Ứng dụng dung môi eutectic sâu vào sản xuất chitosan từ vỏ tôm lột xác
Nhóm: FIKA
Giới thiệu giải pháp:
- Việc ứng dụng dung môi eutectic sâu vào sản xuất chitosan từ vỏ lột xác tôm giúp giải quyết được vấn nạn ô nhiễm môi trường có thể phát sinh từ nguồn nguyên liệu vỏ lột xác đến lượng nước thải của quy trình sản xuất chitosan bằng phương pháp truyền thống (xử lý bằng acid để khử khoáng, bazơ để khử protein và deacetyl hóa) từ đó góp phần giảm chi phí cho việc xử lý môi trường. Hơn nữa, phần dịch sau ly tâm của quá trình thu nhận chitosan bằng dung môi eutectic sâu có thể được sử dụng để làm màng sinh học nên gần như quy trình ứng dụng dung môi eutectic sâu không tạo ra bất kì lượng thải bỏ nào rất phù hợp với xu hướng phát triển bền vững.
- Bên cạnh đó, việc thu hồi và sản xuất chitosan từ nguồn nguyên liệu vỏ lột xác tôm còn góp phần tạo ra một sản phẩm có giá trị cao, từ đó nâng cao được giá trị sử dụng của con tôm, góp phần tăng thêm thu nhập cho người dân.
Xuất xứ giải pháp:
Nhóm sinh viên trường Đại học Công Thương TP. Hồ Chí Minh
Tính sáng tạo và đổi mới:
Dự án "Ứng dụng dung môi eutectic sâu vào sản xuất chitosan từ vỏ tôm lột xác" nhằm phát triển một phương pháp chiết xuất chitin thân thiện với môi trường, giảm thiểu ô nhiễm so với phương pháp truyền thống. Nghiên cứu tập trung vào tận dụng nguồn phế phẩm vỏ tôm lột xác từ quá trình nuôi thâm canh tôm thẻ chân trắng, một nguồn nguyên liệu dồi dào nhưng chưa được khai thác hiệu quả. Phương pháp sử dụng dung môi eutectic sâu (DES) thay thế axit và kiềm mạnh, giúp tối ưu hóa quá trình khử khoáng và khử protein, đồng thời tăng độ tinh khiết của chitin thu nhận được. Kết quả nghiên cứu không chỉ góp phần nâng cao giá trị kinh tế của ngành thủy sản mà còn giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, hướng tới một quy trình sản xuất bền vững hơn.
Tính ứng dụng:
Kết quả của nghiên cứu này có thể được ứng dụng tại các cơ sở sản xuất chitin/chitosan ở quy mô vừa và nhỏ do yêu cầu về công nghệ đơn giản, chi phí thiết bị không quá cao. Các kết quả đã được tiến hành ở điều kiện phòng thí nghiệm. Bên cạnh đó, các thông số công nghệ còn là cơ sở tham chiếu để ứng dụng dung môi eutectic sâu vào thu nhận chitin/chitosan từ các nguyên liệu tương tự như vỏ tôm từ quá trình sản xuất tôm PTO, vỏ cua, vỏ ghẹ,
Tính hiệu quả:
Tận dụng được nguồn vỏ tôm lột xác là phế phẩm chính trong quy trình nuôi trồng thủy sản, từ đó sản xuất ra sản phẩm Chitin xanh, sạch, thân thiện môi trường. Vỏ tôm lột xác có thể được dùng để sản xuất phân bón hữu cơ hay làm thức ăn chăn nuôi. Tuy nhiên, để sản xuất ra được phân bón với số lượng lớn, vỏ tôm lột xác phải được kết hợp với nhiều nguyên liệu khác như trấu, chế phẩm vi sinh và nước,… Nhiều nguyên liệu với số lượng lớn làm ảnh hưởng đến tính kinh tế của nhà sản xuất. Bên cạnh đó người sản xuất cần phải tính chi phí cho các loại dụng cụ chứa hay thùng ủ với kích thước to, từ đó làm giảm hiệu quả kinh tế của người dân xuống. Hay để sản xuất thức ăn chăn nuôi từ vỏ tôm, cần đầu tư nhiều chi phí vào các máy móc như máy nghiền, máy trộn, hệ thống sấy,.. Đây là những thiết bị đắt tiền cần có quy mô lớn để để thuận tiện cho quy trình sản xuất. Nên đây cũng không phải là giải pháp tối ưu cho người dân nuôi trồng hay sản xuất tôm.
Trong khi sản xuất ra sản phẩm chitin/chitosan xanh chỉ cần vỏ tôm lột xác kết hợp với dung môi DES. Về tính kinh tế, sản phẩm chitin/chitosan xanh mang lại hiệu quả cao hơn. Bên cạnh đó với công nghệ trên hoàn toàn có thể ứng dụng tại các cơ sở sản xuất chitin/chitosan ở quy mô vừa và nhỏ do yêu cầu về công nghệ đơn giản, chi phí thiết bị không quá cao. Giảm thiểu được các vấn đề về chi phí nguyên liệu kết hợp hay máy móc, thiết bị sản xuất. Với tính ưu việt của công nghệ dung môi DES có thể được tái sử dụng nhiều lần hạn chế khả năng ô nhiễm nước giảm chi phí xử lý môi trường. Sản xuất chitin ở điều kiện ít khắc nghiệt hơn so với phương pháp truyền thống sử dụng acid/kiềm giảm được khả năng ăn mòn thiết bị từ đó giảm được chi phí khấu hao thiết bị ở quy mô công nghiệp.
Tiềm năng phát triển:
Đề tài dự án được thực hiện bởi nhóm sinh viên và được hướng dẫn bới giảng viên dày dặn kinh nghiệm của trường Đại học Công Thương TP. Hồ Chí Minh. Bên cạnh đó nhóm đang tiến hành phối hợp với Phân viện nghiên cứu Hải sản phía Nam để triển khai và tiến hành sản xuất thử nghiệm tại một số cơ sở sản xuất trên địa bàn tỉnh Bến Tre.
Tiêu chí về cộng đồng:
- Việc ứng dụng dung môi eutectic sâu vào sản xuất chitosan từ vỏ lột xác tôm giúp giải quyết được vấn nạn ô nhiễm môi trường có thể phát sinh từ nguồn nguyên liệu vỏ lột xác đến lượng nước thải của quy trình sản xuất chitosan bằng phương pháp truyền thống (xử lý bằng acid để khử khoáng, bazơ để khử protein và deacetyl hóa) từ đó góp phần giảm chi phí cho việc xử lý môi trường. Hơn nữa, phần dịch sau ly tâm của quá trình thu nhận chitosan bằng dung môi eutectic sâu có thể được sử dụng để làm màng sinh học nên gần như quy trình ứng dụng dung môi eutectic sâu không tạo ra bất kì lượng thải bỏ nào rất phù hợp với xu hướng phát triển bền vững.
- Bên cạnh đó, việc thu hồi và sản xuất chitosan từ nguồn nguyên liệu vỏ lột xác tôm còn góp phần tạo ra một sản phẩm có giá trị cao, từ đó nâng cao được giá trị sử dụng của con tôm, góp phần tăng thêm thu nhập cho người dân.
Cơ sở hạ tầng:
Yêu cầu cơ sở hạ tầng bao gồm các thiết bị:
Thiết bị trích ly điều nhiệt
thiết bị ly tâm
thiết bị sấy đối lưu
Khoảng thời gian triển khai: 1 năm
Số người tham gia: 3