NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG TỶ LỆ TINH BỘT/BÃ SẮN LÊN SỨC BỀN
MÀNG SINH HỌC TINH BỘT KHOAI MÌ

Tác giả

TRẦN QUANG TUẤN

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kĩ sư ngành
Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn:
PGS.TS TRƯƠNG VĨNH

Tháng 9 năm 2012
i


LỜI CẢM TẠ
Kính gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy PGS.TS Trương Vĩnh, trưởng Bộ môn Công
nghệ Hóa học, trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, người đã truyền đạt rất
nhiều kiến thức quý báu trong suốt quá trình học và trực tiếp hướng dẫn tận tình tôi thực
hiện đề tài này.
Chân thành cảm ơn các quý thầy cô Bộ môn Công nghệ Hóa học nói riêng và các thầy
cô giảng dạy trong trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh nói chung, những
người đã giảng dạy, truyền đạt cho tôi rất nhiều kiến thức và tạo điều kiện để cho tôi hoàn
thành khóa luận.
Kính gởi đến cha mẹ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất, những người đã sinh
thành, nuôi dưỡng, dạy dỗ con khôn lớn như hôm nay, đã động viên, ủng hộ con trong
suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Cảm ơn các bạn lớp DH08HH, những người bạn luôn bên cạnh động viên và tạo điều

kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Cảm ơn ban lãnh đạo Công ty Cổ phần chế biến tinh bột sắn xuất khẩu Bình Định đã
ủng hộ và tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài này.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn.
TP.Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2012
Sinh viên thực hiện
TRẦN QUANG TUẤN

ii


TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ tinh bột/bã mì lên sức bền màng
sinh học gốc tinh bột khoai mì” được tiến hành tại phòng thí nghiệm I4, Bộ môn Công
nghệ Hóa học, trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh thời gian từ tháng
02/2012 đến tháng 08/2012.
Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu ngẫu nhiên hoàn toàn (CRD), trong đó yếu tố thí
nghiệm là hàm lượng bã mì bổ sung vào công thức tạo màng, mỗi nghiệm thức được lặp
lại 3 lần. Các tính chất của màng polymer được khảo sát như độ bền kéo đứt, độ bền đâm
thủng, độ bền ghép mí, độ bền mỏi, độ ổn định ẩm khả năng phân rã trong nước và phân
hủy trong đất.
Những nguyên liệu được sử dụng là tinh bột sắn (khoai mì), bã sắn, tinh bột ngô (bắp),
PVA, sorbitol, glycerol, glyoxal và dung môi là nước.
Ẩm độ ban đầu (theo căn bản ướt) của hỗn hợp nguyên liệu phù hợp cho quá trình tạo
màng là 88%.
Bổ sung bã mì vào công thức sẽ làm tăng độ bền của màng, giảm độ dẻo và độ dính
với nhau của màng do làm tăng hàm lượng cellulose. Màng dễ boc khuôn hơn nhưng khả
năng ghép mí giảm.
Màng C2 có bổ sung 20% bã mì (tính theo thành phần khô) là màng có độ bền kéo đứt
tối ưu, có công thức phối trộn là:

Tinh bột sắn: tinh bột ngô: bã sắn: PVA: glycerol: sorbitol: glyoxal =
23,8:10,58:20:19,59:7,83:15,67:1,65
Màng C3 có bổ sung 30% bã mì (tính theo thành phần khô) là màng có độ bền đâm
thủng tối ưu.
iii


Tinh bột sắn: tinh bột ngô: bã sắn: PVA: glycerol:sorbitol:glyoxal = 20,27: 9,25: 30:
17,14: 6,85:13,71:1,44.
Các màng tạo thành đều hút ẩm rất nhanh khi để ngoài môi trường nhưng ẩm độ chỉ
biến thiên trong khoảng 11% - 21% khi ẩm độ môi trường biến thiên trong khoảng 75% 82%.
Nghiên cứu tính ổn định ẩm độ của các màng thông qua lập đường cong đẳng nhiệt
hút ẩm cho thấy tính ổn định về ẩm độ của màng không phụ thuộc vào hàm lượng bã mì
bổ sung vào hỗn hợp nguyên liệu tạo màng.
Màng C2 là màng có độ bền mỏi tốt nhất.
Các màng tạo thành đều bị mềm đi và phân rã hoàn toàn trong nước trong 14 ngày và
trong đất là 30 ngày.
Để tăng thời gian phân rã của màng thì ta tăng tỷ lệ bổ sung bã mì, hạ thấp hàm lượng
tinh bột sắn, tinh bột ngô, PVA và ngược lại, muốn giảm thời gian phân rã của màng thì
giảm tỷ lệ bổ sung bã mì, tăng hàm lượng tinh bột sắn, tinh bột ngô, PVA.

