Nghiên cứu, đề xuất qui trình sản xuất nước rửa chén thân thiện môi trường từ vỏ cam phế thải

Chia sẻ: Mộ Dung Vân Thư | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Nghiên cứu, đề xuất qui trình sản xuất nước rửa chén thân thiện môi trường từ vỏ cam phế thải" nhằm nghiên cứu, sản xuất nước rửa chén thân thiện môi trường từ vỏ Cam phế thải giải quyết được các vấn đề mà các loại nước rửa chén sinh học khác chưa giải quyết được như: lưu trữ được lâu, không có hóa chất độc hại, thân thiện với môi trường tự nhiên. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu, đề xuất qui trình sản xuất nước rửa chén thân thiện môi trường từ vỏ cam phế thải

NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT QUI TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC RỬA CHÉN THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG TỪ VỎ CAM PHẾ THẢI Trần Nguyễn Hồng Nhân*, Huỳnh Lê Tân Phú, Nguyễn Đình Lộc, Nguyễn Hải Yến, Nguyễn Ngọc Đạt Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam, ThS. Trịnh Trọng Nguyễn TÓM TẮT Nghiên cứu, sản xuất nước rửa chén thân thiện môi trường từ vỏ Cam phế thải giải quyết được các vấn đề mà các loại nước rửa chén sinh học khác chưa giải quyết được như: lưu trữ được lâu, không có hóa chất độc hại, thân thiện với môi trường tự nhiên. Quy trình sản xuất với hai dạng: Dạng đầu tiên là dạng hỗn hợp với 100% thành phần hữu cơ có khả năng khử khuẩn, khử mùi. Dạng thứ hai là dạng bột rửa chén, có thể xử lý được vấn đề bảo quản lâu dài. Các phương pháp được sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu; phương pháp sấy; phương pháp lên men tạo dịch. Nghiên cứu, sản xuất nước rửa chén thân thiện môi trường từ vỏ Cam phế thải cho thấy sản phẩm được sản xuất 100% từ hữu cơ. Về mặt lợi ích, nước rửa chén từ vỏ Cam ngoài việc thân thiện với môi trường còn không làm hại da tay khi sử dụng, khử được mùi hôi trên chén dĩa mà giá thành lại rẻ. Tuy nhiên, sản phẩm vẫn còn một số hạn chế: nước rửa chén sử dụng liền không bảo quản được lâu, khả năng tẩy rửa không bằng nước rửa chén có nguồn gốc hóa học nên khi sử dụng cần sử dụng một lượng nhiều hơn để làm sạch, khả năng tạo bọt kém. Vì vậy với quy trình nghiên cứu trên bước đầu cho thấy nước rửa chén có khả năng khử mùi, khử khuẩn và có tính tẩy rửa tốt. Từ khóa: nước rửa chén sinh học, sấy, lên men dung dịch, khử khuẩn, khử mùi 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay tình trạng ô nhiễm nguồn nước đang là vấn đề cấp thiết cần được giải quyết. Nhu cầu của người dân ngày càng tăng dẫn đến các hoạt động tẩy rửa (rửa chén) rất lớn. Thành phần chính của các chất tẩy rửa là chất hoạt động bề mặt, ngoài ra còn có các chất phụ gia, màu, hương liệu. Đối với sản phẩm có công dụng diệt khuẩn còn có thêm các hợp chất của clo, peoxit… tiền thân của hợp chất NDMA – một chất ô nhiễm có thể gây ung thư trong các nguồn nước. Các nhà khoa học cho biết chất tẩy rửa có khả năng làm sạch các chất cáu bẩn bám vào đồ dùng, nhưng không thể diệt các chất này. Vì vậy, khi tẩy rửa xong, hỗn hợp chất tẩy rửa và chất bẩn sẽ theo dòng nước thải đổ vào các bể chứa, ao hồ, cống rãnh, sông, suối… gây ô nhiễm. Đặc biệt, nếu như các chất cáu bẩn sau khi bị chất tẩy rửa tách ra khỏi các dụng cụ dễ dàng bị phân hủy bởi các vi khuẩn, vi sinh vật, thì các loại chất tẩy rửa lại rất khó bị phân hủy. Do đó, sau khi chất tẩy rửa thải xuống ao, hồ, sông, suối sẽ tồn tại trong nước một thời gian dài (theo nghiên cứu, trên một quãng đường di chuyển 200km, chỉ có 634
