5.1 Kết luận
Dựa vào kết quả nghiên cứu Gupta, et al (2010), Tamarind Kernel Gum… và các thí nghiệm thực tế đã tổng hợp, trích ly thành cơng và tối ưu hóa được quy trình điều chế Biogum từ hạt me.
Đối với q trình trích ly gum polymer sinh học đã cũng xác định được các thơng số cho q trình trích ly như sau: Bột me được trích ly bằng ethanol qua hệ thống Soxhlet để loại bỏ hoàn toàn màu và chất béo trong vòng 16 – 18 giờ, sau khi sấy khơ bột me hồn tồn, bột được khuấy với nước cất theo tỉ lệ 200ml/20g bột và được hòa tan vào 800 ml nước đun sơi trong 20 phút trong vịng 1 giờ và ly tâm trong vòng 15 phút (5000 vòng/phút). Dung dịch sau đó được khuấy trộn với axetone theo tỷ lệ 1:1 để thu lấy sản phẩm gum và sấy khơ ở nhiệt độ phịng trong 24 giờ.
Đối với khảo sát các điều kiện tối ưu cơ bản: Kết quả nghiên cứu cho thấy Biogum trích ly từ hạt me đạt hiệu quả xử lý tốt nhất tại pH tối ưu pH = 5 và thời gian xử lý 60 phút đạt trạng thái cân bằng. Hiệu quả xử lý tăng dần khi tăng dần liều lượng của chất hấp thụ sinh học gum me, đạt khoảng 65.48% khi cho 50ml Biogum (nồng độ gum pha loãng trong nước cất 5g/250 ml).
Kết quả nghiên cứu điều chế vật liệu Biogum cho thấy vật liệu có khả năng phân hủy sinh học trong môi trường nước cất đạt 76.95% lượng TOC sau 20 ngày ở điều kiện phịng thí nghiệm. Và có khả năng xử lý kim loại nặng đặc biệt là Cu2+ trong môi trường nước thải giả định.
Qua đó cho thấy tiềm năng của vật liệu sinh học và có nguồn gốc sinh học trong việc ứng dụng cải thiện chất lượng nước thải, từ đó mở ra việc gắn kết phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường.
5.2 Kiến nghị
Mặc dù Biogum từ hạt me có khả năng phân hủy sinh học, tan trong nước và cho hiệu quả cải thiện ion kim loại Cu cao nhưng khó thu hồi và tái sử dụng. Do đó để tăng tính kinh tế trong việc ứng dụng vật liệu này vào thực tế cần đề xuất nghiên cứu vật liệu kết hợp vừa có tính chất của Biogum và có khả năng thu hồi và tái sử dụng, đề xuất nghiên cứu vật liệu Biogum cải tiến để cải thiện chất lượng môi trường nước thải ơ nhiễm đồng.
Ngồi ra, quá trình khảo sát ứng dụng của vật liệu cịn khá đơn sơ, chưa tìm hết được điều kiện tối ưu để điều chế vật liệu cũng như khảo sát tất cả các giá
sâu hơn về việc khảo sát những điều kiện tối ưu để sử dụng vật liệu được hiệu quả nhất.
Bên cạnh đó, qua q trình nghiên cứu chúng tơi nhận thấy rằng q trình khảo sát đánh giá và nghiên cứu cịn khá thủ công, cần nhiều thời gian trong thực hiện trong thời gian cho phép khá hạn hẹp, quy trình phản ứng cần phải giám sát và theo dõi chặt chẽ. Do đó, cần nghiên cứu các phương pháp tổng hợp vật liệu hiệu quả hơn để phù hợp hơn với nhu cầu thực tiễn trong nghiên cứu và sản xuất, nhưng vẫn đảm bảo chất lượng của sản phẩm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Trong nước
[1] Lê Văn Thuận. 2018. Nghiên cứu xử lý ion kim loại đồng bằng vật
liệu hấp phụ trên cơ sở đất sét Cổ Định - Thanh Hóa. Tạp chí khoa
học và cơng nghệ đại học Đà Nẵng, số 7(128).2018
[2] Hoàng Nhâm. 2005. Hóa học vơ cơ. Nhà xuất bản Giáo dục
[3] Phạm Công Hoạt.2008. Bài báo về công nghệ xử lý nước thải công
nghiệp chứa kim loại nặng, Báo sức khỏe và đời sống, số 24.
