TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13853:2023

ASTM D6401-99 (2020)

DA - XÁC ĐỊNH CHẤT KHÔNG TANNIN VÀ TANNIN TRONG DUNG DỊCH CHIẾT NGUYÊN LIỆU THUỘC DA THỰC VẬT

Determining non-tannins and tannin in extracts of vegetable tanning materials

Lời nói đầu

TCVN 13853:2023 được xây dựng trên cơ sở chấp nhận hoàn toàn tương đương với ASTM D6401-99 (Reapproved 2020) Determining Non - Tannins and Tannin in Extracts of Vegetable Tanning Materials với sự cho phép của ASTM quốc tế 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428, USA. Tiêu chuẩn ASTM D4576 - 16 (Reapproved 2021) thuộc bản quyền của ASTM quốc tế

TCVN 13853:2023 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 120 Sản phẩm da biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

DA - XÁC ĐỊNH CHẤT KHÔNG TANNIN VÀ TANNIN TRONG DUNG DỊCH CHIẾT NGUYÊN LIỆU THUỘC DA THỰC VẬT

Determining non-tannins and tannin in extracts of vegetable tanning materials

1  Phạm vi áp dụng

1.1  Phương pháp thử này được sử dụng để xác định hàm lượng chất không tannin và tannin hòa tan trong dung dịch chiết tannin, dung dịch chiết nước của nguyên liệu thuộc da thực vật hoặc dung dịch thuộc da. Phương pháp này có thể áp dụng để phân tích các chất chiết xuất dạng lỏng, rắn, nhão và bột và các chất chiết xuất từ nguyên liệu thô hoặc đã qua sử dụng.

1.2  Các giá trị tính theo đơn vị SI là giá trị tiêu chuẩn. Các đơn vị được đưa ra trong ngoặc đơn sau đơn vị SI chỉ là thông tin tham khảo.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

ASTM D2617 Test method for total ash in leather (Phương pháp xác định tổng hàm lượng tro trong da)

ASTM D3790 Test method for volatile matter (moisture) of leather by oven drying (Phương pháp xác định chất bay hơi (độ ẩm) của da bằng tủ sấy)

ASTM D4901 Practice for preparation of solution of liquid vegtetable tannin extracts (Phương pháp chuẩn bị dung dịch chiết tannin thực vật)

ASTM D4902 Test method for evaporation and drying of analytical solutions (Phương pháp làm bay hơi và sấy khô dung dịch phân tích)

ASTM D4903 Test method for total solids and water in vegetable tanning material extracts (Phương pháp xác định tổng lượng chất rắn và nước trong dung dịch chiết nguyên liệu thuộc da thực vật)

ASTM D4905 Practice for preparation of solution of solid, pasty and powdered vegetable tannin extracts (Phương pháp chuẩn bị dung dịch chiết tannin thực vật dạng rắn, nhão và dạng bột)

ASTM D6402 Test method for determining soluble solids and insolubles in extracts of vegetable tanning materials (Phương pháp xác định chất rắn hòa tan và không hòa tan trong dung dịch chiết nguyên liệu thuộc da thực vật)

ASTM D6405 Practice for extraction of tannins from raw and spent materials (Phương pháp chuẩn bị dung dịch chiết tannin từ nguyên liệu thô và nguyên liệu đã qua sử dụng)

A22[1] Non-tannins and tannin (chất không tannin và tannin)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

3.1

Chất không-tannin hòa tan (soluble non-tannins)

Các nguyên liệu không bay hơi có trong chiết xuất tannin và nguyên liệu thô hoặc đã qua sử dụng được hòa tan hoặc ở dạng huyền phù trong nước, là một phần của chất rắn hòa tan được xác định theo ASTM D6402, và không phản ứng hoặc liên kết với bột da khi được trộn theo phương pháp thử này.

