SẢN XUẤT nước rửa chén bát từ rác thải thực vật chuẩn

rác thải thực vật gây ô nhiễm môi trường, nước rửa chén bát hóa học gây ô nhiễm môi trường nước và gây hại da tay, ảnh hưởng sức khỏe người sử dụng. nước rửa chén bát từ rác thải thực vật khắc phụ những hạn chế trên.

CUỘC THI KHOA HỌC KĨ THUẬT CẤP QUỐC GIA

DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC

Lĩnh vực: Khoa học môi trường

Nhóm tác giả: 1 Nguyễn Hữu Dũng

2 Lê Minh Hiếu

Người hướng dẫn: Ths Bùi Thị Lan

Nam Sách, ngày 25 tháng 10 năm 2016

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 3

TÓM TẮT NỘI DUNG DỰ ÁN 4

I ĐẶT VẤN ĐỀ 5

1.1 Lí do chọn đề tài 5

1.2 Nội dung nghiên cứu 5

1.3 Mục đích nghiên cứu 5

1.4 Phương pháp nghiên cứu 5

1.5 Giả thuyết khoa học 5

II TỔNG QUAN 9

2.1 Hiện trạng sử dụng nước rửa chén và vấn đề rác thải ở địa phương 9

2.2 Quy trình sản xuất nước rửa chén bát từ rác thải có nguồn gốc thực vật 13

2.3 Thử nghiệm trên chén bát và các đối tượng khác 19

III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21

3.1 Đánh giá tính năng và hiệu quả khi sử dụng 21

3.2 Phân tích thành phần .21

3.3 Hiệu quả kinh tế .22

IV ĐÁNH GIÁ GIẢI PHÁP 24

4.1 Tính mới và tính sáng tạo 24

4.2 Khả năng áp dụng 24

4.3 Hiệu quả 24

4 4 Hạn chế 25

4 5 Hướng phát triển 25

V KẾT LUẬN 26

TÀI LIỆU THAM KHẢO .27

PHỤ LỤC .28

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Khả năng tẩy rửa của axit axêtic .7

Hình 1.2 Quả bồ kết 8

Hình 2.1 Một số loại nước rửa chén bát thông thường 9

Hình 2.2 Một số loại nước rửa chén bát hữu cơ 10

Hình 2 3 Một số bãi rác thải ở địa phương 13

Hình 2.4 Một số loại rác trong sinh hoạt được dùng để sản xuất nước rửa bát 15

Hình 2.5 Một số vi sinh vật được ứng dụng để sản xuất nước rửa bát 15

Hình 2.6 Một số thao tác trong kĩ thuật ủ lên men để sản xuất nước rửa bát 15

Hình 2.7 Một số thao tác trong kĩ thuật lọc sản phẩm lên men 16

Hình 2.8 Sản phẩm nước rửa chén bát 17

Hình 2.9 Sử dụng sản phẩm để rửa chén bát 19

Hình 2.10 Sử dụng sản phẩm để lau sàn nhà 20

Hình 2.11 Sử dụng sản phẩm để lau bếp 20

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Tình hình sử dụng các loại nước rửa chén bát của các hộ gia đình 11

Bảng 2.2 Lượng nước rửa chén bát được sử dụng trong một tháng 11

Bảng 3.1 Một số chỉ tiêu của nước rửa chén bát từ rác thải có nguồn gốc thực vật 22

Bảng 3.2 Chi phí sản xuất nước rửa chén bát từ rác thải có nguồn gốc thực vật 23 Bảng 3.3 So sánh hiệu quả của nước rửa chén bát từ rác thải có nguồn gốc thực vật với các loại nước rửa chén bát trên thị trường 24

Cuối cùng, chúng em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo Bùi Thị Lan đã tận tình hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện dự án này.

TÓM TẮT NỘI DUNG DỰ ÁN

Nội dung cơ bản của dự án là thực hiện quy trình sản xuất nước rửa chén bát từ rácthải có nguồn gốc thực vật Quy trình được sản xuất dựa trên cơ sở khoa học của sự lênmen rượu êtylic, lên men giấm và đặc điểm sinh học của quả bồ kết

Quy trình được tiến hành theo 4 bước cơ bản:

Trong đó, bước ủ lên men có vai trò quan trọng trong việc tạo tính năng tẩy rửacho sản phẩm Bước pha chế thành phẩm nhằm tạo bọt và tạo mùi hương thơm cũng nhưtăng lượng vitamin có trong sản phẩm để bảo vệ da tay từ nguồn nguyên liệu sẵn có củađịa phương như sả, lá chanh …

