huỷ cấu trúc hạt tinh bột theo từng lớp. Ngoài ra kết quả này cũng cho thấy nồng độ tác nhân axit ban đầu có ảnh hưởng mạnh đến mức độ ăn mòn bền mặt c a hạt tinh bột. Qúa trình ăn mòn thực sự diễn ra mạnh khi tỷ lệ axit/tinh bột cao hơn 0,06.
b) | |
c) |
d) |
|
|
(e) | (f) |
Hình 3.15. Ảnh kính hiển vi điện tử quét của tinh bột sắn tự nhiên (a) và biến tính với tỷ lệ khối lượng axit/tinh bột lần lượt là: 0,0 (b); 0,04 (c); 0,06 (d); 0,08 (e) và 0,10 (f). | |
Có thể bạn quan tâm!
-
Ảnh Hưởng Của Thời Gian Phản Ứng Đến Quá Trình Photphat Hoá -
Ảnh Hưởng Của Độ Thế Tới Độ Bền Lạnh Đông - Tan Giá -
Ảnh Hưởng Của Loại Axit Và Thời Gian Đến Hàm Lượng Tro Của Tinh Bột Sắn Biến Tính -
Sự Phụ Thuộc Của Trọng Lượng Phân Tử Trung Bình Vào Thời Gian Phản Ứng Ở Các Nhiệt Độ Khác Nhau -
Ảnh Sem Của Tinh Bột Sắn (A,b) Và Tinh Bột Oxy Hoá Với Hàm Lượng Clo Hoạt Động 1% (C,d), % (E,f) Và 4% (G,h) -
Ảnh Hưởng Của Thời Gian Polyme Hoá Lên Tc, Gy, Ge Khi Ghép Acrylic Lên Tinh Bột
Xem toàn bộ 190 trang tài liệu này.
3.2.8.2. Giản đồ phân tích nhiệt
Quá trình thuỷ phân tinh bột sắn bằng axit HCl được tiến hành ở 30oC, thời gian phản ứng là 16 tiếng, tỷ lệ H2O/tinh bột là 2/1, với tỷ lệ axit/tinh bột biến đổi từ 0,04 đến 0,10. Giản đồ phân tích nhiệt DSC c a tinh bột sắn tự nhiên và biến tính axit được trình bày trên hình .16.
Hình 3.16. Giản đồ phân tích nhiệt của TB sắn tự nhiên (1) và TB biến tính với tỷ lệ axit/tinh bột lần lượt là: 0,04 ( ); 0,06 (3); 0,08 (4) và 0,10 (5).
Nhiệt độ đầu (T0), nhiệt độ đỉnh (Tp), nhiệt độ cuối (Te) và khoảng chuyển nhiệt độ (Te – T0) được tóm tắt trong bảng 3.12.
Bảng 3.1 . Nhiệt độ hồ hoá (T0, Tp và Te) của tinh bột tự nhiên và biến tính
T0, C | Tp, C | Te, C | Te - T0, C | |
0 | 61,92 | 78,37 | 90,73 | 28,81 |
0,04 | 65,84 | 82,01 | 98,37 | 32,53 |
0,06 | 67,35 | 83,07 | 101,31 | 33,96 |
0,08 | 68,70 | 85,94 | 103,28 | 34,58 |
0,10 | 63,68 | 89,97 | 104,56 | 41,18 |
Từ kết quả hình .16 và bảng .12 có thể nhận thấy giản đồ nhiệt c a tinh bột tự nhiên sâu và nhọn nhất. Khi bị thuỷ phân bằng axit các khoảng chuyển nhiệt bị mở rộng ra theo độ tăng c a hàm lượng axit. Đồng thời nhiệt độ đỉnh (TP) cũng tăng dần, trong khi đó nhiệt độ đầu (T0) tăng lên khi tăng tỷ lệ axit/tinh bột từ 0,4 đến 0,8, nhưng sau đó lại giảm khi tiếp tục tăng hàm lượng axit. Kết quả này có thể được giải thích là do quá trình thuỷ phân làm tăng độ kết tinh tương đối c a các hạt tinh bột (do vùng vô định hình bị thuỷ phân trước), dẫn tới làm tăng nhiệt độ hồ hoá c a tinh bột. Tuy nhiên quá trình thuỷ phân cũng làm tăng tính không đồng nhất về độ dài các phân tử tinh bột, kết quả này làm khoảng chuyển nhiệt hồ hoá (Te - T0) tăng lên. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với các nghiên cứu trước đây [6, 7, 15]
3.2.8.3. Nhiễu xạ tia X
Giản đồ nhiễu xạ tia X c a tinh bột sắn tự nhiên và biến tính axit được biểu diễn trên hình .17. Quá trình thuỷ phân tinh bột bằng axit HCl được tiến hành ở 30oC, thời gian phản ứng là 16 tiếng, tỷ lệ H2O/tinh bột là 2/1, với tỷ lệ axit/tinh bột biến đổi từ 0,02 đến 0,10.