3.2

Tannin (tannins)

Nguyên liệu không bay hơi có trong chiết xuất tannin và các nguyên liệu thô hoặc đã qua sử dụng được hòa tan hoặc ở dạng huyền phù trong nước, là một phần của chất rắn hòa tan được xác định theo ASTM D6402, và phản ứng hoặc liên kết với bột da khi trộn theo phương pháp thử này.

4  Tóm tắt phương pháp

4.1  Một phần dung dịch phân tích được chuẩn bị từ dung dịch chiết tannin (ASTM D4901 hoặc ASTM D4905) hoặc dung dịch chiết nước từ nguyên liệu thô hoặc đã qua sử dụng (ASTM D6405) được làm khô qua đêm trong tủ sấy không khí cưỡng bức (ASTM D4902) và cặn rắn còn lại được xác định là tổng hàm lượng chất rắn của mẫu đó (ASTM D4903). Một phần khác của cùng dung dịch được lọc bằng quy trình lọc quy định và lượng chất rắn còn lại trong dịch lọc được xác định và là lượng chất rắn hòa tan của mẫu đó; Chất không tan của mẫu được tính bằng chênh lệch giữa tổng lượng chất rắn và chất rắn hòa tan (ASTM D6402). Một phần khác của dung dịch phân tích ban đầu hoặc dung dịch chiết nước được trộn với nguyên liệu bột da chuẩn bị, dung dịch thu được được lọc tương tự như đối với phân tích chất rắn hòa tan. Lượng cặn rắn còn lại trong dịch lọc được xác định và là chất không tannin có thể hòa tan đối với mẫu đó; Hàm lượng tannin của mẫu được tính bằng sự chênh lệch giữa tổng lượng chất rắn hòa tan và chất không tannin hòa tan.

5  Mục đích và sử dụng

5.1  Phương pháp thử này được sử dụng để xác định thành phần của tổng chất rắn hòa tan là chất không tannin và tannin có trong dung dịch chiết tannin hoặc trong dịch chiết nước từ nguyên liệu thô hoặc đã qua sử dụng được chuẩn bị để phân tích tannin.

5.2  Các mẫu thử là phần mẫu từ dung dịch phân tích được chuẩn bị từ dịch chiết tannin hoặc dung dịch chiết nước được chuẩn bị từ nguyên liệu thô hoặc đã qua sử dụng.

5.3  Chất không tannin hòa tan được định nghĩa là phần chất rắn hòa tan không bị hấp thụ hoặc liên kết với nguyên liệu bột da đã chuẩn bị.

5.4  Tannin được định nghĩa là phần chất rắn hòa tan được hấp thụ hoặc liên kết với nguyên liệu bột da đã chuẩn bị.

5.5  Kết quả của phương pháp thử này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như sau:

5.5.1  Điều kiện nhiệt độ trong đó các dung dịch được chuẩn bị và bảo quản và nhiệt độ thực hiện phép phân tích;

5.5.2  Tính đồng nhất và độ đặc của lớp cao lanh lắng đọng trên giấy lọc;

5.5.3  Tốc độ của dung dịch chảy ra khỏi pipet;

5.5.4  Các điều kiện liên quan đến tính chất của bột da được sử dụng phản ứng với hàm lượng tannin của dung dịch; v.v ... Do đó, điều cần thiết là phải tuân thủ chính xác phương pháp để thu được các kết quả có thể tái lập được giữa các mẫu trong phòng thí nghiệm và giữa các phòng thí nghiệm.

6  Thiết bị, dụng cụ và thuốc thử

6.1  Đĩa tannin, để kết tinh, bằng thủy tinh borosilicat, cao 50 mm, đường kính ngoài 70 mm, cạnh đáy phải được làm tròn bán kính 6 mm, đáy phải phẳng và không bị khum ở tâm, và vành đĩa phải được làm tròn và đánh bóng.

