Microsoft Word 7463 doc VIỆNKHOAHỌCVÀCÔNGNGHỆVIỆTNAM VIỆNHÓAHỌC BÁOCÁOTỔNGKẾTDỰÁNCẤPNHÀNƯỚC HOÀNTHIỆNCÔNGNGHỆSẢN XUẤT VẬTLIỆUPOLYMESIÊUHẤPTHỤNƯỚCVÀỨNG DỤNG CHÚNG ĐỂGIỮẨMVÀ CẢITẠOĐẤT MÃSỐKC02 DA01/06 1[.]
VIỆNKHOAHỌCVÀCƠNGNGHỆVIỆTNAM VIỆNHĨAHỌC BÁOCÁOTỔNGKẾTDỰÁNCẤPNHÀNƯỚC HỒNTHIỆNCƠNGNGHỆSẢN XUẤT VẬTLIỆUPOLYMESIÊUHẤPTHỤNƯỚCVÀỨNG DỤNG CHÚNG ĐỂGIỮẨMVÀ CẢITẠOĐẤT MSKC02.DA01/06-10 Chnhimti: PGS.TS.NGUYNVNKHễI 7463 27/7/2009 HNI2008 Mụclục Trang Mởđầu Phần1.Giớithiệuchungvềpolymesiêuhấpthụnớc:côngnghệ chếtạovàứngdụng 1.1 Tổngquantìnhhìnhnghiêncứu,chếtạopolymesiêuhấpthụnớc 1.1.1 TrªnthÕgiíi 1.1.1.1 Trùnghợpdungdịch 1.1.1.2 Trïnghỵphunphï .7 1.1.2.Trongn−íc 1.2 Chếtạopolymesiêuhấpthụnớctừtinhbột 1.2.1 Tổnghợpcáccopolymeghéptinhbột .9 1.2.2 Khơimàotrùnghợpghépgốctựdo 12 1.2.2.1 KhơimàonhờionCe(IV) .12 1.2.2.2 Khơimàobằngmuốipesunfat 15 1.2.2.3 Khơimàobằngcáchệoxyhoákhử 16 1.2.2.4 Khơimàonhờchiếuxạ 20 1.2.3 Polymesiêuhấpthụnớctrêncơsởcopolymeghéptinhbột 21 1.3 ứngdụngcủapolymesiêuhấpthụnớctrongnôngnghiệp 23 1.3.1 ảnhhởngcủapolymesiêuhấpthụnớctớitínhchấtđất 23 1.3.2 ảnhhởngcủapolymesiêuhấp thụnớctớitỷlệnảymầm 24 1.3.3 ảnhhởngcủapolymesiêuhấpthụ nớctớisựpháttriểnvà năngsuấtcâytrồng 24 1.3.4 Khảnăngphânhuỷsinhhọcvàđộctínhcủapolymesiêuhấp thụnớc 25 Phần2.Cácnộidunghoànthiệncôngnghệ 28 2.1 Oxyhoátinhbộtsắn .28 2.1.1 Đặtvấnđề .28 2.1.2 NéidungthùchiÖn 28 2.1.2.1 Nguyênliệu,hoá chất 28 2.1.2.2 Phơngpháptiếnhành 28 2.1.2.3 Xác địnhcáctínhchấtcủasảnphẩm 29 2.1.3 Kếtquảvàthảoluận 30 2.1.3.1 ảnhhởngcủanhiệtđộvàthờigianphảnứng 30 2.1.3.2 ¶nh h−ëngcđapH 32 2.1.3.3 ¶nhh−ëng cđatûlƯ tinhbét/pha láng 33 2.1.3.4 ảnhhởngcủa tỷlệ clohoạtđộng/tinhbột 34 2.1.3.5 Mộtsốđặctrnglýhoá củatinh bộtoxyhoá .35 2.1.4 KÕtluËn 37 2.2 Nghiêncứuquátrìnhtrùnghợpghépaxitacryliclêntinhbột 37 2.2.1 Đặtvấnđề 37 2.2.2 NéidungthùchiÖn 38 2.2.2.1 Nguyênliệu,hoá chất 38 2.2.2.2 Phơngpháptiếnhành 38 2.2.2.3 Xác địnhcáctínhchấtcủasảnphẩm 38 2.2.3 Kếtquảvàthảo luận .39 2.2.3.1 ¶nhh−ëng cđa hệkhơi mào 39 2.2.3.2 ảnh hởng trọng lợngphântử tinh bột 46 2.2.3.3 ảnhhởng tỷ lệ khốilợngmonome/tinhbột 47 2.2.3.4 ¶nhh−ëng cđatûlƯphaláng/tinhbét 48 2.2.3.5 ¶nhh−ëng tỷlệcácchấtkhơimào 48 2.2.3.6 ảnhhởng củakiểuvinyl monome .50 2.2.3.7 Cácđặctrnglýhoácủa sảnphẩm ghép 50 2.2.4 KÕtluËn 55 2.3 Chếtạo polyme siêu hấp thụnớc 56 2.3.1 Đặtvấnđề 