[4] Nguyễn Đức Huệ. 2010. Độc học mơi trường (Giáo trình chun đề), Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội, 141–148.
[5] Lê Hoàng Việt, Phương pháp kết tủa, Trung tâm kĩ thuật môi trường và năng lượng mới
[6] Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga. 2002. Giáo trình xử lý nước thải, Nhà xuất bản KHKT.
[7] TS. Lê Văn Cát. 2002. Hấp phụ và trao đổi ion trong kĩ thuật xử lý nước và nước thải, Nhà xuất bản thống kê Hà Nội.
[8] Đặng Đình Kim, Lê Văn Cát và các cộng sự, 2000, “Nghiên cứu công
nghệ xử lý nước thải công nghiệp chứa kim loại nặng (Pb, Cu, Hg, Ni, Cr) bằng phương pháp hóa học và sinh học”.
[9] Lê Hoàng Việt. 2000. Phương pháp kết tủa. Trung tâm kĩ thuật môi trường và năng lượng mới)
[10] Đào Minh Trung, Thân Văn Long, và cộng sự, 2017, Đánh giá chất lượng nước thải xi mạ đồng (Cu2+) của chất keo tụ sinh học trích ly từ hạt Muồng Hồng Yến, Tạp chí khoa học Đại học sư phạm.
Ngoài nước
[11] N.T.P. Loan, 2011. Greening Textile Industry in Vietnam. In: Environ.
Technol., Wageningen University, Wageningen
[12] Vijayaraghavan G., Sivakumar T., Kumar A. V. 2011. Application of plant based coagulants for wastewater treatment. International Journal of Advanced Engineering Research and Studies, 1(1): 88-92.
[13] D. Sud, G. Mahajan and M.P. Kaur. 2008. Bioresour. Technol., 99, 6017.
[14] Chant, S. R. 1993. Fables. In: Flowering Plants of the World. Ed. V.H. Heywood. B.T. Batsford Ltd. London.
[15] M. Danish, P. Singh, G. Mishra, S. Srivastava, K. Jha, and R. Khosa, 2011."Cassia fistula Linn. (Amulthus) – An important medicinal plant: A review of its traditional uses, phytochemistry and pharmacological
[16] Chandini S. Kumar And Sila Bhattacharya. 2008. Tamarind Seed: Properties, Processing and Utilization. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 48:1–20
[17] Gunasena, H. P. M., and Hughes, A. 2000. Tamarind (Tamarindus indica L.). pp. 56–68. Eds. A. Hughes., N. Haq., and R. W. Smith, International Centre for Underutilized Crops, Southampton, UK.
[18] Shankaracharya, N. B. 1998. Tamarind—Chemistry, technology and uses: a critical appraisal. J. Food Sci. Technol., 35:193–208.
[19] Marathe,R.M.,Annapure,U.S.,Singhal,R.S.,Kulkarni,P.R.2002. Gelling behaviour of polyose from tamarind kernel polysaccharide. Food Hydrocolloids, 16:423–426.
[20] Bhattacharya,S.,Bal, S.,Mukherjee., R.K,and Bhattacharya, S.1994. Studies on the characteristics of some products from tamarind (Tamarindusindica) kernel. J. Food Sci. Technol., 31:372–376.
[21] N.A. Oladoja. 2016. Advances in the quest for substitute for synthetic organic Polyelectrolytes as coagulant aid in water and wastewater treatment operations, Sustainable Chemistry and Pharmacy, 3, 47-58.
[22] J.D.P. Theodoro. 2013. G.F. Lenz, R.F. Zara, R. Bergamasco, Coagulants and Natural Polymers: Perspectives for the Treatment of Water, Plastic and Polymer Technology, 2(3), 55-60.
[23] Freitas, R. A., Martin, S., Santos, G. L., Valenga, F., Buckeridge, M. S., Reicher, F., et al.,2005. Physico-chemical properties of seed xyloglucans from different sources. Carbohydrate Polymers, 60, 507– 514
[24] Patel, T. R., Morris, G. A., Ebringerova, A., Vodenicarova, M., Velabny, V., Ortega, A., et al., 2008. Global conformation analysis of irradiated xyloglucans. Carbohydrate Polymers, 74, 845–851.