6.2  Kính quan sát, kích thước phù hợp (đường kính khoảng 150 mm) để đậy phễu và giấy lọc và một đĩa kích thước phù hợp (75 mm) để đậy đĩa tannin.

6.3  Pipet, dung tích 100 mL, tốt nhất là có lỗ rộng đường kính khoảng 2,4 mm (3/32 in.), thời gian phân phối từ 15 s đến 25 s.

6.4  Bình định mức, bình borosilicat 200 mL có vạch chia độ để phân phối (bình Pyrex số 5840 là phù hợp).

6.5  Giấy lọc, đường kính 21,5 cm, được gấp 32 nếp gấp đều nhau.

6.6  Phễu, đường kính miệng phễu từ 100 mm đến 125 mm, vát góc 60°, chiều dài thân phễu 150 mm.

6.7  Chai lắc, 0,95 L (32 oz), có nút cao su. Các chai phải có chiều cao toàn phần khoảng 21,6 cm (8,5 in.), đường kính 8,9 cm (3,5 in.). Các chai một lít (loại Mason) có nắp vặn bằng nhựa là phù hợp.

6.8  Máy lắc, loại xoay, được trang bị để chứa các chai 0,95 L (32 oz) dùng để khuấy trộn kỹ bột da và dung dịch phân tích. Tốc độ quay phải là (60 ± 2) r/min và máy phải được kết cấu sao cho cạnh của bình lắc tiếp giáp với trục quay không được nhỏ hơn 5,1 cm (2 in.) và không quá 7,6 cm (3 in.), tính từ tâm trục.

6.9  Vải, bằng cotton, với số sợi danh nghĩa (chưa tẩy trắng) là 48 x 48 và khối lượng lượng 1,65 yd/454 g (1 Ib). Khi được tẩy trắng, số lượng sợi khoảng từ 52 đến 53 x 43 đến 48.

6.10  Cao lanh, đất sét cao lanh được rửa bằng axit phù hợp với các yêu cầu sau:

6.10.1  Hòa 1,0 g cao lanh trong 100 mL nước cất. Giá trị pH phải từ 4,5 đến 6,0 sau 5 min.

6.10.2  Hỗn hợp gồm 2,0 g cao lanh và 200 mL nước cất được lắc trong 10 min và lọc hỗn hợp bằng giấy lọc tiêu chuẩn (xem 6.5). Trong 100 mL phần dịch lọc trong phải chứa ít hơn 0,001 g cặn sau khi làm bay hơi và làm khô trên đĩa bạch kim trong tủ sấy.

6.11  Dung dịch phèn crom (Chrome Alum) 3%, được chuẩn bị bằng cách hòa tan CrK (SO₄)₂ 12 H₂O với nước cất ở nhiệt độ phòng (3 g trên 100 mL dung dịch). Dung dịch không được để lâu hơn 30 ngày trước khi sử dụng.

6.12  Bột con da to (bột da), phải đáp ứng các yêu cầu sau:

6.12.1  Bột da phải được nghiền mịn và có kết cấu đồng nhất, không bị vón cục.

6.12.2  Độ ẩm nằm trong khoảng từ 12 % đến 15% khi xác định theo ASTM D4902.

6.12.3  Hàm lượng tro nhỏ hơn 0,3% khi xác định theo ASTM D2617.

6.12.4  Chuẩn bị hỗn hợp gồm 7,0 g bột da khô cho vào 100 mL KCl 0,1 N và để trong 24 h, thỉnh thoảng lắc. pH của hỗn hợp phải nằm trong khoảng từ 5,0 đến 5,4.

6.12.5  Tiến hành phân tích mẫu bột da để xác định chất không phải tannin, sử dụng nước cất làm dung môi hòa tan. Hàm lượng chất hòa tan trong nước không được lớn hơn 0,004 g.

6.12.6  Mỗi lô hàng bột da mới phải được thử so sánh với bột da của lô hàng trước bằng cách sử dụng các dung dịch chiết chuẩn có sẵn. Bột da mới phải cho tỷ lệ phần trăm chất không tannin trung bình chênh lệch không quá ± 0,2 so với tỷ lệ phần trăm chất không tannin của bột con da to từ lô hàng trước.

6.12.7  Bột con da to, được chuẩn bị như mô tả dưới đây, phải được sử dụng để phân tích các nguyên liệu thuộc da cùng ngày bột da được chuẩn bị.

6.13  Cân, cân phân tích cân được đến 100 g với độ chính xác ±0,1 mg (± 0,0001 g).

6.14  Tủ sấy, tủ sấy đối lưu không khí cưỡng bức (hoặc tủ sấy đối lưu cơ học) có khả năng duy trì nhiệt độ (100 ±2,0) °C.

6.15  Nhiệt kế, chính xác đến ± 0,2 °C, dùng để kiểm tra và giám sát nhiệt độ cài đặt của tủ sấy.

6.16  Bình hút ẩm, bất kỳ dạng hoặc kích thước thuận tiện nào, sử dụng chất hút ẩm thông thường bất kỳ.

7  Mẫu thử

7.1  Mẫu thử bao gồm 100 mL dung dịch được chuẩn bị theo ASTM D6405, ASTM D4901, hoặc ASTM D4905 và sau khi trộn với bột da và lọc theo quy định trong tiêu chuẩn này.

8  Cách tiến hành

8.1  Chuẩn bị mẫu bột con da to (bột da)

8.1.1  Chuyển 5 g mẫu bột da khô vào đĩa tannin đã trừ bì và cân chính xác đến ± 0,001 g. Đặt đĩa có bột da vào tủ sấy trong thời gian (16,0 ± 0,5) h. Lấy đĩa và bột khô ra khỏi tủ sấy, đặt vào bình hút ẩm, để nguội đến nhiệt độ phòng, cân lại và tính phần trăm độ ẩm trong bột da theo ASTM D3790.

8.1.2  Lượng bột da sấy khô trong tủ sấy yêu cầu bằng 12,5 g nhân với số lượng mẫu cần phân tích, cộng với 12,5 g nhân 2 (đối với mẫu trắng), cộng với 5,5 g (để xác định độ ẩm trong bột ướt). Tức là, [(12,5 g) × (n + 2) + (5,5 g)] bột da khô sấy khô trong tủ sấy.

8.1.3  Hòa một lượng bột da để khô trong không khí với khối lượng tương đương với khối lượng của bột da khô đã tính ở trên, cộng với 10 g đến 15 g bột khô trong không khí để cho phép hao hụt cơ học, với khối lượng nước cất gấp mười lần khối lượng bột da trong 30 min ở 23 °C đến 25 °C, khuấy ba hoặc bốn lần trong khoảng thời gian này.

8.1.4  Sau đó, thêm 1,0 mL dung dịch phèn crom 3% cho mỗi gam bột da khô trong không khí vào hỗn hợp, và trộn đều toàn bộ. Khuấy hoặc trộn hỗn hợp sau mỗi 15 min trong 2 h và sau đó để yên, đậy nắp, để qua đêm ở nhiệt độ không nhỏ hơn 23 °C và không lớn hơn 28 °C.

8.1.5  Sáng hôm sau, đồ hỗn hợp vào một mảnh vải lớn (xem 6.9), để cho chất lỏng chảy ra và vắt hoặc ép bột đến độ ẩm khoảng 75%. Tán nhỏ khối bột và rửa bốn lần liên tục bằng cách hòa bột với nước cất ở 23 °C đến 25 °C, lượng nước mỗi lần rửa bằng 15 lần khối lượng của bột da khô trong không khí. Bột da phải ở dạng huyền phù trong nước mỗi lần rửa, tán đều bột da và mỗi lần hòa phải kéo dài trong 15 min. Ép bột da hoặc ép đến độ ẩm khoảng 75% sau mỗi lần rửa, trừ lần cuối cùng.