Có thể nhận thấy tinh bột sắn tự nhiên được đặc trưng bởi giản đồ nhiễu
xạ tia X dạng A với các đỉnh c a góc 2θ vào khoảng 15 và 2 với một đỉnh kép tại 17 và 18. Giản đồ c a các mẫu tinh bột biến tính với tỷ lệ axit/tinh bột là 0,02; 0,06 và 0,10 cũng cho kết quả tương tự, điều này chứng tỏ ở điều kiện này các tác nhân axit chưa tác động đến vùng kết tinh trong cấu trúc hạt tinh bột. Như vậy trong điều kiện phản ứng, quá trình thuỷ phân ch yếu diễn ra ở vùng vô định hình với thành phần chính là amylozơ. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với các kết quả đã được công bố trong một số tài liệu [17, 51].
Hình 3.17. Giản đồ nhiễu xạ tia X của tinh bột sắn tự nhiên (1) và biến tính với tỷ lệ axit/tinh bột lần lượt là: 0,0 ( ); 0,06 (3) và 0,10 (4).
3.2.8.4. Phân bố kích thước hạt
Đồ thị biểu diễn sự phân bố kích hạt c a tinh bột sắn tự nhiên và biến tính axit được trình bày trên hình .18. Quá trình thuỷ phân tinh bột bằng axit HCl được tiến hành ở 30oC, thời gian phản ứng là 16 tiếng, tỷ lệ H2O/tinh bột là 2/1, với tỷ lệ axit/tinh bột biến đổi từ 0,02 đến 0,10.
Hình .18 cho thấy sự phân bố kích thước hạt c a các mẫu tinh bột tự nhiên và biến tính là khá giống nhau với đường kính hạt trung bình lần lượt là 15.61 (± 0. 5), 16. (± 0. 5), 16. 5 (± 0. 6) và 16.71 (± 0. 6) μm. Đường kính
hạt trung bình tăng dần khi tăng tỷ lệ axit/tinh bột đến 0,06, nhưng sau đó lại giảm khi tỷ lệ này tăng lên đến 0,10. Kết quả này có thể được giải thích là do trong điều kiện thí nghiệm quá trình thuỷ phân ch yếu diễn ra ở lớp vỏ ngoài cùng c a hạt tinh bột, quá trình thuỷ phân sẽ làm cho lớp vỏ này xốp lên do đó làm tăng nhẹ kích thước hạt tinh bột. Chúng ta cũng có thể dự đoán được rằng khi hàm lượng axit đ lớn thì lớp vỏ ngoài cùng c a hạt tinh bột có thể bị thuỷ phân hoàn toàn và tách ra khỏi hạt, khi đó kích thước hạt sẽ giảm dần.
| |
|
|
Hình 3.18. Sự phân bố kích thước hạt của TB sắn tự nhiên (A) và biến tính với tỷ lệ axit/tinh bột lần lượt là: 0,0 (B); 0,06 (C) và 0,10 (D).
3.2.9. Thử nghiệm chế tạo viên nén
Tinh bột sau khi th y phân bằng axit HCl với nhiệt độ 30C; thời gian thuỷ phân 16 tiếng; tỷ lệ axit/tinh bột 0,08 và tỷ lệ nước/tinh bột 2/1, được kiểm nghiệm tại Viện kiểm nghiệm thuốc Trung ương ( bảng 3.13- xem phụ lục).
Độ bền nén, thời gian rã và độ bở c a các viên nén từ tinh bột biến tính axit sau khi được chế tạo tại Công ty dược phẩm Hà Thành được trình bày trong bảng 3.14.