30% bị các vi khuẩn phân giải). Hiện tượng mặt nước thường có nhiều bọt, đó là do chất benzen sun- pho-nat gốc ankin tạo nên. Theo sự đo đạc xác định khi nồng độ chất này có khoảng 0,5 miligam/lít nước sông sẽ nổi bọt. Lượng bọt lớn sẽ gây trở ngại cho tiếp xúc với không khí, làm cho khả năng tự làm sạch của nước giảm đi. Chất tẩy rửa được thải xuống nước sẽ tiêu hao lượng dưỡng khí hòa tan trong nước, làm cho cá ngạt thở mà chết. Chất tẩy rửa còn gây độc đối với các sinh vật thủy sinh, dễ tạo nên các loại cá dị dạng. Ngoài ra, sunphát ở trong chất tẩy rửa chảy vào nước làm cho nước trở thành nhiều chất dinh dưỡng phá hoại môi trường sinh thái của nước[6]. Chính vì thế, các nhà khoa học đã nghiên cứu tạo ra các loại nước rửa chén thân thiện với môi trường và có nguồn gốc từ hữu cơ như các loại vỏ bưởi, cam, chanh,… Thực tế một số nghiên cứu của các nhóm tác giả Huy Việt (Chi cục Bảo vệ môi trường Phú Yên), Võ Anh Khuê (Trường Cao đẳng Công Thương miền Trung) đã thực hiện đề tài “Hiệu quả mô hình sản xuất nước tẩy rửa sinh học từ rác thải thực vật trong cộng đồng trên địa bàn tỉnh Phú Yên”[8], nhóm tác giả Nguyễn Thị Linh Đan, Nguyễn Thị Khuyên (Trường THCS Nguyễn Đăng Thịnh) đưa ra đề tài “Sản xuất nước tẩy rửa sinh học từ vỏ Bưởi”[4], nhóm tác giả Phạm Trường Sơn, Trịnh Thị Hà Anh (Trường TH&THCS Đồng Tâm) đã thực hiện đề tài “Nước rửa bát sinh học”[7]. Tuy nhiên những nghiên cứu trên vẫn còn một số hạn chế như nghiên cứu “Hiệu quả mô hình sản xuất nước tẩy rửa sinh học từ rác thải thực vật trong cộng đồng trên địa bàn tỉnh Phú Yên” thời gian sản xuất quá lâu và thời gian bảo quản ngắn, nghiên cứu “Sản xuất nước tẩy rửa sinh học từ vỏ Bưởi” và nghiên cứu “Nước rửa bát sinh học” thời gian bảo quản ngắn. Chính vì thế, nhóm chúng tôi đưa ra đề tài “Nghiên cứu, sản xuất nước rửa chén thân thiện môi trường từ vỏ Cam phế thải” có thể giải quyết được các vấn đề, hạn chế mà những nghiên cứu trước vẫn chưa giải quyết được. Qua một số nghiên cứu như: “Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học các hợp chất trong vỏ quả Cam sành” [10], “Một khái niệm mới dựa trên quy trình chiết xuất xanh và không dung môi tích hợp sử dụng kỹ thuật siêu âm và vi sóng để thu được tinh dầu, polyphenol và pectin”,… [1] cho thấy vỏ cam chứa nhiều tinh dầu mang mùi thơm và chứa nhiều vitamin, nó còn có các thành phần chống oxy hóa, kháng vi sinh vật (vi khuẩn, nấm, vi rút,…). Trên thực tế, ở các quán ăn hải sản người dân sử dụng vỏ cam vỏ chanh để rửa tay, khử mùi. Và trong dân gian, người dân truyền tay nhau những công thức sản xuất nước tẩy rửa từ hữu cơ (đặc biệt là vỏ cam kết hợp một số vỏ quả khác). Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi đặt ra câu hỏi: Có thể sử dụng vỏ Cam phế thải để tạo ra loại nước rửa chén không gây ô nhiễm môi trường, giá thành rẻ mà vẫn đạt được kết quả như mong đợi hay không? Vì vậy, chúng tôi quyết định thực hiện đề tài “Nghiên cứu, sản xuất nước rửa chén thân thiện môi trường từ vỏ Cam phế thải” với mong muốn tạo ra một sản phẩm an toàn cho người sử dụng, có thể khử khuẩn, khử mùi, khử dầu mà lại thân thiện với môi trường và phần nào giảm thiểu được lượng rác thải thải ra từ vỏ Cam. 2. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Tổng quan các nghiên cứu liên quan Nhóm tác giả Huy Việt và Võ Anh Khuê thực hiện đề tài “Hiệu quả mô hình sản xuất nước tẩy rửa sinh học từ rác thải thực vật trong cộng đồng trên địa bàn tỉnh Phú Yên” [8] tạo ra nước rửa chén bằng 635
cách lên men các vỏ trái cây thải bỏ và sử dụng nước lọc thô, nước bổ sung chất bảo quản nhằm cải thiện về mùi, thời gian sử dụng và độ bọt để tăng tính tẩy rửa. Nhóm tác giả Nguyễn Thị Linh Đan, Nguyễn Thị Khuyên (Trường THCS Nguyễn Đăng Thịnh) đưa ra đề tài “Sản xuất nước tẩy rửa sinh học từ vỏ Bưởi” [4] tạo ra nước rửa chén bằng cách ủ lên men rác thải, lọc sản phẩm lên men sau đó pha chế thành phẩm thêm thành phần tăng độ tạo bọt cho sản phẩm. Nhóm tác giả Phạm Trường Sơn, Trịnh Thị Hà Anh (Trường TH&THCS Đồng Tâm) đưa ra đề tài “Nước rửa bát sinh học” [7] tạo ra nước rửa chén bằng cách lấy mỗi mẫu một lít nước bồ kết hòa lần lượt với 20, 25 và 30g bột vỏ bưởi, chanh, quýt, quế (bột vỏ quả) sau đó rửa với lượng dầu mỡ như nhau. Để tạo ra được nước rửa chén ở hàm lượng 30g bột vỏ quả. 2.2 Tổng quan về sản phẩm nước tẩy rửa sinh trên thị trường Hiện nay, nước tẩy rửa sinh học thô hay còn có tên là dung dịch GE (Garbage Enzyme) đang được cộng đồng biết đến bởi tính năng tẩy rửa, an toàn và thân thiện môi trường. Công thức tạo GE đang phổ biến ở Việt Nam là 0,3 kg đường và 3kg rác thải thực vật (vỏ trái cây như cam, bưởi, chanh, dứa; hoa,...) đã cắt nhỏ từ 3-5 cm ngâm ủ trong 10 lít nước với thời gian là 30 ngày. Dung dịch thu được có màu vàng và có thể dùng ngay. Để sản phẩm có tính thương mại, nhiều doanh nghiệp có bí quyết riêng để sản xuất nước tẩy rửa từ dung dịch thô này, tuy nhiên giá thành sản phẩm còn cao và cộng đồng khó tiếp cận. Tính tẩy rửa của dung dịch GE được quyết định bởi thành phần chính là các axit hữu cơ, đây là chất có tác dụng khử mùi tanh và dễ dàng hòa tan vết dầu mỡ nên có tính tẩy rửa cao. Trong dung dịch GE có chứa các enzyme giúp phân hủy các chất hữu cơ có trong đất, nước nhanh hơn nên an toàn và có lợi cho môi trường khi sử dụng dung dịch này [8]. Các thành phần thường bắt gặp trong các sản phẩm nước rửa chén hữu cơ như: nước tinh khiết, tinh dầu chanh, tinh dầu bưởi, tinh dầu cam, Decyl Glucoside, Coco Glucoside, Benzyl Alcohol tự nhiên, Guar Gum, Citric Acid, Glyceryl Caprylate,... Các thành phần này đều đã được kiểm định và đạt chứng nhận an toàn [10]. Bảng 1: Thành phần một số loại nước rửa chén trên thị trường STT Tên Thành phần 1 - Nước bồ hòn lên men tự nhiên - Tinh dầu Cam/ Chanh sả/ Quế từ thiên nhiên Nước rửa chén hữu cơ bồ - Glycerin thực vật, dầu dừa nguyên cám hòn Ecocare - Sodium Laureth Sulfate nguồn gốc dầu cọ - Acid Chanh - muối khoáng - Nước tinh khiết. 2 - Chanh tươi, tinh chất trà xanh, tinh chất trầu không, 636
