VJIOI t n i e u Mm
CONG NGHIEP SAN XUAT SORBITOL TQTINH B O T S A N :
Tir phong thi nghiem den du an san xuat
iVU THI THU HA, ^ALAIN PERRARD, 1 MAI NGOC CHUC,
^NGUYEN THI HA, ^LtiU HOANG NGOC
(1) Vien Hoa hoc cong nghiep Viet Nam, (2) Vien Nghien cdu qua trinh Xuc tac va Moi tru'dng CNRS (3) Cue Hda chat
S
orbitol la mdl loai dffdng tff nhien thupc nhdm polyol, cd dng dung rpng rai trong cae nganh thffc phii'm, my pha'm, y te va cac ffng dung cdng nghiep khac. Sorbitol dffdc sff dung nhff mdt chat lam ngpt cd ham Iffdng calo thap va la chiit thay the dffdng cho ngffdi bi benh lieu dddng. Sorbitol dffdc sff dung de ngan ngffa sff mat nffdc va nhi'eu viin de khac, trong dd ed eae benh ve lieu hoa va benh mat trffdng Iffc cua liii mat. Oac biet, no dffdc sff dung lam nguyen lieu de san xuiit vitamine C. Vdi ffng dung la phu gia thffc pha'm, ngUdi la tim thiiy chiing trong hang tram neu khdng mudn ndi la hang nghin thffc phii'm nhff banh, keo, kem, xuc xich, keo cao su...Trong kem danh rang. Sorbitol (70 %) chiem tff 35 - 40 %. Sorbitol ed ffng dung rdng rai nhff vay la nhd nd ed nhffng tinh chat nhff mdl chat d'n dinh, chiit giff am, chiit lam dju vj, khang khuii'n trong mieng. Sorbitol edn ed trong thanh phan cua nhieu my phii'm cham sdc sac dep vi nd cd tae dung giff am va lam cho lan da trd nen m'em mai va mjn mang. Trong nganh san xuat thudc la. Sorbitol cd tae dung ngan ngffa sff vd vun ciia sdi thudc la va la chiit dju vj trong thudc la nhai. Ngoai ra, Sorbitol cdn cd dng dung trong nganh long hdp pdlyme (nhff chat d'n djnh va chdng oxy hoa), nganh che bien polyme (chiit deo hoa diing trong ky thuat due phun), nganh dien hoa va nganh del.Sorbitol dddc san xuat tff qua trinh hydro hoa glucose, san pha'm cua qua trinh len men tinh bdl.
6 nddc la, nhu eau sd dung sorbitol hang nam la vai chuc nghin tan va dang phai nhap ngoai hoan loan. Tan dung ngudn nguyen lieu san cd trong nffdc de san xuiit sorbitol phue vu nhu cau trong nffdc, thi khdng nhffng thay the dffdc nguyen lieu nhap ngoai ma cdn cd the cd san pha'm dexuai kha'u.
Hien nay, khoang 80% san IUdng sorbitol tren the gidi dUde san xuiit bang edng nghe gian doan sd dung xiie lac Ni-Raney d dang huyen phii.
Lffdng cdn lai dffdc san xual nhd qua trinh hydro hoa lien lue trong dd xue lac la Ni mang tren Kieselguhr ton lai d dang huyen phii trong dung djch glucose ma dung djch nay dffdc phun lien lue vad he thiet bj phan ffng ndi liep dang dng hinh tru. Ket thuc phan iiTig, san pha'm dddc chuyen den thiet bj lang va lpc de tach xuc lae. Tiep theo, sorbitol dffdc hnh che tren nhffa trad dd'i ion va tren than hoat linh.
Trong vdng 20 nam trd lai day, ngffdi la da bat dau nghien eiilj cdng nghe lien lue sff dung xuc lac the he mdi Ru/C dffdc nap vao thiet bi phan ffng dffdi dang Idp ed djnh. Ngay sau dd, ngffdi ta da nhan ra nhffng ffu die'm nd'i Irpi eua cdng nghe nay, chang han, chi phi xuc lae thap hdn 1 % gia thanh san phii'm, chi phf van hanh thifp hdn nhieu so vdi qui trinh gian doan, san pham sorbitol ed dp sach cao, qua trinh khdng lao ra ehifl thai gay anh hudng mdi trffdng. Tuy nhien, theo tim hieu ciia chung ldi, edng nghe nay cdn chffa dffdc edng nghiep hoa trong ITnh vffc san xual sorbitol. Ly do chu yeu ed le do eae nha san xuifl sorbitol da dau tff nha
may theo edng nghe gian doan khdng mudn d'au tff them de chuyen cdng nghe truyen thdng ciia hp thanh cdng nghe lien tuc. Ngffdc lai, vdi cae nha may xay mdi, ngffdi ta ludn khuyen ap dung cdng nghe mdi va hien dai. Vi vay, nghien cffu phal trien edng nghe lien tuc sd dung xue lac the he mdi da thu hut dffdc sff quan tam nghien cffu ciia nhieu nha khoa hoc.
Nam bat dffdc nhffng tinh hinh dd, ngay Iff nam 2003, Vien Hda hoc cdng nghiep Viet Nam (VIIC) da dat vifn de nghien cffu cdng nghe san xuifl sorbitol. Oe khdi ddng van de nay, trong nam dd, Td'ng edng ly Hda chat Viet Nam (VINACHEM) da giao cho VIIC Ihffe hien d'e lai "Nghien cffu tham dd cdng nghe hydrd hoa mpl sd hdp chat carbonyl ngudn gdc Iff nhien thanh eae ancol lam nguyen lieu eho nganh dffdc va my pha'm". De lai da lien hanh td'ng quan chi tiet ve sdrbitol va cac edng nghe hydro hda cae hdp ehifl carbonyl ngudn gdc Iff nhien tren xue lae dj the the he mdi, trong dd cd qua trinh hydro hda glucose thanh sorbitol.
Nam 2006, VIIC liep luc dffdc VINACHEM giad thffc hien de lai "Nghien cffu edng nghe san xuat sorbitol ed dp sach cao tff glucose lam nguyen lieu eho nganh dffdc phii'm, thffc phii'm, hoa my pha'm va ehifl deo". Vdi sff Iff van va giup dd ve ky Ihual cua TS. Alain Per- rard, ehuyen gia cua Vien Nghien cffu qua trinh Xue lac va Mdi trffdng Lyon IRCELyon - CNRS, Cpng hda Phap, da ed 15 nam nghien cffu phal trien edng nghe mdi de san xuat sorbitol, nhdm de lai da tien hanh nghien cffu cdng nghe lien luc hydro hoa glucose tren xuc tac Ru/C tai Viet Nam va da dm ra cae dieu kien tdi ffu de dat dffdc hieu suat chuyen hoa glucose Ihanh sorbitol tren 99%. Qua trinh chay thff
48 KHOA HQC & C O N G N G H $ >- (86 6 6i'2011)
Gi^ thieu I
da dffdc tien hanh tren thiet bj pilot phdng thi nghiem trong 670 gid va xiic tac ben trong sudt qua trinh phan ffng.
Mac dii da dat dffdc nhffng ket qua nghien cffu nhff vay nhffng de hffdng tdi viec trie'n khai nghien cffu d qui md Idn hdn, nhdm de lai van chffa giai dap dffdc mdt sd eau hdi sau:
- Cac nghien cffu trong phdng thi nghiem dffdc hen hanh tren nguyen lieu glucdse tinh khiet (dp sach > 98%). Vay khi trie'n khai san xuiit, neu sd dung nguyen lieu glucose Viet Nam, hieu suiit san phii'm va thdi gian sdng cua xiie lae ed bj anh hffdng khdng? Van d'e xff ly va bao quan nguyen lieu va san phii'm?
- Cac xiic lae sff dung trong cae nghien cffu tren la nhffng xiic lae dffdc di'eu che trong phdng thi nghiem, vdi Iffdng nhd. Vay khi trie'n khai san xuifl, sff dung xue lac cdng nghiep hoac xuc lac dffdc dieu che mdl each edng nghiep theo ddn dat hang thi hieu suiit san phii'm ed bj anh hffdng khdng?
Thdi gian sdng ciia xiic lae keo dai bao lau?
- Suiit heu tdn xiie tae tren mdt kg san pha'm la bao nhieu?
