Kinh tế Khoa học - công nghệ

16/09/2014 - 17:18

Sản phẩm hữu ích từ tro trấu

TTH -


Từ phế phẩm tro trấu, PGS.TS. Trần Ngọc Tuyền, khoa Hoá, Trường đại học Khoa học - Đại học Huế đã nghiên cứu thành công vật liệu zeolite góp phần giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường do vỏ trấu.

Hệ thống thiết bị sản xuất zeolite do nhóm nghiên cứu thiết kế

Đây là kết quả của đề tài nghiên cứu khoa học cấp tỉnh 2012-2014: “Xây dựng quy trình sản xuất vật liệu zeolite 4A từ tro trấu và ứng dụng để xử lý nước ao hồ nuôi trồng thuỷ sản” do PGS.TS. Trần Ngọc Tuyền làm chủ nhiệm.

Nhu cầu cấp thiết
Với việc vừa sử dụng năng lượng tạo ra khi đốt từ vỏ trấu, vừa tận dụng phế thải tro trấu để tạo ra những sản phẩm hữu ích, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp tỉnh 2012-2014: “Xây dựng quy trình sản xuất vật liệu zeolite 4A từ tro trấu và ứng dụng để xử lý nước ao hồ nuôi trồng thuỷ sản” của PGS.TS.Trần Ngọc Tuyền đã được Bộ Khoa học và Công nghệ đánh giá là đề tài công nghệ xanh, có ý nghĩa lớn về thực tiễn và triển vọng phát triển trong sản xuất.
Zeolite là vật liệu có nhiều ứng dụng. Trong lĩnh vực nuôi trồng thuỷ sản, zeolite được dùng để xử lý ô nhiễm NH3 (một dạng khí độc do vi khuẩn yếm khí sinh ra ở tầng đáy hồ nuôi trồng thuỷ sản, rất độc đối với tôm và là một nguyên nhân gây ra dịch bệnh ở tôm).
Trong nông nghiệp, zeolite được sử dụng làm phân bón bằng cách trộn thêm các loại phân đạm, lân, kali và các nguyên tố vi lượng, giúp hạn chế tối đa sự rửa trôi, tiết kiệm lượng phân bón, tăng độ phì nhiêu, xốp, ẩm cho đất. Zeolite còn được trộn vào thức ăn để hấp phụ chất độc trong cơ thể vật nuôi, tăng khả năng kháng bệnh. Zeolite cũng được dùng làm phụ gia trong sản xuất bột giặt, thay thế chất phụ gia trợ giặt được dùng phổ biến hiện nay là natri tripolyphotphat (bởi chất phụ gia trợ giặt này thường gây nên hiện tượng phú dưỡng, làm sông hồ bị ô nhiễm trầm trọng); làm chất xúc tác trong lĩnh vực lọc hoá dầu;...
Hàng năm, ngành nuôi trồng thủy sản nước ta sử dụng hàng trăm ngàn tấn zeolite để xử lý nước hồ nuôi tôm. Trong lĩnh vực sản xuất chất giặt rửa, mỗi năm nước ta cần sử dụng hàng chục ngàn tấn zeolite để làm phụ gia trợ giặt. Cho đến nay, Việt Nam vẫn chưa phát hiện được mỏ zeolite nào có trữ lượng lớn, có thể khai thác quy mô công nghiệp và hầu như phải nhập khẩu từ Indonesia, Trung Quốc và Thái Lan, PGS. Tuyền cho biết. - Do vậy, việc nghiên cứu tổng hợp zeolite nhân tạo có chất lượng tốt, giá thành rẻ, chủ động nguồn nguyên liệu, đáp ứng nhu cầu lớn trong thực tiễn là vấn đề hết sức cấp thiết”.
Giải quyết bài toán nguyên liệu và ô nhiễm
Các phương pháp tổng hợp zeolite nhân tạo lâu nay chủ yếu đi từ các nguồn nguyên liệu chứa silic khác nhau trong tự nhiên như cát trắng, cao lanh,... Ưu điểm của cách làm này là tận dụng nguồn nguyên liệu phổ biến trong tự nhiên; tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là quy trình sản xuất phức tạp, tiêu tốn nhiều năng lượng, giá thành sản phẩm khá cao.
