th nghi m kh i lư ng trung bình m i chu t tăng 8.47 g v i th c ăn th trư ng 8.17 g Ngoài th l c c a chu t dùng lo i th c ăn th nghi m không khác so v i chu t dùng th c ăn th trư ng, − Qúa trình phân h y sinh h c sinh khí metan v i ch t th i b 2, 3, t kg ch t th i t (hàm m 87.05%) sinh 55.25 lít khí sinh h c v i hàm lư ng khí metan chi m 70.67% v th tích Có th t n d ng nhi t lư ng đ t khí biogas đ s y váng m Như v y ñ i v i váng m c a nhà hàng, có th tách m s d ng vào m c đích làm c n khơ hay điezen sinh h c, ph n bã có th đư c s d ng làm th c ăn gia súc 68 Tài li u tham kh o Tài li u ti ng Vi t Tr nh Lê Hùng (2006), s hóa sinh, NXB Giáo d c, Hà N i ð i h c Bách Khoa ðà n ng (2005), k thu t s n xu t s n ph m nhi t ñ i, Ebook.edu.vn PGS TS Nguy n Văn Phư c (2006), Qu n lý x lý ch t th i r n, ð i h c Bách khoa Thành ph H Chí Minh, Ebook.edu.vn Tr nh Lê Hùng (2008), k thu t x lý nư c th i, NXB Giáo d c, Hà N i PGS TS Lê ð c Ngoan - ch biên, Ths Nguy n Th Hoa Lý, Ths Dư Th Thanh H ng (2004) Giáo trình th c ăn gia súc, trư ng ð i h c nông lâm Hu , Ebook.edu.vn Lê Thanh Mai, Nguy n Th Hi n, Ph m Thu Th y, Nguy n Thanh H ng, Lê Th Lan Chi (2005), Các phương pháp phân tích ngành cơng ngh lên men, NXB Khoa h c k thu t, Hà N i Nguy n Quang Vinh, Bùi Phương Thu n, Phan Tu n Nghĩa (2005), Th c t p hóa sinh, NXB ð i h c Qu c gia Hà N i Cao Th Hà, Nguy n Hồi Châu (1999), Cơng ngh x lý nư c ngun lý th c ti n, NXB Thanh niên Nguy n Doãn Ý (2009), X lý s li u th c nghi m k thu t, NXB Khoa h c k thu t Tài li u ti ng Anh 10 Anh N Phan, Tan M Phan (2008), Biodiesel production from waste cooking oils, Elsevier 11 D.G Cirne; X Paloumeta; L.Björnssona, M.M Alves and B Mattiasson, Anaerobic digestion of lipid-rich waste—Effects of lipid concentration Renewable Energy, Volume 32, Issue 6, May 2007, Pages 965-975, Science Direct 12 Ayhan Demirbas (2009), Biodiesel from waste cooking oil via base-catalytic and supercritical methanol transesterification Energy Conversion and Management, pp 923-927, Elsevier 69 13 YingmingChen, BoXiao, JieChang, YanFu, PengmeiLv, XueweiWang Synthesis of biodiesel from waste cooking oil using immobilized lipase infixed, Energy Conversion and Management 50 (2009), pp 668–673, Elsevier 14 http://community.h2vn.com/index.php?topic=6283.0 15 http://www.vocw.edu.vn/content/m10519/latest/ 16 http://www.ctu.edu.vn/colleges/tech/bomon/ttktmoitruong/daotao/giao%20 trinh%20dien%20tu/xlnt/anaerobictreatment.htm 70 ... ta ch ng oxi hóa d u b ng cách cho ch t ch ng oxi hóa vào d u rán Các phương pháp x lý váng m nhà hàng ăn u ng 2.1 Thu gom Váng m t nhà hàng ăn u ng m t kh i n i m t nư c có thành ph n ph c t p... i 10 2.2 Các phương pháp x lý v i ch t th i sau thu gom Hi n có ba phương pháp ch y u x lý ch t th i r n là: chôn l p, x lý b ng nhi t phân h y sinh h c 2.2.1 Chôn l p V i váng m nhà hàng có th... Th c nghi m ð i tư ng nghiên c u ð i tư ng nghiên c u c a lu n văn - Nghiên c u kh phân h y sinh h c y m khí sinh khí metan v i ch t th i váng m nhà hàng Phương Nguyên - Nghiên c u kh tách m b