Oe giai quyel van de nay, nam 2007, nhdm d'e lai hep luc dUde giad nhiem vu cap Td'ng cdng ly
"Nghien cffu hoan thien cdng nghe san xuat sorbitol ed dd sach eao td glu- cose". Cum tff "nghien cffli hoan thien cdng nghe" d day cd nghia la ke thffa nhffng kel qua nghien cffu trong phdng thi nghiem tren nguyen lieu glucose linh khiet va xiic tac dieu che trong phdng thi nghiem, hen hanh nghien cffu vdi nguyen lieu la glucose Viet Nam tren xuc tac dffdc dieu ehe mpl each edng nghiep theo ddn dat hang. Oe tai da thu dffdc cae kel qua sau :
- Oa nghien cffu qui trinh san xual sdrbitdl, tff khau chuiin bj nguyen lieu den khau bao quan san phii'm, tren nguyen lieu la glucose Viet Nam dang linh khiet (dp sach > 98%) va glucose dang ddng banh. Cac thffc nghiem nay da cho thay tam quan trong cua viec nghien cffu hoan thien cdng nghe tren ed sd sff dung nguyen lieu thffc. Se ed riit nhieu van de can giai quyel ma khi lien hanh tren nguyen lieu model (hda chat linh khiet, nghien cdu Iffdng nhd) chung la h'au nhU khdng bao gid gap phai.
- D'e lai da tien hanh nghien cffu phan ffng long hdp sorbitol tren cd sd xiic lae dffdc di'eu che bdi hang edng nghiep theo qui trinh de xual bdi nhdm nghien cffu. Ket qua nghien cffu cac linh chat hda ly cung nhff tinh chat xiie lae ciia eae xiic lac nay cho thiiy qui trinh dieu che da dffdc Iffa chpn riit thich hdp vdi viec trie'n khai san xuat xue tae d qui md Idn. Hdn nffa, viec hang cdng nghiep chiip nhan dieu che xiic tae de eung ciip cho chiing ta mdt lan nffa khang djnh tinh kha thi trong viec trien khai san xuiit d qui md Idn theo cdng nghe lien luc sd dung xiic tac tren cd sd Ru/C.
- Oe tai da lien hanh xac djnh suat lieu ton xuc tac tren mdt ddn vi san pha'm ddi vdi hai loai nguyen lieu glucose khac nhau (loai hnh khiet va loai ddng banh) d cac dieu kien phan ffng tdi Uu va san xuifl dUde 28 lit san pham sorbitol 70 % dat lieu chuan da dang ky. Vdi glucose tinh khiet, do chuyen hda glucose dat gia tri 100% vdi do ehon be sorbitol tren 99% trong sudt thdi gian dai. Vdi glucose dang ddng banh, dd chon loe sorbitol eung rat cao, tren 99% nhUng do chuyen hda glucose thi giam theo thdi gian. Oieu nay cho thiiy, ddi vdi ca hai loai nguyen lieu chung ta d'eu san xuat dffdc sorbitol vdi dp ehpn lpc cao nhffng suiit lieu ton xiic lac tren mdl ddn vj san pha'm khi sddung nguyen lieu glucose ddng banh eao hdn khi sd dung nguyen lieu glucose tinh khiet.
- Tff cac kel qua thffc nghiem xac djnh suiit lieu ton xiic tac tren mdt ddn vj san phii'm de lai da sd bd tinh loan gia thanh san pha'm. Nhin chung, edng nghe lien tue vdi Idp xiie tae co djnh san xuiit ra sorbitol cd gia thanh thap hdn gia thanh eiia sorbitol dUdc san xuiit bang cdng nghe gian doan vdi xuc lac Ni-Raney.
- Cudi ciing, md hinh thiet bj va eae giai phap trie'n khai d qui md pilot da dUde de xual.
Tuy da dat dUpc nhffng kel qua ed linh khoa hoe va IhUc tien cao nhUng do thdi gian va kinh phi cd han nhdm d'e tai nhan thiiy van cdn mot sd van de dat ra d tren chffa dffdc giai quyet triet de hoac edn mdt sd viin d'e phat sinh khae can dddc nghien cffu de nang cao hieu qua qua trinh. Cu the:
- Thdi gian chay thd nghiem edn ehUa dii nhi'eu (vi d'e lai chi dffdc thffc hien trong thdi gian 12 thang) de cd the danh gia sat thffc do ben cua xiie lae.