Sản xuất nước rửa chén bát từ rác thải có nguồn gốc thực vật góp phần phân loại,

xử lí rác thải trong sinh hoạt, hạn chế những tác động tiêu cực của ô nhiễm môi trường,quy trình đơn giản, giá thành rẻ, an toàn cho người sử dụng

Dự án “Sản xuất nước rửa chén bát từ rác thải có nguồn gốc thực vật” tận dụng

được nguồn nguyên liệu từ tự nhiên, sẵn có để lên men, cùng với quả bồ kết và một sốloại tinh dầu khác đã tạo nên nước rửa chén bát có hiệu quả sử dụng tốt, hiệu quả kinh tếcao Mặt khác, góp phần hạn chế việc sử dụng các loại hóa chất trong sinh hoạt và bảo vệsức khỏe con người

Bước 3:

Lọc sảnphẩm lênmen

Bước 4:Pha chếthànhphẩm

I ĐẶT VẤN ĐỀ1.1 Lí do chọn đề tài

Nước rửa bát hàng ngày rất sạch, thơm và tiện dụng, tuy nhiên thường gây tắcđường ống dẫn nước và hố nước thải sinh hoạt gia đình chúng em còn có mùi hôi thối.Qua tìm hiểu chúng em được biết, hầu hết các loại nước rửa chén bát đều sản xuất theophương pháp công nghiệp và từ các chất hóa học Khi dư thừa thì ngoài tự nhiên không

có vi sinh vật phân giải gây ô nhiễm môi trường, bên cạnh đó khi sử dụng còn gây dị ứng

da tay hoặc bong da tay, Một số loại nước rửa chén bát có nguồn gốc hữu cơ được nhậpkhẩu từ nước ngoài hay sản xuất trong nước cũng có giá thành khá cao nên ít được ngườidân lựa chọn

Trong cuộc sống hàng ngày những loại rác thải sinh hoạt có nguồn gốc từ thực vậtnhư vỏ hoa quả, gốc rau, củ quả, khi thải ra ngoài môi trường gây hôi thối và lãng phínguồn nguyên liệu có thể tái sử dụng

Từ những lí do trên và kiến thức được học trên ghế nhà trường, chúng em có suynghĩ: Sao mình không sử dụng những rác thải hữu cơ bỏ đi của gia đình để tạo ra loạinước rửa chén vừa rẻ, không gây ô nhiễm môi trường mà vẫn thu được kết quả như mongđợi

Vì vậy, chúng em quyết định nghiên cứu “Sản xuất nước rửa chén từ nguyên

thải có nguồn gốc thực vật” và đặc tính sinh học của quả bồ kết.

1.2 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu các nguyên liệu tự nhiên có thể tạo nước rửa chén bát trong nhà

- Xây dựng quy trình sản xuất nước rửa chén bát từ rác thải có nguồn gốc thực vật

- Góp phần vào việc chung tay bảo vệ môi trường sống

1.4 Phương pháp nghiên cứu

1.4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Nghiên cứu một số tài liệu về quy trình sản xuất nước tẩy rửa [4], [5]

Nghiên cứu tài liệu về tiêu chuẩn an toàn đối với chất tẩy rửa [3].

Nghiên cứu một số tài liệu về quá trình lên men ở thực vật [1], [2]

1.4.2 Phương pháp nghiên cứu thực tế

Điều tra các loại nước tẩy rửa và thực trạng sử dụng các loại nước này ở một số xãtrong huyện Nam Sách, Hải Dương

1.5 Giả thuyết khoa học

1.5.1 Quá trình lên men rượu êtylic và lên men giấm

Từ cổ xưa, con người đã biết ứng dụng hoạt tính có lợi của vi sinh vật phục vụ đờisống của mình Ngày nay, khoa học phát triển như vũ bão, song vi sinh vật vẫn được ứngdụng trong cuộc sống thông qua các quá trình cơ bản như lên men lactic, lên men êtylic,lên men axit axêtic …

