Nghiên cứu đề xuất quy trình công nghệ thu hồi protein từ nước thải surimi của công ty tnhh hải thanh với quy mô 50 lít nước thải/mẻ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

\

NGUYỄN THỊ THÙY TRINH

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG

NGHỆ THU HỒI PROTEIN TỪ NƢỚC THẢI

SURIMI CỦA CÔNG TY TNHH HẢI THANH

VỚI QUY MÔ 50 LÍT NƢỚC THẢI/MẺ

Chuyên ngành: Hóa hữu cơ

Mã số: 60 44 01 14

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÓA HỌC

Đà Nẵng, năm 2018

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:

TS. ĐẶNG QUANG VINH

Phản biện 1: PGS.TS. Trần Thị Xô

Phản biện 2: TS. Giang Thị Kim Liên

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn

tốt nghiệp thạc sĩ Hóa học họp tại trường Đại học Sư phạm -

Đại học Đà Nẵng vào ngày 31 tháng 3 năm 2018.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

 Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng

 Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Nguồn gốc mọi sự biến đổi về môi trường sống đang xảy ra

hiện nay trên thế giới cũng như ở nước ta là các hoạt động kinh tế,

phát triển của xã hội loài người. Các hoạt động này, một mặt làm cải

thiện chất lượng cuộc sống của con người, mặt khác lại tạo ra hàng

loạt khan hiếm, cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, gây ô nhiễm,

suy thoái môi trường khắp mọi nơi trên thế giới. Vì vậy, bảo vệ môi

trường trở thành vấn đề toàn cầu, là quốc sách của hầu hết các nước

trên thế giới.

Là một quốc gia ven biển với diện tích vùng biển rộng gấp ba

diện tích đất liền, chứa đựng nhiều tài nguyên và nguồn lợi phong

phú. Việt Nam dựa vào tiềm năng như vậy để phát triển kinh tế biển;

kéo theo đó là sự phát triển của ngành chế biến thủy sản.

Do đặc điểm công nghệ của ngành, ngành chế biến thuỷ sản đã

thải ra môi trường một lượng lớn nước thải cùng với các chất thải rắn

và khí thải, gây ô nhiễm đến các nguồn nước và gây ô nhiễm môi

trường, ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồng xung quanh. Vì vậy,

vấn đề ô nhiễm của các công ty chế thủy sản đang là mối quan tâm

hàng đầu của các nhà quản lý môi trường.

Hiện nay, ngành chế biến thủy sản tại Đà Nẵng đang phát triển

thành một ngành kinh tế mũi nhọn, ngành sản xuất hàng hóa lớn, đi

đầu trong hội nhập kinh tế quốc tế mang lại nguồn ngoại tệ lớn cho

địa phương Tuy nhiên sự phát triển của ngành chế biến thủy sản

cũng làm cho vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng lớn, đặc biệt là ô

2

nhiễm nghiêm trọng nguồn nước Nước thải ngành này chứa phần lớn

các chất thải h u cơ có nguồn gốc t động vật và có thành phần chủ

yếu là protein và các chất béo

Trong nước thải ngành chế biến thuỷ sản chứa các chất như

cacbonhydrat, protein, chất béo… khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy

giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng ôxy hòa

tan để phân hủy các chất h u cơ Nồng độ oxy hòa tan dưới 50% bão

hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tôm, cá. Oxy

hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy sản mà còn làm

giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng

nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp Như đã nói trên, nước thải

ngành này còn chứa hàm lượng protein động vật cao, nếu không thu

hồi được lượng protein này thì không nh ng v a làm mất đi một

lượng chất dinh dưỡng nhất định đồng thời còn gây ô nhiễm môi

trường. Vì vậy việc thu hồi protein không nh ng có ý nghĩa về mặt

môi trường mà còn có lợi về mặt kinh tế.

Với nh ng lý do đã nêu trên, tôi quyết định chọn đề tài nghiên

cứu với nội dung: “Nghiên cứu đề xuất quy trình công nghệ thu hồi

protein t nước thải surimi của Công ty TNHH Hải Thanh với quy

mô 50 lít nước thải/mẻ” được thực hiện tại công đoạn làm chả cá của

Công ty TNHH Hải Thanh.