56 2.3.2 NéidungthùchiÖn 56 2.3.2.1 NguyªnliƯu, ho¸chÊt 56 2.3.2.2 Phơngpháptiếnhành 56 2.3.2.3 Xác địnhtínhchất củasảnphẩm .57 2.3.3 Kếtquảvàthảo luận .58 2.3.3.1 ảnhhởngcủakiểuchấtkhơimàovànhiệtđộphảnứng 2.3.3.2 ảnhhởng hàm lợngchấtkhơimào 60 2.3.3.3 ảnh hởngcủalợngchất .61 2.3.3.4 ảnh hởngcủahàm lợngchấttạolới 62 2.3.3.5 ¶nh h−ëng cđa träng lợngphântử tinh bột 63 2.3.3.6 ảnh hởng hàm lợngtinhbột .63 2.3.3.7 ảnhhởngcủamứcđộtrunghoà .64 2.3.3.8 ảnhhởng tácnhân trung hoà 65 2.3.3.9 ảnhhởng cđakiĨumonome 66 2.3.3.10 ¶nhh−ëng cđatû lƯacrylic/acrylamit 66 2.3.3.11 ¶nhh−ëng cđanhiƯt độvàthờigiansấy 67 2.3.3.12 ảnhhởng củakíchthớc hạt đếnquá trình hấp thụ 72 2.3.4 Kếtluận 72 2.4 Xâydựngquytrìnhcôngnghệchếtạopolymesiêuhấpthụnớc côngsuất 100tấn/năm 73 2.4.1 Luậncứthiếtkếdâychuyềncôngnghệsảnxuấtcôngsuất 100tấn/năm 73 2.4.2 Thiếtkếdâychuyềncôngnghệsảnxuấtcôngsuất100tấn/năm 73 2.4.2.1 Hệthốngthiếtbịsảnxuất50kgsảnphẩmkhô/mẻ 73 2.4.2.2 Hệthốngthiếtbịcắtmạchtinhbộtsắn .74 2.4.2.3 Hệthốngthiếtbịtạosợisảnphẩmtrớckhisấy 74 2.4.2.4 Hệthốngthiếtbịsấysảnphẩm 75 2.4.2.5 Hệthốngthiếtbịnghiềnvàsàngsảnphẩm 75 2.4.2.6 Hệ thốngđóng góisảnphẩm 75 2.4.3 Thuyếtminhquytrìnhcôngnghệsảnxuấtpolymesiêuhấp thơn−íc 75 2.4.4 Hạchtoánkinhtếsảnxuất100kgpolymesiêuhấpthụnớc 82 2.4.5 Xâydựngtiêuchuẩncơsởđánhgiáchấtlợngsảnphẩm polymesiêuhấpthụ nớc 85 2.5 PhântíchtàichínhcủaDựán 88 Phần3.Kếtquảđánhgiáchấtlợngsảnphẩm,triểnkhaiứngdụng 89 3.1 Kếtquảđánhgiáchấtlợngsảnphẩmpolymesiêuhấpthụnớc 89 3.2 ứngdụngpolymesiêuhấpthụnớcđểgiữẩmvàcảitạođất 89 3.2.1 ThửnghiệmchocâybôngởĐồngNai .89 3.2.2 ThửnghiệmchocâychèởHảiHà-QuảngNinh .93 3.2.3 Thửnghiệmchomộtsốcâyrau,hoamàuvàdợcliệutại miềnĐôngNamBộvàTâyNguyên 96 3.2.4 ThửnghiệmchocâycỏsữaởThanhBa-PhúThọ 105 3.2.5 ThửnghiệmchocâynhoởBìnhThuận .108 3.2.6 ThửnghiệmchocâycàphêởĐắcNông 111 3.2.7 ThửnghiệmtrồngcâyphụchồibÃithải 118 3.2.8 Thửnghiệmđểơmcâytrồngrừng 123 3.2.9 Thửnghiệmđểtrồngrausạch 128 3.3 Xâydựngtiêuchuẩncơsởvềquytrìnhsửdụngpolymesiêuhấp thụ nớcAMS-1chomộtsốđốitợngcây trồng 131 3.3.1 QuytrìnhkỹthuậtsửdụngpolymesiêuhấpthụnớcAMS-1 đểtrồngbông 131 3.3.2 QuytrìnhkỹthuậtsửdụngpolymesiêuhấpthụnớcAMS-1 đểtrồngchè .133 3.3.3 QuytrìnhkỹthuậtsửdụngpolymesiêuhấpthụnớcAMS-1 đểtrồngcàphê 136 3.3.4 QuytrìnhkỹthuậtsửdụngpolymesiêuhấpthụnớcAMS-1 đểtrồng,chămsócvàthuhoạchdứa 139 3.3.5 