2 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
4.1.2Sử dụng Ca(OH)2 làm chất kiểm sốt pH:
4.1.2.1 Thí nghiệm sơ bợ:
Bảng 4.5: Kết quả của thí nghiệm xác định lượng nước sơ bộ ở 1000C
Mẫu Số liệu ban đầu
Thể tích nước (ml)
TKN (mg/l)
TKN % Hiệu suất thu hồi TKN % 1 10g da + 1 g Ca(OH)2, 3h 100 4979 4,979 50,40 2 10g da + 1 g Ca(OH)2, 3h 200 2676 5,352 54,17 3 10g da + 1 g Ca(OH)2, 3h 300 1685 5,055 51,16
TKN: % tính trên 10 g da ban đầu
TKN của mẫu da trước khi thu hồi là 9,88%
Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi gelatin theo thể tích nước sử dụng cho 10 g da
Từ đồ thị trên, ta thấy: khi sử dụng lượng nước gấp 20 lần khối lượng da, hiệu suất thu hồi gelatin là lớn nhất. Như vậy, khi dùng lượng nước ít, quá trình tan
của gelatin mau đạt tới trạng thái bão hịa; cịn khi dùng nhiều nước thì nồng độ vơi thấp và làm hạn chế quá trình tan. Do đĩ, ta chọn thể tích nước gấp 20 lần khối lượng da để thực hiện các thí nghiệm tiếp theo.
Bảng 4.6: Kết quả phân tích của thí nghiệm xác định lượng vơi sơ bợ (1000C)
Mẫu Số liệu ban đầu
V nước (ml)
TKN (mg/l)
Hiệu suất thu hồi TKN % TS (g) Cr (mg/l) 4 10g da + 2 g Ca(OH)2, 3h 200 4334 83,73 4,6021 1,32 5 10g da + 1,5 g Ca(OH)2, 3h 200 3968 83,32 4,2916 1,345 6 10g da + 1 g Ca(OH)2, 3h 200 4013 81,24 4,2082 1,68
Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn sự biến thiên hiệu suất thu hồi gelatin và nồng độ Cr theo lượng vơi
Khi thay đổi lượng vơi từ 1 – 2 g cho 10 g da, ta thấy hiệu suất tăng và nồng độ Cr giảm. Hiệu suất tăng nhanh khi lượng vơi tăng từ 1 g lên 1,5 g (Δ = 2,08%), tăng chậm khi lượng vơi tăng từ 1,5 g lên 2 g (Δ = 0,41%). Để tiết kiệm hĩa chất, ta sử dụng lượng vơi là 1,5 g/ 10 g da (15%) cho các thí nghiệm tiếp theo.
Tổng chất rắn sau khi thu hồi tăng tương ứng theo lượng vơi cho vào như sau:
Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn sự biến thiên tổng chất rắn thu được trên 10 g da theo lượng vơi
4.1.2.2 Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất thu hời gelatin:
Bảng 4.7: Biến thiên hiệu quả thu hời gelatin theo thời gian (15% vơi, 3h, 200 ml nước,TKN của mẫu da trước khi thu hồi là 9,88%)
Mẫu Thời gian
TS (g) Cr (mg/l) TKN (mg/l)
Hiệu suất thu hồi TKN % 7 1 3,247 0,045 2835 57,39 8 3,175 0,039 2631 53,26 9 3,384 0,050 2995 60,63 Trung bình 3,269 0,045 2820 57,09 10 2 3,903 0,435 3220 65,18 11 3,671 0,470 3165 64,07 12 3,159 0,500 2920 59,11 Trung bình 3,578 0,469 3102 62,79 5 3 4,2916 1,345 3968 83,32 13 4,7550 1,5 4282 86,68 14 4,4132 1,472 4200 82,02 Trung bình 4,4866 1,439 4150 84,01 15 4 4,3846 1,581 3964 80,24 16 4,7581 1,356 4315 87,35 17 4,4123 1,432 4208 85,18 Trung bình 4,5183 1,456 4162 84,25 18 5 4,8142 1,621 4323 87,51 19 4,3637 1,397 3967 80,30 20 4,6802 1,332 4259 86,22 Trung bình 4,6194 1,450 4183 84,68
Mẫu Thời gian
TS (g) Cr (mg/l) TKN (mg/l)
Hiệu suất thu hồi TKN %
21 6 4,2816 1,278 3917 79,29
22 4,7354 1,611 4035 81,68
23 4,8621 1,329 4602 93,16 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trung bình 4,6264 1,406 4185 84,72
Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi gelatin và nồng độ Cr theo thời gian
Theo đồ thị, ta thấy hiệu suất thu hồi và nồng độ Cr tăng theo thời gian. Cả 2 yếu tố này tăng nhanh trong khoảng 3 giờ đầu (Δ≈ 27%); từ 3 giờ đến 6 giờ, hiệu suất tăng rất chậm (Δ=0,71%) chứng tỏ phản ứng đã đạt mức cân bằng. Do đĩ, chọn thời gian phản ứng 3 giờ để làm các thí nghiệm tiếp theo.
Tổng chất rắn của gelatin sau thu hồi tăng theo thời gian được biểu diễn trong hình sau:
Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn tổng chất rắn thu được trên 10 g da theo thời gian
Tương tự như TKN, từ 1 giờ đến 3 giờ, tổng chất rắn thu được tăng 1,2176 g / 10 g da, từ 3 giờ đến 6 giờ chỉ tăng 0,1398 g/ 10 g da. Chất rắn thu được cực đại sau 6 giờ là 4,6264 g/10 g da.
