Nghiên cứu tái chế bã mía thành giấy ứng dụng trong cuộc sống

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của bài viết là tìm ra các phương pháp để tạo ra các sản phẩm từ bã mía thân thiện với môi trường và một phần là giá thành cũng sẽ thấp hơn các loại còn lại. Góp phần làm cho môi trường trở nên sạch hơn và giảm được lượng bã mía thừa của các nhà máy đường thải bỏ ra môi trường. Kết quả nghiên cứu cũng là cơ sở để tiến hành phát triển các sản phẩm mới có khả năng áp dụng cao trong thực tiễn và có khả năng kinh tế cao.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu tái chế bã mía thành giấy ứng dụng trong cuộc sống

NGHIÊN CỨU TÁI CHẾ BÃ MÍA THÀNH GIẤY ỨNG DỤNG TRONG CUỘC SỐNG Nguyễn Thị Bích Ngọc1, Trần Ngọc Trang Thanh1, Nguyễn Bích Ngọc1, Nguyễn Minh Thúy1 1. Lớp D19QM01 Khoa Khoa học quản lý. Email: ngoc.1907001@gmail.com TÓM TẮT Với thời đại kỷ nguyên mới thì giấy vẫn là nguồn nguyên liệu chính cho các hoạt động sinh hoạt và sản xuất. Do đó, nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu tái chế giấy từ bã mía để giảm lượng rác thải và hạn chế cạn kiệt tài nguyên có sẵn. Bằng vật liệu chính là bã mía cùng với các chất kết dính là nha đam, tinh bột ngô và CaCO3 theo tỷ lệ nhất định để tạo ra các sản phẩm giấy. Từ các phương pháp thu thập số liệu, thực nghiệm, kiểm tra chất lượng và phân tích tổng hợp để chế tạo ra giấy từ mía ứng dụng vào cuộc sống hàng. Qua quá trình kiểm tra độ rã cho thấy khoảng 3 tiếng giấy rã trong nước. Sản phẩm có thể xé được và độ kết dính tốt. Sản phẩm làm từ thủ công nên độ dày mỏng có thể điều chỉnh tùy theo mục đích sử dụng. Sản phẩm có độ cong nhất định và độ bền cao. Từ khóa: Bã mía, giấy, tái chế ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, với sự phát triển nhanh chóng của con người thì kèm theo đó là nhu cầu sử dụng các sản phẩm làm từ giấy ngày càng cao. Giấy được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực từ nghiên cứu, xây dựng đến môi trường. Điều này cũng khiến cho nạn chặt phá rừng tăng nhanh, dẫn đến cạn kiệt tài nguyên và ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, nước thải từ ngành công nghiệp giấy có chứa độc tính cao do các hỗn hợp phức tạp từ quá trình sản xuất giấy gây nên làm ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Trong khi đó, lượng bã mía của các nhà máy đường rất dồi dào nhưng chưa có giải pháp xử lí hợp lý nên gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường như bốc mùi, hoạt động của các vi sinh vật ngày càng nhiều gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người... Lượng mía thải bỏ này góp phần làm cho tình hình ô nhiễm môi trường trở nên nghiêm trọng hơn và cần có nhiều giải pháp thiết thực để giải quyết vấn đề. Nhận thức được tầm quan trọng của vấn đề nên chúng tôi đã tìm hiểu về việc sử dụng sản phẩm tái chế và dùng những nguyên liệu thải bỏ để vừa giảm thiểu được nạn phá rừng, vừa hạn chế ô nhiễm môi trường. Do đó, đề tài “Nghiên cứu tái chế bã mía thành giấy ứng dụng trong cuộc sống” được thực hiện. Mục đích là tìm ra các phương pháp để tạo ra các sản phẩm từ bã mía thân thiện với môi trường và một phần là giá thành cũng sẽ thấp hơn các loại còn lại. Góp phần làm cho môi trường trở nên sạch hơn và giảm được lượng bã mía thừa của các nhà máy đường thải bỏ ra môi trường. Kết quả nghiên cứu cũng là cơ sở để tiến hành phát triển các sản phẩm mới có khả năng áp dụng cao trong thực tiễn và có khả năng kinh tế cao. 530
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp và thứ cấp Tiến hành thực hiện thu thập và tìm hiểu tài liệu thông qua sách, báo và các bài nghiên cứu trong và ngoài nước trên Internet… các bài có nội dung liên quan đến các sản phẩm được tái chế từ bã mía và từ các nguyên liệu khác. Các phương pháp, quy trình làm ra sản phẩm cũng như ưu và nhược điểm từ sản phẩm, ưu điểm lớn nhất của việc sản xuất sản phẩm ứng dụng từ bã mía đó là giảm tác động xấu đến môi trường và giảm lãng phí tài nguyên. 2. Phương pháp thực nghiệm Để làm ra một sản phẩm hoàn chỉnh, các nguyên vật liệu thực hiện được thống kê cụ thể như sau: Thống kê nguyên vật liệu STT Vật liệu Số lượng 1 Bã mía 50g 2 Nha Đam 140ml 3 Ray 1 cái 4 Khuôn 1 cái 5 CaCO3 40g 6 Baking Soda 100g 7 Nồi 1 cái 8 Thau 1 cái 9 Máy xay 1 cái 10 Dao 1 cái 11 Cân 1 cái 12 Kéo 2 cái 13 Tinh bột Ngô 20g (Nguồn: sinh viên thực hiện) Để làm ra một sản phẩm hoàn chỉnh, quá trình thực hiện như sau: Các bước thực hiện: 531
Bước 1: Thu gom nguyên liệu bã mía từ các xe thải bỏ Sinh viên tiến hành vận động, thu gom bã mía tại các địa điểm bán nước mía trong khu vực Thành phố Thủ Dầu Một. Bước 2: Rửa sạch, phơi khô nguyên liệu Sinh viên thu gom nguyên liệu về một địa điểm đã thống nhất, tiến hành ngâm khoảng 2 tiếng để loại bỏ tạp chất và giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm. Rửa lại với nước sạch nhiều lần và tiến hành phơi khô bã mía. Sau khi khô, cắt nhỏ bã mía để khi nấu nhanh mềm và dễ dàng xử lý ở các bước tiếp theo. Bước 3: Nấu mía Sinh viên tiến hành nấu ruột bã mía trong 22 giờ, trong quá trình nấu thường xuyên châm nước, khuấy đều và canh tránh tình trạng cháy. Sau 6 giờ đầu, thay nước để đảm bảo mía ra hết chất ngọt. Vì khi nấu lâu chất đường trong mía sẽ tiết ra làm cho hỗn hợp bã mía bị vàng. Cùng lúc đó, sau khi thay nước sẽ thêm baking soda có tác dụng rút ngắn thời gian nấu và làm trắng bã mía. Cứ cách 6 giờ sẽ thay nước một lần để đảm bảo mía khi ra thành phẩm không bị ngả màu. Đây là giai đoạn quan trọng nhất quyết định chất lượng của giấy khi thành phẩm. Thời gian nấu mía là quyết định sự thành phẩm, nấu càng lâu độ kết dính của giấy càng cao và ngược lại. Bước 4: Xay và nấu với CaCO3 Sau khi nấu xong tiến hành rửa lại với nước sạch nhiều lần mục đích để đảm bảo loại bỏ hết chất đường trong bã mía. Tiếp tục, cho bã mía vừa rửa vào máy xay thêm một lượng nước vừa đủ và tiến hành xay hỗn hợp giúp cho bã mía có thể dễ ngấm phụ liệu khi nấu. Cho mía vừa xay nấu với 20g CaCO3 trong 30 phút. mía sau khi đun xong sẽ được rửa với nước nhiều lần giúp cho bã mía đạt được độ tinh khiết cao nhất. Bước 5: Xay đạt độ mịn Bã mía sau khi sơ chế qua các công đoạn sẽ tiến hành xay bã mía nhiều lần cho đến khi đạt được độ mịn nhất định để làm sản phẩm. Giai đoạn này sẽ quyết định sản phẩm thành phẩm sẽ có được độ mịn nhất định và đạt được yêu cầu khi thực hiện. Bước 6: Trộn chất kết dính Thực hiện công việc trộn hỗn hợp bao gồm: bã mía, nha đam, CaCO3 và tinh bột ngô lại với nhau. Dưới đây là nguyên liệu làm 2 tờ giấy với kích thước 20x20 và 25x34. Hỗn hợp gồm có 50g bã mía, 140ml Nha Đam, 20g tinh bột ngô, 20g CaCO3. + Đối với nha đam: Đầu tiên, cắt nha đam từ cây và để khoảng nửa tiếng giúp ra hết chất nhựa vàng. Sau đó, tiến hành làm sạch bằng cách rửa sạch và gọt vỏ. Tiến hành lấy chất nhầy nha đam bằng muỗng mục đích để tận dụng tối đa độ nhầy của chất kết dính. + Đối với tinh bột ngô: Lấy 20g bột pha loãng đều với nước ấm đảm bảo khi khuấy hỗn hợp tan đều. + Đối với CaCO3: tiến hành pha loãng 20g CaCO3 với nước để được dung dịch CaCO3 loãng + Đối với bã mía: Sử dụng bã mía đã xay nhuyễn Bước 7: Tạo hình: Hỗn hợp được cho vào khuôn tạo hình, tiến hành mang sản phẩm đến nơi có ánh nắng thích 532
hợp phơi đến khi khô. Hỗn hợp đưa vào khuôn lớn sẽ tạo ra sản phẩm bản lớn, khuôn nhỏ sẽ tạo ra sản phẩm bản nhỏ. Tùy thuộc vào kích thước của khuôn mà tạo ra được các sản phẩm khác nhau. Bước 8: Phơi khô Sau khi thực hiện đổ hỗn hợp vào khuôn, sinh viên tiến hành phơi khô sản phẩm trong thời gian 8-10 tiếng, thời gian phơi có thể ít hơn hoặc nhiều hơn tùy vào thời tiết, ánh nắng. Bước 9: Sản phẩm Trang trí và thiết kế cho bắt mắt. Ngoài ra, có thể dùng sản phẩm tạo ra các sản phẩm trang trí. 3. Phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm Tiến hành sử dụng những biện pháp thủ công để đánh giá về chất lượng như độ dai, mịn, dày, mỏng, độ cong của sản phẩm. Tiến hành kiểm tra độ rã của giấy bằng cách dùng hai tô chứa nước giống nhau, 1 tô sẽ dùng để ngâm giấy làm từ bã mía và 1 tô sẽ ngâm giấy thường. Sau đó, kết luận được thời gian rã của sản phẩm từ bã mía so với giấy thường. Từ đó, kết luận được chất lượng tạo ra khi tái chế. 4. Phương pháp phân tích, tổng hợp Thực hiện phân tích và tổng hợp các tài liệu thu thập, khảo sát thực địa qua đó đánh giá phân tích khu vực nghiên cứu. Phân tích thành phần có trong bã mía, những chất kết dính ổn định đảm bảo tính thân thiện môi trường, tổng hợp những tài liệu thứ cấp tìm hiểu nguyên vật liệu, công thức, những sai sót trong quá trình thực hiện nghiên cứu. Kết hợp phương pháp thực nghiệm và đánh giá sản phẩm để kết luận được chất lượng sản phẩm. Cuối cùng, đưa những phân tích khách quan về sản phẩm ứng dụng từ tái chế bã mía và chất lượng sản phẩm. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài có giá trị tham khảo cho các nghiên cứu sau này có liên quan đến vấn đề sử dụng các sản phẩm thải bỏ để tái chế ra các sản phẩm có ích trong cuộc sống. Mục đích để giảm lượng rác thải và nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu này có thể áp dụng cho các ngành công nghiệp khác như công nghiệp giấy, công nghiệp tái chế bao bì,... Phát triển thành các quy mô lớn hơn để có thể đưa sản phẩm tái chế từ bã mía tiếp cận với nhiều người hơn. Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài có tính ứng dụng cao trong thực tiễn, giúp tìm ra công thức tái chế bã mía thành các sản phẩm ứng dụng và phát triển công thức này để tạo nhiều sản phẩm khác trong cuộc sống. Việc tái chế thành công nhiều sản phẩm mới cũng góp phần tăng khả năng kinh tế, mở rộng mô hình để phát triển đưa những sản phẩm bã mía này đến gần hơn với cuộc sống. Việc tái chế bao bì từ sản phầm thải bỏ như bã mía cũng góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tiết kiệm tài nguyên của quốc gia. Tính mới và sáng tạo: Bài nghiên cứu đã tìm ra công thức khác tạo ra sản phẩm ứng dụng từ bã mía thân thiện với môi trường và giảm lượng rác thải từ bã mía lên môi trường. Hiện nay đã có những nghiên cứu trong nước và ngoài nước về vấn đề tận dụng nguồn nguyên liệu bã 533
mía để thực hiện tái chế giúp ích cho cuộc sống. Tuy nhiên, các nghiên cứu này đa số sẽ đi theo hướng công nghiệp và vẫn còn dùng các loại hóa chất, phụ liệu chưa được thân thiện với môi trường. Bài nghiên cứu này sẽ sử dụng các phụ liệu dễ tìm và có thể thực hiện thủ công. Những số liệu cũng như kết quả của nghiên cứu này sẽ là tiền đề cho các nghiên cứu sau theo hướng tận dụng nguồn thải nhưng vẫn bảo vệ môi trường. Giúp đất nước giảm thiểu áp lực về rác thải từ bã mía cũng như nâng cao giá trị kinh tế của phế phẩm nông nghiệp. Kiểm tra độ rã: Giấy (sản phẩm) được kiểm tra độ rã bằng cách ngâm vào nước. Nguyên liệu cần có là 2 tô nước, giấy từ bã mía, giấy thường. Tiến hành kiểm tra độ rã của giấy bằng cách dùng hai tô chứa nước giống nhau, 1 tô sẽ dùng để ngâm giấy làm từ bã mía và 1 tô sẽ ngâm giấy thường. Sau thời gian 3 tiếng ngâm, giấy bắt đầu rã và có thể dùng tay xé ra được (hình ảnh ở phụ lục). Do giấy làm hoàn toàn từ thủ công và các nguyên liệu kết dính cũng từ tự nhiên nên giấy sẽ rã nhanh hơn giấy bình thường sử dụng. Qua quá trình kiểm tra độ rã đồng thời cũng kiểm tra được độ thấm nước của sản phẩm. Giấy làm từ bã mía khi bị thấm nước cũng sẽ rã và xé được như những loại giấy thông thường khác. Chất lượng sản phẩm : Do nấu thời gian lâu nên giấy (sản phẩm) khi thành phẩm có thể xé được, độ kết dính tốt và có thể bẻ cong. Tất cả các công đoạn đều được làm thủ công nên độ dày mỏng của sản phẩm sẽ không đều nhau nhưng cũng vì vậy mà có thể làm ra được giấy dày hoặc mỏng tùy theo mục đích sử dụng. Màu sắc sản phẩm trắng ngà của mía. Giấy làm từ bã mía có độ dai và độ bền cao. KẾT LUẬN Nghiên cứu đã chế tạo thành công giấy từ bã mía ứng dụng vào cuộc sống. Giúp giảm lượng rác thải ra hàng ngày và bảo vệ nguồn tài nguyên rừng đang ngày càng cạn kiệt. Sau nhiều lần thử nghiệm đã tìm ra công thức tái chế bã mía hoàn toàn thủ công và dễ thực hiện. Giấy có độ cong nhất định và độ bền cao. Ứng dụng giấy thô này làm thành các sản phẩm khác nhau như sổ trang trí, bao bì, đế lót ly... TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Anuji Kumar (2014). “Sugarcane Bagasse: A Promising Source for the Production of Nano- Cellulose”, ResearchGate. 2. Parizad Sheikhi (2011). “An Optimum Mixture of Virgin Bagasse Pulp and Recycled Pulp (OCC) for Manufacturing Fluting Paper”, 2013 Biofuel, “ Sugar Cane Bagasse”. 3. Priy Brat Dwivedi (2017). “Production of handmade papers from sugar cane bagasse and banana fibers in Oman”, ResearchGate. 4. Nguyễn Viết Hưng (2012). Giáo trình cây mía. Trường Đại học Nông Lâm. 5. Nguyễn Thị Liên (2016). Chế tạo vật liệu hấp phụ từ phế phụ phẩm nông nghiệp để xử lý chất hữu cơ trong nước thải làng nghề chế biến nông sản xã Dương Liễu. Nhà xuất bản Đại học Nông nghiệp. 6. Huỳnh Trung Hải (2016). Tái sử dụng và tái chế chất thải, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 7. Thục Nhàn (2005). Lô Hội (nha đam) vị thuốc nhiều công dụng,. Nhà Xuất bản Phương Đông. 8. Nguyễn Phúc Thanh (2006). Sản xuất bột giấy từ rơm rạ. Bộ Khoa học và Công nghệ 9. Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam. Sách giáo khoa Hóa Học lớp 12. Bộ Giáo dục và đào tạo. 534
NHÀ XUẤT BẢN TÀI CHÍNH Số 7, Phan Huy Chú, Hoàn Kiếm, Hà Nội Điện thoại: (024) 38 264 565; Fax: (04) 39 331 242 ISBN: 978-604-79-3213-9 Chịu trách nhiệm xuất bản và nội dung: Giám đốc – Tổng biên tập PHAN NGỌC CHÍNH Biên tập: ĐÀO THỊ HIỀN Trình bày, minh họa: TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT In 300 cuốn, khổ 20x28cm tại Công ty TNHH MTV In Song Nguyên. Địa chỉ: 931/10 Hương Lộ 2, Phường Bình Trị Đông A, Quận Bình Tân, TP.HCM. Số xác nhận ĐKXB: 2028-2022/CXBIPH/5-54/TC. Số QĐXB: 137/QĐ-NXBTC, ngày 22/06/2022. In xong và nộp lưu chiểu quý III năm 2022.