QuytrìnhkỹthuậtsửdụngpolymesiêuhấpthụnớcAMS-1 đểtrồngcảingọt 142 3.3.6 QuytrìnhkỹthuậtsửdụngpolymesiêuhấpthụnớcAMS-1 đểtrồngcâycảnhtrongchậu 144 3.3.7 QuytrìnhkỹthuậtsửdụngpolymesiêuhấpthụnớcAMS-1 đểtrồngcảibắp 146 3.3.8 QuytrìnhkỹthuậtsửdụngpolymesiêuhấpthụnớcAMS-1 đểtrồngbíxanh .149 3.3.9 QuytrìnhkỹthuậtsửdụngpolymesiêuhấpthụnớcAMS-1 đểtrồngcâycảitạovàphủxanhbÃithải 151 3.3.10 QuytrìnhkỹthuậtsửdụngpolymesiêuhấpthụnớcAMS-1 đểtrồngnho 157 Phần4.MộtsốkếtquảkháccủaDựán 160 4.1 Kếtquảhoạtđộngsảnxuấtvàkinhdoanh 160 4.2 Kếtquảvềđàotạo 161 4.3 NhữngcôngtrìnhkhoahọcđÃđợccôngbố .161 4.4 Mộtsốhìnhảnhvềhoạtđộngsảnxuất,quảngbávàgiớithiệu sảnphẩm .163 PhÇn5.KÕtluËn .166 Tàiliệuthamkhảo 168 Phụlục.Mộtsốhợpđồngcungcấpsảnphẩmchocácđơnvị 177 Tómtắt DựánS X T N c Ê p N h µ n −íc“Hoµn H o n t h i ệ n c ô n g n g h Ư s ¶ n x u Ê t v Ë t l i Ö u polymesiêuhấpthụnớcvàứngdụng vàcảitạođất,mÃsốKC02.DA01/06- chúngđểgiữẩm 10thuộcChơngtrìnhKH&CNtrọngđiểmvềNghiêncứu,phátt r i ể n vàứngdụngcô ngnghệvậtliệuđợcthựchiệntrongthờigian24tháng(từtháng11/2006đếnthán g11/2008).CácnộidungchínhcủaDựánlàhoànthiệnv xâydựngquy trìnhcông nghệsảnxuất polymesiêuhấpthụnớccôngsuất100tấn/ năm;sảnxuấtthửsảnphẩmphụcvụthửnghiệmvàthơngmạihoá;xâyd ự n g quytrì nhsửdụngsảnphẩmchocácđốitợngcâytrồngvàvùngđấtkhácnhau Nhómn g h i ê n c ứ u đ à t i ế n h n h h o µ n t h i Ư n q u y t r ì n h c ô n g n g h Ư s¶nx u Ê t polymesiêuhấpthụnớcgồmcáccôngđoạn:oxyhoátinhbộtsắn,hồhoátinhbộ t,trùnghợpghépaxitacryliclêntinhbột,trùnghợpghépcómặtchấttạolới,tạ o sợivàs ấy,nghiềnsàngvàphânloạisảnphẩm từđóđÃxâydựngđợccôngng hệ s ả n x u Ê t p o l y m e siªuh Ê p t h n−ícv í i c « n g suÊtv µ c h Ê t l ợngđ t t i ê u c hu ẩ n đ ă n g k ý T r o n g q u t r ì n h t h ự c hiện,D ự ánđÃsảnxuấtđ ợc7 t ấ n s ả n phẩmvàcungcấpmột khốilợnglớnrathịtrờng.NhómnghiêncứuđÃtiếptụcphốihợpvớicácđịaphơngv àcơquanchứcnăngtiếnhànhứngdụngpolymesiêuhấ pt h ụ n ớctrên quymô lớ n để giữ ẩm itạ o đấ t Sả np hẩ mp olyme siêuhấpthụnớcvớitênthơngmại làAMS1đÃđợcđăngkýchấtlợngtạiSởNN&PTNTHàNội.NhómnghiêncứucũngđÃbi ênsoạnvàcôngbố11Tiêuchuẩncơsở(TCCS)vềđánhgiáchấtlợngsảnphẩmvàc ácquytrìnhkỹthuậth ớngdẫnsửdụngsảnphẩmchocácđốitợngcâytrồngkhácnha u Ngoàic c k Õ t q u ¶ n g h i ª n c ø u v µ triĨnk h a i c ô n g nghệ,s ả n xuấtk i n h d oa n h kểtrên,Dựáncũngtha mgiađàotạođạihọc