NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA MÀNG BAO GÓI THỰC PHẨM ĐƯỢC CHẾ TẠO TỪ TINH BỘT SẮN CÓ BỔ SUNG POLYETHYLENE GLYCOL (PEG) (*TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG – SỐ 3(26)2008) GVHD : PGS.TS NGUYỄN THỊ VÂN HÀ HVTH : Đinh Cơng Hồng Nguyễn Thảo Nguyên Lê Trương Ngọc Hân Nguyễn Thị Thiện Nhơn • KẾT QUẢ, THẢO LUẬN • PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU • KHU VỰC NGHIÊN CỨU • GIỚI THIỆU MỤC LỤC • GIỚI THIỆU  Hằng năm giới có khoảng 150 tấn màng bao gói từ chất dẻo sản xuất tiêu thụ  Ngun liệu từ dầu thơ - Ơ nhiễm mơi trường nghiêm trọng - Cạn kiệt tài nguyên Mạch polysaccharides Để ứng dụng tốt thường tinh bột trộn thêm phụ gia thực phẩm khác polyethylene glycol (PEG) (tác nhân làm mềm dẻo) Các polysaccharides tự nhiên: - Dễ phân hủy , đặc biệt đối với tinh bột - Sản phẩm có chi phí thấp và khả phân hủy lớn PEG Nước ta có nguồn nguyên liệu tinh bột phong phú Tuy nhiên việc sử dụng nguồn nguyên liệu cho có giá trị kinh tế cao, hạn chế Mục tiêu nghiên cứu tạo nên màng mỏng bao gói từ tinh bột sắn có phối trộn polyethylene glycol (PEG) tác nhân tạo liên kết, làm mềm dẻo, không độc hại xác định yếu tố ảnh hưởng đến độ bền đứt màng nhằm góp phần thuận lợi cho việc thay 2 • NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu nghiên cứu  Tinh bột sắn: • Được cung cấp nhà máy tinh bột sắn Thừa Thiên Huế • Chất lượng: * Độ trắng: >96,0%, * Độ tinh khiết: 97,5%, * Tạp chất không quá: 0,05%, * Hàm lượng đạm: 0.20%  Polyethylene glycol (PEG): tinh khiết, dạng bột mịn, tập đoàn Merck Schuchard, Đức 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 PHƯƠNG PHÁP TẠO MÀNG Tinh Polyethylene glycol (PEG) Nước màng mỏng 2.2.2 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA MÀNG 2.2.2 PHƯƠNG PHÁP TOÁN HỌC - Sử dụng phương pháp luân phiên biến, để nghiên cứu động thái yếu tố ảnh hưởng đến khả chịu lực màng tinh bột, đồng thời xác định tâm quy hoạch cho phần làm tối ưu thực nghiệm - Xây dựng mơ hình thí nghiệm theo phương pháp qui hoạch thực nghiệm TĐY23 với tâm quy hoạch vừa tìm Xây dựng phương trình hồi quy từ đó tính tốn tìm độ bền đứt tối ưu theo phần mềm Excel-Solver - Kết thí nghiệm phân tích phương sai mợt nhân tố ANOVA (Anova single factor ) so sánh sai khác giá trị trung bình bằng phương pháp DUNCAN (Duncan’s Multiple Range Test) phần mềm thống kê SAS, phiên 6.12 chạy Windows 3 • KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến khả chịu lực màng tinh bột có phối trộn PEG phương pháp luân phiên biến: Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả chịu lực màng tinh bột, nghiên cứu đề cập đến yếu tố A NỒNG ĐỘ TINH BỘT (TBS) A Ảnh hưởng nồng độ tinh bột sắn (TBS): Tạo mẫu màng tinh bột có Kết thí nghiệm xử lý bằng  Nồng độ PEG: 0.2%, phương pháp ANOVA  Thời gian hồ hóa: 10 phút So sánh sai khác giá trị trung  Nồng độ tinh bột sắn: 4-12% bình bằng phương pháp DUNCAN B Ảnh hưởng nồng độ PEG Tạo mẫu màng tinh bột có  Nồng độ PEG: - 0.4%  Thời gian hồ hóa: 10 phút  Nồng độ tinh bột sắn: 10% C Ảnh hưởng thời gian hồ hóa Tạo mẫu màng tinh bột có  Nồng độ PEG: 0.3%  Thời gian hồ hóa: – 25 phút  Nồng độ tinh bột sắn: 10% 3.2 Xác định phương trình hồi quy tối ưu hóa thông số công nghệ Chọn tâm quy hoạch có yếu tố:  Nồng độ tinh bột sắn: 