và ở Việt Nam
1.2.1.1. Trên Thế giới
Hiện nay, trên thế giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về tinh dầu, nhất là các loại tinh dầu thuộc chi Citrus như Cam, Chanh, Bưởi …vì các tác dụng ưu việt của nó mang lại như thanh nhiệt, giải cảm, giảm stress...Tinh dầu từ vỏ quả, lá và hoa của các cây thuộc chi Citrus là một chất tạo mùi và hương thơm tự nhiên và được sản xuất hàng nghìn tấn khối mỗi năm. Các nghiên cứu về tinh chất vật lý, thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của tinh dầu họ
Citrus thu nhận được bằng các kỹ thuật tách chiết hiện đại đã được quan tâm nhiều trong những năm gần đây.
- Lin và Rouseff (2001) đã phát hiện rằng có trên 200 hợp chất dễ bay hơi có trong tinh dầu bưởi thu được bằng phương pháp ép lạnh, trong đó chỉ có 22 chất đóng góp chủ yếu tạo nên hương Bưởi. Theo McGorrin (2002) thì nootkaton và 1-p-menthen-8-thiol là 2 cấu tử chính tạo ra hương Bưởi đặc trưng. Ngoài ra, decanal acetaldehyde, methyl butyrat, limonen, etyl acetate, etyl butyrat và 2,8-epithio-cis-p-mentan cũng là những cấu tử chính trong tinh dầu Bưởi (Shaw, 1996).
- Napapor Thavanapong thuộc khoa Dược, Đại học Silpakorn, Thái Lan (2006) đã nghiên cứu chiết tinh dầu từ vỏ quả và hoa của giống Bưởi
Citrus Maxima Merr bằng các kỹ thuật ép lạnh, chưng cất hơi nước dưới áp suất thấp và chiết bằng CO2 siêu tới hạn (CO2 -SFC), sau đó xác định thành phần hóa học bằng phương pháp GC-MS và thử hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu trên các chủng vi sinh vật khác nhau. Kết quả cho thấy tinh dầu chiết bằng các phương pháp trên đều có chứa limonen, myrcen, -pinen, sabinen, linalool,…
- Atti-Santos, Serafini, Moyna và Cs (2005) đã nghiên cứu xác định điều kiện tối ưu cho việc chiết tinh dầu Chanh bằng phương pháp chưng cất hơi nước (HD) và chiết bằng CO2 siêu tới hạn (CO2 -SFC). Kết quả cho thấy nếu dùng phương pháp HD thì hiệu suất cao nhất đạt được (5,45% w/w) khi chưng cất trong 3 giờ (dùng cả vỏ không xay), còn nếu dùng phương pháp CO2 -SFC thì hiệu suất cao nhất là (7,93% w/w) khi chiết ở 60ºC, 90 bar với tốc độ dòng của CO2 là 1mL/phút.
- M. M. Ahmad, Salim-ur-rehman, F. M. Anjum, E. E. Bajwa (2006) đã nghiên cứu tinh chất lý học của tinh dầu chiết từ vỏ của các loại Citrus
khác nhau trong đó có giống Bưởi Citrus paradisi. Kết quả cho thấy tinh dầu vỏ Bưởi thu được có chỉ số khúc xạ là 1,472 và cặn còn lại không bay hơi là thấp nhất (3,122%). Khả năng hòa tan trong etanol 95% của các loại tinh dầu thu được khác nhau. [18]
Bảng 1.1. Tóm tắt một số công trình nghiên cứu tinh dầu vỏ quả họ Citrus Loài Phương pháp ly trích Hàm lượng (%)
Loại/ nơi thu hái Cấu phần chính Tác giả Bưởi Chưng cất hơi nước 1,06 Tunisia Limonen Hosni Cam mật Ép lạnh 0,3-0,6 Valencia (Addis Ababa – Ethiopia) Mitiku 0,1 Salustiana,Vale ncia,Washingto n navel (tất cả thu hái tại Kenya)
Chanh Chưng cất hơi nước 0,39 Valencia,Lateb (Mitidja – Algeria) Limonen Ferha 1,49- 2,31 Meski, Valencia Late, Thomson Navel, Maltaise blanc (tất cả thu hái tại Tunisia)
