Tận dụng phế phẩm nông nghiệp vỏ trấu làm đĩa đựng thân thiện môi trường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN TẬN DỤNG PHẾ PHẨM NÔNG NGHIỆP VỎ TRẤU LÀM ĐĨA ĐỰNG THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: SV2022-49 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TRẦN THỊ NGỌC TRÂM SKC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN TẬN DỤNG PHẾ PHẨM NÔNG NGHIỆP VỎ TRẤU LÀM ĐĨA ĐỰNG THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG Mã đề tài: SV2022_49 Thuộc nhóm ngành khoa học: Mơi trường SV thực hiện: Trần Thị Ngọc Trâm Nam, Nữ: Nữ Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 19150, Khoa Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm Năm thứ: 4/ Số năm đào tạo: Ngành học: Công nghệ Kỹ thuật Môi trường Người hướng dẫn: TS Hồng Thị Tuyết Nhung TP Hồ Chí Minh, 11/2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Tận dụng phế phẩm nông nghiệp vỏ trấu làm đĩa đựng thân thiện môi trường - Chủ nhiệm đề tài: Trần Thị Ngọc Trâm - Lớp: 19150 Mã số SV: 19150096 Khoa: Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm - Thành viên đề tài: Stt Họ tên MSSV Võ Trọng Văn 19150104 Lớp 19150 Khoa Công nghệ Hóa học Thực phẩm - Người hướng dẫn: TS Hoàng Thị Tuyết Nhung Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu điều chế đĩa đựng sử dụng lần từ vỏ trấu kết hợp với tinh bột biến tính số phụ gia thay cho dĩa nhựa Tính sáng tạo: Vì tiện lợi rẻ tiền nên sản phẩm làm nhựa ly, chén, đĩa…được người sử dụng cách tràn lan Bởi thế, lại đem lại hậu nặng nề cho môi trường chứa đựng nguy tiềm ẩn đến sức khỏe người Các sản phẩm làm từ nhựa polystyrene, gặp nhiệt độ cao hay thấp giải phóng chất styrene vơ độc hại, tiếp xúc thời gian dài, thường xuyên người có khả bị tổn thương vĩnh viễn mơ gan thần kinh, chí bị ung thư Do đó, nhà nghiên cứu, cơng ty Việt Nam giới làm sản phẩm chén, đĩa làm từ bã mía, mo cau…đây vật liệu có khả tự tiêu hủy hoàn toàn theo thời hạn, trở thành chất dinh dưỡng tự nhiên cho đất sinh vật đất, khơng làm nhiễm độc nguồn nước, thay sản phẩm làm nhựa sử dụng lần Tuy nhiên sản phẩm chưa phổ biến, không sử dụng rộng rãi đời sống người dân Việt Nam giá thành so với sản phẩm làm từ nhựa cao Ngoài ra, Việt Nam, lúa coi lương thực quan trọng sản xuất nhiều với sản lượng hàng năm ước tính đạt 40 triệu Cùng với lượng vỏ trấu thải từ nhà máy xay lúa lớn, lên đến hàng triệu Trấu không sử dụng hết nên vứt đốt đồng ruộng, chí cịn thải thẳng sơng Thực trạng khơng làm mỹ quan cịn gây nhiễm nghiêm trọng cho mơi trường đất, nước, khơng khí gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ người Từ phân tích trên, nhóm tiến hành nghiên cứu sản phẩm đĩa đựng thân thiện môi trường từ vỏ trấu, nhằm thay sản phẩm nhựa dùng lần giảm thiểu lượng trấu thải gây ảnh hưởng xấu đến môi trường Kết nghiên cứu: Các đĩa phân hủy sinh học sản xuất với tỷ lệ MS/RH 20/80, nhiệt độ ép 150oC thời gian ép phút Phép đo màu, độ cứng trọng lượng tất thành phần kiểm tra, bao gồm độ cứng ( 5.26 ± 0.22kgF), chênh lệch màu mặt trước ( 50.87 ± 0.96), chênh lệch màu mặt sau ( 48.05 ± 0.87) trọng lượng (0,97 ± 0,004 g/cm ) Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: - Về giáo dục đào tạo: Tạo sở, tảng cho việc nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp khác Đồng thời làm phong phú thêm tài liệu nghiên cứu điều chế đĩa sử dụng lần từ phế phẩm nông nghiệp - Về kinh tế: Tạo sản phẩm có giá trị kinh tế cao, tăng thêm giá trị nông sản, tạo việc làm, nâng cao thu nhập cho người dân - Về môi trường: Giảm thiểu ô nhiễm môi trường thông qua việc giảm rác thải nhựa, đốt thải bỏ phế phẩm nông nghiệp môi trường Ngày tháng năm SV chịu trách nhiệm thực đề tài (kí, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Ngày tháng năm Người hướng dẫn (kí, họ tên) LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành cơng mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, trực tiếp hay gián tiếp Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, bên cạnh nỗ lực thân vận dụng kiến thức tiếp thu được, tìm tịi học hỏi thu thập kiến thức liên quan đến đề tài, nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q thầy cơ, gia đình bạn bè Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Hồng Thị Tuyết Nhung, người ln tận tình hướng dẫn, giúp đỡ động viên chúng tơi giúp chúng tơi hồn thành luận văn cách trọn vẹn Chúng xin chân thành cảm ơn thầy khoa Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm – trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật tạo điều kiện, hội cho tiếp xúc hiểu biết thêm nhiều kiến thức quý báu Đây vốn liếng kiến thức quan trọng bổ sung cho trường Và cuối xin bày tỏ biết ơn vô hạn đến người thân yêu, người bạn thân thiết động viên, khích lệ chúng tơi suốt q trình thực đề tài sống hàng ngày Trong trình thực báo cáo nghiên cứu khoa học này, dù cố gắng trình độ kinh nghiệm thực tiễn chúng tơi cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận góp ý thầy, để chúng tơi học thêm nhiều kiến thức, kinh nghiệm hoàn thiện thân tương lai Chúng xin chân thành cảm ơn TP Thủ Đức, ngày 14 tháng 11 năm 2022 SINH VIÊN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Trần Thị Ngọc Trâm LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Trần Thị Ngọc Trâm, sinh viên khóa 2019 ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường, mã số sinh viên: 19150096 Chúng xin cam đoan: Đề tài nghiên cứu khoa học cơng trình nghiên cứu tôi, thực hướng dẫn TS Hoàng Thị Tuyết Nhung Các tài liệu tham khảo luận văn trích từ nguồn đáng tin cậy xác minh công bố rộng rãi cho cơng chúng Chúng tơi trích dẫn nguồn tham khảo rõ ràng danh sách tài liệu tham khảo Kết nghiên cứu thực nghiêm túc, trung thực không trùng lặp chủ đề khác Chúng xin lấy danh dự uy tín thân để đảm bảo cho lời cam đoan TP Thủ Đức, ngày 14 tháng 11 năm 2022 SINH VIÊN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Trần Thị Ngọc Trâm TÓM TẮT ĐỀ TÀI Đề tài: “ Nghiên cứu điều chế dĩa đựng từ phế phẩm nơng nghiệp thay cho dĩa nhựa lần” có mục đích đánh giá thực trạng sử dụng phế phẩm nông nghiệp đồng thời đưa số giải pháp nhằm sử dụng có hiệu phế phẩm nông nghiệp thay sản phẩm nhựa dùng lần sống Việt Nam nói chung khu vực nơng thơn khác nước nói riêng nhằm góp phần bảo vệ mơi