[25] Gupta V, Puri R et al., 2010, “Tamarind Kernel Gum: An Upcoming Natural Polysaccharide”, Review Article, vol 1
[26] Rao PS, Srivastava HC. Tamarind. In: Whistler RL, editor. Industrial Gums. 2nd ed. New York: Academic Press; 1973. p. 369-411.
[27] Yamanaka, S., Yuguchi, Y., Urakawa, H., Kajiwara, K., Shirakawa, M., and Yamatoya, K. 2000. Gelation of tamarind seed polysaccharide xyloglucan in the presence of ethanol. Food Hydrocolloids, 14:125– 128.
[28] Phùng Thị Kim Thanh. 2011. Investigation of the adsorption capacity of Cr3+, Ni2+, Cu2+, Zn2+ by modified sugarcane bagasse and treatment environment testing.
[29] Hanif M. A., Nadeem R., Zafar M. N., Bhatti H. N., Nawaz R. 2008. Physicochemical treatment of textile wastewater using natural coagulant Cassia fistula (Golden Shower) pod biomass. Journal of Chemical Society of Pakistan, 30(3): 385-393.
[30] Nacke H., Gonỗalves Jr. A. C., Campagnolo M. A., Coelho G. F., Schwantes D., Santos M. G., Briesch Jr. D. L., Zimmermann J. 2016. Adsorption of Cu (II) andZn (II) from water by Jatropha curcas L. as biosorbent. Open Chem Journal, 14: 103117.
[31] Ji Zhang, + Xu, Zhaoli Du and Ke Ren, 2011, “Preparation and Characterization of Montmorillonnite/ Tamarind Gum/ Sodium Alginate Composite Gel Beads”, Journal of Composite Materials, vol. 45, no. 3.
[32] V. Kumar, S. C. Yadav and S. K. Yadav, 2010, “Syzygiumcumini leaf and seed extract mediated biosynthes is of silver nano particles and their characterization”, Journal of Chemical Technology & Biotechnology, vol. 85, pp. 1301 – 1309.
[33] Yehia Manawia, Gordon McKay, et al, 2018 , “Enhancing lead removal from water by complex-assisted filtration with acacia gum”, Chemical Engineering Journal, vol. 352, pp. 828 – 836.
[34] Sumona Mukherjeea, Soumyadeep Mukhopadhyay, and Muhammad Zakwan Bin Zafri, et al, 2018, “Application of guar gum for the removal of dissolved lead from wastewater”, Industrial Crops & Products, vol. 111, pp. 261 – 269.
[35] V.T.P. Vinod, R.B. Sashidhar c, et al, 2011, “Bioremediation of mercury (II) from aqueous solution by gum karaya (Sterculia urens): A natural hydrocolloid”, Desalination, vol. 272, pp. 270 – 277.
[36] V T P Vinod and R B Sashidhar, 2011, “Bioremediation of industrial toxic metals with gum kondagogu (Cochlospermum gossypium): A natural carbohydrate biopolymer”, Indian Journal of Biotechnology, vol. 10, pp. 113 - 120.
[37] Chemical Tests / 643 Total Organic Carbon 1
[38] Motsa M. M., Msagati T. A. M., Thwala J. M., Mamba B. B. 2013. Polypropylene-zeolite polymer composites for water purification: Synthesis, characterisation and application. 53(10): 1-9
[39] Wan N. W., Sand Hanafiah M. A 2008. Removal of heavy metal ions from wastewater by chemically modified plant wastes as adsorbents: A review. Bioresource Technology, 99(10): 3935-3948.
[40] Kaewsarn, P. and Yu, Q. 2001. Cadmium (II) Removal from Aqueous Solutions by Pre-treated Biomass of Marine Alga Padina sp. Environmental Pollution. 112: 209-213.
[41] Yu, Q. and Kaewsarn, P. 2000. Adsorption of Ni2+ from Aqueous Solutions by Pretreated Biomass of Marine Macroalga Durvillaea potatorum. Separation Science And Technology, 35(5): 689-701.
