Đồ án nghiên cứu sản xuất nước xịt phòng thảo mộc đuổi côn trùng trong nhà

Đồ án tốt nghiệp công nghệ hóa học đạt 9.5 điểm nghiên cứu quy trình sản xuất nước xịt phòng thảo mộc tự nhiên giúp xua đuổi côn trùng hiệu quả.

• Tác giả: Nguyễn Vũ Trọng
• Người hướng dẫn: ThS. Đào Thanh Khê
• Trường học: Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ Hóa học
• Đề tài: Nghiên cứu công nghệ sản xuất nước xịt phòng từ thảo mộc thiên nhiên dùng để xua đuổi côn trùng trong nhà
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về nước xịt phòng thảo mộc đuổi côn trùng

Nước xịt phòng thảo mộc đuổi côn trùng là sản phẩm vệ sinh môi trường trong nhà, sử dụng chiết xuất từ thảo mộc thiên nhiên để xua đuổi muỗi, gián, kiến và côn trùng khác. Sản phẩm này thay thế các hóa chất tổng hợp gây hại sức khỏe, phù hợp xu hướng tiêu dùng xanh và an toàn. Các nghiên cứu chỉ ra rằng tinh dầu thảo mộc như sả, bạc hà, hương nhu có khả năng kháng côn trùng hiệu quả. Ưu điểm nổi bật là thân thiện môi trường, không gây kích ứng da, dễ sử dụng và có mùi hương dễ chịu. Sản phẩm này đang trở thành lựa chọn ưu tiên trong các hộ gia đình, đặc biệt tại khu vực đô thị nơi ô nhiễm không khí cao.

1.1. Vai trò của thảo mộc trong sản xuất nước xịt phòng

Thảo mộc chứa các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) như citronellal, menthol, eucalyptol có tác dụng xua đuổi côn trùng. Các nghiên cứu cho thấy tinh dầu sả có khả năng chống muỗi vượt trội nhờ hợp chất geraniol. Bạc hà chứa menthol gây kích ứng hệ thần kinh côn trùng, dẫn đến chúng rời khỏi khu vực. Hương nhu có chứa eugenol, chất này có tác dụng diệt khuẩn và xua đuổi côn trùng hiệu quả. Ngoài ra, thảo mộc còn cung cấp hương thơm tự nhiên, tạo cảm giác thư giãn cho người sử dụng. Việc lựa chọn nguyên liệu thảo mộc phù hợp là yếu tố quyết định chất lượng sản phẩm.

1.2. Tình hình sử dụng hóa chất diệt côn trùng tại Việt Nam

Hiện nay, nhiều hộ gia đình sử dụng hóa chất diệt côn trùng chứa DEET, pyrethroids hoặc organophosphates để xua đuổi côn trùng. Các sản phẩm này có hiệu quả tức thì nhưng gây nguy cơ ngộ độc hô hấp, kích ứng da, đặc biệt nguy hiểm với trẻ em. Theo khảo sát, 70% người tiêu dùng không biết về tác hại lâu dài của hóa chất diệt côn trùng. Bộ Y tế Việt Nam đã ban hành khuyến cáo hạn chế sử dụng hóa chất diệt côn trùng tại gia đình. Nhu cầu về sản phẩm thay thế an toàn ngày càng tăng, thúc đẩy nghiên cứu và sản xuất nước xịt phòng thảo mộc.

II. Vấn đề tồn tại của hóa chất diệt côn trùng trong nhà

Hóa chất diệt côn trùng chứa DEET, pyrethroids hoặc organophosphates gây nguy hiểm cho sức khỏe con người. DEET có thể gây kích ứng da, hệ thần kinh, thậm chí ngộ độc khi sử dụng lâu dài. Pyrethroids tuy ít độc hơn nhưng vẫn gây kích ứng hô hấp. Organophosphates có thể gây tổn thương hệ thần kinh trung ương. Trẻ em là đối tượng dễ bị ảnh hưởng nhất do làn da mỏng manh và hệ miễn dịch chưa hoàn thiện. Ngoài ra, hóa chất diệt côn trùng có thể gây ô nhiễm không khí trong nhà, ảnh hưởng đến hệ hô hấp. Việc lạm dụng hóa chất còn dẫn đến tình trạng kháng thuốc của côn trùng.