- Chffa nghien cffu phffdng phap hoan nguyen nham phuc hdi hoat linh cua xuc lac de cd the tai sd dung nham nang eao hieu qua ciia qua trinh.
- Chffa nghien cffu cac che dp ddng chay trong he thiet hi phan dng 3 pha ran - Idng - khi. Day la he thiet bj phan ffng hen tien va hien dai nhal tren the gidi hien nay va d Viet Nam chffa cd edng trinh nao edng bd eac kel qua nghien edu lien quan.
- Cudi eung, de cd the trie'n khai san xuat thanh edng, can phai chii trpng den van de nguyen lieu, tffc la phai to hdp hai qua trinh: chuyen hda hnh bdl san thanh glucose va hydro hda glucose thanh sorbitol trong ciing
(36 6 6I2W 1) * KHOA HQC S CONG NGHE 49
^loi imeu mm
Nguyen lieu San sau khi sO che
mdt day chuyen san xuifl. Ndi khae di, phai nghien cffu hoan thien cdng nghe san xuifl sorbitol tff hnh bdt san Viet Nam.
Qua trinh chuyen hda hnh bdl san thanh glucose da dffdc nghien cffu va Irien khai bdi Vien Cdng nghe thffc pha'm tff nhieu nam nay. Tuy nhien, de to hdp qua trinh nay vdi qua trinh san xuat sdrbitol vdi eae cap dp chat Iffdng khac nhau, trong dd cd Tieu ehuan dffdc dung, ngudn nguyen lieu glu- cose can phai thda man mdl sd yeu cau chiit IUdng nhat djnh. Vi the, eae nghien cffu bd sung de hoan thien cdng nghe la het sffc can thiet.
Vi ly do dd, nam 2008, VIIC dffdc Bd Khoa hpc cdng nghe giao thffc hien de tai Dde lap cap Nha nffdc "Nghien cdu quy trinh edng nghe hen lien san xuiit sorbitol cd dp sach eao Iff ngudn linh bdt san ffng dung trong nganh dUde, hda my pha'm va thffc pha'm". Muc heu eua de lai la nghien cffu hoan thien cdng nghe hydro hda glucose thanh sorbitol va md rpng nghien cffu den viec hoan thien cdng nghe san xuifl sorbitol Iff tinh hot san Viet Nam.
Sau hai nam thffc hien, vdi sff phdi hdp chat che giffa VIIC va Vien Cdng nghep Thffc pha'm va sff tham gia tff van, dao tao nhan Iffc va trd giiip ky thuat cua cac ehuyen gia Vien Nghien cffu qua trinh Xuc tac va Mdi trffdng Cdng hda Phap, de lai da thu dffdc cae kel qua ehinh sau:
1. Da hen hanh nghien ciili qui trinh edng nghe san xual glucose Iff ngudn tinh bdt san Viet Nam va tien hanh san xuifl thd nghiem d qui md pilot va qui md cdng nghiep
2. Oa nghien edu qui trinh hydro hda gian doan tren thiet bj pha Idng eao ap, sddung xue tac Niken-Raney va ap dung phffdng phap qui hdach thffc nghiem de xae dinh cac thdng sd ldi du eua qui trinh:
3. Oa nghien edu qua trinh hydro hda lien lue glucose sff dung he xuc tac tien hen Ru/C tren hai loai nguyen lieu glucose khae nhau la glucose thd va glucose tinh khiet. Cae ket qua thffc nghiem eho thiiy dp ehuyen hda cua glucose giff d'n djnh d 100% trdng sudt hdn 1.000 gid phan ffng chffng td xue tac ed hoat linh riit cao va ben. Ngoai ra, de kie'm tra sff ed mat cua kim loai Ru trong san phiim (cd the Ru bj thdi ra trong qua trinh phan ffng) chung ldi da lien hanh djnh Iffdng Ru. Kel qua la khdng phal hien dffdc sdcd mat eua Ru trong san phii'm. Dieu dd cd nghTa la san pha'm
sau phan dng la hoan toan sach va Ru trong xue lae da khdng he bj lan vao trong mdi trffdng phan utig. Day la mpt ffu diem vffdt Irpi eda qua trinh sd dung xuc tac Ru/C. So vdi qua trinh sff dung xue tae Ni ma d dd, Ni bj tan vao moi trffdng phan ffng (den 350 mg/kg sorbitol) lam nhilm ban san pham, qua trinh sff dung xue lac Ru da giam bdt dffdc loan bp khau tinh che san phii'm.