2. Mục tiêu nghiên cứu

- Lựa chọn phương pháp và các điều kiện thích hợp để thu hồi

protein trong nước thải thủy sản nhằm xử lý một phần nước thải thủy

sản và kiểm tra đặc tính của protein thu hồi được.

- Xác định khối lượng và các thông số đối với chất khô thu

được.

3

- Xác định chỉ số môi trường trong nước thải sau khi thu hồi

protein.

- Xây dựng mô hình thu hồi protein và tính toán đề xuất quy

trình công nghệ thu hồi protein t nước thải surimi của Công ty

TNHH Hải Thanh với quy mô 50 lít nước thải/mẻ.

3. Đối tƣợng và phƣơng pháp nghiên cứu

3.1. Đối tƣợng nghiên cứu

Nước thải thủy sản của Công ty TNHH Hải Thanh lấy tại công

đoạn sản xuất chả cá (surimi).

3.2. Phạm vi nghiên cứu

- Nước thải công đoạn sản xuất chả cá.

- Phương pháp thu hồi protein cá trong nước thải thủy sản.

- Xác định các thông số của chất khô và chỉ tiêu của nước thải

sau khi thu hồi protein.

4. Nguyên liệu và phƣơng pháp nghiên cứu

4.1. Nguyên liệu

Nước thải thủy sản của Công ty TNHH Hải Thanh lấy tại

công đoạn sản xuất chả cá.

4.2. Hóa chất

Ethanol, CuSO4.5H2O, muối Seignet, KI, NaOH, HCl,

H2SO4 và nước cất.

4.3. Các dụng cụ

Cân phân tích, nhiệt kế, ống đong các loại, buret, cốc thủy

tinh các loại, đũa thủy tinh, bình tam giác, máy li tâm, bình hút ẩm,

phễu, máy đo pH và các dụng cụ khác.

4.4. Thiết bị, máy móc

Tủ sấy, bếp cách thủy, bếp điện, bộ lọc hút chân không, máy

quang phổ UV – VIS.

4

4.5. Phƣơng pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu.

- Xác định độ pH của nước thải bằng máy pH meter.

- Xác định COD của nước thải theo TCVN 6491 : 1999 (ISO

6060:1989).

- Xác định khối lượng chất khô trong nước bằng phương

pháp sấy khô.

- Thu hồi protein bằng phương pháp đông tụ.

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thu hồi

protein.

- Phương pháp xử lý số liệu: So sánh với QCVN

11:2008/BTNMT quy chuẩn Việt Nam về nước thải công nghiệp chế

biến thủy sản đối với kết quả các số liệu sau khi phân tích; Sử dụng

chương trình Excel tổng hợp số liệu và đưa ra đồ thị, biểu đồ.

5. Nội dung nghiên cứu

5.1. Nghiên cứu lý thuyết

- Thu thập, tổng hợp các tài liệu, tư liệu, sách báo trong và

ngoài nước.

- Trao đổi kinh nghiệm với các chuyên gia, thầy cô giáo và

đồng nghiệp.

- Nghiên cứu nguồn gốc, đặc điểm của nước thải.

5.2. Nghiên cứu thực nghiệm

- Xử lý nước thải.

- Xác định độ pH của nước thải.

- Xác định COD của nước thải.

- Xác định khối lượng chất khô thu được.

- Thu hồi protein bằng phương pháp đông tụ thu được chất khô

và mẫu nước cần xác định.

5

6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Tận dụng nguồn nguyên liệu có sẵn.

- Xác định được một số thông số trong chất khô và mẫu nước

thu được.

- Xác định các yếu tố trong quá trình thu hồi protein để thu

được sản phẩm tốt nhất.

- Đề xuất mô hình thu hồi protein trong nước thải chế biến chá

cá phục vụ cho quá trình khai thác và ứng dụng sau này.