2.1. Tác hại của DEET đối với sức khỏe con người

DEET là hoạt chất phổ biến trong thuốc chống muỗi, có khả năng xua đuổi côn trùng hiệu quả. Tuy nhiên, DEET gây kích ứng da, hệ thần kinh, đặc biệt nguy hiểm với trẻ em. Trẻ dưới 2 tháng tuổi không nên sử dụng sản phẩm chứa DEET. Trẻ từ 2 tháng đến 12 tuổi chỉ nên sử dụng nồng độ dưới 10%. DEET có thể gây co giật, nói lắp, lú lẫn khi tiếp xúc lâu dài. Tổ chức Tài trợ nghiên cứu y tế quốc tế khuyến cáo hạn chế sử dụng DEET do nguy cơ gây tổn thương não. DEET còn gây khó thở khi kết hợp với kem chống nắng.

2.2. Nguy cơ ô nhiễm môi trường từ hóa chất diệt côn trùng

Hóa chất diệt côn trùng có thể gây ô nhiễm môi trường khi thải ra ngoài không khí hoặc nước. Pyrethroids có thể gây độc cho cá và động vật thủy sinh. Organophosphates gây ô nhiễm đất và nước ngầm, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Việc sử dụng hóa chất diệt côn trùng trong nhà còn dẫn đến tình trạng kháng thuốc của côn trùng. Các sản phẩm hóa học còn gây ô nhiễm không khí trong nhà, ảnh hưởng đến sức khỏe hô hấp. Sử dụng thảo mộc thiên nhiên là giải pháp bền vững, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

III. Phương pháp nghiên cứu công nghệ sản xuất nước xịt phòng thảo mộc

Nghiên cứu tiến hành khảo sát 10 loại thảo mộc có khả năng xua đuổi côn trùng, trong đó sả, bạc hà, hương nhu được chọn do hiệu quả vượt trội. Phương pháp chiết xuất sử dụng dung môi ethanol 70%, nhiệt độ 50°C, thời gian 3 giờ. Khảo sát tỷ lệ chiết xuất tối ưu đạt 85% đối với sả. Sản phẩm được phối trộn với chất bảo quản tự nhiên như vitamin E, tinh dầu cam. Quy trình sản xuất gồm 5 bước: chiết xuất, lọc, phối trộn, đóng gói, kiểm nghiệm. Sản phẩm cuối cùng được đánh giá hiệu quả xua đuổi côn trùng trên 90%.

3.1. Lựa chọn nguyên liệu thảo mộc phù hợp

Nghiên cứu lựa chọn 10 loại thảo mộc dựa trên khả năng xua đuổi côn trùng. Sả chứa geraniol có hiệu quả chống muỗi vượt trội. Bạc hà chứa menthol gây kích ứng hệ thần kinh côn trùng. Hương nhu chứa eugenol có tác dụng diệt khuẩn và xua đuổi côn trùng. Ngoài ra, nghiên cứu khảo sát các loại thảo mộc khác như tràm trà, oải hương. Các nguyên liệu được chọn dựa trên hiệu quả, độ sẵn có và chi phí. Quy trình lựa chọn gồm khảo sát tài liệu, thí nghiệm chiết xuất, đánh giá hiệu quả.

3.2. Quy trình sản xuất nước xịt phòng thảo mộc

Quy trình sản xuất gồm 5 bước: chiết xuất, lọc, phối trộn, đóng gói, kiểm nghiệm. Chiết xuất thảo mộc bằng dung môi ethanol 70%, nhiệt độ 50°C, thời gian 3 giờ. Lọc loại bỏ tạp chất bằng giấy lọc Whatman. Phối trộn tinh dầu thảo mộc với dung dịch nền (nước cất, propylene glycol). Thêm chất bảo quản tự nhiên như vitamin E, tinh dầu cam. Đóng gói sản phẩm trong chai thủy tinh tối màu. Kiểm nghiệm hiệu quả xua đuổi côn trùng trên mô hình thí nghiệm.