10% Ký hiệu: Z1  Nồng độ PEG: 0,3% Ký hiệu: Z2  Thời gian hồ hóa: 15phút Ký hiệu: Z3 Từ tâm quy hoạch chọn, tiến hành thí nghiệm khoảng giới hạn yếu tố sau: ≤ Z1 ≤ 11 0,25 ≤ Z2 ≤ 0,35 13 ≤ Z3 ≤ 17 Kết chọn mơ hình thực nghiệm thí nghiệm theo mơ hình trình bày bảng 3.1 Bảng 3.1 Mơ hình thực nghiệm TYT22 kết thí nghiệm theo mơ hình Để việc tính tốn thực thuận lợi, ta chuyển từ hệ trục tự nhiên Z1, Z2, Z3 sang hệ trục không thứ nguyên (hệ mã hóa) Ma trận quy hoạch yếu tố toàn phần 23 : Phương trình hồi quy tuyến tính độ bền đứt có dạng sau: Giải bằng phương pháp ma trận trực giao cho ta hệ số phương trình hồi quy sau: bo = 1,1885; b1 = 0,00875; b2 = 0,00675; b3 = 0,01075; b12 = 0,01, b23 = -0,0055, b123 = -0,00325 Tính phương sai tái hiện, kiểm định tiêu chuẩn Student kiểm định tiêu chuẩn Fisher, ta phương trình hồi quy cần tìm có dạng: (Phương trình 1)  Qua phương trình (1) cho thấy độ bền đứt màng tinh bột sắn có bổ sung PEG phụ thuộc vào yếu tố: nồng độ TBS, nồng độ PEG thời gian hồ hóa tỷ lệ thuận với chúng  Như vậy, tăng yếu tố độ bền đứt tăng ngược lại Ngoài ra, việc tăng hay giảm độ bền đứt màng mỏng phụ thuộc vào tương tác cặp yếu tố ảnh hưởng lẫn  Điều chứng tỏ, việc bổ sung phụ gia tạo màng mỏng có độ bền cao, xz có ý nghĩa khoa học lớn Tuy nhiên, tăng hay giảm độ bền đứt màng tinh bột sắn có bổ sung PEG đạt giá trị tối ưu nằm giới hạn khảo sát Tiến hành tối ưu: Mục tiêu đề tài tìm điều kiện tối ưu để số độ bền đứt cao nhất: y = f (x1, x2, x3) ymax = Max y (x1, x2, x3) Sử dụng chương trình Excel – Solver để tìm nghiệm tối ưu, tức tìm giá trị x1, x2, x3 để y đạt cực đại Với miền ràng buộc : -1 ≤ x1, x2, x3 ≤ Chuyển sang biến thực Zj = xj * ΔZj + Z0j Kết giải tốn trình bày bảng đây:  Từ kết thu cho thấy điểm tối ưu cho độ bền đứt màng tinh bột sắn có bổ sung PEG 1.218 N/cm2  Khi thông số ảnh hưởng đến trình tạo màng sau: * Nồng độ tinh bột sắn : 10.9%, * Nồng độ PEG : 0.35%, * Thời gian hồ hóa : 16 phút 30 giây Tuy nhiên, giá trị lớn độ bền đứt nằm điểm mà vùng lân cận xung quanh điểm tối ưu 4 • KẾT LUẬN  Nồng độ tinh bột sắn, nồng độ polyetylen glycol thời gian hồ hóa ảnh hưởng lớn đến trình tạo màng tinh bột tỷ lệ thuận với chúng Như vậy, tăng yếu tố độ bền đứt tăng ngược lại Trong khoảng giới hạn nghiên cứu, yếu tố tác động tương hỗ theo phương trình hồi qui sau: Các thơng số tốt cho trình tạo màng tinh bột sắn có bổ sung etylenglycol (màng TBS-PEG) * Nồng độ tinh bột sắn : 10.9%, * Nồng độ PEG : 0.35%, * Thời gian hồ hóa : 16 phút 30 giây Màng tinh bột đạt đ ợc độ bền đứt 1,218 N/cm2 CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE  ... 3.1 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến khả chịu lực màng tinh bột có phối trộn PEG phương pháp luân phiên biến: Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả chịu lực màng tinh bột, nghiên cứu đề cập đến yếu... PHÁP XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA MÀNG 2.2.2 PHƯƠNG PHÁP TOÁN HỌC - Sử dụng phương pháp luân phiên biến, để nghiên cứu động thái yếu tố ảnh hưởng đến khả chịu lực màng tinh bột, đồng thời... liệu tinh bột phong phú Tuy nhiên việc sử dụng nguồn nguyên liệu cho có giá trị kinh tế cao, hạn chế Mục tiêu nghiên cứu tạo nên màng mỏng bao gói từ tinh bột sắn có phối trộn polyethylene glycol