Quá trình lên men rượu êtylic: Đây là quá trình chuyển hóa glucôzơ thành rượu

êtylic và CO2 đồng thời sản sinh ra một số năng lượng xác định dưới tác dụng của hệthống enzim của một số vi sinh vật Tác nhân lên men rượu chủ yếu là nấm men Cơ chấtcủa quá trình lên men rượu êtylic là các sản phẩm giàu glucôzơ và giàu xenlulôzơ Quátrình lên men gồm 2 giai đoạn: Ban đầu nhờ các nhóm vi sinh vật phân giải tinh bột vàxenlulôzơ thành glucôzơ Sau đó, nhờ nấm men glucôzơ sẽ được chuyển hóa thành rượuêtylic Quá trình lên men này diễn ra trong điều kiện kị khí

Quá trình lên men giấm: Giấm có thành phần cơ bản là axit axêtic được lên men

trong điều kiện kị khí, nhờ vào vi khuẩn axêtic theo phương trình:

C2H5OH + O2  CH3COOH + H2O + 117kcal

Vi khuẩn axêtic lấy năng lượng từ quá trình ôxi hóa rượu êtylic thành axit axêtictrong quá trình lên men Vi khuẩn axêtic có nhiều trong các loại rau quả

Bởi vậy, khi vỏ các loại rau quả được ủ lên men, ban đầu sẽ hình thành rượuêtylic Sau một thời gian nhất định, cùng với sự có mặt của ôxi, rượu êtylic bị ôxi hóathành axit axêtic (giấm).

1.5.2 Khả năng tẩy rửa của axit axêtic và rượu êtylic

Giấm (axit axêtic) là một chất tẩy rửa tuyệt vời trong đời sống Giấm có thể làm

sạch các chất béo trên các đồ dùng bằng sứ, bằng thủy tinh, trên đồ nhựa như chén bát,

rổ rá, bếp ga, bếp điện, lò vi sóng Giấm cũng được sử dụng để thay thế cho nước laukính bằng hóa chất hay dùng để đánh bóng đồ dùng bằng gỗ, bằng tre

Hình 1.1 Khả năng tẩy rửa của axit axêtic

Ngoài ra khả năng tẩy rửa, giấm còn có khả năng khử mùi rất hiệu quả, nên nhiềungười đã thử nghiệm dùng giấm để lau nhà, rửa bồn cầu cũng cho kết quả tốt

Rượu êtylic (còn gọi là êtanol) thường được biết đến như một chất khử trùng

trong y tế Với hàm lượng cao, người ta còn dùng rượu êtylic để tẩy uế nơi ở một cách antoàn Rượu êtylic có hiệu quả chống lại các vi khuẩn, vi nấm và nhiều loại virut gây hạikhác

1.5.3 Đặc tính sinh học của quả bồ kết:

Bồ kết là loài cây sống lâu năm, thân có gai, hạt giống hình hạt đậu Mỗi quả có từ

10 - 12 hạt Quả bồ kết giống quả đậu đỗ nhưng mỏng, dài 10 - 12cm, rộng 1,5 - 2cm,thẳng hoặc hơi cong, dày lên ở các hạt Khi còn tươi, mặt ngoài có màu xanh lam Khichín quả màu vàng nâu, phơi khô quả chuyển sang màu đen Quả bồ kết có nhiều chất xàphòng nên được sử dụng trong nhiều hoạt động sống hàng ngày của mọi người trước thậpniên 90 của thế kỉ XX như gội đầu, tắm, giặt … và lau chùi đồ đạc trong nhà

Bồ kết là một loài thực vật thường gặp trong huyện Nam Sách Vì vậy, bồ kết cóthể được sử dụng để thay thế cho các loại chất tạo bọt trong các loại nước tẩy rửa an toàn

Quả bồ kết tươi Quả bồ kết khô

Hình 1.2 Quả bồ kết

Từ những cơ sở khoa học trên, chúng ta có thể tiến hành phương pháp lên menrượu êtylic và lên men giấm từ các loại rác thải có nguồn gốc thực vật được hay không?Khi đó chúng ta có thể phối hợp với quả bồ kết để tạo thành nước rửa chén bát có thể rửasạch dầu mỡ, khử sạch mùi tanh và an toàn cho người sử dụng Đồng thời, hạn chế ônhiễm môi trường, góp phần bảo vệ sức khỏe con người

II TỔNG QUAN VẤN ĐỀ2.1 HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NƯỚC RỬA CHÉN VÀ VẤN ĐỀ RÁC THẢI Ở ĐỊA PHƯƠNG