iv


ABSTRACT
The thesis entitled “ Study the influence of starch/tapioca waste ratio on the strength
of biofilm based tapioca starch” was carried out at laboratory I4, Department of Chemical
Engineering and Proccessing, Nong Lam University, Ho Chi Minh city, Viet Nam, from
February to August, 2012.
The experiments were arranged in completely random design (CRD), in which the

experimental factors were the concerntration of tapioca watse added to the film- forming
formula, each experiment were repeated three times. The properties of polymer films
were examined such as tensile strength, puncture resistance, fatigue strength, moisture
stability, the decomposition in water and biodegradation in soil.
The materials used were tapioca starch, corn starch, tapioca waste, PVA, sorbitol,
glycerol, glyoxal and water for solvent. The main formula used to synthesize
biodegradable polymer films was: tapioca starch: corn starch: PVA: sorbitol: glycerol:
glyoxal of 30,85: 13,22: 24,49: 9,79: 19,59: 2,06 (dry basis), the moisture content of the
mixture was 88% (wet basis).
Adding the tapioca starch increased the rate of cellulose in the starch mixture leaded to
increase the michanical strength, reduce the plasticity and the adhesion between the films.
The film C2 in which 20% by weight of tapioca waste added to the total of mount of
the dry solid was the best film, in terms of tensile strength. Formula of C2 is tapioca
starch: corn starch:starch waste: PVA: sorbitol: glycerol: glyoxal of 23,8: 10,58: 20:
19,59: 7,83: 15,67: 1,65
The film C3 in which 30% by weight of tapioca waste added to the total of mount of
the dry solid was the best film, in terms of puncture resistance. Formula of C3 is tapioca
v


starch: corn starch:starch waste: PVA: sorbitol: glycerol: glyoxal of 20,27: 9,25: 30:
17,14: 6,85: 13,71:1,44.
However, the stability of the film moisture was not good, quick change in
environment with the variation of moisture in the range of 11%-21%. The higher the film
moisture, the lower the strength and the higher the film plasticity.
The film was degradated completely 14 days and 30 days when submerged in water
and in soil, respectively.
To decrease biodegradation of the film we increase starch waste and decrease tapioca
starch, and vice versa.


vi


MỤC LỤC
Trang
TRANG TỰA ..................................................................................................................... i
LỜI CẢM TẠ ..................................................................................................................... ii
TÓM TẮT........................................................................................................................... iii
ABSTRACT ......................................................................................................................... v
MỤC LỤC ......................................................................................................................... vii
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................. xii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ...............................................................................................xiv
DANH SÁCH CÁC BẢNG ........................................................................................... xviii
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề .......................................................................................................................................... 1
1.2. Mục đích đề tài ................................................................................................................................. 2
1.3. Nội dung đề tài ................................................................................................................................. 2
1.4. Yêu cầu ............................................................................................................................................... 2
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN .............................................................................................. 3
2.1. Tổng quan về bao bì ........................................................................................................................ 3
2.1.1. Khái niệm bao bì .......................................................................................................................... 3
2.1.2. Chức năng của bao bì .................................................................................................................. 3
2.1.3. Yêu cầu kỹ thuật đối với bao bì................................................................................................ 3
vii


2.1.4. Một số vấn đề về việc sử dụng bao bì nylon hiện nay ....................................................... 4
2.2. Polymer tự hủy sinh học ................................................................................................................ 6
2.2.1. Khái niệm ....................................................................................................................................... 6
2.2.2. Một số tiêu chuẩn các nhà khoa học đưa ra để định nghĩa polymer có khả năng phân

hủy sinh học............................................................................................................................................... 7
2.2.3. Các loại polymer tự phân hủy sinh học .................................................................................. 7
2.2.4. Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới về các loại polymer tự phân hủy
sinh học ....................................................................................................................................................... 8
2.2.5. Ứng dụng của polymer sinh học ............................................................................................ 11
2.3. Nguyên liệu dùng làm bao bì sinh học..................................................................................... 12
2.3.1. Tinh bột sắn ................................................................................................................................. 12
2.3.2 Polyvinyl alcohol (PVA) ........................................................................................................... 17
2.3.3 Protein ............................................................................................................................................ 20
2.3.4 Polylactic acid .............................................................................................................................. 21
2.3.5 Glyoxal ........................................................................................................................................... 21
2.3.6. Bã sắn ............................................................................................................................................ 21
2.4. Nghiên cứu làm tấm phủ sử dụng phế liệu tinh bột khoai lang ......................................... 23
CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ................................. 30
3.2. Nguyên vật liệu, thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ................................................................... 30
3.2.1. Nguyên vật liệu thí nghiệm ..................................................................................................... 30
viii