IV. Kết luận và ứng dụng sản phẩm nước xịt phòng thảo mộc

Nước xịt phòng thảo mộc đuổi côn trùng là giải pháp an toàn, hiệu quả thay thế hóa chất tổng hợp. Sản phẩm sử dụng chiết xuất sả, bạc hà, hương nhu đạt hiệu quả xua đuổi côn trùng trên 90%. Quy trình sản xuất đơn giản, dễ áp dụng trong quy mô công nghiệp. Sản phẩm phù hợp xu hướng tiêu dùng xanh, an toàn cho sức khỏe. Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng rộng rãi trong các hộ gia đình, trường học, bệnh viện. Sản phẩm góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

4.1. Hiệu quả và lợi ích của sản phẩm

Sản phẩm đạt hiệu quả xua đuổi côn trùng trên 90% trong điều kiện thí nghiệm. Sản phẩm không gây kích ứng da, an toàn cho trẻ em. Sử dụng thảo mộc thiên nhiên giúp giảm ô nhiễm không khí trong nhà. Sản phẩm có mùi hương dễ chịu, tạo cảm giác thư giãn. Chi phí sản xuất thấp, dễ dàng tiếp cận người tiêu dùng. Sản phẩm góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng, giảm thiểu sử dụng hóa chất độc hại.

4.2. Triển vọng phát triển sản phẩm trong tương lai

Sản phẩm có tiềm năng phát triển rộng rãi do nhu cầu tiêu dùng xanh tăng cao. Có thể mở rộng nghiên cứu với các loại thảo mộc mới, cải tiến công thức. Ứng dụng công nghệ nano để tăng hiệu quả xua đuổi côn trùng. Phát triển sản phẩm đa dạng về mùi hương, dạng dung dịch. Hợp tác với doanh nghiệp để sản xuất quy mô lớn. Quảng bá sản phẩm thông qua các kênh truyền thông, sự kiện.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU. Trong thời đại phát triển của xã hội hiện nay, đời sống của ngƣời dân đang từng bƣớc đƣợc nâng cao. Những đòi hỏi về các sản phẩm sử sụng cho cuộc sống cũng đƣợc thay đổi. Quan niệm về hàng đẹp, giá rẻ mà chất lƣợng cao mà ngƣời dân ƣa chuộng bấy lâu cũng đã dần đƣợc đổi mới.

Thay vào đó ngƣời ta hiểu đƣợc giá trị của các sản phẩm có nguồn gốc rõ ràng, quy trình sản xuất minh bạch và quan trọng nhất là không gây ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời con ngƣời. Và trong lĩnh vực nƣớc xịt phòng cũng vậy, ngƣời tiêu dùng đã có nhiều lựa chọn khi sử dụng cho gia đình của mình. Các sản phẩm bình xịt xua đuuổi côn trùng truyền thống nhƣ Mosfly, Raid. chúng ta phải cân nhắc khi sử dụng,.

Phải cân nhắc đối đến tƣợng sử dụng, không gian cần sử dụng có các vật ảnh hƣởng đến mức độ nguy hiểm của bình xịt không nhƣ gần bình ga chẳng hạn… Và trong đa phần các loại bình xịt côn trùng công nghiệp đều có chứa các loại hóa chất hay ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời sử dụng. Vì vậy việc ra đời một loại nƣớc xịt phòng có nguồn gốc hoàn toàn từ thảo mộc thiên nhiên là thật sự cần thiết. Khi đó ngƣời sử dụng không cần phải lo lắng về các tai nạn khi sử dụng, không lo ảnh hƣởng đến sức khỏe của gia đình mình nhƣng vẫn có thể đuổi xa đƣợc các con côn trùng đáng ghét trong nhà và lại còn đƣợc mang lại hƣơng thơm thoải mái dễ chịu. Vì các sản phẩm thiên nhiên luôn gần gũi, an toàn và thân thiện với con ngƣời.

ix CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Các loài côn trùng thƣờng gặp trong nhà.1 Đặc điểm sinh thái. Ruồi là côn trùng thuộc bộ Diptera (theo tiếng Hy Lạp di có nghĩa là "hai" và pteron là "cánh"), chúng có một cặp cánh đơn trên đốt ngực giữa và một cặp bộ phận thăng bằng ở cánh sau, trên đốt ngực cuối. Một số con ruồi không có cánh nhƣ trong họ Hippoboscoidea. Bộ côn trùng hai cánh rất đa dạng về mặt sinh thái học.

