nươc rửa chén lên men từ rác

Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê PHẦN I MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Hiện nay, thị trường có nhiều nước loại rửa chén bát làm hóa chất Những loại nước tẩy rửa phần lớn đáp ứng độ tẩy rửa cao cho gia đình rửa xong da tay người sử dụng thường bị khơ, bong tróc da cịn gây độc hại cho Khi rửa loại nước tẩy rửa cần lượng nước lớn để rửa trôi hết chất tẩy rửa này, điều gây tốn nguồn nước Bên cạnh đó, phần lớn chất tẩy rửa hóa học thường chứa hóa chất độc hại phốt phát, nitrat, amoniac, clo v.v thải môi trường sử dụng lượng bọt không tan lớn nên làm trồng vật nuôi bị ảnh hưởng, không phát triển được, vật nuôi ăn thức ăn thừa có lẫn chất tẩy rửa phần lớn bị ốm đau, còi cọc dẫn đến chết, đặc biệt cá, tôm nước bị ảnh hưởng lớn Đây nhược điểm khó khắc phục q trình chế tạo chất tẩy rửa từ nguyên liệu hợp chất có nguồn gốc hóa vơ cơ, chất béo như: xút, axit chất hoạt động bề mặt có nguồn gốc từ sản phẩm hóa học Mỗi bạn sử dụng sản phẩm làm làm hóa chất, bạn làm nhiễm nước ngầm, sông hệ sinh thái xung quanh Hiệu ứng tích lũy hóa chất giải phóng từ hộ gia đình gây thiệt hại lớn cho môi trường sinh thái, ảnh hưởng không tốt cho sức khỏe người Trong sống hàng ngày, người thải lượng lớn rác thải sinh hoạt dạng chất hữu Chất thải hữu chất đống bãi rác tạo khí độc hại cho mơi trường sức khỏe người dân sống xung quanh bãi rác Tại bãi chôn lấp, chất thải hữu trải qua q trình phân hủy yếm khí tạo khí mê-tan(CH4)- loại khí nhà kính có khả bẫy nhiệt hiệu gấp 30 lần so với carbon dioxide ,có thể giữ nhiệt gấp 21 lần so với CO2, làm tăng thêm tình trạng nóng lên tồn cầu Hơn nữa, khí mêtan đe dọa sức khỏe người sống xung quanh bãi rác cách thay hàm lượng oxy khơng khí Vấn đề môi trường sức khỏe phát sinh chất thải hữu bãi chôn lấp phải xử lý cách giảm lượng chất thải hữu Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê biến chất thải hữu thành nguyên liệu để sản xuất sản phẩm có giá trị cao Một biện pháp làm giảm lượng rác thải hữu dùng rác thải hữu để sản xuất enzim sinh thái(eco enzyme) Enzyme Eco phát triển Tiến sĩ Rosukon từ Thái Lan.Tiến sĩ Rosukon tích cực tham gia nghiên cứu enzyme 30 năm bà khuyến khích người tạo enzyme sinh thái nhà để giảm bớt nóng lên tồn cầu Eco enzyme tạo cách lên men chất thải nhà bếp tươi (vỏ trái rau), đường (đường nâu, đường nốt đường rỉ mật) nước Eco enzyme chất lỏng đa năng,có thể sử dụng:trong nơng nghiệp,chăn ni, máy lọc khơng khí, thuốc chống trùng, chất tẩy rửa, chăm sóc xe hơi, phân bón hữu cơ, v.v Enzyme sinh thái thay hầu hết chất lỏng làm cho nhiều sản phẩm gia dụng, chí để làm khơng khí khỏi vi khuẩn khơng khí, khả tiêu diệt vi khuẩn nấm Từ vấn đề thực tiễn trên, nhằm góp phần làm giảm lượng rác thải hữu đồng thời tạo sản phẩm an toàn cho sức khỏe người, tốt cho môi trường sinh thái Chúng em định chọn đề tài: Nghiên cứu sản xuất nước rửa chén sinh học từ vỏ trái rau củ bỏ đi”  1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: - Tạo sản phẩm an toàn cho người, cho môi trường sinh thái - Giảm thiểu lượng rác thải hữu môi trường, giảm thiểu ô nhiễm mơi trường,tăng thêm nguồn phân bón hữu để bón cho trồng - Sản xuất nước rửa chén bát từ ngun liệu sinh học có giá thành rẻ,tính tẩy rửa cao - Đề tài sử dụng phương pháp đơn giản, hiệu thân thiện với môi trường 1.3 Mục tiêu nghiên cứu - Tìm phương pháp đơn giản, tối ưu để người tự sản xuất nước rửa chén sinh học từ vỏ rau củ 1.4 Thời gian, phạm vi nghiên cứu - Thời gian nghiên cứu: Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê Chúng em nghiên cứu từ tháng 8/2019 đến thời điểm - Phạm vi nghiên cứu : Chúng em nghiên cứu nhà phịng mơn hóa trường THPT Thanh Khê 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Phương pháp lý luận Nghiên cứu lý thuyết rác thải hữu cơ, sản xuất enzim sinh thái từ rác thải hữu cơ, ứng dụng enzim sinh thái,trái bồ hịn, chất phụ gia tạo đặc có nguồn gốc thiên nhiên an