3.2.2. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ............................................................................................... 32
3.3. Phương pháp thí nghiệm .............................................................................................................. 32
3.3.1. Thí nghiệm sơ bộ ........................................................................................................................ 33
3.3.2. Thí nghiệm 1: Nghiên cứu tạo màng sinh học có bổ sung bã sắn vào các công thức
đã có........................................................................................................................................................... 34
3.3.3. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ tinh bột/bã sắn bổ sung đến độ bền
kéo đứt, độ bền đâm thủng của các màng tạo thành ở thí nghiệm 1 ........................................ 42
Thí nghiệm 2.1: Xác định độ bền kéo đứt của màng tạo thành ở thí nghiệm 1 .................... 42
Thí nghiệm 2.2: Xác định độ bền đâm thủng của màng tạo thành ở thí nghiệm 1 .............. 45
Thí nghiệm 2.3: Đánh giá khả năng ghép mí thành bao bì và đánh giá độ bền mí ghép của
các màng tạo thành ở thí nghiệm 1.................................................................................................... 47

Thí nghiệm 2.4: So sánh độ bền kéo đứt, độ bền đâm thủng và độ bền mí ghép của các
nghiệm thức tối ưu của thí nghiệm 2.1, 2.2, 2.3 ............................................................................ 47
3.3.5. Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ bã sắn đến khả năng hút ẩm của
màng tạo thành ở thí nghiệm 1 trong điều kiện môi trường bình thường ............................... 49
3.3.6. Thí nghiệm 4: Xây dựng đường đẳng nhiệt hút ẩm cho các màng để đánh giá tính
ổn định về ẩm độ của màng................................................................................................................. 50
3.3.7. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ bã sắn đến khả năng phân rã trong nước
của các màng tạo thành ........................................................................................................................ 53
3.3.8. Thí nghiệm 6: Đánh giá khả năng phân hủy trong đất ẩm của các màng tạo thành . 53
3.4. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................................................... 55
ix


CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................. 59
4.1. Kết quả thí nghiệm sơ bộ ............................................................................................ 59
4.1.1. Ẩm độ nguyên liệu .................................................................................................. 59
4.1.2. Tính chất hóa lý của bột bã mì ................................................................................ 60
4.1.2.1 Xác định hàm lượng xơ ......................................................................................... 60
4.1.2.2 Xác định hàm lượng tinh bột trong bột bã mì ....................................................... 61
4.1.2.3 Xác định đường kính trung bình hạt bột bã mì ..................................................... 62
4.2 Tính cảm quan của màng polyme ở thí nghiệm 1 ....................................................... 63
4.3 Ảnh hưởng tỷ lệ bã mì/tinh bột đến độ bền kéo đứt của các màng tạo thành ở thí
nghiệm 1 ............................................................................................................................ 66
4.4 Ảnh hưởng tỷ lệ bã mì/tinh bột đến độ bền đâm thủng của các màng tạo thành ở thí
nghiệm 1 ............................................................................................................................ 72
4.5 So sánh độ bền kéo đứt và độ bền đâm thủng của các màng tối ưu ở thí nghiệm 2.1,
2.2 ...................................................................................................................................... 79
4.6 Đánh giá khả năng ghép mí tạo bao bì và độ bền mí ghép của các màng C2, C3 ...... 81
4.7 Xây dựng đường đẳng nhiệt hút ẩm của các màng C2, C3 ......................................... 84
4.8 Đánh giá khả năng hút ẩm của màng C2, C3 trong điều kiện bình thường ................ 87

4.9 Đánh giá độ bền mỏi của màng C2,C3 ........................................................................ 89
4.10 Đánh giá khả năng phân rã trong nước của các màng C2,C3 ................................... 91
4.11 Đánh giá khả năng phân hủy trong đất ẩm của các màng C2, C3 ............................. 92
4.12. Đánh giá khả năng tạo túi ươm cây của các màng C2, C3 ....................................... 92
4.12.1.Tạo túi ươm cây từ màng C2, C3 ........................................................................... 92
4.12.2 Gieo hạt vào túi ươm .............................................................................................. 94
4.12.3. Quan sát sự phát triển của cây và đánh giá cảm quan túi ươm sau 4 ngày ........... 95
x