Ruồi sống ký sinh, bao gồm nội ký sinh nhƣ loài bot fly và ngoại ký sinh nhƣ muỗi, ruồi đen, ruồi cát hoặc rận. Rất nhiều loài ruồi ăn xác những sinh vật chết. Loài ruồi phụ thuộc nhiều vào thị lực để sinh tồn. Chúng có mắt kép bao gồm hàng ngàn thấu kính rất nhạy cảm với chuyển động.

Một vài loài ruồi nhìn đƣợc hình ảnh 3D rõ nét. Một vài loài khác nhƣ Ormia ochracea có cơ quan thính giác tiến hóa. Vòng đời của ruồi trải qua 4 giai đọan: trứng, dòi, nhộng và ruồi trƣởng thành. Tùy thuộc vào nhiệt độ môi trƣờng mà từ trứng nở thành ruồi trƣởng thành thƣờng mất từ 3 – 5 ngày.

Ruồi trƣởng thành có đời sống khỏang 1-2 tháng, ở điều kiện thích hợp có thể sống đến 3 tháng. Ruồi nhà có sức sinh sản khá nhanh và mạnh, ruồi cái có thể đẻ đến 150 trứng 1 trong vòng 5-6 ngày. Nên quần thể ruồi nhà có thể bùng phát số lƣợng trong vòng vài tuần. Trứng ruồi thƣờng đƣợc đẻ thành khối trên chất hữu cơ nhƣ phân bón, rác rƣởi.

Trứng sau khi đẻ sẽ nở trong vòng vài giờ. Dòi non chui lúc nhúc trong phân và rác rƣởi. Dòi ruồi dài và mảnh, màu trắng, không có chân, phát triển rất nhanh, lột xác 3 lần rồi thành nhộng. Giai đọan nhộng thƣờng kéo dài từ 2-10 ngày, đến ngày cuối, ruồi con đẩy mở đỉnh của bao nang nhộng, xé bao nang và chui ra ngòai.

Ngay sau khi nở, ruồi giang cánh để khô và cứng cơ thể. Chỉ vài ngày sau khi nở, ruồi có thể sinh sản. Ruồi trƣởng thành có màu xám đen, dài 6-9 mm và có 4 sọc đen kéo dài trên tấm lƣng của các đốt ngực. Kiểu miệng liếm hút.

Cả ruồi đực và cái đều ăn tất cả thức ăn, rác rƣởi, chất thải của ngƣời và cả phân động vật. Nƣớc là chất thƣờng ngày không thể thiếu của ruồi, ruồi sẽ chết nếu sau 48 giờ không hút nƣớc. Một ngày ruồi cần ăn 2-3 lần. Ruồi ăn tất cả các loại thức ăn nhƣ thực phẩm và chất thải của ngƣời, động vật, đặc biệt là các chất thải có mang mầm bệnh truyền nhiễm nhƣ đờm, dãi, chất nôn, phân, máu, tổ chức hoại tử.

Cấu tạo mồm ruồi thích nghi với liếm hút thức ăn, mồm ruồi có cấu tạo nhƣ đế giày, chúng vừa liếm, vừa hút thức ăn dạng lỏng. ruồi vừa ăn, vừa nôn, vừa thải ra thức ăn và trong chất nôn/phân có thể chứa nhiều mầm bệnh, đó là chƣa kể những mầm bệnh bám trên cơ thể ruồi mà chúng vận chuyển từ chỗ này sang chỗ khác, chúng đƣợc gọi là môi giới truyền bệnh. Khi ruồi nhiều quá nó sẽ gây rất khó chịu cho con ngƣời làm việc và nghỉ ngơi. Ruồi với chất bẩn mang trên thân, chân, vòi… làm bẩn nhà cửa, đồ đạc.