trường nâng cao chất lượng sống người dân Trong nghiên cứu này, vỏ trấu phế phẩm nông nghiệp sử dụng để nghiên cứu, chủ yếu dựa phương pháp thực nghiệm phương pháp đồ thị Tiến hành khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm: Tỷ lệ nguyên liệu (%), Nhiệt độ (℃), thời gian ép (phút) phương pháp ma trận trực giao Taguchi Sau đó, tiếp tục khảo sát lượng keo lượng glycerol tối ưu Cuối cùng, đánh giá ảnh hưởng sáp ong đến khả chống thấm nước sản phẩm Kết nghiên cứu cho thấy, sản phẩm dĩa trấu tối ưu với tỷ lệ phần trăm khối lượng trấu bột mì 20:80, ép thời gian phút 150℃ ứng với lượng keo PVA (v/w) 2,5%, lượng glycerol (v/w) 3% sản phẩm dĩa trấu đảm bảo an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng thân thiện với môi trường Sau thực nghiên cứu, kết cho thấy hồn tồn sản xuất dĩa đựng từ phế phẩm nông nghiệp cụ thể vỏ trấu để thay cho dĩa nhựa dùng lần MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN TÓM TẮT ĐỀ TÀI MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu .2 Nội dung nghiên cứu .2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chung phế phẩm nông nghiệp 1.2 Thực trạng sử dụng phế phẩm nông nghiệp 1.3 Một số cơng trình nghiên cứu phế phẩm nông nghiệp 1.3.1 Nghiên cứu nước 1.3.2 Nghiên cứu nước .11 1.4 Tổng quan trấu .14 1.4.1 Nguồn gốc vỏ trấu 14 1.4.2 Tính chất vỏ trấu 15 1.4.3 Ứng dụng vỏ trấu 17 1.4.4 Hiện trạng sử dụng vỏ trấu Việt Nam 23 1.5 Tinh bột biến tính .24 1.5.1 Một số tính chất chung tinh bột biến tính 26 1.5.2 Tính chất tinh bột biến tính 28 1.5.3 Phân loại tinh bột biến tính 28 1.5.5 Các phương pháp sản xuất tinh bột 30 1.6 Cấu tạo tính chất glycerol .34 1.7 Cáu tạo tính chất PVA 34 1.8 Cấu tạo tính chất sáp ong 35 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 Quy trình tạo sản phẩm 36 2.2 Khuôn mẫu sản phẩm 38 2.3 Xác định khoáng tối ưu yếu tố điều chế sản phẩm 38 2.3.1 Xây dựng thí nghiệm theo ma trận Taguchi .38 2.3.2 Xác định khoảng tối ưu yếu tố điều chế đĩa trấu 39 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .44 3.1 Ảnh hưởng phụ gia trình ép trấu 44 3.1.1 Ảnh hưởng PVA 44 3.1.2 Ảnh hưởng glycerol 45 3.2 Đánh giá tối ưu sản phẩm theo ma trận trực giao Taguchi 46 3.2.1 Đánh giá yếu tố gây ảnh hưởng đến độ cứng sản phẩm 46 3.2.2 Đánh giá yếu tố gây ảnh hưởng đến tỷ trọng sản phẩm .48 3.2.3 Yếu tố ảnh hưởng đến độ màu sản phẩm .49 3.3 Đánh giá ảnh hưởng sáp ong đến chất lượng sản phẩm 50 3.4 Kết với điều kiện tối ưu .51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .52 Kết luận 52 Kiến nghị .52 TÀI LIỆU THAM KHẢO .53 Đánh giá thêm : Độ cứng sản phẩm  Cách đo tiêu - Độ màu: Sử dụng máy đo màu CR-400/CR 410 để đo khác biệt màu sắc màu sắc phản chiếu Đầu đo mẫu tiếp xúc với bề mặt dĩa thị kết Ta đo điểm dĩa, điểm mặt trên, điểm mặt lấy số trung bình làm kết - Độ cứng: Đo dĩa máy FRUIT HARDNESS TESTER, mẫu đặt vị trí cố định giá đỡ chịu lực tác dụng có kiểm sốt máy thơng qua đầu đo mẫu từ liệu cảm biến đo sinh từ phản ứng dĩa lên đầu đo mẫu Kết thị máy Ta thực đục lỗ lần với vị trí khác dĩa lấy số trung bình làm kết Khối lượng: Cân mẫu cân phân tích Độ dày: Dùng thước