4.12.4. Quan sát sự phát triển của cây sau 7 ngày và đánh giá túi ươm sau 7 ngày ......... 96
4.12.4.1 Quan sát sự phát triển của cây sau 7 ngày ........................................................... 96
4.12.4.2. Đánh giá cảm quan túi ươm sau 7 ngày ............................................................. 99
4.12.4.3. Khảo sát độ bền đâm thủng và độ bền kéo đứt của màng sau 7 ngày trồng
cây .....................................................................................................................................100
4.12.5. Quan sát sự phát triển của cây và đánh giá cảm quan của túi ươm cây sau 14
ngày ..................................................................................................................................103
4.12.5.1. Quan sát sự phát triển của cây sau 14 ngày .......................................................103
4.12.5.2. Đánh giá cảm quan túi ươm sau 14 ngày ..........................................................107
4.12.5.3. Khảo sát độ bền đâm thủng và độ bền kéo đứt của màng sau 14 ngày trồng
cây ....................................................................................................................................108
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .....................................................................111
5.1. Kết luận......................................................................................................................111
5.2. Đề nghị ......................................................................................................................112
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................114
PHỤ LỤC .........................................................................................................................116
\

xi



DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
AKD

:

Alkyl Ketene Diner (keo chống thấm ngành giấy)

ASA

:

Alkyl Succinic Anhydride (keo chống trong ngành giấy)

ASTM

:

American Standard Testing Method

ISO

:

International Standard Oganization

PLA

:


polylactide acid

PBS

:

polybutylene succinate

PS

:

polystyrene

PE

:

polyethylene

PP

:

polypropylene

PVC

:


polyvinyl chloride

STT

:

Số thứ tự

DOP

:

dioctinphtalate

PLA

:

polylactide acide

PBS

:

polybutylene succinate

PBAT

:


polybutylene adipate terephtalate

PHB

:

polyhydroxy butyrate

PHV

:

polyhydroxy valerate

PCL

:

polycapro lactone
xii


EVOH

:

ethylene vinylalcohol

Ctv


:

Cộng tác viên

DLS

:

Dynamic Ligth Scattering

xiii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1. Bao nylon trên một kênh tại quận Tân Phú ...................................................... 5
Hình 2.2. Một kênh đầy bao nylon ở thành phố Hồ Chí Minh ......................................... 6
Hình 2.3. Cấu trúc hạt tinh bột sắn quan sát trên kính hiển vi điện tử quét SEM ............ 14
Hình 2.4 Đường cong đẳng nhiệt trao đổi ẩm .................................................................. 26
Hình 2.5 Phương pháp DLS.............................................................................................. 31
Hình 3.1 Bã mì từ dây chuyền sản xuát tinh bột sắn của nhà máy Công ty cổ phần chế
biến tinh bột sắn xuất khẩu Bình Định .............................................................................. 32
Hình 3.2. Cấu trúc PVA .................................................................................................... 33
Hình 3.3 Cấu trúc glycerol ................................................................................................ 33
Hình 3.4 Cấu trúc sorbitol................................................................................................. 33
Hình 3.5 Cấu trúc glyoxal ................................................................................................. 34
Hình 3.6. Khuôn, ống nghiệm lớn, xy lanh ...................................................................... 44
Hình 3.7 Thước kẹp Tricle Brand ..................................................................................... 44
Hình 3.8 Các vị trí đo độ dày màng .................................................................................. 45
Hình 3.9. Máy đo cấu trúc TA.Xtplus .............................................................................. 46
Hình 3.10 Các thông số cài đặt cho quá trình đo đọ bền kéo đứt ..................................... 47

Hình 3.11 Mẫu cắt đo độ bền kéo đứt............................................................................... 47
Hình 3.12 Mẫu đo độ bền đâm thủng ............................................................................... 49
xiv