Sự có mặt của chúng là dấu hiệu của điều kiện mất vệ sinh. Ruồi mang mầm bệnh khi chúng kiếm ăn. Mầm bệnh có thể dính bề mặt ngòai cơ thể ruồi và có thể đƣợc nuốt vào trong dạ dày với thức ăn. Mầm bệnh đƣợc truyền đến ngƣời khi ruồi tiếp xúc với ngƣời và thức ăn Đa số mầm bệnh do ruồi truyền đều nhiễm trực tiếp qua đƣờng thức ăn, nƣớc uống… Những bệnh do ruồi truyền nhƣ kiết lỵ, tiêu chảy, thƣơng hàn, tả và một số bệnh giun sán, nhiễm trùng mắt và một số bệnh ngoài da nhƣ mụn cóc, nấm, phong.

2 Phần lớn nhiều loài giòi gây thiệt hại về mùa màng, đặc biệt là cho súc vật bởi đời sống ký sinh của nó nhƣng cũng còn đƣợc dùng trong việc chế thuốc, sản xuất thực phẩm đặc biệt là phô mai.3 Các cách khống chế. Có thể diệt ruồi trực tiếp bằng hóa chất diệt côn trùng hoặc bằng các biện pháp vật lý nhƣ bẫy tấm dính, vỉ đập, vỉ điện. Dù bằng cách nào cũng cần phù hợp với điều kiện vệ sinh môi trƣờng.  Vệ sinh môi trƣờng: Làm mất hoặc làm giảm nơi đẻ trứng của ruồi: Cần có rãnh thóat nƣớc, phân, nền sàn nên làm bê tông và xối sạch hàng ngày ở chuồng trại súc vật, gia cầm.

Thu dọn phân thành đống và đậy lại bằng tấm nhựa và có điều kiện nên làm khô phân trƣớc khi ruồi có thời gian đẻ và phát triển. Làm tấm đậy các hố xí hở, và nên xây dựng những hố xí kín ở những khu dân cƣ. Rác rƣởi và các chất thải hữu cơ cần làm sạch triệt để bằng cách thu dọn vào vật chứa, chuyên chở và xử lý đúng cách. Làm giảm những nguồn thu hút ruồi từ nơi khác đến: Ruồi thƣờng đƣợc thu hút bởi mùi phát ra từ các ổ đẻ của chúng, mùi sinh ra từ thức ăn cá, xƣơng, đƣờng mía, sữa, hoa quả lên men…Cần giảm và làm sạch những chất này.

Đề phòng sự tiếp xúc giữa ruồi và mầm bệnh: Nguồn mầm bệnh của ngƣời và động vật bao gồm phân của ngƣời và động vật, rác thải, cống rãnh, mắt đau, chỗ lở loét, vết thƣơng mổ…  Phƣơng pháp vật lý: Chúng ta có thể sử dụng những lọai bẫy ruồi nhƣ: bẫy ruồi, bẫy dính, bẫy điện…Sử dụng các chất hấp dẫn ruồi đến ăn và ruồi sẽ bị nhốt trong bẫy ruồi, bị dính vào các chất dính hoặc bị điện giật chết.  Phƣơng pháp hóa học: Một số biện pháp hóa học nhƣ sử dụng hộp Dichlorvos bốc hơi, bả diệt ruồi, phun tồn lƣu, phun không gian, phun hóa chất diệt dòi vào ổ đẻ của ruồi…Những biện pháp này diệt ruồi rất nhanh, đƣợc áp dụng khi có dịch tả, kiết lỵ, đau mắt, nhƣng hạn 3 chế sử dụng bởi vì ruồi phát triển tính kháng hóa chất rất nhanh. Một số hóa chất sử dụng làm bả diệt ruồi nhƣ các hợp chất phospho hữu cơ (dichlovos, diazinon, malathion…); hợp chất carbamat (propoxur, formaldehyde. Các hóa chất sử dụng để phun tồn lƣu hoặc phun không gian nhƣ các hóa chất nhóm pyrethroid: Alphacypermethrin, cyfluthrin, deltamethrin, permethrin, lambdacyhalothrin…  Phƣơng pháp dân gian: Ruồi thích ánh sáng thƣờng ban ngày, nhƣ do ruồi có mắt kép phản xạ nhanh với ánh sáng phản chiếu bởi loại gƣơng cầu.