7. Bố cục luận văn

Phần 1. Mở đầu

Phần 2. Nội dung nghiên cứu

Phần 3. Kết luận và kiến nghị

6

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1. GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN TẠI

VIỆT NAM VÀ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

Việt Nam có đường biển dài và hệ thống sông ngòi dày đặc

nên rất thuận lợi phát triển hoạt động khai thác và nuôi trồng thủy

sản. Sản lượng thủy sản Việt Nam đã duy trì tăng trưởng liên tục với

mức tăng bình quân là 9,07%/năm Với chủ trương thúc đẩy phát

triển của chính phủ, hoạt động nuôi trồng thủy sản liên tục tăng cao

trong các năm qua, bình quân đạt 12,77%/năm, đóng góp đáng kể

vào tăng trưởng tổng sản lượng thủy sản của cả nước. Tổng sản

lượng tổng sản lượng thủy sản sản xuất năm 2016 đạt hơn 6,7 triệu

tấn, tăng 2,5% so với năm 2015.

Biển Đà Nẵng có tr lượng nguồn lợi thủy sản khoảng

1.140.000 tấn, chiếm 43% tổng tr lượng của cả nước; có trên 670

loài động thực vật sinh sống có giá trị kinh tế cao. Theo Quy hoạch

Tổng thể phát triển ngành thủy sản Việt Nam đến năm 2020, tầm

nhìn 2030 tại Quyết định số 1445/QĐ-TTg ngày 16 tháng 8 năm

2013 của Thủ tướng Chính phủ thì Đà Nẵng được xác định phát

triển trở thành 1 trong 6 trung tâm nghề cá lớn của cả nước và là

một trong hai trung tâm lớn của khu vực (gắn với ngư trường biển

Đông và Hoàng Sa, Trường Sa.

1.2. GIỚI THIỆU VỀ KHU CÔNG NGHIỆP DỊCH VỤ THỦY

SẢN ĐÀ NẴNG VÀ CÔNG TY TNHH HẢI THANH

1.2.1. Giới thiệu chung về Khu công nghiệp Dịch vụ thủy

sản Đà Nẵng

a. Cơ sở pháp lý

Thành lập theo Quyết định số 5210/QĐ-UB ngày 04 tháng 9

năm 2001 do Sở Thủy sản - Nông lâm thành phố Đà Nẵng làm chủ

7

đầu tư Đến tháng 12 năm 2002 được chuyển giao cho Công ty Phát

triển và Khai thác hạ tầng KCN Đà Nẵng làm chủ đầu tư

b. Diện tích, vị trí địa lý

Diện tích quy hoạch giai đoạn 1 là 43,34 ha, Khu Công nghiệp

Dịch vụ thuỷ sản Đà Nẵng nằm tại quận Sơn Trà, thành phố Đà

Nẵng.

- Phía Bắc: giáp với Khu tái định cư phía Đông đường Yết

Kiêu

- Phía Nam: giáp với Khu tái định cư Mân Thái

- Phía Đông: giáp với Khu tái định cư Thọ Quang 2, Thọ

Quang 3, Mân Thái

- Phía Tây: giáp với Khu dịch vụ Âu Thuyền

c. Doanh nghiệp đầu tư

Theo thống kê t Ban quản lý khu công nghiệp các khu công

nghiệp và chế xuất Đà Nẵng thì khu công nghiệp dịch vụ thủy sản Đà

Nẵng hiện nay có 46 doanh nghiệp đăng kí đầu tư và sản xuất.

1.2.2. Hiện trạng thu gom và Xử lý nƣớc thải tại Khu công

nghiệp Dịch vụ thủy sản Đà Nẵng

a. Hiện trạng thu gom

Hệ thống thu gom nước thải tại KCN DVTS Đà Nẵng bao gồm

02 tuyến chính nằm trên đường Phạm Văn Xảo và đường Vân Đồn.

Theo các số liệu ghi nhận tại trạm xử lý nước thải tập trung KCN chế

biến thủy sản Đà Nẵng thì lưu lượng tiếp nhận tiếp nhận của trạm xử

lý đạt trung bình 5.000m3

/ngàyđêm, có ngày đạt 6500 m3

/ngày đêm

b. Hiện trạng trạm Xử lý nước thải Thọ Quang

Hiện nay trạm XLNT Thọ Quang do công ty Thoát nước và

XLNT thành phố Đà Nẵng quản lý và vận hành, qua thời gian sử

dụng vận hành đã xuống cấp trầm trọng thêm vào đó là các bất cập

trong hiện trạng của hệ thống không đáp ứng được nhu cầu xử lý hiện

8

tại. Do còn nhiều hạn chế trong việc thiết kế, thi công lắp đặt hệ

thống thiết bị chưa đồng bộ và thực trạng công trình đã xuống cấp,

nên chất lượng nước sau XL không được ổn định và mặt khác NT

đầu vào hệ thống biến đổi rất lớn cả về nồng độ các chất và lưu

lượng, nên đã ảnh hưởng rất nhiều đến kết quả vận hành.