Hosni Quýt đường Ép lạnh 0,25 Corsica – Pháp Limonen Lota 012- 019 Tunisia Hosni 4,62 Nigeria Karioti Chưng cất hơi nước 5,66 Kanpur - Ấn Độ Mishra Quýt tiều Chưng cất hơi nước Pemangkat – Indonesia Limonen Dharmaw a Bưởi Chưng cất hơi nước Chittagong – Bangladesh Citronelal, propionat Chowdhur Chanh Chưng cất hơi nước 0,81 Trạm nghiên cứu nông nghiệp INRA-CIRAD tại San Ghjulianu – Corsica – Pháp sabinen, limonen,γ- terpinen, (E)-β- ocimen, linalol, terpinen-4- ol, citral b, Lota
acetat neril, citral a, acetat geranil Quýt đường Chưng cất hơi nước 1,2 Shopra El Khima – Ai Cập linalol, terpinen-4- ol,N- metilantranil at metilα- Pinen, linalol, terpinen-4- ol,N- metilantranil at metil Karawya 0,3 El-Sharkia Governorate – Ai Cập Abdel-Aal
Nguồn: Int.J. Agri. Biol. [18] 1.2.1.2.Ở Việt Nam
Việt Nam là một nước có điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa rất thuận lợi cho việc hình thành và phát triển các loại thực vật, trong đó phải kể đến các loài thuộc chi Citrus họ Rutaceae như Chanh (Citrus limonia Osbeck), Bưởi (Citrus grandis (L.) Osbeck), Cam (Citrus sinensis (L.) Osbeck), Quýt
(Citrus reticulata Blanco)... Gần đây, ở nước ta cũng đã có một số nghiên cứu tách chiết tinh dầu từ lá hay vỏ Bưởi, Cam, Chanh sử dụng phương pháp chưng cất truyền thống cũng như ứng dụng một số kỹ thuật chiết mới.
- Nguyễn Minh Hoàng, khoa Công nghệ Sinh học, Đại học Mở TPHCM đã nghiên cứu chiết tinh dầu từ vỏ trái Bưởi da xanh Citrus grandis (L.) Osbeck (trồng tại Đồng Nai) và từ vỏ trái Cam sành Citrus nobilis Lour (trồng tại Tiền Giang) và vỏ trái Chanh dây Citrus aurantifolia (Christm.) Swingle (trồng tại Tiền Giang) bằng phương pháp
chưng cất hơi nước có và không có sự hỗ trợ của vi sóng. Kết quả cho thấy khi chưng cất với nguyên liệu không xay tốn nhiều thời gian ly trích hơn và tinh dầu thu được có màu vàng do tiếp xúc nhiệt quá lâu, hiệu suất thấp (Bưởi: 0,59%; Cam: 1,34%; Chanh: 0,83%). Nếu dùng nguyên liệu xay thì thời gian ly trích ngắn, tinh dầu thu được trong suốt, không màu, hiệu suất thu được cao hơn (Bưởi: 1,58%; Cam: 3,79%; Chanh: 1,78%). Việc kết hợp sử dụng vi sóng trong quá trình chưng cất với nguyên liệu không xay có thời gian ly trích rất ngắn (19 - 21 phút), nhưng tinh dầu thu được có màu vàng nhạt và hiệu suất thấp (Bưởi: 0,51%; Cam: 0,48%; Chanh: 0,40%). Kết quả thử nghiệm về hoạt tính kháng khuẩn cho thấy tinh dầu vỏ trái giống Citrus kháng khuẩn tốt trên một số chủng vi khuẩn thử nghiệm.
- Một số nghiên cứu khác về chiết tách tinh dầu như Đề tài “Tách tinh dầu và alkaloid từ quả Quất (Citrus japonica Thumb.)” của Nguyễn Thị Lý và Cs…hay đề tài tốt nghiệp Đại học “Nghiên cứu chiết xuất tinh dầu từ vỏ bưởi Năm Roi (Citrus grandis (L.) Osbeck var. grandis) bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước” (2010) của Sinh viên Nguyễn Đắc Phát Trường Đại học Nha Trang [2,4].
Trong số các loài thuộc chi Citrus thì Quất cũng khá phổ biến nhưng vẫn chưa được quan tâm nhiều. Quất là cây cảnh dễ trồng tại Việt Nam, quả Quất ngoài việc làm cảnh trong những ngày Tết cổ truyền, còn được dùng thay Chanh trong một số món ăn, thức uống và gia vị. Hoa trắng, đẹp và có mùi thơm dễ chịu. Tên khoa học làCitrus japonica Thumb, họ Rutaceae. Tên thường gọi: Hạnh, Quất, Tắc… Một số tên nước ngoài khác như: Calamondin, Kumquat….
Ở nước ta thường sử dụng Quất để chưng Tết và sau đó thải bỏ, như vậy việc chúng ta tận dụng nguồn phế liệu này để chiết xuất tinh dầu sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao (theo khảo sát thị trường có thể trên 100.000
đồng/10ml), đưa ra một hướng phát triển mới đồng thời góp phần giải quyết vấn đề môi trường đáng báo động hiện nay. [7]
1.2.2. Tổng quan về acetone
1.2.2.1 Tính chất của acetone
Acetone là một hợp chất hữu cơ với công thức (CH3)2CO. Nó là một chất lỏng linh động, dễ cháy, không màu và là xeton đơn giản nhất. Acetone có thể hoà tan trong nước và là dung môi quan trọng, thường dùng cho các mục đích làm sạch trong phòng thí nghiệm. 6,7 triệu tấn acetone được sản xuất trên toàn thế giới trong năm 2010, chủ yếu sử dụng làm một dung môi và sản xuất metyl metacrilat và bisphenol. Nó là một chất dùng để tổng hợp các chất hữu cơ. Acetone còn được sử dụng trong các thành phần hoạt chất của sơn móng tay, acetone được sản xuất và tiêu huỷ trong cơ thể con người thông qua quá trình trao đổi chất. Nó thường có trong máu và nước tiểu. Những người có bệnh tiểu đường sản xuất ra nó với số lượng lớn hơn. Thử nghiệm độc tính sinh sản cho thấy rằng nó có tiềm năng thấp gây ra vấn đề sinh sản [23].
1.2.2.2. Độc tính của acetone
- Đường đi vào: thấm qua da, tiếp xúc mắt, hô hấp.
- Độc tính lên động vật: LD50: 3000 mg/kg (chuột); LC50: 44000 mg/m3 trong 4 giờ (chuột).
Ảnh hưởng mãn tính lên con người: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Da: có thể gây kích ứng da, có thể gây hại nếu bị hấp thụ qua da. - Mắt: kích thích mắt, bỏng rát, đỏ, chảy nước mắt, viêm và tổn thương giác mạc.
- Hít phải: Hít ở nồng độ cao có thể ảnh hưởng đến cơ quan cảm giác, não, gây kích ứng đường hô hấp. Nó cũng có thể ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương gây ra nhức đầu, buồn ngủ, phát biểu bất thường, tác dụng gây ngủ và hôn mê. Hít phải cũng ảnh hưởng đến đường hô hấp.
- Nuốt phải: cũng gây ảnh hưởng đến đường tiêu hóa. Nó cũng có thể gây ra trầm cảm, mệt mỏi, hôn mê, đau đầu, thay đổi giấc ngủ, mất điều hòa. Có thể ảnh hưởng đến cơ xương [14].
1.2.3. Tình hình sản xuất, tiêu thụvà xử lý polystyrene (PS) trên Thế giới vàở
Việt Nam
1.2.3.1. Trên thế giới
a. Sản xuất và tiêu thụ polystyrene (PS)
Năng lực sản xuất polystyrene (PS) của thế giới gần 20 năm trở lại đây tăng trưởng nhanh chóng mức cao kỷ lục tại châu Á. Thế kỷ XIX, thế giới có công suất sản xuất hàng năm hơn 13 triệu tấn nhựa polystyrene/năm.