[42] Girish K Jania, Dhiren P Shah et al, 2009. Gums and mucilages: versatile excipients for pharmaceutical formulations, Asian Journal of Pharmaceutical Sciences, 4 (5): 308-322
[43] S. Sumathi, Alok R. Ray, 2002, Release behaviour of drugs from Tamarind Seed Polysaccharide tablets, J Pharm Pharmaceut Sci, 5(1):12-18
[44] Tapan Kumar Giri, Urmila Verma & Dulal Krishna Tripathi, 2016, Effect of adsorption parameters on biosorption of Cu++ ions from aqueous solution by graft copolymer of locust bean gum and polyacrylamide, Indian Journal of Chemical Technology, Vol. 23, pp. 93-103
[45] Asma Saeeda, Muhammed Iqbala, and M. Waheed Akhtar, 2005, Removal and recovery of lead(II) from single and multimetal (Cd, Cu, Ni, Zn) solutions by crop milling waste (black gram husk), Journal of Hazardous Materials, B117, 65 – 73
[46] R V Kulkarni, Anirudh Shah, and Rashmi Boppana, 2008, Development and evaluation of xyloglucan matrix tablets containing naproxen, Asian
Journal of Pharmaceutics, Department of Pharmaceutics, B.L.D.E.A’s
College of Pharmacy, Bijapur, Karnataka, India
[47] Rana, V., Rai, P., Tiwary, A. K., Singh, R. S., Kennedy, J. F., & Knill, C. J. , 2011. Modified gums: Approaches and applications in drug delivery. Carbohydrate Polymers, 83, 1031–1047
[48] Williams, P. A., & Phillips, G. O. ,2000. Introduction to food hydrocolloids. In G. O. Phillips, & P. A. Williams (Eds.), Handbook of
hydrocolloids (pp. 1–19). New York, NY: CRC Press
[49] Nishinari, K., Zhang, H., & Ikeda, S.,2000. Hydrocolloid gels of polysaccharides and proteins. Current Opinion in Colloid and
PHỤ LỤC A
Hình 13. Hạt me thơ Hình 14. Hạt me tách vỏ
Hình 15. Bột me Hình 16. Bột me sau trích ly
Hình 19. Dụng cụ trích ly Hình 20. Đun nước cất
Hình 21. Hịa tan bột me trong nước
cất Hình 22. Hịa tan và khuấy hỗn hợp
Hình 24. Kết tủa bằng axetone Hình 25. Kết tủa gum me
Hình 28. Thí nghiêm khảo sát pH xử lý tối ưu
Hình 31. Cân phân tích PA214C, Ohaus Hình 32. Máy khuấy từ có gia nhiệt C-MAGHS4, IKA MAGHS4, IKA
Hình 33. Máy ly tâm UNIVERSAL 320HETTICH HETTICH
PHỤ LỤC B
KẾT QUẢ PHÂN TÍCH Kết quả khảo sát pH tối ưu
CuH1 CuH2 CuH3 CuH4
pH 2 3 4 5
Cu (mg/l) Lần 1 18.81 17.59 15.22 12.61
Lần 2 19.19 17.68 15.59 12.32
Lần 3 19.59 18.02 14.82 11.98
Kết quả khảo sát liều lượng tối ưu
CuL0 CuL1 CuL2 CuL3 CuL4 CuL4
pH 5 5 5 5 5 5 Gum me (mg/l) 0 10 20 30 40 50 Cu (mg/l) Lần 1Lần 2 25.0025.00 12.3512.41 11.6911.02 11.1510.73 9.739.52 8.898.79 Lần 3 25.00 12.86 11.53 10.45 9.28 8.21
Kết quả khảo sát thời gian tối ưu
CuT0 CuT1 CuT2 CuT3 CuT4 CuT4
pH 5 5 5 5 5 5 Thời gian (phút) 0 10 20 30 60 120 Cu (mg/l ) Lần 1 25.00 16.32 14.69 12.62 12 12.97 Lần 2 25.00 15.98 14.21 12.76 12.62 13.03 Lần 3 25.00 15.78 14.5 13.01 12.41 12.56