Luận Văn Thạc Sĩ: Nghiên Cứu Hydrothermal Carbonization Từ Bã Đậu Nành Okara - Chiết Xuất Dinh Dưỡng Và Đặc Tính Nhiên Liệu Hydrochar

• Tác giả: Cao Thi Thuy Giang
• Người hướng dẫn: Dr. Nguyen Thi An Hang
• Trường học: Vietnam National University, Hanoi Vietnam Japan University
• Chuyên ngành: Environmental Engineering
• Đề tài: Hydrothermal Carbonization Of Soybean Milk Residue (Okara): Nutrient Extraction And Hydrochar Fuel Properties
• Loại tài liệu: Master's thesis
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hanoi

• ACKNOWLEDGMENTS
• TABLE OF CONTENTS
• 1. CHAPTER 1: FUNDAMENTALS AND ADVANTAGES OF HTC
• 1.1. Fundamentals and advantages of HTC
• 1.2. Process parameters of HTC
• 1.3. Application of HTC
• 2. CHAPTER 2: MATERIALS AND METHODS
• 2.1. Soybean milk residue (okara)
• 2.2. HTC of okara
• 2.3. Axit humics and nutrient recovery from HTC process water
• 2.4. Analytical methods and equipment
• 2.5. Statistical data analysis
• 3. CHAPTER 3: RESULTS AND DISCUSSION
• 3.1. Extraction of nutrients from okara using HTC
• 3.1.1. Extraction of total phosphorus (TP)
• 3.1.2. Extraction of phosphate (PO43-)
• 3.1.3. Extraction of nitrogen as ammonium (NH4+)
• 3.2. Nutrient and acid humic (HA) recovered from HTC process water
• 3.2.1. Potential of nutrients and humic substances in HTC process water
• 3.2.2. Recovery of axit humics and nutrients from HTC process water
• 3.2.3. Recovery of nutrients from HTC process water
• 3.3. Fuel properties of okara derived hydrochar
• 4. CHAPTER 4: CONCLUSION AND RECOMMENDATION
• LIST OF TABLES
• LIST OF FIGURES
• LIST OF ABBREVIATIONS
• INTRODUCTION

I. Giới thiệu về Luận Văn Thạc Sĩ

Luận văn thạc sĩ với chủ đề 'Hydrothermal Carbonization Từ Bã Đậu Nành Okara - Chiết Xuất Dinh Dưỡng Và Tính Chất Nhiên Liệu Hydrochar' tập trung vào việc nghiên cứu quá trình hydrothermal carbonization (HTC) từ bã đậu nành okara. Mục tiêu chính là chiết xuất các chất dinh dưỡng và đánh giá tính chất nhiên liệu của hydrochar. Bã đậu nành okara là một phụ phẩm nông nghiệp giàu dinh dưỡng nhưng dễ phân hủy, gây ô nhiễm môi trường. Việc áp dụng HTC không chỉ giúp xử lý chất thải mà còn tạo ra các sản phẩm có giá trị như hydrochar và chất dinh dưỡng phục vụ nông nghiệp.

1.1. Bối cảnh nghiên cứu

Việt Nam là một quốc gia nông nghiệp với sản lượng đậu nành lớn, dẫn đến lượng bã đậu nành okara thải ra hàng năm rất cao. Okara chứa nhiều chất dinh dưỡng như phốt pho, protein, và chất xơ, nhưng dễ phân hủy và gây ô nhiễm. Việc xử lý okara thông qua HTC không chỉ giảm thiểu chất thải mà còn tạo ra các sản phẩm có ích như hydrochar và chất dinh dưỡng phục vụ nông nghiệp.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu này nhằm mục tiêu: (1) Chiết xuất chất dinh dưỡng từ okara bằng HTC, (2) Đánh giá tiềm năng thu hồi tài nguyên từ nước thải HTC, và (3) Khảo sát tính chất nhiên liệu của hydrochar. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất như nhiệt độ, thời gian, và nồng độ dung môi được nghiên cứu kỹ lưỡng.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hydrothermal carbonization (HTC) để xử lý bã đậu nành okara. Quá trình HTC được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ từ 180-260°C, áp suất 2-6 MPa, và thời gian từ 5 phút đến 12 giờ. Các chất dinh dưỡng như phốt pho, nitơ, và axit humic được chiết xuất từ nước thải HTC. Tính chất nhiên liệu của hydrochar được đánh giá thông qua các chỉ số như HHV (Higher Heating Value), hàm lượng tro, và chất bay hơi.

2.1. Quy trình HTC

Quá trình HTC được thực hiện trong lò phản ứng kín với các điều kiện nhiệt độ, áp suất, và thời gian được kiểm soát chặt chẽ. Bã đậu nành okara được xử lý để tạo ra hydrochar và nước thải giàu chất dinh dưỡng. Các yếu tố như nhiệt độ, thời gian, và nồng độ dung môi được điều chỉnh để tối ưu hóa quá trình chiết xuất.

2.2. Phân tích và đánh giá

Các phương pháp phân tích bao gồm đo lường hàm lượng phốt pho, nitơ, và axit humic trong nước thải HTC. Tính chất nhiên liệu của hydrochar được đánh giá thông qua các chỉ số như HHV, hàm lượng tro, và chất bay hơi. Các kết quả được so sánh với các loại nhiên liệu truyền thống để đánh giá tiềm năng ứng dụng.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy quá trình HTC hiệu quả trong việc chiết xuất các chất dinh dưỡng từ bã đậu nành okara. Phốt pho và nitơ được thu hồi với hiệu suất cao trong điều kiện tối ưu. Hydrochar có tính chất nhiên liệu tốt với HHV cao, hàm lượng tro thấp, và chất bay hơi phù hợp. Nước thải HTC chứa nhiều chất dinh dưỡng và axit humic, có tiềm năng ứng dụng trong nông nghiệp.

3.1. Chiết xuất chất dinh dưỡng

Kết quả cho thấy quá trình HTC hiệu quả trong việc chiết xuất phốt pho và nitơ từ bã đậu nành okara. Các yếu tố như nhiệt độ, thời gian, và nồng độ dung môi ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất chiết xuất. Điều kiện tối ưu được xác định để đạt hiệu suất cao nhất.

3.2. Tính chất nhiên liệu của hydrochar

Hydrochar có tính chất nhiên liệu tốt với HHV cao, hàm lượng tro thấp, và chất bay hơi phù hợp. So sánh với các loại nhiên liệu truyền thống, hydrochar có tiềm năng ứng dụng cao trong sản xuất năng lượng và cải tạo đất.

IV. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của quá trình hydrothermal carbonization (HTC) trong việc xử lý bã đậu nành okara và thu hồi các chất dinh dưỡng. Hydrochar có tính chất nhiên liệu tốt và tiềm năng ứng dụng cao. Tuy nhiên, cần thêm các nghiên cứu để tối ưu hóa quá trình và mở rộng ứng dụng trong thực tế.

4.1. Kết luận

Nghiên cứu đã thành công trong việc chiết xuất chất dinh dưỡng từ bã đậu nành okara và đánh giá tính chất nhiên liệu của hydrochar. HTC là phương pháp hiệu quả để xử lý chất thải nông nghiệp và tạo ra các sản phẩm có giá trị.

4.2. Khuyến nghị

Cần thêm các nghiên cứu để tối ưu hóa quá trình HTC và mở rộng ứng dụng trong thực tế. Việc kết hợp HTC với các công nghệ khác có thể nâng cao hiệu quả xử lý và tạo ra các sản phẩm có giá trị cao hơn.