cặp điện tử MITUTOYO để đo dộ dày mẫu, ta đo điểm dĩa lấy số trung bình từ điểm đo làm kết 43 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Ảnh hưởng phụ gia q trình ép trấu Khơng thể đánh giá q cao tầm quan trọng chất phụ gia trình tạo sản phẩm Tùy thuộc vào tính chất vốn có chất sản phẩm mà phụ gia kèm lựa chọn nhiều dạng khác Những chất phụ gia giúp sản phẩm tăng độ cứng, độ bền liên kết sản phẩm, tăng khả chống ẩm, dầu, độ trắng, sáng độ ổn định màu Các chất phụ gia cải thiện liên kết tự nhiên sợi, không lớn Trong nghiên cứu này, sản phẩm xác định ảnh hưởng phụ gia với tỷ lệ ổn định MS/RH 50/50 (w/w), nhiệt độ ép 170oC thời gian ép phút Tất công thức sử dụng nghiên cứu phân tích để thu đĩa tối ưu khơng có vết nứt 3.1.1 Ảnh hưởng PVA Poly vinyl alcohol (PVA) polyme tổng hợp phân hủy sinh học, khơng gây hại đến sức khỏe người ưa nước Các sản phẩm ép nóng phút 170oC MPa với nồng độ PVA khác nhau, từ 0,8 đến 3,3% (w/w) (Hình 3.1) PVA sử dụng làm chất kết dính để nối trấu tinh bột biến tính Sản phẩm cứng đĩa với 2,5% PVA (w/w) Nồng độ cao sản phẩm cứng bám chặt vào khuôn Giá trị chênh lệch màu sắc (E) sản phẩm ghi lại mặt trước mặt sau Khi nồng độ PVA tăng lên, màu sắc mờ Độ dày khối lượng riêng sản phẩm không thay đổi ± 0,03 mm 0,93 ± 0,03 g/cm Bởi khơng có khác biệt đáng kể tìm thấy nồng độ PVA khác nhau, kết hợp sợi không ảnh hưởng đến độ dày Hơn nữa, trấu có nồng độ lignin cao giúp kết dính thành phần sản phẩm giảm độ xốp bên đĩa nhiệt độ lực ép cao 44 Hình 3.1 Ảnh hưởng PVA đến độ cứng màu sắc sản phẩm 3.1.2 Ảnh hưởng glycerol Glycerol chất hóa dẻo phổ biến sử dụng sản xuất vật liệu phân hủy sinh học dựa tinh bột chất xơ Lượng glixerol sản phẩm ảnh hưởng đến tính chất học Glycerol cải thiện tính linh hoạt sản phẩm phân hủy sinh học cách giảm tính dễ vỡ, nước tính thấm oxy chúng Nồng độ glycerol nghiên cứu dao động từ đến 6% (w/w) Độ cứng sản phẩm tăng lên với glixerol từ đến 5% (w/w) giảm 5% Theo nghiên cứu, có mặt glycerol cấu trúc tinh bột làm giảm độ bền mô đun đàn hồi glycerol nồng độ cao.Giá trị chênh lệch màu hai mặt sản phẩm thay đổi theo nồng độ glycerol Ở 3% (w/w) glycerol, giá trị khác biệt màu sắc thấp ổn định nồng độ cao Tuy nhiên, mức độ glycerol tăng lên, màu sắc không thay đổi đáng kể Nồng độ glycerol không ảnh hưởng đến độ dày khối lượng riêng sản phẩm Độ dày khoảng ± 004 mm khối lượng riêng 0,9 ± 0,07 g/cm Hình 3.2 Ảnh hưởng glycerol đến độ cứng màu sắc sản phẩm 45 3.2 Đánh giá tối ưu sản phẩm theo ma trận trực giao Taguchi Bởi thành phần phụ gia sản phẩm không ảnh hưởng đến chất lượng nó, yếu tố ảnh hưởng đến trình tạo sản phẩm tỷ lệ MS/RH, nhiệt độ ép thời gian ép Để đánh giá ảnh hưởng biến này, tiến hành phân tích tối ưu theo phương pháp Taguchi Phương pháp Taguchi đề xuất tỷ lệ tín hiệu nhiễu (S/N) để tối ưu hóa chất lượng đĩa phân hủy sinh học Việc tối đa hóa giá trị S/N quy trình có nghĩa giảm thiểu tác động yếu tố gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Các đĩa phân hủy sinh học có độ cứng cao hơn, khối lượng riêng thấp màu sáng ưu tiên nghiên cứu Kết là, tỷ lệ S/N lớn độ cứng cao, tỷ lệ S/N nhỏ trọng