Đồ Án Tốt Nghiệp: Nghiên Cứu Chế Tạo Phân Ure Nhả Chậm Từ Tinh Bột Bắp

• Tác giả: Bùi Ngô Quế Nghi
• Người hướng dẫn: PGS. TS Nguyễn Vinh Tiến
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Hóa Học
• Đề tài: Nghiên Cứu, Chế Tạo Phân Ure Nhả Chậm Từ Tinh Bột Bắp/Bột Agar Và Lignin Từ Bã Mía
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU. MỞ ĐẦU
• 1.1. Khái niệm về phân nhả chậm
• 1.2. Khái niệm phân nhả chậm trên nền hydrogel (SRHF-Slow Release fertiliser hydrogels)
• 1.2.1. Khái niệm về hydrogel
• 1.2.2. Các phương pháp tổng hợp hydrogel
• 1.2.3. Ứng dụng của hydrogel trong nông nghiệp (SRHFs - Slow Release Fertiliser Hydrogels)
• 1.2.4. Các phương pháp nạp phân bón vào hydrogel
• 1.2.5. Cơ chế giải phóng
• 1.3. Tổng quan về nguyên liệu
• 1.3.1. Tác nhân tạo liên kết ngang
• THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên liệu, hóa chất và dụng cụ
• 2.2. Phương pháp thực nghiệm
• 2.2.1. Quy trình tách lignin từ bã mía
• 2.2.2. Quy trình tổng hợp Hydrogel
• 2.3. Phương pháp khảo sát tính chất của hydrogel
• 2.3.1. Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR – Fourier Transform Infrared Spectroscopy)
• 2.3.2. Kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• 2.3.3. Khảo sát tốc độ và khả năng trương nở
• 2.3.4. Khảo sát khả năng giải phóng Ure bằng phương pháp UV-Vis
• 2.3.5. Khảo sát tỷ lệ thất thoát ure của hydrogel
• KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Lignin tách từ bã mía
• 3.1.1. Hiệu suất trích lignin từ bã mía
• 3.1.2. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại Fourier (FTIR)
• 3.2. Khảo sát các tính chất của hydrogel
• 3.2.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn
• 3.2.2. Ảnh hưởng của hàm lượng ure
• 3.2.3. Ảnh hưởng nồng độ Glutaraldehyde (GA)
• 3.2.4. Ảnh hưởng của Epichlorohydrin (ECH)
• 3.2.5. Ảnh hưởng của nồng độ lignin
• 3.3. Kết quả FTIR
• 3.4. Kết quả SEM
• 3.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ liên kết ngang ECH
• 3.4.2. Ảnh hưởng của hàm lượng lignin
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về phân ure nhả chậm và hydrogel

Phân ure nhả chậm là một loại phân bón thông minh, giúp giải phóng chất dinh dưỡng từ từ, giảm thiểu thất thoát do bay hơi và rửa trôi. Hydrogel là vật liệu polyme có khả năng hấp thụ và giữ nước, được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp. Sự kết hợp giữa phân ure nhả chậm và hydrogel tạo ra phân bón sinh học hiệu quả, giúp cải thiện hiệu suất sử dụng phân bón và bảo vệ môi trường.

1.1. Khái niệm và phân loại phân ure nhả chậm

Phân ure nhả chậm được định nghĩa là loại phân bón có khả năng giải phóng chất dinh dưỡng một cách từ từ, đáp ứng các tiêu chí như không quá 15% giải phóng trong 24 giờ và ít nhất 75% giải phóng trong thời điểm bón phân. Phân loại bao gồm dạng vô cơ, hữu cơ tự nhiên, và hữu cơ tổng hợp. Phân bón nhả chậm giúp giảm tần suất bón phân và tăng hiệu quả sử dụng.

1.2. Ứng dụng của hydrogel trong nông nghiệp

Hydrogel được sử dụng như một vật liệu giữ ẩm và giải phóng chất dinh dưỡng trong đất. Khi kết hợp với phân ure nhả chậm, hydrogel tạo ra phân bón sinh học có khả năng cung cấp nước và chất dinh dưỡng một cách bền vững. Ứng dụng này giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và tăng hiệu quả canh tác.

II. Nghiên cứu chế tạo phân ure nhả chậm từ tinh bột bắp

Nghiên cứu tập trung vào việc chế tạo phân bón từ tinh bột bắp, bột agar, và lignin từ bã mía. Quá trình này sử dụng glutaraldehyde và epichlorohydrin làm chất tạo liên kết ngang, tạo ra hydrogel có khả năng giải phóng ure từ từ. Kết quả nghiên cứu cho thấy epichlorohydrin có hiệu quả vượt trội so với glutaraldehyde trong việc tổng hợp hydrogel.

2.1. Quy trình tổng hợp hydrogel

Quy trình tổng hợp hydrogel bao gồm các bước: tách lignin từ bã mía, tổng hợp hydrogel từ tinh bột bắp, bột agar, và lignin sử dụng glutaraldehyde và epichlorohydrin. Các yếu tố như nồng độ ure, chất tạo liên kết ngang, và hàm lượng lignin được khảo sát để tối ưu hóa tính chất của hydrogel.

2.2. Khảo sát tính chất của hydrogel

Các tính chất của hydrogel được khảo sát bao gồm khả năng trương nở, khả năng giữ và giải phóng ure. Kết quả cho thấy epichlorohydrin tạo ra hydrogel có khả năng giải phóng ure từ từ và hiệu quả hơn so với glutaraldehyde. Hàm lượng lignin 5% được xác định là tối ưu cho quá trình tổng hợp.

III. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã thành công trong việc tổng hợp hydrogel từ tinh bột bắp, bột agar, và lignin, ứng dụng làm phân ure nhả chậm. Kết quả cho thấy hydrogel có khả năng giữ nước và giải phóng ure từ từ, giúp cải thiện hiệu quả sử dụng phân bón và giảm tác động đến môi trường. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này là tạo ra phân bón hữu cơ thân thiện với môi trường.

3.1. Đánh giá hiệu quả của hydrogel

Hydrogel tổng hợp có khả năng giữ nước và giải phóng ure từ từ, giúp giảm thiểu thất thoát chất dinh dưỡng. Kết quả khảo sát cho thấy epichlorohydrin là chất tạo liên kết ngang hiệu quả hơn so với glutaraldehyde. Hàm lượng lignin 5% được xác định là tối ưu cho quá trình tổng hợp.

3.2. Ứng dụng trong nông nghiệp

Nghiên cứu này mở ra hướng ứng dụng mới trong nông nghiệp bằng cách sử dụng hydrogel kết hợp phân ure nhả chậm. Phân bón sinh học này giúp cải thiện hiệu quả sử dụng phân bón, giảm tần suất tưới nước, và bảo vệ môi trường. Đây là giải pháp bền vững cho nền nông nghiệp hiện đại.