Vì vậy, để giải quyết cơ bản điểm nóng ô nhiễm môi trường tại

khu vực âu thuyền Thọ Quang thì việc đầu tư cải tạo hệ thống thu

gom và xây dựng trạm xử lý nước thải với công nghệ hiện đại, công

suất đảm bảo tại vị trí phù hợp là vấn đề cần thiết và cấp bách. Tháng

3 năm 2015, Ban quản lý các dự án Đầu tư cơ sở hạ tầng ưu tiên

thành phố Đà Nẵng ký hợp đồng với nhà thầu Ấn Độ về cải tạo, nâng

cấp Trạm XLNT Sơn Trà Đến tháng 4 năm 2017 Trạm XLNT Sơn

Trà mới đi vào hoạt động, đồng nghĩa với việc Trạm XLNT Thọ

Quang ng ng hoạt động.

1.2.3. Tổng quan về Công ty TNHH Hải Thanh

a. Giới thiệu chung về công ty

Công ty TNHH Hải Thanh được Ban quản lý Các Khu công

nghiệp và Chế xuất Đà Nẵng cấp Giấy chứng nhận Đầu tư số

32221000211 ngày 27 tháng 9 năm 2011 tại lô C1-3 (C27-28), Khu

công nghiệp Dịch vụ thủy sản Đà Nẵng, quận Sơn Trà, thành phố Đà

Nẵng với diện tích khu đất là 7.001,2 m2

. Sản phẩm của Công ty gồm

cá chế biến nguyên con, cá bò khô và chả cá surimi với công suất là

4.500 tấn/năm

b. Tóm tắt hiện trạng Công ty TNHH Hải Thanh

c. Công nghệ sản xuất của nhà máy

d. Hiện trạng môi trường tại công ty

* Hiện trạng môi trƣờng nƣớc thải sản xuất

Theo số liệu đo đạc, phân tích thực tế các nguồn phát sinh

9

nước thải của công ty thì thành phần, tính chất nước thải như sau:

Bảng 1.1. Thành phần, tính chất của nước thải sản xuất của công ty

TT Thông số Đơn vị

Nồng độ ô nhiễm

NT Chế

biến cá

NT surimi NT chung

1 pH - 7,2-7,8 7,0 – 7,5 7,0- 7,8

2 TSS mg/l 400-1000 500-1.200 700-1500

3 BOD5 mg/l 800-1.500 500-1.500 2.500-3.500

4 COD mg/l 1000-2.200 800-2.500 3500-4.800

5 NH

+

-N mg/l 30-80 50-132 60-100

6 NO3

-

-N mg/l 5,0-12 6,0-20 5,0-20

7 PO4

-

-P mg/l 12-25 20-32 12-25

8 Dầu mỡ thực vật mg/l 18-25 18-25 15-22

9 Coliforms MNP/100ml 106

-108

106

-108

106

-108

(Nguồn Trung tâm kỹ thuật môi trường thành phố Đà Nẵng)

1.3. TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NGUYÊN LIỆU, SẢN PHẨM

1.3.1. Protein

Protein cũng là một đại phân tử sinh học được cấu tạo theo

nguyên tắc đa phân, mà các đơn phân của protein là các axit amin. Chúng

kết hợp với nhau thành một mạch dài nhờ các liên kết peptide (gọi là

chuỗi polypeptide). Các chuỗi này có thể xoắn cuộn hoặc gấp theo nhiều

cách để tạo thành các bậc cấu trúc không gian khác nhau của protein.

1.3.2. Các phƣơng pháp thu hồi protein

a. Phương pháp kết tủa

- Kết tủa bằng điều chỉnh pH

- Kết tủa bằng nhiệt độ

- Kết tủa bằng dung môi h u cơ

b. Phương pháp siêu lọc

c. Phương pháp hấp thụ bằng polymer