lượng đĩa độ màu đĩa tốt Bảng 3.1 Thiết kế mảng trực giao L9 cho ba yếu tố ba mức STT A B C Tỷ lệ MS/RH, w/w Nhiệt độ ép, o C Thời gian Độ ép, tối cứng, thiểu kgF Khối lượng riêng, g/cm3 1 1 20/80 130 4,92 0,954 2 20/80 150 4.02 0,980 3 20/80 170 5,68 1.062 2 35/65 130 4,49 0,926 2 35/65 150 4,44 0,951 35/65 170 4,55 0,971 3 50/50 130 3.58 0,879 50/50 150 5,72 0,923 3 50/50 170 3.55 0,926 3.2.1 Đánh giá yếu tố gây ảnh hưởng đến độ cứng sản phẩm Các đặc tính học đĩa phân hủy sinh học quan trọng có khả chống biến dạng vỡ Độ cứng sản phẩm sử dụng để đánh giá tính chất 46 Tỷ lệ hai thành phần (trấu tinh bột) có ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng tỷ trọng đĩa Bảng cho thấy độ cứng tỷ trọng sản phẩm xác định theo phương pháp Taguchi Các kết sử dụng để tính tốn giá trị S/N cho biết ý nghĩa nó, giá trị trung bình tỷ lệ S/N mức độ yếu tố Giá trị delta tính cách lấy giá trị trung bình cao trừ giá trị thấp Giá trị delta xác định xếp hạng hiệu ứng yếu tố Theo bảng 3.2, thơng số có giá trị delta lớn nhất, thời gian ép (xếp hạng 1), có ảnh hưởng lớn đến độ cứng sản phẩm Nhiệt độ ép xếp thứ hai, tỷ lệ MS/RH Bảng 3.2 Yếu tố gây ảnh hưởng đến độ cứng sản phẩm Bảng 3.2a Kết tỉ lệ S/N gây ảnh Bảng 3.2b Ý nghĩa đặc trưng hưởng đến đĩa Mức độ Tỉ lệ MS/RH Nhiệt độ ép, o Tỉ lệ Thời gian Nhiệt độ Thời gian ép, C ép, phút Mức độ MS/RH ép, o C phút 13,67 12,65 14.05 4.874 4.329 5.064 13.05 13,40 12.04 4.492 4.728 4.019 12,41 13.09 13.04 4.284 4,594 4,568 Delta 1,26 0,74 2,01 Delta 0,590 0,399 1.046 Xếp hạng Xếp hạng Hình 3.3 Biểu đồ thể ảnh hưởng độ cứng đến đĩa Hình 3.4 thể giá trị ý nghĩa tỉ lệ S/N thay đổi hệ số tỷ lệ MS/RH thay đổi từ mức sang mức Dựa Hình 3.4a, điều kiện tối ưu 47 dự đoán Tỷ lệ tinh bột/trấu 20/80, nhiệt độ ép 150oC, thời gian ép phút yếu tố tối ưu để giảm thiểu sai số kích thước tối đa hóa tỷ lệ S/N 3.2.2 Đánh giá yếu tố gây ảnh hưởng đến tỷ trọng sản phẩm Tỷ trọng đặc tính vật lý quan trọng đĩa Yếu tố gây ảnh hướng lớn đến đến trọng lượng sản phẩm tỷ lệ MS/RH Trọng lượng giảm tỷ lệ MS/RH tăng lên Yếu tố thứ hai gây ảnh hưởng đến tỷ trọng đĩa thời gian ép Theo kết bảng 3.3, tỷ lệ MS/RH 50/50, nhiệt độ ép 130oC, thời gian ép phút cho thấy kết hợp tốt sợi trấu tạp đĩa có trọng lượng thấp Những kết hoàn toàn trái ngược với mức độ cứng tối ưu Đĩa tốt mật độ nhẹ Tuy nhiên, tỷ lệ MS/RH tăng lên, độ cứng sản phẩm giảm xuống Càng có nhiều sợi RH, đĩa cứng Sợi RH liên kết với phân tử MS để tạo cấu trúc mạng dày đặc nhờ vào số lượng lớn nhóm hydroxyl bề mặt chúng Nó chứng minh việc bổ sung sợi RH làm tăng đặc tính nhiệt, độ bền tính kỵ nước đĩa phân hủy sinh học Tuy nhiên, khác biệt trọng lượng nhỏ, nằm khoảng từ 0,87 đến 1,06 g/cm nên tốt chọn theo độ cứng sản phẩm Tỷ lệ tinh bột trấu tối ưu 20/80 (w/w) Lượng RH gấp lần MS, có nghĩa thời gian phân hủy sinh học lâu xenlulo phân hủy chậm so với tinh bột Bảng 3.3 Yếu tố gây ảnh hưởng đến trọng lượng sản phẩm Bảng 3.3a Kết tỉ lệ S/N gây ảnh Bảng 3.3b Ý nghĩa đặc trưng hưởng đến đĩa Mức độ Tỉ lệ MS/RH Nhiệt độ ép, o Thời gian C ép, phút Mức độ Tỉ lệ Nhiệt độ Thời gian ép, MS/RH ép, o C phút 0,01796 