Vì vậy ngƣời ta cho nƣớc sạch vào túi nylon, treo trong nhà, ruồi bay qua bay lại gặp phải ánh sáng phản quang từ các túi nylon đựng nƣớc, ruồi sợ và bay xa. Đây là biện pháp các quán hàng ăn uống thƣờng sử dụng rất có hiệu quả.1 Đặc điểm sinh thái. Muỗi là một nhóm sinh vật thuộc lớp côn trùng hợp thành họ Culicidae, bộ Hai cánh (Diptera). Chúng có một đôi cánh vảy, một đôi cánh cứng, thân mỏng, các chân dài.

Muỗi đực hút nhựa cây và hoa quả để sống, muỗi cái hút thêm máu ngƣời và động vật. Kích 4 thƣớc thay đổi theo loài, nhƣng ít khi lớn hơn vài mm. Đa số có trọng lƣợng khoảng 2 đến 2,5 mg. Chúng có thể bay với tốc độ 1,5 đến 2,5 km/h.

Muỗi đã tồn tại trên hành tinh của chúng ta khoảng 170 triệu năm. Họ Culicidae thuộc bộ Diptera và chứa khoảng 2700 loài trong 35 giống gồm Anopheles, Culex, Psorophora, Ochhlerotatus, Aedes, Sabethes, Wyeomyia, Culiseta, Haemagoggus,… Muỗi sinh trƣởng chủ yếu trong các đầm lầy, ao hồ hoặc các vũng nƣớc đọng. Chúng đẻ trứng xuống nƣớc, trứng nở thành ấu trùng gọi là bọ gậy hay lăng quăng. Bọ gậy sống trong nƣớc một thời gian, sau phát triển thành nhộng, rồi biến thái thành muỗi trƣởng thành, bay lên khỏi mặt nƣớc.

Bọ gậy hay lăng quăng là một dạng ấu trùng của muỗi, hình thành ở giai đoạn thứ 2 trong vòng đời của muỗi. Muỗi có 4 giai đoạn trong vòng đời là trứng muỗi, bọ gậy (ấu trùng), cung quăng (nhộng) và muỗi trƣởng thành. Muỗi cái trƣởng thành đẻ trứng theo từng đợt. Sau khi muỗi đẻ trứng, sau 2 - 3 ngày, trứng thƣờng nở thành bọ gậy.

Sau khi nở, bọ gậy không phát triển liên tục mà trải qua 4 giai đoạn khác nhau, gồm: Ở tuổi thứ nhất, bọ gậy có kích thƣớc khoảng 1,5 mm và ở tuổi thứ tƣ nó có kích thƣớc khoảng 8- 10mm. Bọ gậy không có chân nhƣng có đầu phát triển, mình phủ nhiều lông, bơi đƣợc bằng các chuyển động của cơ thể. Bọ gậy ăn tảo, vi khuẩn và các vi sinh vật trong nƣớc. Nơi khí hậu ấm áp, thời gian bọ gậy phát triển cần khoảng 4 - 7 ngày hoặc dài hơn nếu thiếu thức ăn.

Sau đó, bọ gậy khi đã phát triển đến tuổi thứ tƣ chuyển hóa thành cung quăng có hình dấu phẩy. Muỗi cái có vòi dạng đặc biệt có thể xuyên thủng da ngƣời và động vật để hút máu. Muỗi cái cần hút thêm máu để có nguồn protein để sản sinh ra trứng. Thức ăn bình thƣờng của muỗi là nhựa cây và hoa quả, không chứa đủ protein cho muỗi cái.