“Trong một lần đi công tác ở miền Nam, thấy các bãi vỏ trấu khổng lồ ở các nhà máy xay xát lúa ở vùng đồng bằng sông Cửu Long, ngoài một phần được sử dụng làm chất đốt, phần lớn vỏ trấu bị đốt bỏ hoặc thải trực tiếp xuống sông vừa gây mô nhiễm môi trường vừa lãng phí nguồn phụ phẩm này, tôi đã tình cờ nảy ra ý tưởng khai thác vỏ trấu để tạo ra những sản phẩm hữu ích”, PGS.Tuyền kể.
“Chỉ trong năm 2013, Việt Nam sản xuất được khoảng 44 triệu tấn lúa. Trong thành phần của hạt lúa, vỏ trấu chiếm khoảng 20%. Như vậy mỗi năm ngành nông nghiệp nước ta thải ra gần 8,8 triệu tấn vỏ trấu. Điều thú vị là trong tro trấu chứa một lượng lớn SiO2, khoảng 90 - 95% về khối lượng. Đặc biệt, SiO2 này tồn tại ở dạng vô định hình, cấp hạt siêu mịn, có hoạt tính cao, có thể sử dụng để sản xuất zeolite có chất lượng tốt”, PGS. Tuyền cho biết.
Theo PGS. Tuyền, việc sử dụng tro trấu làm nguyên liệu để sản xuất zeolite cùng một lúc giải quyết được 2 vấn đề: thứ nhất là, quá trình sản xuất thuận lợi hơn so với đi từ các nguyên liệu thông thường khác như khoáng sét, cát, giá thành sản phẩm rẻ, đáp ứng nhu cầu to lớn trong thực tiễn đặc biệt là trong lĩnh vực xử lý nước hồ nuôi trồng thuỷ sản. Vấn đề thứ hai là sẽ khai thác sử dụng một cách hiệu quả nguồn phế thải vỏ tro trấu khổng lồ, giảm thiểu khả năng gây ô nhiễm môi trường.
PGS.Tuyền ấp ủ đề tài này và cùng các cộng sự mày mò nghiên cứu cách đây 4 năm. “Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi gặp rất nhiều khó khăn, đặc biệt vì đây là đề tài xây dựng quy trình sản xuất ở quy mô pilot, nên chúng tôi phải tự mày mò, thiết kế, chế tạo các thiết bị phản ứng, lọc ly tâm, kết tinh, sấy, nghiền, vo viên… bằng vật liệu bền trong môi trường kiềm, có công suất đáp ứng yêu cầu của đề tài”, PGS.Tuyền cho hay.
Sau 2 năm nghiên cứu, PGS.Tuyền và các cộng sự đã xây dựng được quy trình sản xuất zeolite 4A hoàn chỉnh ở quy mô pilot (5 kg zeolite 4A/mẻ); sản phẩm có các thông số kỹ thuật: thành phần hóa học, thành phần pha, cấp hạt, dung lượng trao đổi cation, tốc độ trao đổi cation… đều tương đương với zeolite 4A tinh khiết nhập khẩu từ Thái Lan, Trung Quốc. Sản phẩm zeolite 4A sản xuất từ tro trấu cũng được Công ty DASO kiểm nghiệm chất lượng và chứng nhận đạt yêu cầu làm phụ gia trong sản xuất bột giặt. Đề tài cũng đã xây dựng được quy trình sản xuất zeolite dạng bột và dạng viên dùng để xử lý nước trong nuôi trồng thuỷ sản từ zeolite 4A tinh thiết và phụ gia. Sản phẩm này được thử nghiệm khả năng xử lý ô nhiễm TAN (tổng NH3 và NH4+) trong hồ nuôi tôm sú nước lợ ở Điền Môn, Phong Điền và hồ nuôi cá nước ngọt ở Thủy Dương, Hương Thủy, đạt hiệu quả rất tốt, các mẫu nước sau khi xử lý đều có nồng độ TAN giảm đạt yêu cầu chất lượng nước nuôi trồng thủy sản theo QCVN 38-2011.
“Hiện một số doanh nghiệp ở miền Nam quan tâm, mong muốn hợp tác để tiếp tục nghiên cứu triển khai sản xuất thử nghiệm sản phẩm zeolite 4A từ tro trấu. Chúng tôi cũng đang xúc tiến thủ tục đăng ký bản quyền sản phẩm ở Cục Sở hữu trí tuệ của Bộ Khoa học Công nghệ”, PGS. Tuyền báo tin vui.

Bài và ảnh: Ngọc Hà

Chia sẻ bài viết


ĐỒNG HÀNH CÙNG DOANH NGHIỆP