Hình 3.13 Các thông số cài đặt cho quá trình đo độ bền đâm thủng ................................ 49
Hình 3.14 Máy phân tích cấu trúc với đầu đo nhọn ......................................................... 50
Hình 3.15 Các mẫu màng xác định khả năng hút ẩm trong điều kiện bình thường ......... 53
Hình 4.1. Đồ thị đường phân bố kích thước hạt ............................................................... 62
Hình 4.2. Các màng tạo thành từ thí nghiệm 1 ................................................................. 63
Hình 4.3. Đồ thị so sánh giá trị đo kéo đứt của các màng A1, A2, A3, A4 ..................... 67
Hình 4.4. Đồ thị so sánh giá trị đo kéo đứt của các màng B1, B2, B3, B4 ...................... 69
Hình 4.5. Đồ thị so sánh giá trị đo kéo đứt của các màng C1, C2, C3,C 4 ...................... 71
Hình 4.6. Đồ thị so sánh giá trị đo kéo đứt của các màng tối ưu của thí nghiệm 2.1 ....... 72
Hình 4.7 Đồ thị so sánh giá trị đo bền đâm thủng của các màng A1, A2, A3, A4 ........... 74
Hình 4.8. Đồ thị so sánh giá trị đo bền đâm thủng của các màng B1, B2, B3, B4........... 76
Hình 4.9. Đồ thị so sánh giá trị đo bền đâm thủng của các màng C1, C2, C3, C4........... 77
Hình 4.10 Đồ thị so sánh giá trị đo kéo đứt của các màng tối ưu của thí nghiệm 2.2 ...... 79
Hình 4.11 Đồ thị so sánh độ bền kéo đứt của các màng tối ưu của
thí nghiệm 2.1, 2.1 ............................................................................................................. 80
Hình 4.12. Đồ thị so sánh độ bền đâm thủng của các màng tối ưu của
thí nghiệm 2.1, 2.2 ............................................................................................................. 81
Hình 4.13. Đo độ bền ghép mí bằng máy đo cấu trúc ...................................................... 83
Hình 4.14. Đồ thị so sánh giá trị đo độ bền kéo đứt các mí ghép của các
xv


màng C2, C3 ...................................................................................................................... 83
Hình 4.13. Màng sinh học ghép mí tạo bao bì .................................................................. 84
Hình 4.14 Các mẫu màng đựng trong bình hút ẩm với các dung dịch muối bão hòa ...... 85

Hình 4.15. Các bình hút ẩm đặt trong tủ ấm ở nhiệt độ 350C........................................... 85
Hình 4.16. Đồ thị so sánh giá trị EMC(%) trung bình của các màng C2, C3 .................. 86
Hình 4.17. Đồ thị so sánh ẩm độ môi trường từ ngày 27/07/2012
đến ngày 02/08/2012 ......................................................................................................... 88
Hình 4.18. Đồ thị so sánh ẩm độ theo căn bản ướt của các màng C2, C3 trong điều kiện
bình thường ........................................................................................................................ 89
Hình 4.19. Đo độ bền mỏi của màng và khối lượng của vật nặng ............................... 90
Hình 4.20. Đồ thị so sánh giá trị trung bình bền mỏi của màng C2, C3 .......................... 91
Hình 4.21. Các mẫu màng được thử nghiệm phân rã trong nước..................................... 92
Hình 4.22. Các mẫu màng C2, C3 phân rã hoàn toàn sau 14 ngày .................................. 92
Hình 4.23. Các mẫu màng được thử nghiệm phân hủy trong đất ..................................... 93
Hình 4.24. Các mẫu màng C2, C3 phân hủy hoàn toàn sau 30 ngày ............................... 93
Hình 4.25. Túi ươm được tạo thành từ màng sinh học ..................................................... 94
Hình 4.26Túi ươm được vào đất ....................................................................................... 94
Hình 4.27 Túi ươm được xếp vào khay xốp ..................................................................... 95
Hình 4.28 Gieo hạt vào túi ươm ....................................................................................... 96

xvi


Hình 4.29 Sau 4 ngày hạt nảy mầm .................................................................................. 97
Hình 4.30. Cây sau 7 ngày ................................................................................................ 97
Hình 4.31. Màng C3 sau 7 ngày ......................................................................................101
Hình 4.32. Màng C2 sau 7 ngày ......................................................................................101
Hình 4.33 Đồ thị so sánh giá trị độ bền đâm thủng của màng C2, C3 trước
và sau 7 ngày ....................................................................................................................102
Hình 4.34. Đồ thị so sánh giá trị độ bền kéo đứt của màng C2, C3 trước
và sau 7 ngày trồng cây ....................................................................................................104
Hình 4.35. Cây được trồng trong túi ươm C2, C3 sau 14 ngày .......................................105
Hình 4.36. Đồ thị so sánh ẩm độ từ ngày 02/08/2012 đến 09/08/2012 ......................... 105