Nước rửa chén sinh học tinh chất lô hội thảo dược Bio Clean - Enzyme lên men tự nhiên - Muối biển 3 - Nước RO - Axit amin glycine - Coco glucoside Nước rửa chén hữu cơ - Glycerin hương quế Layer Clean - Axit chanh - Sodium Laureth Sulfate - Muối biển NaCl - Propylene glycol,… 2.3 Lợi ích, tiềm năng, hạn chế của nước rửa chén sinh học 2.3.1. Lợi ích, hạn chế của nước rửa chén sinh học Bảng 2: Ưu nhược điểm của nước rửa chén sinh học Ưu điểm Nhược điểm - Không làm hại da tay khi sử dụng - Sử dụng liền, không bảo quản được lâu - Khử mùi hôi trên chén dĩa - Khả năng tẩy rửa không bằng nước rửa chén có nguồn gốc hóa học - Không gây ô nhiễm môi trường (không chứa chất hoạt động bề mặt, các hợp chất của - Khả năng tạo bọt kém (không chứa bất kỳ clo, peoxit… tiền thân của hợp chất NDMA) hóa chất tẩy rửa, chất bảo quản hay tạo bọt nhân tạo nên khi sử dụng phải sử dụng một lượng nước rửa chén nhiều hơn) 2.3.2. Tiềm năng của nước rửa chén sinh học Với xu thế sống xanh, hướng tới sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, thân thiện môi trường đang là xu thế của người tiêu dùng hiện nay. Nước rửa chén sinh học sử dụng nguyên liệu tự nhiên, được nghiên cứu để tạo các sản phẩm có thể thương mại hóa nhằm có thể sử dụng tại các nhà hàng, quán ăn, gia đình chi phí thấp, hiệu quả trong tẩy dầu mỡ, khử khuẩn và tạo mùi tự nhiên. 3. ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU 3.1 Nguyên vật liệu nghiên cứu Hiện đề tài đang trong quá trình nghiên cứu, thử nghiệm nên trong phần này, nhóm tác giả trình bày sơ đồ nghiên cứu (Hình 1) 637
Nguyên liệu: - Vỏ cam: thu mua từ các cơ sở vựa trái cây hoặc các nơi kinh doanh nước ép cam - Nước cất - Cồn 96 độ (vì khi sử dụng cồn thêm vào dung dịch rửa chén nếu sử dụng cồn 70 sẽ bị pha loãng) 3.2 Qui trình nghiên cứu nước rửa chén Qui trình tạo dạng dung dịch nước rửa chén: Cồn: khảo sát nồng độ cồn 60, 70, 80, 90 Thu thập và làm sạch vỏ cam. Sau đó cắt nhỏ vỏ cam vừa phải, trộn chung với nước cho vào máy sinh tố xay nhuyễn. Cho hỗn hợp vừa xay vào chai cùng rượu cồn trộn đều. Sau đó cho tất cả hỗn hợp vào chai bảo quản. Qui trình tạo dạng bột rửa chén: Sấy: khảo sát nhiệt độ sấy từ 50, 60, 70, 80, 90 độ Thu thập và làm khô vỏ cam khô bằng phương pháp sấy hoặc phơi khô nắng. Xay vỏ cam thành bột: sử dụng máy xay hoặc máy nghiền để nghiền vỏ cam và vỏ quýt thành bột. Sau đó, sàng lọc để loại bỏ các hạt cứng và các tạp chất. Đo lượng bột vỏ cam cần sử dụng theo tỷ lệ phù hợp. Thêm vào hỗn hợp bột vỏ cam và bột vỏ quýt các chất tạo bọt như Sodium Lauryl Sulfate hoặc Sodium Laureth Sulfate để tạo ra bọt và làm sạch tốt hơn. Thêm vào hỗn hợp các chất làm sạch như Sodium Carbonate, Sodium Bicarbonate hoặc Sodium Percarbonate để tăng khả năng làm sạch và làm giảm độ pH của nước. Nếu cần thiết, có thể thêm vào hỗn hợp một số tinh dầu như tinh dầu cam để tạo mùi thơm tự nhiên. Đóng gói sản phẩm: Sau khi trộn đều và thêm các thành phần cần thiết, sản phẩm được đóng gói vào các bịch nhựa hoặc hộp để bảo quản và tiêu thụ. 638
Vỏ Cam phế thải Xử lý sơ bộ (rửa sạch, ráo nước) Dạng bột (bảo quản lâu) Dạng dung dịch (sử dụng liền) Sấy Cắt nhỏ + Xay nhuyễn cùng nước cất Nghiền Thêm rượu cồn Thêm các phụ gia khác (Sodium Chắt lấy phần nước Lauryl Sulfate (SLS), Cocamidopropyl Betaine, Glycerin, Xanthan Gum, Citric Cho vào chai bảo quản Acid, Potassium Sorbate) Cho vào chai bảo quản Đánh giá chất lượng thông qua các chỉ tiêu (khử khuẩn, khử mùi, khử dầu) Sản phẩm trên thị Nước cất trường Xây dựng quy trình Hình 1: Sơ đồ nghiên cứu Nghiên cứu, sản xuất nước rửa chén thân thiện môi trường từ vỏ Cam phế thải cho thấy sản phẩm được sản xuất hầu hết từ nguyên liệu hữu cơ. Về mặt lợi ích, nước rửa chén từ vỏ Cam ngoài việc thân thiện với môi trường thì nó còn không làm hại da tay khi sử dụng, khử được mùi hôi trên chén dĩa mà giá thành lại rẻ. Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế: nước rửa chén sử dụng liền không bảo quản được lâu, khả năng tẩy rửa không bằng nước rửa chén có nguồn gốc hóa học nên khi sử dụng cần sử dụng một lượng nhiều hơn để làm sạch, khả năng tạo bọt kém. Vì vậy, chúng tôi đã đề xuất qui trình sản xuất với hai dạng. Dạng đầu tiên là dạng hỗn hợp với 100% thành phần hữu cơ có khả năng khử khuẩn, khử mùi. Dạng thứ hai là dạng bột rửa chén, có thể xử lý được vấn đề bảo quản lâu dài. Đối với nước rửa chén sinh học là một sản phẩm rất tiềm năng, hiện nay trên thị trường có nhiều sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, đang được mọi người dần quan tâm đến và dần thay thế các sản phẩm có nguồn gốc hóa học 639
3.3 Các tiêu chí đánh giá sản phẩm Bảng 3: Các tiêu chí đánh giá sản phẩm STT Các chỉ tiêu Thông số 1 Độ pH 5,5 - 8,5 Hàm lượng chất hoạt động bề mặt (tính bằng % khối lượng không 2 3-6 nhỏ hơn) Hàm lượng cặn không tan trong nước (tính bằng % khối lượng 3 0,2 không lớn hơn) 4 Hàm lượng chì (Pb), tính bằng mg/kg ≤ 0,2 5 Hàm lượng asen (As), tính bằng mg/kg ≤ 0,1 6 Kích ứng da tay 0 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Boukroufa M, Boutekedjiret C, Petigny L, Rakotomanomana N, Chemat, F. Một khái niệm mới dựa trên quy trình chiết xuất xanh và không dung môi tích hợp sử dụng kỹ thuật siêu âm và vi sóng để thu được tinh dầu, polyphenol và pectin. 2. Công bố tiêu chuẩn sản phẩm hàng hóa, truy cập ngày: 15/5/2023, link: https://bom.so/GoTq1L 3. Công bố tiêu chuẩn sản phẩm, hàng hóa, truy cập ngày: 15/5/2023, link: https://bom.so/XmHDEW 4. Đề tài sản xuất nước tẩy rửa sinh học từ vỏ bưởi, truy cập ngày: 9/4/2023, link: https://bom.so/aZzvvA 5. Đỗ Văn Mãi, Trì Kim Ngọc, Phạm Thành Trọng, Nguyễn Hữu Phúc, Nghị Ngô Lan Vi, Đinh Thị Thanh Loan và Tào Việt Hà (11/11/2020). Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho dung dịch rửa tay sát khuẩn TDUCLEANCARE. Tạp chí Nghiên cứu khoa học và Phát triển kinh tế Trường Đại học Tây Đô Số 11 - 2021 , pp 160 6. Hiểm họa ô nhiễm từ chất tẩy rửa, truy cập ngày: 15/5/2023, link: https://bom.so/P3So6V 7. Học sinh sáng chế nước rửa bát sinh học, truy cập ngày: 9/4/2023, link: https://bom.so/hvEXyN 8. Huỳnh Huy Việt và Võ Anh Khuê (2022). Hiệu quả mô hình sản xuất nước tẩy rửa sinh học từ rác thải thực vật trong cộng đồng trên địa bàn tỉnh Phú Yên. Tạp chí Môi trường, Số 8, pp. 67-69. 9. Nước rửa chén hữu cơ - xu hướng mới của người tiêu dùng, truy cập ngày: 9/4/2023, link: https://bom.so/gZie9I 10. Nguyễn Vũ Vịnh. Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học các hợp chất trong vỏ quả Cam sành 11. S Wijana, E P Pratama, N L Rahmah và M Arwani (2020), Công thức nước rửa tay bằng tinh dầu vỏ cam, pp 1-4 640