tồn với người, với mơi trường sinh thái 1.5.2 Phương pháp nghiên cứu từ thực tiễn - Thí nghiệm quy trình lên men để sản xuất enzim sinh thái từ rác tải hữu - Thí nghiệm nghiên cứu cơng thức pha chế nước rửa chén sinh học từ enzim sinh thái - Thí nghiệm tính tẩy rửa nước rửa chén sinh học với phụ gia từ đưa sản phẩm tối ưu 1.6 KẾ HOẠCH THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU - Tháng 8/2019: Lên ý tưởng nghiên cứu lí thuyết + Thu thập, tổng hợp tài liệu có liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu đề tài + Xây dựng kế hoạch nghiên cứu - Từ ngày 15/8/2019 –15/11/2019: Tiến hành lên men -Từ ngày 15/11/2019 –21/11/2019: + Nghiên cứu tỉ lệ chất tạo đặc để sản xuất nước rửa chén +Khảo sát tính tẩy rửa nước rửa chén -Từ ngày 21/11/2019 –25/11/2019: Hoàn chỉnh đề tài Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê Phần ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.1.1 Rau củ tươi,vỏ trái Trong rau củ tươi, vỏ trái có thành phần hóa học phong phú, bao gồm thành phần sau: a/ Nước Trong rau hàm lượng nước cao, trung bình 80-90%( có đến 93-97%) Nuớc rau chủ yếu dạng tự do, chứa chất hồ tan, phần nhỏ dạng liên kết hệ keo tế bào b/Các glucid Glucid hay carbonhydrat hợp phần chủ yếu chất khô rau Đường tự rau chủ yếu dạng D – glucozơ, D- fructozơ sacarozơ, Fructozơ cịn có thành phần saccarozơ innulin Tất loại đường tan nước, độ tan tăng nhiệt độ tăng.các đường hút ẩm mạnh, fructoza Trong chủng loại rau khác nhau, số lượng tỉ lệ loại đường khác nhau, làm cho rau có vị ngot khác Quả hạch (mơ, mận,đào) cị saccaroza, cịn glucoza fructoza Trong có múi ( cam, chanh, quýt, buởi), chuối tiêu, dứa đường chủ yếu saccarozơ Trong nhân, dưa hấu, luợng Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê fructozơ thuờng cao.Trong nho, chuối, bom, đường chủ yếu glucoza c/Tinh bột Tinh bột polyme mà monomer glucozơ Tinh bột hai polysacarid khác nhau: amiloza amilopectin Nhìn chung tỉ lệ amiloza amilozapectin đa số tinh bột ¼ Tinh bột chứa nhiều loại đậu( 50-60%), củ ( khoai tây 1518%, khoai lang 12-26%, sắn%)… Trong loại khác nhau, tinh bột có hàm luợng thấp thay đổi thao quy luật riêng.Với loại rau đậu, hàm lượng tinh bột tăng lên trình già chín, đồng thời hàm luợng đuờng giảm đi.Với loại nguợc lại, xanh tinh bột nhiều chín Ví dụ, chuối tiêu xanh già chứa 20.6% tinh bột, chín cịn 1.95%, hàm lượng đường tăng từ 1.44-16.48% d/ Cellulose Cellulose rau phần vỏ ( thành tế bào, vỏ quả, vỏ hạt) mô nâng đỡ Cellulose có cấu tạo mạch thẳng, liên kết 2000 – 10000 phân tử glucoza.Các phân tử celluloza hình sợi liên kết với cầu hydro tạo thành bó gọi mixen Hàm lượng celluloza 0.5-0.7%, có tới 6% (dứa 0.8%, cam , buởi 1.4%, hồng 2.5%, ổi chín 6%); rau 0.2-2.8% ( cà , cải bắp -1.5%, măng -3%) có cao (dưa chuột 4-5%) e/ Pectin Pectin rau hai dạng : hồ tan khơng hồ tan.Các loại rau khác có hàm lượng pectin khác nhau: táo 1.53.5%, chanh 2.5-4%, cam 3.5-12.4%, cà rốt, bí ngơ 2.5%, cùi buởi 3.1%, vỏ múi bưỏi 5.8%, vỏ hạt 5.3%, bã tép 5.2%.Trong phát triển già chín rau quả, hàm lượng pectin biến đổi, thường cao tới chín Khi bị thối rữa, pectin bị phân huỷ sâu f/Các hợp chất chứa nitơ Hàm luợng đạm rau không nhiều, thuờng từ 0.2 – 1.5% (trừ chuối tiêu 1.8%, nhóm rau đậu cải 3,5 -5 ,5%) đóng vai trò quan trọng trao đổi chất dinh dưỡng Nitơ ammoniac,amid acid amin có vai trị quan trọng nitơ protein trình lên men, nấm men cần sử dụng dạng nitơ để phát triển Trong rau hầu hết acid amin tự do, đặc biệt có đủ tám acid amin khơng thể thay Tỉ lệ thành phần Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê acid amin số loại rau cân đối chuối tiêu, đậu, khoai tây, cà rốt, cải bắp (1.5-1.6%) Trong sắn tươi có 69% nitơ ( có 20% luợng đạm đuợc thể hấp thu) g/Enzyme Hệ enzyme rau phong phú đa dạng Enzyme chất xúc tác sinh học trình trao đổi chất biến đổi hóa học xảy mơ thực vật Các hệ enzym chứa chất nguyên sinh có tác dụng tổng hợp chất phức tạp Còn hệ enzyme dịch