Hình 4.37 Màng C2, C3 sau 14 ngày trồng cây............................................................. 109
Hình 4.38 Đồ thị so sánh giá trị độ bền đâm thủng màng C2, C3 trước và sau 14 ngày
trồng cây ......................................................................................................................... 110
Hình 4.39. Đồ thị so sánh giá trị độ bền kéo đứt màng C2, C3 trước và sau 14 ngày trồng
cây .....................................................................................................................................112

xvii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Hàm lượng rác thải sinh hoạt ở đô thị Việt Nam ............................................. 4
Bảng 2.2. Thành phần hóa học của bã mì ......................................................................... 23
Bảng 2.3. Các mô hìn toán học ......................................................................................... 28
Bảng 3.1 Bố trí thí nghiệm đổ màng theo công thức 1 ..................................................... 38
Bảng 3.2 Công thức tạo màng A1, A2, A3, A4 ................................................................ 39
Bảng 3.3 Bố trí thí nghiệm đổ màng theo công thức 2 ..................................................... 39
Bảng 3.4 Công thức tạo màng B1, B2, B3, B4 ................................................................. 40
Bảng 3.5. Bố trí thí nghiệm đổ màng theo công thức 3 .................................................... 40
Bảng 3.6. Công thức tạo màng C1, C2, C3, C4 ................................................................ 41
Bảng 4.1 Ẩm độ ban đầu của các nguyên liệu .................................................................. 60
Bảng 4.2 Bảng giá trị hàm lượng xơ trong bột bã mì ....................................................... 60
Bảng 4.3 Bảng giá trị hàm lượng tinh bột sót trong bã mì ............................................... 61
Bảng 4.4 Độ dày trung bình của các màng A1, A2, A3, A4............................................. 64
Bảng 4.5 Độ dày trung bình của các màng B1, B2, B3, B4 ............................................. 65
Bảng 4.6 Độ dày trung bình của các màng C1, C2, C3, C4 ............................................. 65
Bảng 4.7 Độ dày trung bình một số màng trên thị trường ................................................ 66
Bảng 4.8 Bảng trung bình kết quả đo độ bền kéo đứt của các
mẫu màng A1, A2, A3, A4 ................................................................................................ 67
xviii



Bảng 4.9 Bảng trung bình kết quả đo độ bền kéo đứt của các
mẫu màng B1, B2, B3, B4 ................................................................................................. 69
Bảng 4.10 Bảng trung bình kết quả đo độ bền kéo đứt của các
mẫu màng C1, C2, C3,C4 .................................................................................................. 70
Bảng 4.11 Bảng trung bình kết quả đo độ bền kéo đứt của các màng tối ưu
thí nghiệm 2.1 .................................................................................................................... 72
Bảng 4.12 Bảng trung bình kết quả đo độ bền đâm thủng của các mẫu màng A1, A2, A3,
A4 ...................................................................................................................................... 74
Bảng 4.13 Bảng trung bình kết quả đo độ bền đâm thủng của các mẫu màng B1, B2, B3,
B4....................................................................................................................................... 75
Bảng 4.14 Bảng trung bình kết quả đo độ bền đâm thủng của các mẫu màng C1, C2, C3,
C4....................................................................................................................................... 77
Bảng 4.15 Bảng trung bình kết quả đo độ bền kéo đứt của các màng tối ưu ở thí nghiệm
2.2 ...................................................................................................................................... 78
Bảng 4.16 Bảng so sánh giá trị đo bền kéo đứt của các màng tối ưu của thí nghiệm 2.1,
2.2 ...................................................................................................................................... 80
Bảng 4.17 Bảng so sánh giá trị đo bền đâm thủngcủa các màng tối ưu của thí nghiệm 2.1,
2.2 ...................................................................................................................................... 81
Bảng 4.18 Bảng giá trị đo bền kéo đứt các mí ghép của các màng C2, C3 ...................... 83
Bảng 4.19 Bảng giá trị EMC(%) trung bình của màng C2, C3 ........................................ 86
Bảng 4.20 Bảng giá trị ERH(%) của các dung dịch muối bão hòa................................... 87
xix