Dung dịch gelatin thu hồi cĩ màu vàng nâu sẫm và màu khơng thay đổi theo thời gian phản ứng.
4.1.2.3 Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hời gelatin:
Bảng 4.8: Biến thiên hiệu quả thu hời gelatin theo pH (3 h, 1000C,TKN của mẫu da trước khi thu hồi là 9,88%)
Mẫu Lượng vơi % ( g vơi/ g da) pH sau phản ứng TS (g) Cr (mg/l) TKN (mg/l) Hiệu suất thu hồi TKN% 24 0 3,88 0,3504 6,765 301 6,09 25 0,500 4,87 0,3276 2,950 272 5,51 26 1,049 5,46 0,3292 2,410 281 5,69 27 2,029 6,71 0,6749 1,684 481 9,74 28 4,034 7,78 1,3800 1,426 1350 27,32 29 5,043 8,55 2,2769 1,303 1924 38,95 30 6,032 9,19 2,3126 1,512 2450 49,60 6 10,045 9,38 4,2082 1,482 4013 81,24 TB mẫu 5,13,14 15,033 10,06 4,4866 1,439 4150 84,01 31 30,024 10,71 4,5734 1,497 4159 84,19
Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi gelatin và nồng độ Cr theo lượng vơi phản ứng
Khi lượng vơi cho vào để phản ứng thấp ( 0 – 2%), hiệu suất thu hồi rất thấp (<7%) . Hiệu suất tăng nhanh khi tiếp tục tăng lượng vơi lên 10%, từ ngưỡng
15% – 30%, phản ứng đạt cân bằng. Song song đĩ, nồng độ Cr giảm nhanh và đạt cân bằng ở 1,5 mg/l. Như vậy, kết quả của thí nghiệm này và thí nghiệm sơ bộ giống nhau. Lượng vơi tối ưu là 15%. Ứng với lượng vơi này, nồng độ Cr trong dung dịch là 1,439 mg/l và hiệu suất đạt 84,01%.
Tổng chất rắn thu hồi tăng tỉ lệ với TKN và đạt 4,4866 g/10 g da khi lượng vơi là 15%.
Hình 4.7: Đồ thị biểu diễn tổng chất rắn thu được trên 10 g da theo lượng vơi phản ứng
Thay đổi lượng vơi làm pH dung dịch sau phản ứng thay đổi theo như sau:
Hình 4.8: Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa lượng vơi và pH sau phản ứng
Sự thay đổi của pH ảnh hưởng đến màu của dung dịch gelatin thu hồi. Màu của dung dịch thay đổi như sau (hình minh họa xem phần phụ lục):
Bảng 4.9: Màu của dung dịch gelatin thay đổi theo pH
Mẫu Lượng vơi pH sau phản ứng Màu
24 0 3,88 Vàng sậm
25 0,500 4,87 Vàng nhạt
26 1,049 5,46 Hờng xám
27 2,029 6,71 Xanh dương đậm
28 4,034 7,78 Xanh lá đậm
29 5,043 8,55 Nâu hơi vàng
30 6,032 9,19 Nâu, vàng nhạt hơi xanh
6 10,045 9,38 Nâu hơi vàng
5 15,033 10,06 Nâu sậm hơi vàng
31 30,024 10,71 Vàng nâu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.1.2.4 Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hời gelatin:
Bảng 4.10: Biến thiên hiệu quả thu hời gelatin theo nhiệt đợ
(15% vơi, 3 h, TKN của mẫu da trước khi thu hồi là 9,88%)
Mẫu Nhiệt đợ (0C)
TS (g) Cr (mg/l) TKN (mg/l)
Hiệu suất thu hồi TKN % TB của mẫu 2,13,14 100 4,4866 1,439 4150 84,01 32 90 4,5134 1,560 4283 86,70 33 80 4,7646 1,501 4314 87,33 34 70 3,9538 1,364 4022 81,42
Hình 4.9: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi gelatin và nồng độ Cr theo nhiệt độ
Một cách gần đúng, vận tốc phản ứng tăng gấp đơi khi tăng 100C. Tuy nhiên, theo đồ thị, ta thấy hiệu suất đạt cực đại ở 80 0C. Nguyên nhân là do khi ở nhiệt độ cao, protein bị phá hủy và biến tính. Cơ chế này khá phức tạp và đi sâu về mặt cấu trúc protein nên khơng xét ở đây. Tương ứng với TKN, tổng chất rắn thu hồi cũng đạt cực đại ở 80 0C như trong đồ thị sau:
Hình 4.10: Đồ thị biểu diễn tổng chất rắn thu được từ 10 g da theo nhiệt độ
Từ các thí nghiệm trên, điều kiện thu hồi gelatin tốt nhất là: lượng vơi 15% so với khối lượng da, lượng nước gấp 20 lần khối lượng da, thời gian phản ứng 3
giờ ở 80 C. Ở điều kiện tối ưu, hiệu suất thu hồi là 87,328 %, nồng độ Cr là 1,501 mg/l, TS là 4,4866 g/10 g da, pH dung dịch sau phản ứng là 10,06.