Bảng 3.13. Tính chất của tinh bột biến tính bằng axit
Chỉ tiêu và tiêu chuẩn áp dụng | Kết quả | Yêu cầu | |
1 | Tính chất | Đạt | Bột thuốc màu tráng ngà |
2 | pH | Đạt (7,4) | Từ 2,0 đến 8,0 |
3 | Clorid | Đạt | Không quá 0,2% |
4 | Độ ẩm | Đạt (8,6%) | Không quá 1 ,0% |
5 | Đường khử | Đạt | Phải đạt quy định |
6 | Kim loại nặng | Đạt | Không quá 20ppm |
7 | Tro sulfat | Đạt (0,14%) | Không quá 0,5 |
Bảng 3.14. Một số tính chất của viên nén thử nghiệm
Độ bền nén, N | Thời gian rã, phút | Độ bở, % | |
0 | 13.34 ± 0. 4 | 23 ± 0.5 | 3 |
0,02 | 20.23 ± 0. 7 | 18 ± 0.5 | 5 |
0,04 | 32.12 ± 0. | 14 ± 0.5 | 8 |
0,06 | 48.62 ± 0.54 | 9 ± 0.5 | 11 |
0,08 | 5 .17 ± 0.56 | 6 ± 0.5 | 18 |
0,10 | 64. 2 ± 0.4 | 5 ± 0.5 | 25 |
Từ bảng 3.14 ta thấy khi tăng mức độ thuỷ phân sẽ làm tăng mạnh độ bền nén c a viên nén. Viên nén được tạo thành từ tinh bột tự nhiên có độ bền nén thấp, do đó rất dễ bị vỡ trong quá trình chế tạo và bảo quản. Trong khi đó viên nén được tạo ra từ các mẫu tinh bột biến tính với tỷ lệ axit/tinh bột lớn hơn 0,06 có độ bền nén tăng lên hơn 5 lần. Một số nghiên cứu chỉ ra rằng khi sử dụng lực ép khoảng 4kN mà viên nén tạo thành có độ bền nén lớn hơn 50 N thì loại tinh bột sử dụng rất phù hợp làm thành phần kết dính để chế tạo thuốc viên theo
phương pháp nén trực tiếp. Việc tăng độ bền nén khi mức độ thuỷ phân tinh bột tăng có thể được giải thích là do quá trình thuỷ phân làm giảm tỷ lệ vùng vô định hình trong hạt tinh bột đồng thời tạo ra các phân tử tinh bột có mạch ngắn hơn, khi sử dụng một lực nén phù hợp các phân tử này dễ dàng sắp xếp khít lại với nhau hơn.
Cũng từ kết quả bảng .14 có thể nhận thấy khi tăng mức độ thuỷ phân tinh bột sẽ làm giảm đáng kể thời gian rã và độ bở c a viên nén. Kết quả này có thể được giải thích là do khi tăng mức độ th y phân sẽ làm tăng độ tan c a tinh bột trong nước tức là tăng tính tương hợp c a tinh bột với nước, do đó nước sẽ dễ dàng thâm nhập vào bên trong viên nén hơn và thúc đẩy quá trình rã c a tinh bột nhanh hơn. Ngoài ra, tinh bột th y phân có độ kết tinh cao hơn sẽ tạo ra các viên nén có độ kết dính tốt hơn với độ bở thấp hơn.
Viên nén bào chế với tinh bột biến tính bằng axit HCl, nhiệt độ 30C; thời gian thuỷ phân 16 tiếng; tỷ lệ axit/tinh bột 0,08 và tỷ lệ nước/tinh bột 2/1. Viên nén được chế tạo tại Công ty Dược phẩm Hà Thành và đạt tiêu chuẩn dược điển.
Tó tắt kết quả mục 3.2
- Tinh bột được th y phân bằng các axit vô cơ khác nhau theo khả năng thuỷ phân tinh bột được thử nghiệm là HCl> HNO3> H2SO4> H3PO4.
- Điều kiện tối ưu cho quá trình thuỷ phân tinh bột sắn bằng axit HCl là: nhiệt độ 30C; thời gian thuỷ phân 16 tiếng; tỷ lệ axit/tinh bột 0,08 và tỷ lệ nước/tinh bột 2/1.
- Sản phẩm tinh bột đã được sử dụng làm tá dược chế tạo viên nén tại công ty dược phẩm Hà Thành và đã được kiểm nghiệm tai Viện kiểm nghiệm thuốc Trung ương đạt tiêu chuẩn dược điển. Kết quả đã được hội đồng nghiệm thu chương trình hóa dược đánh giá cao.
3.3. Oxy hoá tinh bột bằng natri hypoclorit
Trong nghiên cứu này (phương trình 1-34) tinh bột oxi hóa bằng natri hypoclorit là sản phẩm phụ c a nhà máy hóa chất Việt trì, trong đó các yếu tố ảnh hưởng như, thời gian, nhiệt độ, nồng độ clo hoạt động…c a tinh bột lên trọng lượng phân tử và tính chất c a sản phẩm được nghiên cứu.
3.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng
Để nghiên cứu ảnh hưởng c a nhiệt độ và thời gian, phản ứng oxy hoá được tiến hành ở điều kiện phản ứng: nồng độ tinh bột 700g/l, pH 7, hàm lượng clo hoạt động so với tinh bột 1%) các nhiệt độ khác nhau trong những khoảng thời gian khác nhau. Sự thay đổi lượng clo tiêu thụ trong nước Javen theo nhiệt độ và thời gian được trình bày trong hình .1 .
Hình 3.19. Sự thay đổi lượng clo tiêu thụ theo thời gian phản ứng ở các nhiệt độ khác nhau
Ảnh hưởng c a nhiệt độ phản ứng đến trọng lượng phân tử trung bình c a tinh bột oxy hoá được trình bày trong bảng 3.15.
Từ hình .1 và bảng 3.15 cho thấy nhiệt độ phản ứng có ảnh hưởng lớn tới quá trình phân huỷ oxy hoá c a tinh bột. Hàm lượng clo hoạt động cũng như