2.1.1 Hiện trạng sử dụng nước rửa chén bát ở địa phương

Nước rửa bát là một thứ không thể thiếu trong mỗi gia đình Nó được sử dụngthường xuyên và liên quan đến sức khỏe của con người Các loại nước tấy rửa, ngày càngđược bày bán nhiều trên thị trường với nhiều nhãn mác khác nhau, với nhiều mức giá đápứng nhu cầu của người tiêu dùng Có hai loại nước rửa chén bát trên thị trường Đó làloại nước rửa chén bát thông thường được sản xuất từ cách pha chế các loại hóa chất làchủ yếu (tạm gọi là nước rửa chén bát hóa học) và loại nước rửa chén bát có nguồn gốcchủ yếu từ nguồn nguyên liệu là các lá cây, vỏ quả … (gọi là nước rửa chén bát hữu cơ)

Hình 2.1 Một số loại nước rửa chén bát hóa học

Qua điều tra, chúng em nhận thấy nước rửa chén bát hữu cơ có giá thành cao(khoảng 100000 đồng/1 lít nước rửa chén bát nhập ngoại và 60000 đồng/1 lít nước rửa

chén bát trong nước) Có lẽ, vì vậy mà đa số các bà con trong huyện Nam Sách đã lựachọn loại nước rửa chén bát có nguồn gốc hóa học để sử dụng cho sinh hoạt hàng ngày.

Hình 2.2 Một số loại nước rửa chén bát hữu cơ

Để đánh giá tình hình sử dụng nước rửa bát và các loại nước tẩy rửa trong huyệnNam Sách - Hải Dương, chúng em vẫn tiếp tục lựa chọn các hộ nông dân ở 4 xã, mỗi hộ

có 4 người với độ tuổi tương đương nhau và cả gia đình đều sinh hoạt cơm ở nhà thườngxuyên 3 bữa/ngày Quá trình điều tra nước rửa bát, chúng em cũng đã tìm hiểu thêm việc

sử dụng thêm các loại nước tẩy rửa khác như nước lau nhà, nước rửa bồn cầu, nước laukính … (được gọi chung là các loại nước tẩy rửa khác) Kết quả điều tra như sau:

- Về tình hình sử dụng nước rửa chén bát hữu cơ:

Nước rửa bát thông thường chứa rất nhiều chất tẩy rửa với cơ chế chung là sử dụngcác hóa chất để tách các cáu bẩn ra khỏi đồ dùng, từ đó làm sạch dầu mỡ bám trên bề mặtbát đĩa và các vật dụng khác Mặc dù biết rằng, nước rửa chén bát hóa học hoàn toàn cóthể tiềm ẩn nguy cơ gây độc hại cho sức khỏe hay có thể ảnh hưởng không tốt đến da taycủa người dùng Hay những hóa chất còn lưu lại trên bát đĩa mỗi ngày sẽ nạp vào cơ thểqua đường tiêu hóa và gây tích tụ lại để một ngày nào đó gây bệnh cho con người nhưung thư da, các bệnh về đường tiêu hóa, hô hấp … Nhưng, do thu nhập thấp cùng vớiviệc sử dụng các loại nước rửa chén bát hữu cơ thường ít bọt, sử dụng tiêu hao nhiềunước tẩy rửa nên hầu như không có gia đình nào lựa chọn nước rửa chén bát hữu cơ

(bảng 2.1).

Bảng 2.1 Tình hình sử dụng các loại nước rửa chén bát của các hộ gia đình.

Thôn – xã Số hộ

đượcđiều tra

Nước rửa chén bát Các loại nước tẩy rửa khácNguồn gốc

hóa học (hộ)

Nguồn gốc tựnhiên (hộ)

Nguồn gốchóa học (hộ)

Nguồn gốc tựnhiên (hộ)

- Về số lượng nước rửa bát được sử dụng:

Bảng 2.2 Lượng nước rửa chén bát được sử dụng trong một tháng

(Tính trung bình trên 1 hộ dân)Thôn – xã Số hộ được

điều tra

Nước rửa chén bát(ml/hộ/tháng)

Các loại nước tẩy rửa khác(ml/hộ/tháng)

cũng như sự ảnh hưởng của các thành phần có trong nước rửa chén bát đó đến sức khỏe

và môi trường

- Công việc bận rộn đã làm cho quá trình rửa chén bát được rút ngắn, nhiều giađình chỉ tráng bát đĩa dưới vòi nước đến khi không thấy bọt xà phòng hay sờ vào hếtnhờn là được Khi đó, những chất còn sót lại sẽ ngấm vào thức ăn ở lần tái sử dụng bátđĩa

