“Nghiên cứu tái sử dụng phụ phẩm vỏ tôm để tổng hợp chitin hydrogel làm chất trợ ẩm đất :Luận văn Thạc sĩ - Chuyên ngành : Quản lý Tài nguyên và Môi trường

BỘ CÔNG THƢƠNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRẦN MẠNH HÙNG

NGHIÊN CỨU TÁI SỬ DỤNG VỎ TÔM ĐỂ

TỔNG HỢP CHITIN HYDROGEL LÀM CHẤT

TRỢ ẨM ĐẤT

Ngành : QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG

Mã ngành : 8.85.01.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022

Công trình đƣợc hoàn thành tại Trƣờng Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh.

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Trƣơng Thị Cẩm Trang

Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại Hội đồng ch m ảo vệ Luận văn thạc sĩ Trƣờng

Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày 13 tháng 08 năm 2022

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1. PGS.TS. Lê Hùng Anh....................................- Chủ tịch Hội đồng

2. TS. Đào Minh Trung .......................................- Phản biện 1

3. PGS.TS. Đinh Đại Gái ....................................- Phản biện 2

4. TS. Nguyễn Thanh Phong...............................- Ủy viên

5. TS. Trần Thị Tƣờng Vân.................................- Thƣ ký

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG VIỆN TRƢỞNG VIỆN KHCN &QLMT

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Trần Mạnh Hùng ................................ MSHV: 18000171

Ngày, tháng, năm sinh: 13/01/1992 ............................... Nơi sinh: Vĩnh Long

Ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trƣờng................... Mã số: 60.85.01.01

I. TÊN ĐỀ TÀI:

“Nghiên cứu tái sử dụng phụ phẩm vỏ tôm để tổng hợp chitin hydrogel làm ch t trợ

ẩm đ t”

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Đề xu t quy trình chiết tách Chitin từ vỏ tôm và quy trình tổng hợp chitin

hydrogel

- Tổng hợp vật liệu Chitin Hydrogel từ Chitin và khảo sát các tính ch t của Chitin

Hydrogel chế tạo từ vỏ tôm.

- Khảo sát khả năng sinh trƣởng của cây khi có trợ ẩm của vật liệu sinh học Chitin

Hydrogel và đánh giá độ ẩm của đ t khi đƣợc bổ sung Chitin Hdrogel

II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/01/2021

III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 13/07/2022

IV. NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Trƣơng Thị Cẩm Trang

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 13 tháng 08 năm 2022

NGƢỜI HƢỚNG DẪN

TS. TRƢƠNG THỊ CẨM TRANG

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƢỜNG

PGS.TS. LÊ HÙNG ANH

BỘ CÔNG THƢƠNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

i

LỜI CẢM ƠN

Với lòng kính trọng và iết ơn sâu sắc, Tôi xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới Thầy

hƣớng dẫn là TS. Trƣơng Thị Cẩm Trang đã tận tình giúp đỡ Tôi từ việc định

hƣớng xây dựng nghiên cứu, triển khai nội dung và đóng góp ý kiến để chỉnh sửa

hoàn thành áo cáo.

Đồng thời, Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Viện Khoa học Công nghệ và Quản lý Môi

trƣờng – Trƣờng đại học Công nghiệp Tp Hồ Chí Minh và đội ngũ Thầy/Cô tham

gia giảng dạy đã truyền đạt cho tôi những kiến thức chuyên ngành, làm nền tảng để

tôi có thể hoàn thành luận văn nghiên cứu.

Ngoài ra, Tôi xin gửi lời tri ân tới các học viên lớp, ngƣời thân và bạn è về những

động viên, chia sẻ, giúp đỡ Tôi trong quá trình thực hiện luận văn.

ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Việc tiến hành nghiên cứu chế tạo vật liệu sinh học Hydrogel từ vỏ tôm nhằm sử

dụng nhƣ vật liệu giữ nƣớc trong canh tác sẽ mang lại lợi ích kép cả về kinh tế và

môi trƣờng. Mục tiêu của nghiên cứu là để chiết tách chitin hydrogel và đánh giá

khả năng giữ ẩm của đ t khi đƣợc bổ sung vật liệu chitin hydrogel. Quá trình chiết

tách và chế tạo chitin hydrogel đƣợc thực hiện tại phòng thí nghiệm phân tích môi