0,72831 0,45216 0,9990 0,9201 0,9495 0,44994 0,43263 0,50051 0,9497 0,9517 0,9443 0,82599 0,13296 0,34123 0,9095 0,9864 0,9644 Delta 0,80803 0,59535 0,15928 Delta 0,0894 0,0663 0,0200 Xếp hạng Xếp hạng 48 Hình 3.4 Biểu đồ thể ảnh hưởng đến trọng lượng đĩa Kết đĩa phân hủy sinh học cho thấy trình ép nhiệt độ 150oC thời gian ép phút cho độ cứng cao Các kết khác thu trọng lượng tốt với nhiệt độ ép 130°C thời gian ép phút Tuy nhiên, ép 130°C phút, đĩa phân hủy sinh học tạo tỉ lệ S/N độ cứng thấp Trong nhiệt độ ép ảnh hưởng đến độ cứng, có ảnh hưởng đáng kể đến trọng lượng sản phẩm Nhiệt độ ép cao (170oC) làm tăng số kết tinh xenluloza, tạo mạng lưới bền hơn, xốp hơn, có khả chống hút ẩm tốt Phát tương tự Suderman cộng sự, người phát nhiệt độ thời gian sấy có ảnh hưởng đến đặc tính học đĩa phân hủy sinh học 3.2.3 Yếu tố ảnh hưởng đến độ màu sản phẩm Bảng 3.4 Yếu tố gây ảnh hưởng đến độ màu sản phẩm Bảng 3.4a Kết tỉ lệ S/N gây ảnh Bảng 3.4b Ý nghĩa đặc trưng hưởng đến đĩa Mức độ Tỉ lệ MS/RH Nhiệt độ ép, o Thời gian C ép, phút Mức độ Tỉ lệ Nhiệt độ o Thời gian ép, MS/RH ép, C phút -33,76 -33,57 -33,81 48,70 47.46 48,83 -33,78 -33,92 -32,73 48,62 49,68 43.06 -33.04 -33,10 -34.05 44,99 45,18 50.43 Delta 0,74 0,82 1,32 Delta 3,71 4,50 7,37 Xếp hạng Xếp hạng 49 Hình 3.5 Biểu đồ thể ảnh hưởng đến độ màu đĩa Sự khác biệt màu sắc (E) đĩa phân hủy sinh học thể Bảng 3.4 Các đĩa có tỷ lệ MS/RH cao (20/80) có giá trị E cao nhất, đĩa có RH thấp có giá trị E giảm nhiều lượng trấu tăng lên Khi sợi RH thêm, giá trị E tăng lên Màu sắc xuất nâu vàng, màu sợi RH hàm lượng lignin cao chúng Hơn nữa, phân hủy vật liệu lignocellulosic nhiệt độ áp suất cao, hợp chất furfural glycolaldehyde giải phóng, làm cho sản phẩm có màu nâu 3.3 Đánh giá ảnh hưởng sáp ong đến chất lượng sản phẩm Hình 3.6 Khả chống nước đĩa sau phủ sáp ong Do chưa tìm phương pháp đo độ chống thấm nước thích hợp cho dĩa nên chúng tơi nhận xét theo cảm quan thấy sau phủ sáp ong lên khả chống thấm nước dĩa cao, không thấm nước sáp ong có nhược điểm bị tan nhiệt độ cao 50 3.4 Kết với điều kiện tối ưu Hình 3.7 Các đĩa phân hủy sinh học từ trấu tinh bột Để đảm bảo chất lượng sản phẩm điều kiện tối ưu, đĩa phân hủy sinh học sản xuất với tỷ lệ MS/RH 20/80, nhiệt độ ép 150oC thời gian ép phút Phép đo màu, độ cứng trọng lượng tất thành phần kiểm tra, bao gồm độ cứng ( 5.26 ± 0.22kgF), chênh lệch màu mặt trước ( 50.87 ± 0.96), chênh lệch màu mặt sau ( 48.05 ± 0.87) trọng lượng (0,97 ± 0,004 g/cm ) 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Thông qua thực nghiệm áp dụng phương pháp ma trận trực giao Taguchi phần mềm minitab gồm thí nghiệm: yếu tố Tỷ lệ nguyên liệu (%), Nhiệt độ (℃) Thời gian ép (phút) theo mức độ đến độ cứng xếp hạng theo tiêu chí lớn tốt để lựa chọn tỷ lệ tối ưu Sản phẩm đạt chất lượng tối ưu MS / RH 20/80 ép thời gian phút 150℃ ứng với lượng keo PVA (v/w) tối ưu 2,5%, lượng glycerol (v/w) tối ưu 3% Kiến nghị Để việc nghiên cứu điều chế sản phẩm sinh học dùng lần từ phế phẩm nông nghiệp phát triển hơn, nhóm nghiên cứu có số đề xuất sau: - Nên tận dụng đặc tính vượt trội loại phế phẩm khác sản