- Một số gia đình còn không sử dụng nước rửa chén bát mà dùng ngay xà phònggiặt để rửa các dụng cụ bát đĩa

Với những tồn tại trên, các loại hóa chất còn sót lại trong quá trình tráng rửa có thểthấm vào cơ thể gây lên hàng loạt các tổn thương như viêm gan, viêm dạ dày, túi mật …,làm giảm sức đề kháng của cơ thể và tiềm ẩn khả năng gây ung thư cho người sử dụng

Từ những điều tra trên, chúng em thấy việc tạo ra một loại nước rửa chén bát hữu

cơ an toàn, thân thiện với con người và môi trường, có giá thành thấp là việc làm cầnthiết

2.1.2 Vấn đề rác thải sinh hoạt

Rác thải đã và đang trở thành vấn đề nhức nhối của toàn xã hội, rác thải ở cácvùng nông thôn lại càng khó giải quyết Bởi lẽ, những người dân ở vùng nông thôn cótrình độ dân trí hạn chế nên việc thu gom, phân loại và xử lý rác thải ít được quan tâm.Hơn nữa, việc quan tâm, đầu tư của các cấp chính quyền cho vấn đề thu gom, xử lý rácthải ở nhiều vùng nông thôn chưa kịp thời Nhiều nơi, các cấp chính quyền còn e ngạitrong việc xử lý và đổ rác không đúng quy định vì các mối quan hệ khác nhau… Nhiềuvùng, nhiều thôn xóm không có kế hoạch thu gom rác hoặc thu gom chưa được kịp thờinên rác thải được tập kết tại cổng mỗi nhà trong các túi nilon, trong các vỏ bao tải đểhàng tuần, thậm chí hàng tháng mới được thu gom gây bốc mùi hôi thối Hơn nữa, cácthôn xóm mới chỉ dừng lại ở khâu thu gom rác, chưa có bất kì một thôn xóm nào có sựphân loại hay xử lí rác Bởi vậy, dần dần các đống rác ngày càng cao và to ra, các chấthữu cơ bị phân hủy ngày càng nhiều, làm ảnh hưởng đến môi trường sống ở các vùngnông thôn

Hình 2 3 Một số bãi rác thải ở địa phương

Rác thải nông thôn hiện nay, có thể chia thành các loại như:

+ Rác thải có hữu cơ gồm các loại rác thải có nguồn gốc thực vật (như gốc rau, lácây, vỏ hoa quả ) và các loại rác thải có nguồn gốc động vật

+ Rác thải có khả năng tái chế: nilon, giấy vụn, vỏ hộp, đồ thủy tinh

+ Rác thải không có khả năng tái chế: chất thải xây dựng,

Trong đó, rác thải hữu cơ chiếm tỉ lệ khá lớn và là nguyên nhân chủ yếu gây nêncác mùi hôi thối

Nếu sử dụng các loại rác thải hữu cơ có nguồn gốc thực vật làm nguyên liệu lênmen, tạo nước rửa chén bát sẽ hạn chế một lượng đáng kể lượng rác thải ra ngoài môitrường, giảm giá thành của nước rửa chén bát hữu cơ, góp phần hạn chế ô nhiễm môitrường

2.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC RỬA CHÉN BÁT TỪ RÁC THẢI CÓ NGUỒN GỐC THỰC VẬT

2.2.1 Nguyên liệu

Qua nghiên cứu tài liệu, chúng em nhận thấy, quá trình lên men giấm có thể sử dụngcác loại hoa quả giàu đường và giàu xenlulôzơ Bởi vậy, chúng em đã lựa chọn các loạirác có nguồn gốc thực vật như các loại vỏ hoa quả tươi, cuống rau tươi, bã mía, … làm

Bước 3:

Lọc sản phẩm lên men

Bước 4: Pha chế thành phẩm

Để sản xuất được 10 lít nước rửa chén bát chúng em đã sử dụng các nguyên liệu sau:

- 3 kg rác thải có nguồn gốc thực vật

- 0,7 kg đường mía có màu nâu (hoặc 500 ml dung dịch nước rửa chén bát thô củaquá trình ủ men trước)

- 12 lít nước sạch

- 0,5 kg quả bồ kết khô để tạo bọt và một số loại tinh dầu để tạo hương thơm

Hình 2.4 Một số loại rác trong sinh hoạt được dùng để sản xuất nước rửa bát 2.2.2 Vi sinh vật

- Nấm men

- Vi khuẩn axêtic