vàSauđạ i học,côngbố 7côngt r ì n h k h o a h ä c , t h a m g i a c c h o t đ ộ n g t r i Ĩ n l·m,q u ¶ n g b sảnp h ẩ m v xúctiếnthơngmại CáckếtquảcụthểcủaDựánsẽđợctrìnhbàytrongBáocáotổngkếtkh oa h ọcvàkỹthuật,Báocáotómtắtvàcácbáocáokhác mởđầu Trongn ô n g n g h i Ư p , n −ícv µ p h © n b ã n l µ haiy Õ u t è v « c ï n g q u a n t r ä n g quyếtđịnhđếnnăngsuất,chấtlợngnôngsảnvàđộphìnhiêucủađất.Bởivậy,từ lâuc onngờiđÃchúýđếnviệctớitiêuvàbónphânchocâytrồng,đặcbiệtlàcácbiệnphá pcungcấpnớcthuậntiện,hiệuquảvàkinhtế ViệtNamlàmộtnớcnôngnghiệpcótrìnhđộpháttriểnchacao,năngsuất,c h ấ t lợngn ô n g s ả n v ẫ n c ò n p h thcnhiỊuv µ o ut è t h ê i t i Õ t N » m nhđai nhiệ t đớiB ắ c bá ncầu với lợngmat ru ng bìnhnă m tơngđốicao, từ1 5002000mmnhnghạnhánvẫnthờngxuyênxảyraởmộtsốnơi,gâythiệth ¹ i n Ỉ n g n Ị c h o s ả n xuấtn ô n g n g h i Ư p V × v Ë y , viƯct × m r a m é t b i ệ n phápg iữ ẩm,chốnghạnhiệ uquảtrongsảnxuấtnôngnghiệpvẫnđanglàmộtvấnđềcấ pbách.Xuấtpháttừthự ctếđó,năm2001,ViệnHoáhọcđÃđợcgiaochủtrìthực hiệnđềtàiHoànNghiêncứuchế tạovàứngdụngvậtliệupolymesiêuhấpthụn ớcthuộcChơngtrìnhKhoahọcCôn gnghệtrọngđiểmcấpNhànớc,mÃsốKC02.10.Kếtthúcđềtài,chúngtôiđÃchếtạot hànhcôngpolymesiêuhấpthụn ớctrêncơsởtinhbộtsắnbiếntính,xâydựngđợcdâ ychuyềncôngnghệchếtạop o l y m e n y q u y m ô pilotcôngs u ấ t 100kg/ ngày.S ả n p h ẩ m đ à đợct h nghiệmchonhiềuloạicâytrồngtạinhiềuđịaphơngvà trênnhiềuloạiđấtkhácnhau.C c k ế t q u ả đ ề u c h o t h ấ y đ â y l m ộ t l o i v Ë t l i Ư u m í i th©nt h i ệ n m ô i trờng,cókhảnănggiữẩm,cảitạođấtvànângcaonăn gsuấtcâytrồng.Khôngnhữngđợcsửdụnghiệuquảtrongnôngnghiệp,polyme siêuhấpthụnớccòncó nhiềucôngdụng kháctrongđời sốngnhtrangtrí,cắm hoatơi,trồngcâ ycảnh Vớinhữngkếtquảđạtđợcvàxuấtpháttừnhucầuthựctế,ViệnHoáhọcti ế p tục đợcBộKhoahọcvàCôngnghệgiaochủtrìthựchiệnDựánsảnxuấtthửn g h i ệ m c ấpN h n−íc,m · s è K C D A / “HoµnHoµnt h i Ư n c « n g n g h ệ s ả n xuấtvậtliệupolymesiêuhấpthụnớcvàứn gdụngchúngđểgiữẩmvàcải tạođất MụctiêucủaDựán: - Hoànt h i ệ n d â y c h u y Ị n c « n g n g h Ư h i Ư n c ã , x©yd ù n g q u y t r × n h c ô n g nghệsảnx u ấ t p o l y m e s i ª u h Ê p t h n−ícc « n g s u Ê t 0 t Ê n / nămhoạtđộngổn địnhnhằmtạorasảnphẩmcóchấtlợngcaohơn,giáthànhhợplý,phùhợpvới điềukiệnViệtNam - Sảnxuấtt h s ả n p h È m p o l y m e s i ª u h Ê p t h