CáC CHế PHẩM CôNG NGHệ BứC Xạ PHụC Vụ NôNG NGHIệP

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

0
119
lượt xem
41
download

CáC CHế PHẩM CôNG NGHệ BứC Xạ PHụC Vụ NôNG NGHIệP

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CáC CHế PHẩM CôNG NGHệ BứC Xạ PHụC Vụ NôNG NGHIệP TS. Nguyễn Quốc Hiến Trung tâm Nghiên Cứu và Triển Khai Công nghệ Bức xạ I. Mở đầu Công nghệ bức xạ (CNBX) là loại hình công nghiệp trong đó bức xạ ion hóa đ-ợc sử dụng làm nguồn năng l-ợng trong các quá trình sản xuất. CNBX sử dụng tia gamma Co-60, dòng điện tử gia tốc và tia X (chuyển đổi từ dòng điện tử gia tốc) đang đ-ợc triển khai ứng dụng ở nhiều n-ớc trên thế giới. Hiện nay trên thế giới có hơn 200...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: CáC CHế PHẩM CôNG NGHệ BứC Xạ PHụC Vụ NôNG NGHIệP

  1. øng dông n¨ng l-îng nguyªn tö cho ph¸t triÓn kinh tÕ – x· héi C¸C CHÕ PHÈM C«NG NGHÖ BøC X¹ PHôC Vô N«NG NGHIÖP TS. NguyÔn Quèc HiÕn Trung t©m Nghiªn Cøu vµ TriÓn Khai C«ng nghÖ Bøc x¹ I. Më ®Çu C«ng nghÖ bøc x¹ (CNBX) lµ lo¹i h×nh c«ng nghiÖp trong ®ã bøc x¹ ion hãa ®-îc sö dông lµm nguån n¨ng l-îng trong c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. CNBX sö dông tia gamma Co-60, dßng ®iÖn tö gia tèc vµ tia X (chuyÓn ®æi tõ dßng ®iÖn tö gia tèc) ®ang ®-îc triÓn khai øng dông ë nhiÒu n-íc trªn thÕ giíi. HiÖn nay trªn thÕ giíi cã h¬n 200 nguån chiÕu x¹ gamma Co-60 vµ kho¶ng h¬n 1.000 m¸y gia tèc ®iÖn tö ho¹t ®éng cho môc ®Ých øng dông c«ng nghiÖp. Trong kho¶ng 30 n¨m qua, øng dông c«ng nghiÖp CNBX chñ yÕu trªn c¸c lÜnh vùc: 1. BiÕn tÝnh polyme nh- vËt liÖu c¸ch ®iÖn, mµng èng co nhiÖt, tiÒn l-u hãa cao su chÕ t¹o vá (lèp) « t«, l-u hãa latex, vËt liÖu biÕn tÝnh polyme hãa ghÐp,.. 2. Khö trïng dông cô y tÕ, thanh trïng d-îc phÈm, mü phÈm,.. 3. ChiÕu x¹ thùc phÈm 4. ChiÕu x¹ xö lý khÝ th¶i, n-íc th¶i. Xö lý bøc x¹ ®ang ®-îc ®¸nh gi¸ lµ mét kü thuËt ®Æc thï thuËn lîi ®Ó chÕ t¹o c¸c s¶n phÈm míi, s¶n phÈm cã gi¸ trÞ gia t¨ng (value added products). H¬n n÷a CNBX lµ c«ng nghÖ th©n thiÖn víi m«i tr-êng vµ tiÕt kiÖm n¨ng l-îng. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y ¸p dông CNBX xö lý polyme tù nhiªn bao gåm polysacarit biÓn (alginat, chitin/chitosan, caraginan), biÕn tÝnh xenluloze, tinh bét,.. vµ c¸c dÉn xuÊt cña chóng ®Ó chÕ t¹o c¸c chÕ phÈm ®iÒu hßa t¨ng tr-ëng, b¶o vÖ thùc vËt vµ gel tr-¬ng n-íc gi÷ Èm cho ®Êt ®-îc ®¸nh gi¸ lµ rÊt triÓn väng øng dông qui m« lín. Xö lý bøc x¹ polysacarit víi môc ®Ých lµ ®iÒu chØnh gi¶m khèi l-îng ph©n tö vµ chÕ t¹o oligosacarit. §èi víi c¸c dÉn xuÊt polysacarit th× môc ®Ých chñ yÕu lµ kh©u m¹ch t¹o vËt liÖu hydrogel (vËt liÖu gel tr-¬ng n-íc). Ngoµi ra polyme hãa ghÐp bøc x¹ biÕn tÝnh polysacarit vµ dÉn xuÊt cña chóng víi c¸c lo¹i monome sÏ t¹o ra hµng lo¹t c¸c s¶n phÈm víi nhiÒu môc ®Ých øng dông kh¸c nhau. Polysacarit víi tr÷ l-îng trong tù nhiªn rÊt lín vµ cã kh¶ n¨ng t¸i t¹o. HiÖn nay trõ xenluloze vµ c¸c dÉn xuÊt, s¶n l-îng khai th¸c hµng n¨m trªn thÕ giíi ®èi víi alginat: 30.000 tÊn, chitin/chitosan: 10.000 tÊn, caraginan: 40.000 tÊn lµ nguån nguyªn liÖu dåi dµo vµ cã tiÒm n¨ng øng dông ®Ó xö lý bøc x¹ ë qui m« c«ng nghiÖp. Trong bµi nµy chóng t«i tr×nh bµy qui tr×nh chÕ t¹o chÊt t¨ng tr-ëng thùc vËt tõ alginat rong biÓn, chÊt b¶o vÖ vµ kÝch kh¸ng bÖnh thùc vËt tõ chitosan vá 1
  2. øng dông n¨ng l-îng nguyªn tö cho ph¸t triÓn kinh tÕ – x· héi t«m vµ gel tr-¬ng n-íc tõ tinh bét biÕn tÝnh ghÐp víi acrylic axÝt trªn c¬ së ¸p dông CNBX. II. C¸c chÕ phÈm c«ng nghÖ bøc x¹ phôc vô n«ng nghiÖp 1. ChÕ phÈm t¨ng tr-ëng thùc vËt tõ alginat rong biÓn Rong biÓn n©u (Brown seaweed’Sargassum) lµ nguån nguyªn liÖu dåi dµo vµ s½n cã ë n-íc ta, -íc tÝnh s¶n l-îng rong n©u hiÖn nay kho¶ng 30.000 tÊn rong t-¬i/n¨m. Hµm l-îng alginat trong rong n©u kh« kho¶ng tõ 20-40%. S¶n l-îng alginat trong rong n©u ë n-íc ta -íc tÝnh vµo kho¶ng 500 tÊn/n¨m. HiÖn t¹i ë n-íc ta ch-a cã nhµ m¸y chiÕt t¸ch alginat tõ rong n©u qui m« c«ng nghiÖp vµ nh- vËy nguån nguyªn liÖu rong n©u ch-a ®-îc sö dông hiÖu qu¶. øng dông CNBX ®Ó chÕ t¹o chÊt t¨ng tr-ëng thùc vËt tõ alginat rong biÓn n©u nh»m ®ãng gãp sö dông hiÖu qu¶ nguån nguyªn liÖu rong n©u vµ ®ãng gãp ph¸t triÓn nÒn n«ng nghiÖp sinh th¸i bÒn v÷ng. Quy tr×nh chÕ t¹o chÊt t¨ng tr-ëng thùc vËt T&D 4DD tõ alginat rong biÓn n©u b»ng kü thuËt chiÕu x¹ nh- sau: Rong biÓn n©u  Ph¬i kh«  Xay  ChiÕt alginat (Na2CO3)  ChiÕu x¹ c¾t m¹ch alginat, Co-60  Xö lý sau chiÕu x¹  ChÊt t¨ng tr-ëng thùc vËt oligoalginat,T&D 4DD (d¹ng dung dÞch) T&D 4DD chÕ t¹o tõ alginat rong biÓn chiÕu x¹ ®-îc ®¸nh gi¸ lµ lo¹i ho¹t chÊt t¨ng tr-ëng ®¬n h-íng, an toµn vµ hiÖu qu¶, ®¸p øng nhu cÇu s¶n xuÊt n«ng phÈm s¹ch vµ ph¸t triÓn n«ng nghiÖp bÒn v÷ng. Sö dông phun l¸ chÊt T&D 4DD víi ®é pha lo·ng tõ 1/500 - 1/1000 ®· lµm gia t¨ng n¨ng suÊt nhiÒu lo¹i c©y trång nh- cµ rèt, nho, chÌ, cµ chua, hµnh, ®Ëu phéng,.. tõ 10-40%. ChÊt T&D 4DD ®· ®-îc Bé NN & PTNT cÊp giÊy phÐp sö dông trªn ®ång ruéng sè 88/2000/Q§-BNN-BVTV. 80 Carot 60 Taêng NS, % Cheø 40 20 0 0 50 100 150 200 Noàng ñoä, ppm H×nh 1: HiÖu øng t¨ng tr-ëng cña T&D 4DD trªn c©y chÌ vµ cµrèt 2