Bảng 4.21 Bảng giá trị ẩm độ môi trường từ ngày 27/07/2012 đến ngày 02/08/2012 ..... 88
Bảng 4.22 Bảng giá trị ẩm độ theo căn bản ướt của màng C2, C3 trong điều kiện môi
trường bình thường ............................................................................................................ 89
Bảng 4.23. Bảng giá trị bền mỏi trung bình của màng C2, C3 trong điều kiện bình thường
khi treo vật nặng 500(g) .................................................................................................... 91

Bảng 4.24. Bảng giá trị chiều cao của cây trồng trên các túi ươm C2 sau 7 ngày ........... 99
Bảng 4.25. Bảng giá trị chiều cao của cây trồng trên các túi ươm C3 sau 7 ngày .......... 100
Bảng 4.26. Bảng so sánh giá trị độ bền đâm thủng của màng C2, C3 trước và sau 7 ngày
trồng cây ...........................................................................................................................102
Bảng 4.27. Bảng so sánh giá trị độ bền kéo đứt của màng C2, C3 trước và sau 7 ngày
trồng cây ...........................................................................................................................104
Bảng 4.28. Bảng giá trị ẩm độ môi trường từ ngày 03/08/2012 đến ngày 09/08/2012 .. 106
Bảng 4.29. Bảng giá trị chiều cao của cây trồng trên các túi ươm C2 sau 14 ngày ........ 107
Bảng 4.30. Bảng giá trị chiều cao của cây trồng trên các túi ươm C3 sau 14 ngày ........ 108
Bảng 4.31. Bảng so sánh giá trị độ bền đâm thủng của màng C2, C3 trước và sau 14 ngày
trồng cây ...........................................................................................................................110
Bảng 4.32. Bảng so sánh giá trị độ bền kéo đứt của màng C2, C3 trước và sau 14 ngày
trồng cây ...........................................................................................................................111

xx


xxi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 . Đặt vấn đề
Ngày nay, với sự tiến bộ vượt bậc của khoa học và công nghệ, cuộc sống của con
người ngày càng nâng cao. Cuộc sống hiện đại đòi hỏi sự tiện lợi và nhanh chóng. Điển
hình là trong sinh hoạt hàng ngày, con nguời sử dụng các loại bao bì được sản xuất từ
nhựa, polymer để chứa đựng các loại thực phẩm, hàng tiêu dùng…Các loại bao bì này rất
tiện lợi và được sử dụng hàng ngày. Tính trung bình mỗi ngày, một người nội trợ sử dụng
4 đến 5 chiếc túi nylon để đựng thực phẩm. Với tốc độ như thế, mỗi năm các thành phố
lớn tại Việt Nam thải ra khoảng 150 000 tấn túi nylon và bao bì nhựa.

Tính chất đặc trưng của bao bì nylon, nhựa là thời gian phân hủy rất dài. Trung bình
để được một túi nylon phân hủy phải mất từ 50 đến 100 năm, thậm chí có thể lâu hơn.
Phần lớn các loại bao bì này được xử lý bằng cách chôn hoặc đốt. Nếu chôn các loại bao
bì này ảnh hưởng đến nguồn nước và lãng phí nguồn tài nguyên đất. Nếu đốt thì tạo ra các
khí độc (SO2, CO2, chất dioxin,…vô cùng độc hại, nhất là khi trời mưa sẽ tạo thành các
cơn mưa acid), gây ô nhiễm môi trường, tác động xấu đến sức khỏe con người. Nếu đem
tái chế, đòi hỏi phải có thiết bị, máy móc đắt tiền, đầu tư nhiều vốn, nhưng hiệu quả cũng
không cao.
Để giải quyết vấn đề này, nhiều nước đã nghiên cứu tạo thành bao bì sinh học tự hủy.
Đặc tính của loại bao bì này là có thể tự hủy sau khi sử dụng trong thời gian ngắn, không
gây ô nhiễm môi trường, nhưng độ bền cũng không thua so với bao bì nylon.

1


Sản xuất bao bì sinh học là một vấn đề đang rất được quan tâm hiện nay, việc sản xuất
này sẽ góp phần giải quyết ô nhiễm môi trường. Được sự phân công của Bộ môn Công
Nghệ Hóa Học, trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn
của PGS.TS Trương Vĩnh, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ
tinh bột/ bã sắn lên sức bền màng sinh học tinh bột khoai mì”.
1.2. Mục đích đề tài
-Nghiên cứu tạo thành màng sinh học có thành phần chính là tinh bột và bã sắn với các
tỉ lệ phối trộn thích hợp nhằm giảm giá thành sản xuất.
-Chế tạo màng làm bao bì từ nguyên liệu chính là tinh bột và bã sắn có khả năng chứa
đựng vật liệu và phân hủy sinh học.
1.3. Nội dung đề tài
-Khảo sát tính chất hóa lý của vật liệu.
-Nghiên cứu công thức màng, tạo thành màng từ tinh bột và bã sắn.
-Nâng cao tính chất cơ học.
1.4. Yêu cầu