Từ đầu năm 2000, lượng tiêu thụ nhựa polystyrene trên toàn thế giới giảm hơn so với năm 1999 là 1,4%, mức tăng thấp nhất trong những năm gần đây. Đặc biệt là tác động của cuộc khủng hoảng tài chính châu Á, giảm sản xuất đến các quốc gia và khu vực này cũng tập trung ở khu vực châu Á. Năm 2003, tổng sản lượng polystyrene của thế giới đạt 14,26 triệu tấn/năm, trong đó sản lượng ở Bắc Mỹ là 3.252.000 tấn/năm, chiếm 22,8% tổng số sản lượng polystyrene được sản xuất của thế giới, Nam Mỹ là 666.000 tấn/năm, chiếm tổng sản lượng của thế giới là 4,8%, Tây Âu công suất 2.954.000 tấn/năm, chiếm tổng sản lượng của thế giới là 20,7%, Đông Bắc Á năng lực sản xuất là 4.892.000 tấn/năm, chiếm tổng sản lượng của thế giới là 34,3%, khu vực Đông Nam Á có công xuất là 973.000 tấn/năm, chiếm khoảng 6,8%, Các khu vực khác có công xuất là 1.525.000 tấn/năm, chiếm tổng sản lượng của thế giới là 10,7% [22].
Năm 2003, tổng lượng tiêu thụ polystyrene trên thế giới bằng 10.889.000 tấn, trong đó tiêu thụ tại Bắc Mỹ 2.505.000 tấn/năm, chiếm 23,0% tổng mức tiêu thụ polystyrene của thế giới. Nam Mỹ, tiêu thụ 445.000 tấn/năm, chiếm 4,1% so với tổng mức tiêu thụ của thế giới. Châu Âu lượng tiêu thụ là 2.269.000 tấn/năm, chiếm 20,8% tổng mức tiêu thụ của thế giới. Đông Bắc Á, lượng tiêu thụ là
4.092.000 tấn/năm, chiếm 37,6% tổng lượng tiêu thụ của thế giới, lượng tiêu thụ trong khu vực Đông Nam Á là 49,8 triệu tấn/năm, chiếm 4,6% tổng lượng tiêu thụ, tiêu thụ trong các bộ phận khác của 1,08 triệu tấn/năm, chiếm 9,9% tổng mức tiêu thụ. Do đó Bắc Mỹ, Nam Mỹ sản xuất polystyrene cân bằng và bán hàng, hơi dư thừa ở Tây Âu, trong khi khu vực Đông Bắc Á vẫn cần phải dựa vào nhập khẩu để đáp ứng sự thiếu hụt. [22]
b. Xử lý polystyrene (PS)
Rác thải xốp được xử lý theo một số công nghệ truyền thống như: phương pháp nhiệt phân, phương pháp đốt tuy nhiên trong quá trình xử lý làm phát sinh nhiều khí thải nguy hiểm cho sức khỏe con người như: CO2, H2S…
Gần đây, các nhà khoa học Ireland sử dụng một loại vi khuẩn để bẻ gãy các mạch của rác thải xốp, tạo ra một loại chất dẻo dễ phân huỷ sinh học. Giải pháp của Kevin OConnor, Đại học tổng hợp Dublin (Ireland) có thể giúp nước Mỹ tránh được việc phải chôn lấp khoảng 2,3 triệu tấn rác nhựa có nguồn gốc dầu mỏ này mỗi năm.
Xốp - một loại vật liệu làm từ polystyrene - chứa hydro và carbon, nhưng không phải ở dạng mà vi khuẩn có thể tiêu hoá được. Giới khoa học từng sử dụng vi sinh vật để phân huỷ các hoá chất có mặt trong xốp, nhưng tới nay chưa ai có thể tạo ra một loại sản phẩm phụ có ích.
Để khiến vật liệu này dễ phân huỷ, nhóm của OConnor đã làm nóng xốp lên qua một quy trình đặc biệt có tên gọi pyrolysis - làm nóng chảy polystyrene ở nhiệt độ rất cao trong môi trường không ôxy để bẻ gãy các liên kết hoá học. Môi trường không ôxy nghĩa là không có sự cháy và phát thải. Trong quá trình đó, polystyrene trở thành styrene lỏng - một hợp chất carbon mà vi khuẩn có thể "chén".