trƣờng – Trƣờng đại học Khoa học Tự Nhiên Thành phố Hồ Chí Minh. Tính ch t

của vật liệu hydrogel đƣợc xác định thông qua phổ FT-IR, SEM, độ ngậm nƣớc

(EWC) và khả năng phân hủy sinh học. Khả năng trợ ẩm của vật liệu đƣợc đánh giá

thông qua các khảo sát về ảnh hƣởng của khối lƣợng vật liệu, lƣợng nƣớc tƣới đến

khả năng giữ ẩm và khả năng sinh trƣởng của cây. Kết quả nghiên cứu cho th y

hiệu su t chiết tách chitin là 18,05%, hiệu su t tổng hợp 1g chitin an đầu sẽ tạo

thành 30,315 g vật liệu chitin Hydrogel. Việc bổ sung vật liệu có thể làm tăng độ

ẩm của đ t và khả năng sinh trƣởng của cây. Khả năng sinh trƣởng của cây tối ƣu

tƣơng ứng với tỷ lệ bổ sung vật liệu trợ ẩm là 5g. Vật liệu giữ ẩm này có thể đƣợc

sử dụng trong nông nghiệp ở độ sâu 6-12 cm tính từ bề mặt đ t.

Từ khóa: Vỏ tôm, Chitin, chitin hydrogel, trợ ẩm đ t

iii

ABSTRACT

Conducting research to create hydrogel biomaterials from shrimp shells for use as a

water-retaining material in farming will provide economic and environmental

benefits. The study's goal was to extract chitin hydrogel and assess the soil's ability

to retain moisture when chitin hydrogel was added. The extraction and fabrication

of chitin hydrogel took place at the environmental analysis laboratory of the

University of Natural Sciences in Ho Chi Minh City. The hydrogel materials'

properties were determined using FT-IR, SEM, hydration (EWC), and

biodegradability spectra. Surveys on the effects of material weight, amount of

irrigation water on moisture holding capacity, and plant growth were used to assess

the ability of materials to support moisture. According to the research findings, the

chitin extraction efficiency is 18.05 percent, and the initial yield of 1g chitin will

yield 30,315 g chitin Hydrogel material. Material addition can increase soil

moisture and plant growth. With the addition of moisture-supporting materials, the

optimal plant growth was 5g. This moisture-retaining material can be used in

agriculture at depths ranging from 6 to 12 cm below the soil's surface.

Key words: Shrimp shell, Chitin, Hydrogel chitin, soil moisture

iv

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên là Trần Mạnh Hùng, là tác giả của luận văn “Nghiên cứu tái sử dụng vỏ

tôm để tổng hợp chitin hydrogel làm chất trợ ẩm đất”, Tôi xin cam đoan luận văn

này là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân tôi dƣới sự hƣớng dẫn của TS.

Trƣơng Thị Cẩm Trang. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là

trung thực, không sao chép từ b t kỳ một nguồn nào và dƣới b t kỳ hình thức nào.

Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã đƣợc thực hiện trích dẫn và ghi

nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Tôi xin cam đoan các nội dung ghi trên là đúng sự thật và hoàn toàn chịu trách

nhiệm về toàn ộ nội dung nghiên cứu và kết quả của luận văn.

Học viên

Trần Mạnh Hùng

v

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................i

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ.............................................................................ii

ABSTRACT.............................................................................................................. iii

LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................iv

MỤC LỤC...................................................................................................................v

DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................ix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT......................................................................................x

MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1

1. Đặt v n đề ...............................................................................................................1

2. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................2

3. Nội dung nghiên cứu:..............................................................................................2

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu...........................................................................3

4. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................3

5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài.....................................................................................3

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU ...................................5

1.1 Tình hình phát triển ngành nuôi trồng chế iến tôm.............................................5

1.2 Tổng quan về đặc tính của vỏ tôm ........................................................................6

1.3 Tổng quan về Chitin..............................................................................................9

1.4 Tổng quan về Hydrogel.......................................................................................17

1.5 Tổng quan về các phƣơng pháp giữ ẩm đ t và polyme phân hủy sinh học ........23

1.6 Tổng quan về v n đề nghiên cứu ........................................................................24

CHƢƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................29

2.1 Nội dung nghiên cứu...........................................................................................29

2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu.....................................................................................30

CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU..................................................................41

3.1 Nghiên cứu chiết tách Chitin từ vỏ tôm và tổng hợp chitin hydrogel.................41

3.2 Khảo sát các tính ch t của Chitin Hydrogel chế tạo từ vỏ tôm...........................49