8.1.6  Bột da ướt được sử dụng để phân tích phải có độ ẩm tốt nhất khoảng 72,5 % (không ít hơn 71% và không quá 74%).

8.2  Chuẩn bị hỗn hợp phản ứng bột da /dung dịch phân tích

8.2.1  Trong khi rửa bột da, cho dung dịch phân tích thích hợp đã được trộn kỹ vào các bình định mức 200 mL (xem 6.4) đến vạch mức. Cho nước cất vào hai trong số các bình 200 mL đến vạch mức để làm dung dịch mẫu trắng đối chứng. Duy trì các phần dung dịch này ở 23 °C đến 25 °C.

8.2.2  Ngay sau khi rửa sạch, cân ngay một lượng bột da ướt (độ ẩm 72,5 ± 2 %), tương đương với 12,5 ± 0,3 g bột da khô đã sấy khô trong tủ sấy, chuyển vào từng chai lắc và đậy ngay bằng nắp cao su. Cân 20 g mẫu bột da ướt để xác định độ ẩm trong bột da đã chuẩn bị (Phương pháp thử ASTM D4902).

8.2.3  Ngay sau đó, thêm 200 mL phần dịch chiết và mẫu trắng, đã xác định trước đó, và ở nhiệt độ từ 23 °C đến 25 °C, vào bột da trong các chai lắc tương ứng và để các chai lắng trong ít nhất 15 s nhưng không quả 30 s. Sau đó lấy các chai ra, đậy nắp và cho vào máy lắc và lắc trong 10 min.

8.2.4  Sau thời gian này, lấy các chai ra và đổ hết lượng chứa vào vải lọc riêng biệt (xem 6.9) được giữ trong các phễu 125 mm. Thu dịch lọc vào dụng cụ chứa bằng thủy tinh thích hợp (cốc 250 mL là phù hợp), trong đó đã có 2 g cao lanh đã được thêm vào trước khi bắt đầu quá trình lọc. Vắt nhẹ phần bột da đã ráo nước sao cho thể tích dịch lọc còn khoảng 135 mL. Tổng thời gian tiếp xúc giữa bột da và dung dịch tannin không được ít hơn 13 min và không quá 15 min, tính từ khi dung dịch tiếp xúc với bột da cho đến khi được vắt lọc ra khỏi bột.

8.3  Lọc dung dịch tannin đã phản ứng

8.3.1  Trộn kỹ dung dịch lọc và cao lanh, sau đó lọc qua giấy lọc tiêu chuẩn (giấy S&S No. 610, 21,5 cm, được gấp thành 32 nếp gấp đều nhau theo ASTM D6402) vào dụng cụ chứa ban đầu để trộn đều. Sau khi thu được khoảng 40 mL dung dịch lọc, lắc để loại bỏ cao lanh còn sót lại trên thành và đáy của dụng cụ chứa, rồi đổ trở lại phễu. Trong quá trình thực hiện này, đậy nắp các phễu và bình chứa để tránh thay đổi do bay hơi, đồng thời duy trì nhiệt độ của dung dịch và dung dịch lọc trong khoảng từ 23 °C đến 25 °C.

8.3.2  Lặp lại thao tác thu và rót lại 40 mL dịch lọc nhiều lần nếu cần thiết, cho đến khi dịch lọc trong. Sau đó thay dụng cụ chứa sạch và thu lấy dịch lọc trong.

8.3.3  Thông thường, dung dịch lọc phải được lọc từ ba đến năm lần để có thể đảm bảo độ trong của dung dịch. Kiểm tra độ trong của dịch lọc cuối cùng bằng cách lắc đều và quan sát dưới ánh sáng.