Vi khuẩn được chọn ở đây là chủng Pseudomonas putida, sống trong đất, ăn carbon, nitơ, hydro và ôxy có mặt trong các vật chất hữu cơ như xác thực vật chết. Trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học đã tạo ra một môi
trường thuận lợi cho vi khuẩn, nuôi chúng bằng những thức ăn ưa thích, trong đó có nitơ và ôxy. Một dòng dầu styrene ổn định được cấp cho vi khuẩn, giúp chúng tăng trưởng. Sau khi quần thể lớn tới kích cỡ nhất định, người ta dừng cấp nitơ cho chúng, điều đó kích thích vi khuẩn bắt đầu dự trữ carbon để dùng về sau. Khi dự trữ carbon, vi khuẩn đã biến nó thành một loại chất dẻo có tên polyhydroxyalkanoate, hay PHA. Chất dẻo này cấu thành từ những axit béo và dễ dàng bị các enzyme do vi khuẩn tiết ra bẻ gãy [21].
1.2.3.2.Ở Việt Nam
a. Sản xuất và tiêu thụ polystyrene (PS)
Cũng như các nước khác trên thế giới, nhu cầu về polystyren ở Việt Nam ngày càng cao. Hàng năm chúng ta phải nhập một số lượng tương đối lớn từ nước ngoài, chủ yếu là nhập từ Thái Lan, Đài Loan. Điều này cần chi phí một nguồn ngoại tệ khá lớn. Từ năm 2012, công ty Trách Nhiệm Hữu Hạn Polystyrene Việt Nam đã đến đầu tư tại thị trường polystyrene Việt Nam với mong muốn phát triển ngành công nghiệp Nhựa tại Việt nam, nhằm tạo điều kiện để khách hàng Việt Nam chủ động hơn việc mua nguyên liệu. Nhà máy sản xuất Polystyrene của công ty này có công suất 4000-5000 tấn/năm.
b. Xử lý polystyrene (PS)
Hộp xốp được sản xuất bằng công nghệ polyme hóa monomer styrene - một sản phẩm trong chế biến dầu lửa, tạo thành xốp là polystyrene (PS).
Chất xốp này chứa tới 95% không khí và chỉ chứa 5% polystyrene nên rất nhẹ. Ngoài PS, các hợp chất để làm hộp xốp còn có thể là: expanded polystyrene (EPS), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET). Trong số các vật liệu kể trên, PP chịu được nhiệt cao nhất từ 100 - 120 oC trong thời gian dài, trong khi ba loại còn lại không thích hợp cho đựng thức ăn nóng trên 100oC.
Mặc dù PS là vật liệu rất an toàn, nhưng các hóa chất để sản xuất PS (trong đó có styrene và ethylbenzene) là các chất có hại cho sức khỏe gây hiệu
ứng thần kinh, ảnh hưởng tới chức năng gan, tụy. Nếu nguyên liệu dùng cho sản xuất PS không tốt thì hộp xốp còn có nguy cơ chứa cả các chất độc là kim loại nặng như chì và cadmium.
Ở Việt Nam: đa phần hộp xốp được tận dụng từ nhựa tái chế nên nguy cơ chứa các độc tố rất cao. Bản thân polystiren không độc hại, chất độc ở đây chính là các chất phụ gia mà nhà sản xuất thêm vào trong quá trình sản xuất, chẳng hạn như: Chất nhựa trộn vào làm chất keo và bột tan để ép khuôn không dính, và còn nhiều chất khác chưa được tìm thấy... Những chất này lưu lại trên hộp xốp, khi dính vào thực phẩm sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Sau khi sử dụng, các hộp xốp được thải ra môi trường gây ra vấn đề ô nhiễm rác thải xốp đang trở nên ngày càng nghiêm trọng. Do đó, các giải pháp sinh học xử lý rác thải xốp đang ngày càng được xã hội quan tâm.
Một số nghiên cứu về xử lý rác thải xốp
- Chế tạo keo dán gỗ kỵ nước từ xốp phế thải: Trần Đình Đại, sinh viên năm 3, Khoa công nghệ Hóa - Trường Cao đẳng Công nghiệp Cao Su Bình Phước đã có sáng kiến tạo ra sản phẩm keo dán gỗ kỵ nước từ xốp phế thải. Nguyên liệu để làm ra keo dán gỗ kỵ nước bao gồm: xốp, máy ép, cân kỹ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});