n−íc,c u n g c Ê p s¶np h È m chocácđơnvịcónhucầu - Tiếpt ục t h nghiệmv ®Ị x u Ê t q u y tr×nhsưd n g polymesiªuh Ê p t h n −íc chocácloạicây,trêncácloạiđấtkhácnhau NộidungcủaDựán: - Hoànt h i ệ n quit r ì n h c ắ t m c h tinhb é t s¾nb » n g n a t r i hypocloritn h ằ m l m giảmkhốilợngphântử,tăngđộphâncực,đápứngyêucầubiếntính - Hoànthiệncôngnghệchếtạochấtgiữẩmtừtinhbộtsắngồmcácgiai đoạn:hồhoá,trùnghợpghépvinylmonomelêntinhbột,trùnghợpghépcómặtch ất t ạolới,tạosợivàsấy,nghiềnsàngvàphânloạisảnphẩm - Sảnxuất70tấnsảnphẩmpolymesiêuhấp thụnớcvà 50tấngelmà usinh học - Phốihợpvớicácđơnvịthử nghiệmnhằmđ araquitrìnhsửdụngsảnphẩ mđốivớimộtsốloạicâytrồng Phần1.giớithiệuchung vềpolymesiêuhấpthụnớc:côngnghệchếtạ ovàứngdụng 1.1 Tổngquantìnhhìnhnghiêncứu,chếtạopolymesiêuhấpthụnớc 1.1.1 Trênthếgiới Polymesiêuhấp thụ nớcthờngđợcchế tạotừ quátrình đồng trùng hợpaxit acrylic,natrihoặckaliacrylatcómặtchấttạolới.Phảnứngđợckhơimàogố ctựdo,hệkhơimàooxyhoákhửhaycáchệkhơimàohỗnhợp.Tuynhiên,tia,tiatửngoạihaycácbứcxạnăngl ợngcaokháccũngđợcsửdụngđểkhơim o phảnứng.Tácnhântạolớithờnglàcáchợ pchấtdivinylcó2liênkếtđôiở đầumạch.Trớctiênmộtliênkếtphảnứngvớigốcđa ngpháttriểntrongkhil i ê n k ế t cònl i ph¶nø n g v í i m é t g ố c đangpháttriểnk h c t o t h µ n h c Ê u t r ú c mạnglới3chiều.Polymephảiđợctạolớiphùhợpđểtăng tốiđakhảnănghấpthụnớcmàvẫnngănchặnđợcsựhoàtancủacácmạchkhôngđ ợctạol ới.Hàmlợngchấttạolớiđóngvaitròquantrọngđốivớikhảnănghấpth ụnớccủasảnphẩm.Ngoàira,cácthôngsốkhácnhkiểuchấttạolới,tỷlệcácmonom e,l o i c h Ê t k h ¬ i m µ o , n h i Ư t ® é vàp h ơngphápt r ù n g h ợ p c ũ n g ả n h h ởngtớitínhchấtsảnphẩm[1] Polymesiêuhấpthụnớccóthểđợcchếtạotrongmôitrờngnớcbằngquát r × n h t r ï n g h î p d u n g d Þ c h h o Ỉ c t r o n g m ô i trờnghydrocacbon,t r o n g đóm onomeđợcphântándớidạnghuyềnphùhoặcnhũtơng.Đốivớitrùnghợpnhũtơn g,sảnphẩmthuđợcởdạngcụcđợccắt,sấyvànghiềntrớckhisửdụng Quátr ìnhtrùnghợphuyềnphùthuđợccáchạtcókíchthớcphụthuộc độn h t c ủ a m o n o m e v µ m é t sốy ế u t ố khác.Đ ể c ả i t h i Ư n ® é x è p v cấut r ú c mạnglớicủapolymesiêuhấpthụnớc,đôikhingờitasửdụngcácphụgia đặcbiệtnhtácnhântạobọt,chấtchuyểnmạch,tácnhântạophức,ionkimloạiv c ¸ c chÊtb É y g è c t ù d o Q u t r ì n h biÕnt Ý n h p o l y m e s i ª u h Ê p t h ụ nớcsauphảnứn gđểtạolớibềmặtcũngcảithiệnkhảnănghấpthụnớc[2]