  3. øng dông n¨ng l-îng nguyªn tö cho ph¸t triÓn kinh tÕ – x· héi 2. ChÕ phÈm b¶o vÖ thùc vËt tõ chitosan vá t«m (fungicide) Cã mét l-îng lín vá, ®Çu t«m ®-îc th¶i ra tõ c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn h¶i s¶n ë n-íc ta, -íc tÝnh hµng chôc ngµn tÊn/n¨m. Trong ®ã hµm l-îng chitin/chitosan vµo kho¶ng 5-7% (tÝnh theo vá t-¬i). Nh- vËy n-íc ta mçi n¨m cã s¶n l-îng chitin/chitosan kho¶ng h¬n 1.000 tÊn/n¨m, còng ®-îc ®¸nh gi¸ lµ nguån nguyªn liÖu dåi dµo vµ s½n cã. HiÖn t¹i ë n-íc ta ®· cã nhµ m¸y s¶n xuÊt chitin/chitosan (Chitosan Cµ Mau) chñ yÕu xuÊt khÈu nªn chitin/chitosan vÉn ch-a ®-îc sö dông hiÖu qu¶ ë trong n-íc. ¸p dông CNBX ®Ó chÕ t¹o chÊt phßng trÞ nÊm bÖnh thùc vËt tõ chitin/chitosan vá t«m còng nh»m môc ®Ých ®ãng gãp sö dông hiÖu qu¶ nguån nguyªn liÖu phÕ th¶i vá t«m, ph¸t triÓn nÒn n«ng nghiÖp sinh th¸i bÒn v÷ng vµ lµm gi¶m « nhiÔm m«i tr-êng. Qui tr×nh chÕ t¹o chÊt b¶o vÖ thùc vËt tõ chitosan vá t«m b»ng kü thuËt chiÕu x¹ nh- sau: Vá t«m  ChiÕt protein (NaOH)  Khö kho¸ng (HCl)  Chitin  Deaxetyl hãa chitin (NaOH)  Chitosan  ChiÕu x¹ c¾t m¹ch chitosan, Co- 60  Xö lý sau chiÕu x¹  ChÊt b¶o vÖ thùc vËt (d¹ng dung dÞch) ChÊt phßng trÞ nÊm bÖnh thùc vËt OLICIDE 9DD dïng cho c©y chÌ vµ b¾p c¶i, GOLDRICE 8DD trÞ bÖnh ®¹o «n cho c©y lóa chÕ t¹o tõ chitosan vá t«m chiÕu x¹ ®-îc ®¸nh gi¸ lµ lo¹i thuèc b¶o vÖ thùc vËt hiÖu qu¶, ®¸p øng nhu cÇu s¶n xuÊt n«ng phÈm s¹ch vµ an toµn. ChÊt phßng trÞ nÊm bÖnh thùc vËt OLICIDE 9DD (No. 53/2002/Q§-BNN) vµ GOLDRICE 8DD (No. 49/03 SRN) ®-îc Bé NN & PTNT cho phÐp sö dông ®ång ruéng. 2.5 ÑC CSB ñaïo oân, % 2 CTS-50kGy 1.5 1 0.5 0 0 5 10 15 20 Sau xöû lyù, ngaøy H×nh 2: HiÖu øng cña GOLDRICE trÞ bÖnh ®¹o «n (Pyricularia Oryzae) trªn c©y lóa 3. ChÕ phÈm kÝch kh¸ng bÖnh thùc vËt (biotic elicitor) Oligochitosan ®-îc x¸c nhËn lµ chÊt kÝch kh¸ng bÖnh thùc vËt hiÖu qu¶ (v¾c xin thùc vËt). H¬n n÷a oligochitosan lµ chÊt kÝch kh¸ng bÖnh ngo¹i bµo 3
  4. øng dông n¨ng l-îng nguyªn tö cho ph¸t triÓn kinh tÕ – x· héi (exogenous elicitor) cã ®é nh¹y kÝch kh¸ng bÖnh cao h¬n lo¹i néi bµo (endogenous elicitor), vÝ dô oligoalginat. Qui tr×nh chÕ t¹o chÊt kÝch kh¸ng bÖnh tõ chitosan vá t«m b»ng kü thuËt chiÕu x¹ nh- sau: Chitosan  Xö lý kü thuËt  Hßa tan thµnh dung dÞch  ChiÕu x¹ c¾t m¹ch t¹o oligochitosan, Co-60  Xö lý sau chiÕu x¹  ChÊt kÝch kh¸ng bÖnh thùc vËt (d¹ng dung dÞch) B¶ng 1. HiÖu øng kÝch kh¸ng bÖnh cña chitosan chiÕu x¹ trªn