phẩm, giảm chi phí vật liệu, hóa chất tạo điều kiện cạnh tranh với sản phẩm nhựa dùng lần khác - Kích thước hạt vật liệu mịn nên thiếu gắn kết chặt chẽ với Những hạt đủ mịn cần kết dính với hạt lớn để tạo gắn kết chặt chẽ - Nghiên cứu để tìm sản phẩm bổ trợ giúp chống dính khn ép cao - Nghiên cứu phối trộn vật liệu, chất kết dính chất phụ trợ khác nhằm tạo sản phẩm với thời gian ép ngắn để hướng tới quy mô công nghiệp 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] An Phát Holding (2020) Thực trạng rác thải nhựa Việt Nam – số đáng báo động (28/04/2022) https://anphatholdings.com/hoat-dong-moitruong/thuctrang-rac-thai-nhua-o-viet-nam.ht% [2] Bhoopathi, R., M Ramesh, and C Deepa, Fabrication and property evaluation of banana-hemp-glass fiber reinlựcd composites Procedia Engineering, 2014 97: p 2032-2041 [3] Bình, C.T., Nghiên cứu tái chế tro trấu ứng dụng 2014, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội [4] Bộ Công Thương Cơ sở Dữ Liệu Cơng Nghiệp Hóa Dược Việt Nam (02/04/2019) Ứng dụng vỏ trấu (26/04/2022) http://csdl.vinachemia.gov.vn/default.aspx?page=news&do=detail&id=795 [5] Chính Phủ (12/08/2020) Philippines sản xuất trang làm từ chuối sợi giúp giảm rác thải nhựa (26/04/2022) https://hymetco.vn/927/philippines-sanxuat-khautrang-lam-tu-cay-chuoi-soi-giup-giam-rac-thai-nhua.html [6] Đ.Q (19/06/2009) Vật liệu ô tô từ xơ dừa (26/04/2022) https://mt.gov.vn/tk/tintuc/32840/vat-lieu-o-to-tu-xo-dua.aspx [7] Đặng Thị Thu Hòa (30/08/2007) Dùng rơm để sản xuất điện Báo Người Lao Động [8] Easy Green (14/11/2020) Dĩa làm từ mo cau (25/04/2022) https://easygreen.vn/dialam-tu-mo-cau.html [9] Gautam, A.M and N Caetano, Study, design and analysis of sustainable alternatives to plastic takeaway cutlery and crockery Energy Procedia, 2017 136: p 507-512 [10] Glycerol (29/04/2021) https://hoachat.vn/glycerol-la-gi/ [11] Hải Hà (12/07/2018) ý tưởng hay từ thân chuối Báo VN EXPRESS 53 [12] Hang, Y and E Woodams, Corn husks: a potential substrate for production of citric acid by Aspergillus niger LWT-Food Science and Technology, 2000 33(7): p 520521 [13] HIỀN, B.T.M., BIẾN TÍNH PHẾ THẢI NƠNG NGHIỆP–THÂN CÂY CHUỐI ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM DẦU Journal of Science and TechnologyIUH, 2021 49 (01) [14] Hoài Thanh (12/12/2018) Sản xuất bát, đĩa từ cám bột mì (26/04/2022) https://sangkiencongdong.vn/news/2018/12/12/san-xuat-bat-dia-tu-cam-bot-mi [15] Hoàng Thị Diệu Xuân (07/01/2021) Phân loại cách sử dụng bột mì hiệu Trường Trung cấp Kinh Tế - Du lịch Hồ Chí Minh [16] Hưng Phú, Lê Hồng Vũ (23/04/2009) Những dịng sơng…Trấu Báo Nơng Nghiệp Việt Nam [17] Hữu Lộc Nguyễn (8/2021) Giáo trình quy hoạch phân tích thực nghiệm (pp.297319) Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [18] Kim Thủy (12/05/2017) Ông Cao Văn Vương tận dụng phế phẩm khoai mì làm thức ăn ni bị Báo Ninh Thuận [19] Khánh Ly (12/09/2017) Giảm phát thải từ vàng đen Báo điện tử Bộ Tài Nguyên Môi Trường [21] Lê, P.N., Nghiên cứu sử dụng vỏ trấu để sản xuất gạch không nung 2018, Trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Đà Nẵng [22] Lignin (29/04/2022) https://vi.wikipedia.org/wiki/Lignin [23] Liu, W., et al., ‘Green’composites from soy based plastic and pineapple leaf fiber: fabrication and properties evaluation Polymer, 2005 46 (8): p 27102721 [24] Mối nguy hại từ đồ nhựa dùng lần (26/08/2019) Báo điện tử Bộ Tài Nguyên Môi trường 54 [25] Mukhopadhyay, S., et al., Banana fibers–variability and fracture behaviour Journal of Engineered Fibers and Fabrics, 2008 (2): p 155892500800300207 [26] Muthu, R.K., et al., Fabrication and Property Evaluation of Biodegradable Tableware (Plate) Made from Mango Seed Shell Int J Pure App Biosci, 2019 (1): p 448-454 [27] Nagendran, R Chapter 24-Agricultural waste and pollution in Waste 2011 [28] Nguyễn Thị Liên (2016) Chế tạo vật liệu hấp phụ từ phế phụ phẩm nông nghiệp để xử lý chất hữu nước thải làng nghề chế biến nông sản xã Dương Liệu – huyện Hoài Đức – Thành phố Hà Nội Đại học Nông nghiệp [29] Nhật Minh, Huân Khiêm, Quỳnh Lan (24/10/2020) Chế tạo giấy từ thân bắp Trang tin điện tử Đảng Bộ Thành Phố Hồ Chí Minh [30] NHỰA, X and S CHUỐI, Fabrication of bioplastic materials using banana peels Journal of Science of Lac Hong University, 2015 (12): p 47-52 [31] Nông Thôn Ngày Nay (15/03/2006) Sản xuất điện từ từ vỏ trấu, mùn cưa Báo Tuổi Trẻ [32] Polyvinyl-alcohol (29/04/2022).https://vi.wikipedia.org/wiki/Polyvinyl_alcohol [33] PV (18/10/2021) Việt Nam nằm số 20 quốc gia có lượng rác thải lớn cao mức trung bình giới Tạp chí Ban Tun Giáo Trung Ương [34] Ramírez-García, R., N Gohil, and V Singh, Recent advances, challenges, and opportunities in bioremediation of hazardous materials, in Phytomanagement of Polluted Sites 2019, Elsevier p 517-568 [35] Singh, B., Rice husk ash, in Waste and supplementary cementitious materials in concrete 2018, Elsevier p 417-460 [36] Subramanya, R., K.G Satyanarayana, and B Shetty Pilar, Evaluation of structural, tensile and thermal properties of banana fibers Journal of Natural Fibers, 2017 14 (4): p 485-497 55 [37] Thanh Tin (01/2013) Bột mì (04/05/2022) https://daynghebanh.vn/chuyen-mucthang-012013-tuan-3-bot-mi-tiep-theo/ [38] Thu Hà (16/06/2017) Làm bát từ Báo VN EXPRESS [39] Trung tâm thông tin thống kê khoa học công nghệ, ThS Phạm Xuân Hưng (2019) Xu hướng ứng dụng chế phẩm vi sinh xử lý phụ phẩm nông nghiệp [40] TS Trần Văn Khiêm (2017), Phương phá Taguchi ứng dụng tối ưu hóa chế độ cắt, Tạp chí khí Việt Nam, số 2017 [41] Tú, T.T., ĐẶC ĐIỂM HÓA LÝ CỦA THAN SINH HỌC ĐIỀU CHẾ TỪ VỎ TRẤU Hue University Journal of Science (HU JOS), 2016 120 (6) [42] Vigneswaran, C., et al., Banana fiber: scope and value added product development Journal of Textile and Apparel, Technology and Management, 2015 (2) [43] Xenlulose (29/04/2022) https://vi.wikipedia.org/wiki/Xenlulose [44] Xue, L., et al., Agricultural waste Water Environment Research, 2016 88 (10): p 1334-1369 [45] Yussuf, A., I Massoumi, and A Hassan, Comparison of polylactic acid/kenaf and polylactic acid/rise husk composites: the influence of the natural fibers on the mechanical, thermal and biodegradability properties Journal of Polymers and the Environment, 2010 18 (3): p 422-429 56