8.3.4  Nếu dung dịch lọc trong, trộn bằng đũa thủy tinh sạch và dùng pipet hút 100 mL mẫu thử và chuyển vào đĩa tannin đã trừ bì. Pipet phải là loại được sử dụng để chuyển mẫu thử để xác định tổng chất rắn (ASTM D4903) và chất rắn hòa tan (Phương pháp thử D6402) và rửa sạch bằng một phần dịch lọc trước khi hút và đo mẫu.

8.3.5  Đặt đĩa chứa mẫu thử cùng với các đĩa tannin khác chứa mẫu thử để xác định tổng chất rắn và chất rắn hòa tan vào tủ sấy, làm bay hơi và sấy khô theo ASTM D4902.

9  Tính toán

9.1  Tính lượng chất không-tannin tan trong mẫu thử theo công thức sau:

Chất không tannin, % = {[F X (W₂ - W₁) × 10]/W₃} × 100 (1)

Trong đó

9.1.1  Phần cặn từ các mẫu trắng (nghĩa là W₂ - W₂) không được vượt quá 0,004 g, như quy định trong 6.12.

9.1.2  Theo ASTM D6405, khi cần phải giảm lượng bột da sống được chuẩn bị sử dụng trong quá trình khử tannin, thì áp dụng công thức trong 9.1, miễn là hệ số (F) được tính toán chính xác đối với lượng nước ít hơn được đưa vào trong 8.2.

9.1.3  Hai mẫu thử của mỗi nguyên liệu mẫu được lấy để chuẩn bị dung dịch (ASTM D4901, ASTM D4905 hoặc ASTM D6405); do đó, sẽ thu được hai giá trị đối với tannin không tan trong nước đối với mỗi dung dịch chiết hoặc nguyên liệu thuộc da. Giá trị trung bình (trung bình) của các giá trị này phải được lấy theo tỷ lệ phần trăm của chất không tannin trong mẫu thử.

9.1.4  Việc thực hiện phép thử song song được coi là đạt khi tỷ lệ phần trăm chất không tannin chênh lệch không quá 0,2.

9.1.5  Lượng tannin trong mẫu được tính như sau:

Tannin, % = chất rắn hòa tan (%) - chất không tannin (%)

Trong đó:

chất rắn hòa tan (%) được xác định theo ASTM D6402, và hàm lượng chất không tannin (%) được xác theo 9.1.

9.2.1  Các giá trị trùng lặp được coi là phù hợp tốt khi các giá trị trùng lặp về hàm lượng tannin khác nhau không quá 0,3.

9.2.2  Giá trị trung bình (trung bình) hàm lượng tannin của các mẫu thử song song phải được lấy theo phần trăm tannin trong mẫu thử.

10  Báo cáo thử nghiệm

10.1  Ghi lại kết quả chất không tannin và tannin chính xác đến 0,01 %.

11  Độ chụm và độ chệch

11.1  Phương pháp thử này được chấp nhận từ Phương pháp ALCA A22. Phương pháp thử này đã được sử dụng đủ lâu và đã được phê duyệt để xuất bản trước khi bắt buộc đưa vào các tuyên bố về độ chụm và độ chệch. Dữ liệu thử nghiệm liên phòng ban đầu không còn nữa. Người dùng nên xác minh bằng cách sử dụng các tài liệu tham khảo, nếu có, rằng độ chụm và độ chệch (hoặc độ tái lập) của phương pháp thử nghiệm này là đủ cho mục đích sử dụng dự kiến.

11.2  Hàm lượng chất không tannin thu được bằng phương pháp thử này được xác định là phần chất rắn hòa tan của mẫu thử thu được sau khi phản ứng với bột da và lọc qua hệ thống lọc được thiết kế riêng. Hàm lượng tannin được xác định là sự chênh lệch giữa chất rắn hòa tan và chất không tannin của mẫu thử. Không có phép đo độc lập tính riêng hàm lượng tannin hoặc chất không tannin của một mẫu. Do đó, độ chệch không liên quan đến hàm lượng các chất này của mẫu.