c©y mÝa (VN85- 1427) MÉu ChØ sè bÖnh Th©n c©y bÞ t¨ng n¨ng ChÊt l-îng l¸, % bÖnh, % suÊt mÝa % ch÷ ®-êng, % §èi chøng 11,95 10,82 0 11,36 Chitosan, 8,10 6,16 9,3 11,65 0kGy Chitosan, 6,17 7,43 12,9 11,71 30kGy Chitosan, 6,06 3,98 21,8 11,54 50kGy ChÊt kÝch kh¸ng bÖnh sinh häc oligochitosan chÕ t¹o b»ng xö lý chiÕu x¹ ®· thÓ hiÖn hiÖu øng kÝch kh¸ng bÖnh hiÖu qu¶ ®èi víi c©y mÝa. Ngoµi ra n¨ng suÊt c©y mÝa còng t¨ng lªn ®¸ng kÓ (21,8%). HiÖn t¹i ®ang tiÕp tôc thö nghiÖm hiÖu øng kÝch kh¸ng bÖnh trªn c¸c ®èi t-îng c©y trång kh¸c nh- c©y lóa, c©y tiªu,.. . 4. Gel siªu hÊp thô n-íc ®iÒu hßa ®é Èm cho ®Êt (super-water absorbent) CNBX ®-îc sö dông hiÖu qu¶ ®Ó kh©u m¹ch c¸c polyme tæng hîp tan trong n-íc nh- polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylic axit (PAA), polyacrylamide (PAM), polyethylene glycol (PEG), .. vµ c¸c dÉn suÊt polyme cã nguån gèc tù nhiªn nh- carboxymetyl (CM) xenluloze, CM-tinh bét, CM-chitin/ chitosan ®Ó t¹o vËt liÖu hydrogel øng dông trong nhiÒu lÜnh vùc. ViÖc øng dông gel siªu hÊp thô n-íc sÏ c¶i thiÖn ®-îc kh¶ n¨ng gi÷ Èm cho ®Êt. Qui tr×nh chÕ t¹o gel siªu hÊp thô n-íc nh- sau: Tinh bét  Hå hãa b»ng KOH  Trung hßa víi axit acrylic  ChiÕu x¹, Co- 60  SÊy kh«  T¹o h¹t  S¶n phÈm (gel siªu hÊp thô n-íc). 4
  5. øng dông n¨ng l-îng nguyªn tö cho ph¸t triÓn kinh tÕ – x· héi 320 Haáp phuï g(H2O)/g(gel) 240 Giaûi haáp 160 80 0 0 12 24 36 48 Thôøi gian, giôø H×nh 3. HÊp phô vµ gi¶i hÊp n-íc cña gel siªu tr-¬ng n-íc KÕt qu¶ thö nghiÖm cho thÊy chÕ phÈm nµy cã hiÖu øng gi÷ n-íc vµ ®iÒu hßa ®é Èm cho ®Êt hiÖu qu¶, ®Æc biÖt ®èi víi nh÷ng vïng kh« h¹n. B¶ng 2. §Æc tr-ng cña chÕ phÈm gel siªu tr-¬ng n-íc Tb-g-AAc ChØ tiªu KÕt qu¶ 1. TØ lÖ hîp phÇn Tb/AAc, g/g 1/2 2. §é hÊp thô n-íc, gH2O/g(gel ~ 300 kh«) 19,3 3. Hµm l-îng Kali, % 3-5 4. §é Èm, % 0,3-0,7 5. KÝch th-íc h¹t, mm Tr¾ng ®ôc 6. Mµu 7. Ph©n hñy trong ®Êt, % 46,2 - Sau 3 th¸ng 82,1 - Sau 6 th¸ng 85,5 - Sau 9 th¸ng III. NhËn xÐt chung C¸c chÕ phÈm t¨ng tr-ëng, b¶o vÖ vµ kÝch kh¸ng bÖnh sinh häc chÕ t¹o tõ polysacarit tù nhiªn (alginat, chitin/chitosan) vµ chÊt gel siªu hÊp phô n-íc tõ tinh bét biÕn tÝnh b»ng xö lý bøc x¹ rÊt cã triÓn väng øng dông réng r·i trong n«ng nghiÖp. Sö dông c¸c chÕ phÈm nµy sÏ lµm gi¶m hay h¹n chÕ viÖc sö dông c¸c lo¹i n«ng d-îc phßng trÞ bÖnh ®éc h¹i, gia t¨ng n¨ng suÊt chÊt l-îng n«ng phÈm vµ gi¶m thiÓu viÖc g©y « nhiÔm m«i tr-êng gãp phÇn ph¸t triÓn nÒn n«ng nghiÖp sinh th¸i an toµn, bÒn v÷ng. 5

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản