Nghiên cứu chế tạo màng trên cơ sở tinh bột polyvinyl alcohol (PVA) cho phân NPK nhả chậm

Đề cương luận văn thạc sĩNghiên cứu chế tạo màng trên cơ sở tinh bột & Polyvinyl alcohol PVA cho phân NPK nhả chậm Hướng dẫn khoa học: PGS.. Lý do chọn đề tài• Việt Nam là một trong nhữ

Đề cương luận văn thạc sĩ

Nghiên cứu chế tạo màng trên cơ

sở tinh bột & Polyvinyl alcohol (PVA) cho phân NPK nhả chậm

Hướng dẫn khoa học:

PGS TS Nguyễn Cửu Khoa

Học viên thực hiện:

Dương Thị Bé Thi

Lý do chọn đề tài

• Việt Nam là một trong những nước có chiều hướng sử dụng phân bón tăng

• Nhu cầu nhập khẩu phân bón tăng

• Hiệu quả sử dụng phân bón thấp khoảng trên dưới 40%

• Đưa giải pháp tăng hiệu quả sử dụng phân bón, giảm chi phí sử dụng và tăng hiệu quả sử

dụng “ Nghiên cứu chế tạo màng trên cơ

sở tinh bột và polyvinyl alcohol cho phân

Mục tiêu nghiên cứu

• Khảo sát sự thủy phân của tinh bột và tỷ lệ phối trộn thích hợp giữa tinh bột và PVA

• Chế tạo màng trên cơ sở thực nghiệm có những đặc điểm ưu việt

– Có khả năng nhả chất dinh dưỡng trong đất từ từ cho cây hấp thụ

– Không hơn 15% bị phân hủy trong 24 giờ

– Không hơn 75% bị phân hủy trong 28 ngày

– Không hơn 75% bị phân hủy trong điều kiện phân hủy

Phương pháp nghiên cứu

• Dùng phản ứng acetal hóa trong tổng hợp hữu

cơ để ghép formaldehyde vào hỗn hợp tinh bột

và PVA

• Sử dụng phương pháp phân tích phổ hiện đại (NMR, IR) để xác định cấu trúc sản phẩm

• Sử dụng phương pháp phân tích thông dụng để xác định hàm lượng NPK và mức độ nhả chậm của màng

Tình hình nghiên cứu trong nước

• Năm 2002 Trần Khắc Chung và Mai Hữu Khiêm đã nghiên cứu phân nhả chậm urea – zeolit

• Năm 2006, Phan Thị Thanh Hiền “Nghiên cứu điều chế phân NPK nhả chậm trên nền tinh bột biến tính và sơ khảo khả năng ứng dụng trong cây cỏ ngọt”

• Năm 2011, Kỹ Sư Trần Thị Hoàng Anh nghiên cứu “ Màng keo liên kết các hợp chất phân tử trong quá trình sản xuất NPK ”

Tình hình nghiên cứu thế giới

• 2008, Xiaozhao Han, Sensen Chen, Xianguo Hu,

‘Controlled release fertilizer encapsulated by starch/polyvinyl alcohol coating”

• 2008 J Abedi – Koupai, J Varshosaz and M

Mesforoosh, “Controlled release of microcapsule

fertilizer using ethylene vinyl acetate polymer “

• 2011, Nilwala Kottegoda, Imalka Munaweera, Nadeesh Madusanka and Veraunaratne, “A green, slow – release fertilizer composition based on urea – modified hydroxyapatite nanopartilicles encapsulated wood”

Giới thiệu về nguyên liệu

• Tinh bột: (C 6 H 10 O 5 ) n là một polysacarit

carbohydrates chứa amylose và amylopectin,

tỷ lệ phần trăm amilose và amilopectin thay đổi tùy thuộc vào loại tinh bột, tỷ lệ này thường từ 20:80 đến 30:70

O H OH

OH

H

O

O

H H

OH OH

O

O

H H

OH OH

O H OH

OH

H

O O

H H

CH 2 OH

OH OH

CH 2 OH

O O

H H

OH OH

CH 2

O H OH

HO

H O

CH 2 OH

O

Giới thiệu nguyên liệu (tt)

Poly vinyl alcohol:

– CTCT:

- CTPT: (C 2 H 4 O) n

– Nhiệt độ nóng chảy là 230  C và 180-190  C – Bị phân hủy ở nhiệt độ trên 200  C

– Tỷ trọng 1,19-1,31g/cm 3

HO n

Giới thiệu về nguyên liệu (tt)

• Formaldehyde:

– CTCT:

– KLPT: 30.33

– Dung dịch chứa từ 37-55% formaldehyde gọi là dung dịch formalin.

H C H

O

Cơ chế phản ứng giữa tinh bột/PVA & formalderhyde

• Đây là phản ứng cộng giữa aldehyde với alcol

có sự hiện diện của acid loãng

• Cơ chế phản ứng như sau:

C

O

C

OH

C

OH ORH

H 2 O

C

OR

H

C

OR

H 2 O

C OR

ROH

Sơ lược về quy trình thực nghiệm

• Quy trình 1

Nước, tinh bột/PVA

Tinh bột/PVA gelatin

Hỗn hợp Tinh bột/PVA -formaldehyde

Màng

1 40  C, pH = 4 - 5

2 Trung hòa pH = 7

3 Xử lý với EtOH

4 Sấy

1.Dung dịch formaldehyde 37%

2 pH = 8 -9

30 phút 60 -70 0 C

Sơ lược về quy trình tổng hợp (tt)

• Quy trình 2

Tinh bột/PVA-glycerin

Tinh bột/PVA – glycerin-buatnol

Hỗn hợp Tinh bột/PVA -formaldehyde

Màng

Thêm glycerin Khuấy đều Đạt nhiệt độ 80 0 C

- Nhiệt độ 80  C trong 3 h

- Bổ sung nước duy trì thể tích

- Vớt bọt khi đạt nhiệt độ 95  C

- Bốc hơi dung dịch ở nhiệt độ phòng

Tài liệu tham khảo

1 Trần Thị Hoàng Anh (2011), “ Màng keo liên kết các

hợp chất phân tử trong quá trình sản xuất phân NPK”

bón nhả chậm được hấp thu 100 %

phân NPK nhả chậm trên nền tinh bột biến tính và sơ khảo khả năng ứng dụng trong cây cải ngọt

4 Lê Văn Hoàng (2010), Tinh bột thực phẩm

5 Trần Đức Phương (2006), Nghiên cứu tổng hợp phân

urea nhả chậm

Tài liệu tham khảo (tt)

6 GS.TSKH Đỗ Đình Sâm, PGS TS Đặng Đình Quế,

TS Nguyễn Sử Siêm, KS Nguyễn Ngọc Bình (2006), Đất và dinh dưỡng đất

7 PGS TS Thái Doãn Tĩnh (1999), Cơ chế phản ứng

hóa học hữu cơ

8 Xiaozhao Han, Sensen Chen, Xianguo Hu,

Controlled release fertilizer encapsulated by starch/polyvinyl alcohol coating

9 Dr Sunil K Jain, Controlled release fertilizers:

trends and technologies