lại thủy phân chất đơn giản Enzyme rau có hoạt lực cao khác Trong mơ thực vật có lớp enzyme sau: – Lớp enzyme oxi hóakhử( oxidaz ):peroxidaza.polyphenoloxidaza,catalaza… – Lớp enzyme thủy phân (hydrolaza) xúc tác trình thủy phân: cacbonhydraza (amilaza,invectaza…); enzyme pectolitic (pectaza, pectine steraza.) – Lớp enzyme tổng hợp xúc tác trình tổng hợp chất đơn giản thành chất phức tạp: photphotaza h/Các chất khoáng : Trong rau quả, phần nhỏ chất khoáng dạng nguyên tố kim loại liên kết với hợp chất hữu cao phân tử magie clorofin; lưu huỳnh, photpho thành phần protein,enzyme lipoit; sắt, đồng enzyme Phần chủ yếu chất khoáng thành phần acid hữu vô vơ axit photphoric, acid sunfuric,acid silixic,acid boric… Cơ thể nguời dễ hấp thu chất khoáng dạng liên kết Tuỳ theo hàm luợng, chất khoáng rau chia loại:đa luợng, vi luợng siêu vi luợng i/Các vitamin Nhiều vitamin tổng hợp đuợc thực vật, rau nguồn cung cấp vitamin quan trọng cần thiết nguời Rau giàu vitamin A, C, PP,B1,B2, K Các vitamin hoà tan nuớc quan trọng là: vitamin C, vitamin P, axit folic, vitamin PP, vitamin nhóm B axit pantotenic Các citamin hồ tan chất béo thuờng gặp vitamin A vitamin K Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê Trong rau quả, vitamin C phân bố không đồng đều, thuờng tập trung gần vỏ hay lớp gần vỏ, có khi3-4 lần cao mẫu trung bình Trong lõi cải bắp, hàm luợng vitamin C cao gấp hai lần bẹ (100 50mg %) k/Acid hữu Acid hữu tạo cho rau có mùi vị đặc trưng thành phần khác Acid hữu có rau duới dạng tự do, dạng muối este Một số acid bay kết hợp với este tạo mùi thơm Độ chua rau thường không 1% Tuy nhiên số rau có độ acid cao: bưởi chua 1.2%, mận chua 1.5%, mơ 1.3%, chanh 6-8% l/Các chất màu Chất màu ( sắc tố ) tạo cho rau có màu sắc khác Các chất màu rau chia thành nhóm : chlorophyl, carotinoit hoà tan chất béo, antoxian chất màu flavon tan nước 2.1.2 Quả bồ hịn 2.1.2.1.Mơ tả Cây bồ gọi trại âm bịn hịn Bên cạnh đó, người ta tin tràng hạt làm từ hạt bồ hịn xua đuổi tai họa, tà ma, tiêu trừ phiền não nên cịn gọi “vơ hoạn tử” (1) Tên khoa học Sapindus saponaria L Tên khác: Vơ hoạn, Bịn bịn, Mộc hoạn tử, Mác hón (Tày), Co-hón (Thái), Mầy quyến ngầm (Dao) Họ: Bồ hịn (Sapindaceae) Hình 2.1 Bồ Bồ thân gỗ, kép lơng chim, hoa lưỡng tính, trịn hạt bên màu đen màu cánh gián nhãn Thịt dày, chín mềm lại khiến cho vỏ thịt Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê bị tóp lại, nhăn nheo Khi chín, bồ hịn có màu vàng trong, nhìn bắt mắt vị lại đắng nên có câu ca dao: “Đắng xem tựa bồ Chát xem tựa sung non ngậm vào” 2.1.2.2.Phân bố, sinh thái Việt Nam có lồi, gỗ Trong đó, bồ hịn quen thuộc, sử dụng xà phòng từ xa xưa Cây phân bố rải rác hầu hết tỉnh thuộc vùng núi thấp (thường 1000m) Và trung du bao gồm tỉnh Bắc Giang, Thái Nguyên, Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Tuyên Quang, Yên Bái, Thanh Hố, Nghệ An, Hà Tĩnh V.V Cây cịn trồng số nơi đình chùa, quanh làng để lấy qủa bóng mát 2.1.2.3.Thành phần hóa học Quả bồ hịn nguồn ngun liệu giàu saponin Trong thịt có tới 18% Saponosid Saponin mukorosin C 52H84O11 2H2O (đc 155 – 156°) chiết dạng kết tinh Khi thủy phân cho ta genin hederagenin đường L- arabinose, DI – glucose, L – rhamnose, D- Xylose Các Sapindosid có bồ hịn Sapindosid A B, C, D, E, E1, X, Y, Y2… saponin triterpen Ngồi cịn có mukuroyiosid ia, Ib, II2, IIb; saponin có hoạt tính bề mặt mạnh Nhiều phương pháp chiết xuất saponin từ bồ mơ tả, phương pháp đơn giản đun sôi bột với nước, cô đặc dịch chiết tủa Saponin sulfat amoni Hạt bồ chứa – 10% dầu béo 2.1.2.4 Công dụng Trong y học dân gian Ấn Độ, để điều trị viêm phổi người ta dùng bột vỏ bồ trộn với mật ong, làm thành viên hoàn viên khoảng 2g Mỗi lần uống viên, trộn với sữa nóng, ngày lần Nhân dân số vùng Nepal dùng vỏ bồ tán nhỏ thành bột nhão đắp hàng ngày vào chỗ bị bệnh để trị bệnh da ghẻ bệnh nấm da Cũng dùng vỏ bồ tán nhỏ, trộn với lần lượng bột ngô dùng gội đầu thường xuyên đế trị gầu diệt chấy Nhờ lượng saponin cao thịt với đặc điểm tạo bọt, kháng khuẩn, không độc hại thân thiện với môi trường mà từ lâu, nước bồ dùng để lau rửa, giặt giũ, tắm gội, tẩy trắng, đánh Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê bóng đồ trang sức, trừ sâu, chống côn trùng… (tên tiếng Anh bồ Soapnut, nghĩa xà phịng) (7) Khơng trồng để phủ xanh đồi trọc, cung cấp gỗ cho sản xuất mà bồ nguyên liệu sản xuất hàng tiêu dùng xà phòng, kem đánh răng, dầu gội thảo dược Ayurvedic…, mỹ phẩm (kem dưỡng da) dược phẩm…(8) Chưa thấy có tài liệu nói độc tính bồ hịn cần lưu ý tránh để nước bồ rơi trực tiếp vào mắt gây kích ứng, đỏ mắt Nếu thấy có triệu chứng phát ban, đỏ da ngứa ngáy da tóc ngưng địa bị dị ứng với saponin bồ 2.1.3 Phương pháp lên men lactic Lên men lactic q trình chuyển hóa kị khí đường (glucozơ, lactozơ) thành sản phẩm chủ yếu axit lactic Vi khuẩn lên men lactic thuộc họ Lactobacterium hô hấp kị khí khơng bắt buộc Chúng có khả lên men nhiều loại đường đơn hay đường đôi khả lên men gluxit phức tạp tinh bột Yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men: pH môi trường, nhiệt độ, nguồn cácbon axit amin Có loại lên men lactic lên men đồng hình lên men dị hình: Glucozơ + vi khuẩn lactic đồng hình → Axit lactic Glucozơ + vi khuẩn lactic dị hình → Axit lactic + CO + Eetanol + axit axetic Quá trình lên men người sử dụng cho sản xuất thực phẩm nước giải khát thời kỳ đồ đá Ví dụ, lên men dùng để bảo quản trình lên men acid lactic tìm thấy thực phẩm muối chua dưa muối, kim chi yaua, trình sản xuất thức uống có cồn rượu bia Q trình lên men chí diễn dày động vật, ruột người Hội chứng nhà máy bia hội chứng y khoa gặp bao tử chứa nấm men bia, phân giải tinh bột thành cồn, thứ vào máu 2.1.4 Enzim sinh thái ( Eco Enzim) 2.1.4.1 Nguồn gốc Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê Công thức enzim sinh thái nghiên cứu phổ biến người sáng lập Hiệp hội Nông nghiệp hữu Thái Lan, Tiến sĩ Rosukon Poompanvong , người giành giải thưởng FAO năm 2003 đóng góp xuất sắc cho canh tác hữu cơ, thơng qua cơng việc sử dụng chất thải hữu lên men làm phân bón, thuốc trừ sâu thứa ăn chăn ni Rượu (ethanol) / axit axetic tạo q trình trao đổi chất vi khuẩn có mặt tự nhiên phế liệu trái thực vật Hơ hấp kỵ khí, cịn gọi lên men, vi khuẩn trải qua để lấy lượng từ carbohydrate điều kiện yếm khí (khơng có oxy) để tạo rượu axit axetic (tùy thuộc vào loại vi sinh vật) làm sản phẩm phụ Nấm men số loại vi khuẩn sản xuất rượu thông qua trình lên men, hầu hết vi khuẩn sản xuất axit axetic Trong trình sản xuất enzyme sinh thái, rượu, axit axetic hai sản xuất, tùy thuộc vào loại vi sinh vật có phế liệu trái rau quả, hai chất có tính khử trùng Enzyme tạo thành sau thời gian tháng lên men cặn rau củ từ nhà bếp Năm 2015, Arun Sivashanmugam phát enzyme sinh thái cịn có chứa hoạt tính amylase, protease lipase sử dụng để xử lý chất thải từ sữa, chứa carbohydrate, protein chất béo bị phá vỡ enzyme 2.1.4.2 Vật tư cần thiết:  Mật đường nốt đường nâu  Rau tươi vỏ trái (cặn, vỏ không nấu chín)  Bình nhựa kín khí 2.1.4.3 Một số lưu ý sản xuất GE Không sử dụng hộp đựng thủy tinh kim loại mở rộng Rác để sản xuất enzyme không bao gồm vật liệu giấy, nhựa, kim loại thủy tinh Màu sắc lý tưởng enzyme sinh thái màu nâu sẫm Nếu chuyển sang màu đen, thêm lượng đường tương tự để bắt đầu lại trình lên men Nó có lớp màu trắng, đen nâu đầu enzyme, bỏ qua Nếu bạn gặp ruồi sâu thùng chứa 10 Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê vớt bỏ phần cho thêm đường vào, trình lên men tiếp diễn Tận dụng dư lượng enzyme sinh thái: a) Tái sử dụng cho sản xuất cách thêm rác tươi b) Sử dụng làm phân bón cách làm khơ cặn, trộn chơn đất c) Nghiền cặn, đổ vào bồn cầu, thêm đường nâu xả để giúp làm nước thải Nếu bạn không thu gom đủ chất thải nhà bếp, bạn đổ đầy thùng chứa Thời gian lên men tháng ngày bạn đặt lô chất thải nhà bếp cuối Càng để lâu, tốt Enzim Eco thu hoạch khơng hết hạn Không lưu trữ tủ lạnh Nếu hộ gia đình sử dụng rác thải họ để sản xuất enzyme sinh thái, ngăn chất thải nhà bếp gây ô nhiễm đất đai làm dịu nóng lên tồn cầu Bạn giúp thay đổi khí hậu! 2.1.4.2 Ứng dụng: Là chất khử trùng, enzyme sinh thái thay hầu hết chất lỏng làm cho nhiều sản phẩm gia dụng, chí để làm khơng khí khỏi vi khuẩn khơng khí, khả tiêu diệt vi khuẩn nấm Ngoài việc giảm sử dụng chất lỏng làm dựa hóa chất, enzyme sinh thái cịn có giá trị kinh tế riêng giảm chi phí từ việc mua sản phẩm làm thương mại Hơn nữa, chất dinh dưỡng có bã trái rau từ chế biến loại enzyme sinh thái sử dụng làm phân bón, thức ăn cho chăn ni nhằm tăng cường sức đề kháng cho vật nuôi Sau số lợi ích enzyme sinh thái: Nước lau sàn Vệ sinh nhà bếp Nước rửa bát Chất tẩy quần áo Rửa thể chăm sóc tóc Thuốc chống trùng Giảm sử dụng q mức hóa chất nơng nghiệp Giữ cho trang trại không bị nhiễm trùng côn trùng Enzyme bón phân cho đất để trồng rau khỏe mạnh 11 Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê Nó hc mơn tự nhiên cho thuốc diệt cỏ tự nhiên thuốc trừ sâu Enzyme canh tác đất cát thành đất nông nghiệp màu mỡ thích hợp để trồng Xử lý chất thải 10 Nó giữ cho khơng khí khơng khí mát mẻ 2.1.5 Các chất phu gia tạo đặc có nguồn gốc thiên nhiên 2.1.5.1 Xanthan Gum(Chỉ số quốc tế: E415) Cơng thức hóa học: C35H49O29 Hình 2.2 Bột xanthan Gum cấu trúc phân tử xanthan Gum Xanthan Gum polysaccharide tự nhiên tạo thông qua trình lên men đường (glucose sucrose) vi khuẩn Xanthomonas campestris đảm nhiệm Nó sử dụng phụ gia thực phẩm, mỹ phẩm chất tạo đặc chất nhũ hố Xanthan Gum giữ vai trị quan trọng ngành công nghiệp ứng dụng công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, công nghiệp dầu mỏ nhiều ngành công nghiệp khác Phụ gia Xanthan gum sử dụng làm chất làm dày, đông đặc cho sản phẩm tinh bột, bột kem tươi, bột làm bánh mì, bột bún phở, sợi mì, hủ tiếu.Chịu độ mặn cao nên dùng chất tạo treo, chống lắng cặn nước mắm, nước tương, tương ớt, nước giải khát, nước ép trái cây.Với tỷ lệ 1% nhỏ sử dụng nhiều ứng dụng khác Mỹ phẩm Xanthan Gum chất làm đặc nguồn tự nhiên tuyệt vời cho loại kem, xà phòng, sữa tắm, rửa thể dầu gội Lưu ý: Khi ngậm nước đầy đủ bạn phá vỡ cấu trúc cách đun nóng để thêm các thành phần khác.Nếu bạn muốn trộn xanthan gum tốt mà khơng bị đóng cục bạn nên bật máy trộn để tạo vịng xốy nước rưới vào vịng xốy 12 Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê 2.1.5.2 CDE(Coconut Diethanolaminde) CDE chất có màu vàng, chất có tính nhớt, sờ vào có cảm giác trơn pha lỗng vào nước nước có độ sệt sệt, mùi hăng khơng hơi, khơng gây cảm giác khó chịu Hình 2.3 CDE cấu trúc phân tử CDE CDE có tác dụng tẩy rửa, tăng bọt, tăng khả làm tan thành phần dầu (tinh mùi) vào sản phẩm, tăng khả nhũ hóa, tăng cảm giác dễ chịu da tóc (do CDE có nguồn gốc dừa nên có tác dụng chất xả) Đặc biệt CDE có khả làm tăng độ nhớt sản phẩm dùng thickener cịn gọi chất làm nền, cần lượng nhỏ tinh hóa chất CDE có mặt loại muối làm tính đặc sản phẩm tăng lên Do hóa chất Coconut Oil Acid Diethanolamine dùng nhiều ngành hóa mỹ phẩm Hiện chưa thấy khuyến nghị liên quan đến việc độc hại CDE sức khỏe người động vật 2.1.5.3 Ceclopro DK 702 (HPMC) Hydroxypropyl methylcellulose Hypromellose (HPMC) polyme cellulose biến đổi mặt hóa học có màu trắng nhạt coi an toàn cho người tiêu thụ Sản phẩm thường sử dụng thay cho gelatin gluten mặt hàng ăn chay thân thiện Đây loại polymer thân thiện với môi trường, phong phú tự nhiên, thường lấy từ sợi gỗ Celopro® DK702 loại Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) có độ hịa tan chậm để tránh hình thành cục HPMC làm cho chất lỏng giặt trở nên nhớt hiệu việc giặt ổn định Celopro® chất phụ gia cần thiết nước giặt quần áo chất tẩy rửa bát đĩa Trong giải pháp, Celopro® 13 Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê có chức chất làm đặc bảo vệ thành phần khác chống lại lắng đọng Hình 2.4 HPMC cấu trúc phân tử HPMC Sau nhiều nghiên cứu chuột, người ta khuyên Hydroxypropyl methylcellulose Hypromellose (HPMC) khơng độc hại Nó coi "an tồn thành phần mỹ phẩm thực hành sử dụng tập trung Đặc biệt ngành cơng nghiệp chế biến thực phẩm, chủ yếu hoạt động giải pháp thay cho gelatin động vật với kí hiệu E464 Sử dụng phổ biến: chất thay cho Gelatin, thay cho Gluten, chất làm đặc, chất phủ polymer, chất kết dính, sinh học dược phẩm, thực phẩm sản phẩm công nghiệp 2.1.5.4 Natri laureth sulfate( SLES ) SLESlà chất tẩy anion chất hoạt động bề mặt có nhiều sản phẩm chăm sóc cá nhân ( xà phòng , dầu gội , kem đánh , v.v.) đặc tính làm nhũ hóa chúng SLES chất tạo bọt rẻ tiền hiệu Nó có nguồn gốc từ dầu hạt cọ dầu dừa Cơng thức hóa học : C H (CH ) 11 ( O CH CH ) n O S O Na (Phổ biến cho sản phẩm thương mại cho n = ) SLES chất gây kích ứng Người ta chứng minh SLES gây kích ứng mắt da thí nghiệm thực động vật người Một số sản phẩm SLES chứa dấu vết (lên đến 300 ppm) 1,4-dioxane 1,4-dioxane phân loại theo Cơ quan quốc tế Nghiên cứu Ung thư chất gây ung thư Nhóm 2B : gây ung thư cho người 2.2 Thiết bị dụng cụ nghiên cứu 14 Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê Bộ dụng cụ chưng cất hồi lưu để chưng cất tinh dầu (phịng mơn Hố, trường THPT Thanh Khê);tổng phân tích vi sinh vật yếm khí, tổng phân tích coliform(Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2), thừng nhựa kín khí để lên men Cân phân tích, cốc thuỷ tinh, bình tam giác, ống nghiệm, bếp điện, bếp cách thuỷ, cốc sứ, loại pipet, bình định mức, bình hút ẩm…,giấy pH Hình Chưng cất tinh dầu * Các chất phụ gia: Xanthan gum, CDE, Ceclopro DK 702, SLES 2.3 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu điều kiện tối ưu để lên men, lọc dung dịch sau lên men - Thêm chất phụ gia tạo đặc (nguồn gốc sinh học) để tăng độ nhớt, độ đặc cho nước rửa chén - Tạo hương thơm cho sản phẩm nước rửa chén từ loại tinh dầu chiết xuất từ thiên nhiên - Khảo sát thực nghiệm sử dụng nước rửa chén bát từ nguồn vỏ trái rau củ bỏ Phần KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Quy trình nghiên cứu 1kg đường nâu 2kg vỏ trái + kg bồ hịn (khơ, bỏ hạt) 10 lít nước (nước vo gạo tốt) Cho hỗn hợp vào thùng nhựa sạch, đậy kín, lên men Sau tháng Lọc lấy dung dịch Cho thêm tinh dầu, chất tạo đặc Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm Sản phẩm 15 GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê Sơ đồ Quy trình sản xuất nước rửa chén có lên men bồ hịn 3.1 Thuyết minh qui trình 3.1.1 Thu gom xử lí nguyên liệu 3.1.1.1 Thu nguyên liệu, xử lí nguyên liệu: -Vỏ trái cây, rau củ: sử dụng trái rau củ sống để sản xuất enzyme sinh thái Sau thu gom rau củ, vỏ trái cần loại bỏ phần hư hỏng, thối rữa, rửa đất cát sau để - Đường: sử dụng loại đường như: đường nốt, đường bát, đường hoa mai rỉ mật(những loại đường chưa bị tẩy trắng đường tinh luyện,đường cát) - Bồ nên chọn loại chín già, bỏ hạt, phơi khô - Các loại vỏ (bưởi, cam… ),sả để chưng cất tinh dầu 3.1.1.2 - - Tiến hành trình lên men: Thùng chứa: nên chọn thùng chứa nhựa có nắp đậy, thể tích thùng lớn thể tích dung dịch lên men q trình lên men có sản sinh lượng khí CO2 Hòa tan đường rỉ mật với 10 lit nước chuẩn bị sẵn (nếu có nước vo gạo tốt),sau cho vỏ trái cây, rau củ chuẩn bị vào, nhấn chìm xuống, đậy nắp lại để chỗ thoáng mát Dán nhãn, ghi ngày sản xuất lên thùng chứa để dễ dàng kiểm tra theo dõi thời gian lên men - Trong tháng đầu trình lên men, sau – ngày ta cần mở thùng cho bớt khí, khuấy đồng thời kiểm tra xem có bất thường khơng - Nếu khơng có bất thường bề mặt thùng lên men xuất lớp men màu trắng 16 Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê Hình 3.1 Bề mặt thùng lên men tháng đầu Nếu ta bỏ không tỉ lệ đường sử dụng vỏ rau củ, thối rữa trình lên men không thành công Bề mặt thùng lên men không xuất men vi sinh vật mà xuất mốc, sâu Ta vớt bỏ phần phía trên, cho thêm đường đậy kín lại, q trình lên men tiếp tục Hình 3.2 Bề mặt thùng lên men bị mốc, sâu Sau tháng để chỗ mát, thống khí ta dung dịch lên men hoàn chỉnh Trên bề mặt thùng lên men xuất lớp men màu trắng, dày dung dịch lên men chuyển sang màu vàng sậm có mùi thơm Hình 3.3 Bề mặt thùng lên men sau tháng Nếu ta đợi sau tháng chất lượng dung dịch lên men tốt Trong trình lên men cần lưu ý số vấn đề sau: - Sử dụng hộp nhựa kín khí, khơng phải kim loại thủy tinh mở rộng khí tích tụ thùng chứa phát nổ Ngay với hộp nhựa, quan trọng để mở nắp 17 Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê tuần lần vài ngày lần tháng khuấy - Bảo quản hộp đựng nơi khơ ráo, thống mát, tránh ánh nắng trực tiếp Giữ GE nhiệt độ phòng - Ban đầu trình lên men xuất lớp váng màu trắng bề mặt thùng lên men Lớp trắng men giàu phức hợp Vitamin B Vitamin C 3.1.1.3 Lọc dung dịch sau lên men Sau thời gian tháng sử dụng enzim Bạn lọc cặn sau tháng rây vải cotton áo phơng Khơng có thời hạn sử dụng cho enzim sau lọc, không cần bảo quản enzim tủ lạnh lọc khỏi bã dung dịch vi sinh vật lên men nên q trình lên men tiếp tục Chúng ta cần để dung dịch chỗ thống mát, cịn phần bã củ lọc sau q trình lên men ta dùng để bón cho tốt, bã trái bồ hịn tái sử dụng đem lên men mẻ Hình 3.4 Lọc dung dịch lên men sau tháng dung dịch sau lọc Nếu qui mơ hộ gia đình, ta cần bảo quản dung dịch nơi thoáng mát sử dụng để làm nước rửa chén bát.Dung dịch lên men để mà rửa chén bát nhiên thói quen người sử dụng rửa phải có bọt để tăng tính tẩy rửa nước rửa bát chúng em cho thêm vào GE nước bồ hịn Dung dịch lên men sau lọc có màu vàng sậm, mùi thơm dễ chịu Khi dùng thiết bị cảm biến để đo pH dịch GE pH GE đạt gần Nguyên nhân trình lên men, đường gluxit củ lên men tạo axit 18 Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê Hình 3.5 pH dung dịch GE sau lọc Khi pH = ta đem pha loãng để sử dụng làm chất tẩy rửa hộ gia đình tính làm sạch, khử mùi tốt nhiên pH thấp so với nước rửa chén thơng thường Do chúng em thêm vào GE nước bồ để vừa tăng độ tạo bọt, tăng tính tẩy rửa điều chỉnh pH dung dịch pH = Cách tiến hành: cân 100g bồ hịn, đun sơi với 400ml nước 15 phút sau lọc lấy nước Lấy nước bồ hịn pha với GE theo tỉ lệ : ta nước rửa chén có độ tạo bọt tính tẩy rửa cao a) b) Hình 3.6 Nước bồ hòn, GE GE sau thêm nước bồ hòn(a), pH(b) Vì GE dung dịch sau lên men lọc thủ công, dung dịch sau lọc cịn vi sinh vật nên q trình lên men tiếp diễn Chúng ta để dung dịch sau lọc chỗ thoáng mát thời gian sau ta thấy tượng phân lớp, có xuất màng vi sinh vật mới, điều làm tính thẩm mĩ sản phẩm a) b) Hình 3.7 Dung dịch GE sau lọc (a) dung dịch sau lọc để sau 10 ngày (b) 3.1.1.4 Đánh giá dung dịch lên men: 19 Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê Hình 3.8 Kết kiểm tra vi sinh vật Theo kết kiểm tra Quatest hàm lượng vi sinh vật dịch lên men cao, điều cho thấy trình lên men tốt, lí tạo nên pH dung dịch lên men thấp Bên cạnh đó, dung dịch lên men hàm lượng coliforms âm tính, đảm bảo tính an tồn dung dịch lên men 3.1.1.4 Thêm chất ổn định, tạo đặc cho dung dịch Để tăng tính ổn định cho dung dịch, tăng tính thẩm mĩ cho nước rửa chén, chúng em thử pha dung dịch sau lên men(GE) với số chất phụ gia tạo đặc như: Xanthan gum, CDE, Ceclopro@ DK702, SLES Kết thử nghiệm bảng sau: ST T Phụ gia thêm vào Tỉ lệ(g/ ml) Hình ảnh Nhận xét Xanthan gum 1:100 Màu sắc đẹp, độ nhớt vừa phải CDE 1:100 Màu sắc không đẹp, độ nhớt cao, bền bọt 20 Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Ceclopro DK702 1:100 SLES 1:100 Trường THPT Thanh Khê Màu sắc đẹp, độ nhớt không cao lắm, bọt nhanh tan Màu sắc đẹp, bọt nhiều hơn, bền bọt hơn, độ nhớt cao.Sản phẩm có tính thẩm mĩ cao sản phẩm 3.2 Đánh giá sản phẩm Dung dịch nước tẩy rửa sinh học từ vỏ trái cây, cặn rau củ hóa chất tạo đơng, khơng có chất tạo bọt sử dụng để rửa bát, lau nhà, rửa kính, lau chùi nhà bếp cách dễ dàng, an toàn Chúng em thử nghiệm nhiều đối tượng cho kết sau: - Rửa chén bát có nhiều dầu mỡ vết trà ố lâu ngày: Ngồi đặc tính an tồn với sức khỏe, nước rửa chén bát sản xuất từ rác thải có nguồn gốc thực vật giúp khử hiệu mùi tanh, vết dầu, mảng bám cứng đầu chén bát, đồ dùng ăn uống… - Lau kính, lau cửa xe tơ vật dụng kính khác: Sử dụng nước tẩy rửa sinh học từ rác thải có nguồn gốc thực vật để lau kính, an tồn tiện lợi với giá thành thấp giúp kính bóng - Lau sàn nhà với nhiều vết ố bẩn, vết dầu mỡ động vật: nước tẩy rửa sinh học sử dụng để lau nhà rửa sàn nhà, giúp sàn nhà sáng bóng Đồng thời, lau nhà theo định kì cịn có tác dụng hạn chế ruồi, muỗi xâm nhập - Lau bếp, bàn bếp có nhiều vết dầu mỡ cáu bẩn lâu ngày thu kết bất ngờ - Lau rửa bồn cầu, bồn rửa mặt dụng cụ sứ khác: Nước tẩy rửa sinh học sử dụng làm nước rửa bồn cầu, nước rửa bồn rửa mặt … làm bề mặt bồn cầu bồn rửa mặt bóng, vết ố bẩn lâu ngày dễ dàng đánh bật nhờ vào hàm lượng axit tự nhiên hình thành trình lên men 21 Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê Hình 3.8 Sản phẩm nước rửa chén sinh học 3.3 Đánh giá giá thành sản phẩm: Nguyên liệu ban đầu: + Bồ hịn khơ tách hạt: 160.000đ/kg + Đường hoa mai (hoặc rỉ mật): 25.000đ/kg( rỉ mật 25.000đ/lit) +Vỏ trái cây, rau củ: 0đ + Xanthan gum:120.000đ/kg Sau tháng lên men ta thu 10 lít GE, ta thêm phụ gia xanthan gum hết 100g xanthan gum, tính giá thành sản phẩm 19.700đ/lít Nếu tính riêng mặ kinh tế rẻ Cịn tính tính an tồn cho sức khỏe người, an tồn cho mơi trường sinh thái tuyệt vời Đây sản phẩm vừa an toàn, vừa hiệu lại kinh tế KẾT LUẬN Từ số kết nghiên cứu, rút số kết luận sau: Điều kiện để tiến hành sản xuất nước rửa chén sinh học dễ dàng, không cần thiết bị cầu kì, tiến hành 22 Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê Giá thành sản phẩm lại cịn rẻ so với nước rửa chén cơng nghiệp mà hiệu tẩy rửa lại cao, khơng gây kích ứng da, không hại sức khỏe người, không gây hại cho môi trường sinh thái Khi nguồn rác thải hữu sử dụng để sản xuất GE giảm nguồn rác thải môi trường, giúp giảm rác thải gây ô nhiễm môi trường.GE tạo thành ngồi việc sử dụng làm nước rửa chén cịn sử dụng để thay chất tẩy rửa hộ gia đinhg như: nước lau sàn, khử trùng khơng khí, chất giặt tẩy, thuốc trừ sâu… Khi thêm phụ gia tạo đặc cho sản phẩm nước rửa chén, chúng em thử với số phụ gia Tuy nhiên chưa nghiên cứu phụ gia (an tồn) tối ưu để dung dịch có độ đặc thị trường Đề xuất nghiên cứu thêm phụ gia tạo đặc để sản phẩm đạt độ đặc tối ưu TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trần Tứ Hiếu Hố học phân tích Nhà xuất đại học quốc gia Hà Nội [2] Đỗ Tất Lợi Những thuốc vị thuốc Việt Nam Nhà xuất y học Hà Nội [3] Lê Thị Mùi Giáo trình hố phân tích Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng [4] Hồ Viết Q Phân tích hố lí Nhà xuất giáo dục-2000 23 Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên Bài dự thi KHKT Trường THPT Thanh Khê [5] Đỗ Đình Rãng (chủ biên), Đặng Đình Bạch, Lê Thị Đào, Nguyễn Mạnh Hà, Nguyễn Thị Thanh Phong (2008), Hóa học hữu 3, NXB Giáo dục [6] Nguyễn XuânThành,Nguyễn Bá Hiên,Hồng Hải, Vũ Thị Hiên, Giáo trình vi sinh cơng nghiệp Nhà xuất giáo dục 1996, trang 79 [7] Tơ mộc – Bách khoa tồn thư mở Wikipedia Dịch từ tài liệu nước https://www.instructables.com/id/Garbage-Enzyme-Multipurpose- [8] Uses-amp-Safer-and/ [9] http://www.enzymesos.com/what-is-eco-enzyme/how-to-make-eco- enzyme [10] https://waste4change.com/eco-enzyme-multipurpose-liquid-from- organic-waste/ 24 Trần Quốc Khoa – Đinh Nguyễn Duy Tâm GVHD: Hồ Thị Kim Liên ... quy trình lên men để sản xuất enzim sinh thái từ rác tải hữu - Thí nghiệm nghiên cứu công thức pha chế nước rửa chén sinh học từ enzim sinh thái - Thí nghiệm tính tẩy rửa nước rửa chén sinh học... cứu - Từ ngày 15/8/2019 –15/11/2019: Tiến hành lên men -Từ ngày 15/11/2019 –21/11/2019: + Nghiên cứu tỉ lệ chất tạo đặc để sản xuất nước rửa chén +Khảo sát tính tẩy rửa nước rửa chén -Từ ngày... vật dịch lên men cao, điều cho thấy trình lên men tốt, lí tạo nên pH dung dịch lên men thấp Bên cạnh đó, dung dịch lên men hàm lượng coliforms âm tính, đảm bảo tính an toàn dung dịch lên men 3.1.1.4