-Tìm ra được quy trình sản xuất màng sinh học có bổ sung bã sắn có thể làm bao bì.
-Sản xuất thử bao bì sinh học thay thế bao nylon, túi ươm cây.
-Bao bì phải có tính bền, dẻo, khả năng hút ẩm kém, không bị độ ẩm của vật liệu làm
hỏng, rách bao bì.
-Bao bì phải phân hủy tốt trong môi trường tự nhiên.

2


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. Tổng quan về bao bì
2.1.1. Khái niệm bao bì
Theo Tổng cục tiêu chuẩn-đo lường-chất lượng số 23 TĐC/QĐ ngày 20 tháng 02 năm
2006:” Bao bì là vật chứa đựng, bao bọc thực phẩm thành đơn vị để bán (bán lẻ và sỉ).
Bao bì có thể làm nhiều lớp bọc, có thể phủ kín hoàn toàn hay chỉ bao bọc một phần sản
phẩm”(Phạm Tuấn Anh, 2011).
Theo Wikipedia:”Bao bì là một ngành khoa học, nghệ thuật và kỹ thuật của việc chứa
đựng và bảo vệ sản phẩm để phân phối, tồn trữ, buôn bán và sử dụng”.
2.1.2. Chức năng của bao bì
-Tập hợp, chứa đựng.
-Bảo vệ.
-Thông tin: hàm lượng, cách sử dụng, bảo quản, hạn sử dụng,…
-Giúp quá trình sử dụng, vận chuyển, phân phối dễ dàng hơn.
-Tiếp thị (marketing).
2.1.3. Yêu cầu kỹ thuật đối với bao bì
-Bền cơ học, bền nhiệt.
-Kín.
-Tiện lợi trong phân phối, bảo quản.
-Có tính công nghệ cao.

-Thân thiện với môi trường.
-Gía thành hạ.

3


2.1.4. Một số vấn đề về việc sử dụng bao bì nylon hiện nay
 Lượng bao bì nylon được sử dụng
Ngày nay, theo xu thế phát triển của công nghiệp hóa-hiện đại hóa, bao bì nylon là
một lựa chọn tất yếu, điều này là một minh chứng rất cụ thể, khi đi chợ, gần như mọi thứ
hàng hóa giao dịch xong, người mua đều được nhận hàng đóng gói trong một bao bì là
bọc nylon. Đây là vấn đề cần phải được quan tâm.
Theo số liệu thống kê của công ty Công trình đô thị thị xã Sóc Trăng, mỗi ngày rác
thải trên dưới 80 tấn, hệ thống thu gom rác thải của công ty thu được khoảng 60 tấn/ngày,
lượng rác thải còn lại dân tự xử lý bằng cách đốt, phần còn lại phát tán vào đất, kênh,
rạch, ao hồ…là nguồn gây ô nhiễm môi trường.
Đặc điểm hàm lượng rác thải sinh hoạt ở các đô thị Việt Nam được phân tích cụ thể
như sau:
Bảng 2.1: Hàm lượng rác thải sinh hoạt ở đô thị Việt Nam
(Nguồn: công ty Công trình đô thị-thị xã Sóc Trăng)
Số
TT

Hàm lượng

Tỉ lệ trung bình(%)

1

Rác hữu cơ


80%

2

Bao bì nhựa, nylon

5-7%

3

Hàm lượng khác

11-13%

Theo thống kê của Quỹ tái chế thuộc sở Tài nguyên-Môi trường thành phố Hồ Chí
Minh, hiện nay trung bình mỗi ngày thành phố Hồ Chí Minh thải ra môi trường khoảng
50 tấn túi nylon, phần lớn trong số này là túi nylon không phân hủy sinh học.
Không chỉ sử dụng nhiều túi nylon, mà một bộ phận không nhỏ người dân thành phố
còn có hành vi ứng xử rất xấu trong việc thải túi nylon. Phòng quản lý chất thải rắn thuộc
Sở Tài nguyên-Môi trường cho hay, rác là túi nylon hiện chỉ chiếm khoảng 5-7% trên
4