4. Da nghien cffu phffdng phap tai sinh xuc tac, nham keo dai tudi Ihp eda xuc tac
5. Da san xuifl thff nghiem glucose Iren he thiel bi qui md 100 kg/me tai Vien Cdng nghe Thffc phii'm va qui md 1000 kg/me tai Cdng ty Minh Dffdng de danh gia dp lap lai cua qui trinh va tao du Iffdng nguyen lieu phuc vu cho qua trinh hydro hda tiep theo. Tong cpng, de tai da san xuiitl250 kg dieh glucose dat lieu chuan dang ky.
6. Da san xuat thff nghiem 150 kg dung djch sorbitol 70% va 50 kg sorbitol bdl dat tieu chuan chiit Iffdng dang ky.
7. Da so sanh, \da ehpn cdng nghe san xuifl sorbitol phu hdp vdi dieu kien san xuat d Viet Nam va tinh hinh thffc le trong giai doan hien nay. Giai phap nhap edng nghe gian doan, xay dffng nha may va lap dat them ben canh dd day chuyen pilot lien tuc de nghien cffu hoan thien cdng nghe lien lue rdi sau dd, khi da lam chu hoan loan edng nghe lien tuc d qui md pilot se md rdng cdng suiit cua nha may bang each lap dat them day chuyen hoat ddng lien tuc, xdc lae dang Idp cd djnh dffdc xem la mdl giai phap hdp ly.
8. Da tham gia tff vifn cho VINACHEM trong viec lap dff an lien kha thi xay dffng nha may san xuifl sorbitol tff tinh bdl san edng suat 20.000 tan/nam.
Oen nay, dff an Xay dffng nha may san xuiit Sorbitol tff linh bdt san cdng suat 20.000 tiin/nam da bat dau dffdc trie'n khai vdi sff tham gia cua VINACHEM, Cdng ty Mia dffdng Tay Ninh va Vien Hda hpc Cdng nghiep Viet Nam.
Ben eanh dd, Vien Hda hpc Cdng nghiep Viet Nam dang tham gia xet chpn dff an san xuifl thff nghiem sorbitol Iff tinh bdl san, trong dd ap dung edng nghe xue lae dj the the he mdi eho qua trinh hydro hda glucose thanh sorbitol, thudc ChUdng trinh Nghien cffu KHCN trpng die'm qudc gia phal trie'n cdng nghiep Hda Dffdc den nam 2020. He thiet bj thff nghiem se dffdc lap dat trong khudn vien dff an cda VINACHEM. Nguyen lieu eung cifp eho day ehuyen thiet bj thd nghiem nay se dffdc tri'ch tff dffdng dng chfnh cua dff an 20.000 lan/nam. Off an dffdc thffc hien se tao dieu kien de Viet Nam lam chu cdng nghe sd dung xuc tac di the the he mdi, than thien mdi trffdng, ft phat thai va cd hieu qua eao thay the cac qua trinh Iruyen thdng sd dung xuc lac huyen phu the he cu.
Tren day la nhffng vi du minh hpa qua Irinh nghien cffu cac cdng nghe mdi, tien lien trong ITnh vffc edng nghiep Hda ehifl, tff khi hep can van de den khi thffc hien cac nghien cffu trong phdng thf nghiem va tiep den la trien khai ffng dung thff nghiem va ap dung thffc tien.
Cd the ndi rang, la mdt ITnh vffc kha mdi me d Viel Nam nhffng vdi nhffng each hep can mang tinh khoa hpc va thffc tien, kha nang huy ddng ngudn nhan Iffc va ed sd vat chat nhff da phan tfch trong cae vf du da neu tren, van de phat trie'n va ffng dung cdng nghiep "xanh" trong nganh Hda chat d Viet Nam se dffdc thffc hien thanh cdng.*:*
S0| KHOA HQC & CONG NGHE • (S6 6 &2011)