Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và tối ưu thiết bị bọc hạt, ứng dụng sản xuất phân Urê nhả chậm :Báo cáo tổng kết đề tài Khoa học cấp trường - Khoa Công nghệ Hóa học

BỘ CÔNG THƯƠNG

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO KHOA HỌC TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và tối ưu thiết bị bọc

hạt, ứng dụng sản xuất phân Urê nhả chậm

Mã số đề tài: 171.4131

Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Hữu Trung

Đơn vị thực hiện: Khoa Công nghệ Hóa học

TP Hồ Chí Minh, 10/2018

BỘ CÔNG THƯƠNG

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

1

LỜI CẢM ƠN

Chân thành cảm ơn các thành viên nhóm nghiên cứu đã tham gia thực

hiện, triển khai và tổ chức nghiên cứu trong đề tài, PGS. TS. Trịnh Văn Dũng

vai trò cố vấn nghiên cứu và định hướng nghiên cứu cho đề tài

Trân trọng cảm ơn Tổ Bộ môn Máy và Thiết bị Hóa học, Khoa Công nghệ

Hóa học đã giúp đở, hỗ trợ về thời gian, cơ sở vật chất thí nghiệm để giúp chúng

tôi hoàn thành nghiên cứu này.thực hiện và hoàn thành đề tài nghiên cứu

Cảm ơn Phòng Quản lý Khoa học và Hợp tác Quốc tế - Trường Đại học

Công nghiệp TP. HCM đã hướng dẫn và hỗ trợ các thủ tục hành chánh trong

quá trình nghiệm thu đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường.

Chân thành cảm ơn Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh giúp

đở, hỗ trợ về kinh phí (mã số đề tài 171.4131) để thực hiện đề tài.

2

PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG

I. Thông tin tổng quát

1.1. Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và tối ưu thiết bị bọc hạt, ứng dụng sản

xuất phân Urê nhả chậm

1.2. Mã số: 171.4131

1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài

TT Họ và tên Đơn vị công tác Vai trò thực hiện đề tài

1 ThS. Nguyễn Hữu Trung Trường ĐH Công

nghiệp TP.HCM

Chủ nhiệm, chịu trách nhiệm toàn

bộ hoạt động, công việc của đề tài

2 PGS. TS. Trịnh Văn Dũng Trường ĐH Bách

Khoa TP.HCM

Định hướng phương pháp, nội

dung, công việc nghiên cứu

3 ThS. Phạm Thành Tâm Trường ĐH Công

nghiệp TP.HCM

Hỗ trợ nghiên cứu xác định chỉ tiêu,

thông số, đánh giá chất lượng sản

phẩm và thử nghiệm

4 ThS. Võ Thanh Hưởng Trường ĐH Công

nghiệp TP.HCM

Hỗ trợ nghiên cứu xây dựng mô

hình, tối ưu hóa thực nghiệm

5 Võ Thị Mai Trường ĐH Công

nghiệp TP.HCM

Hỗ trợ nghiên cứu xác định thông

số quá trình bọc

1.4. Đơn vị chủ trì: Khoa Công nghệ Hóa học

1.5. Thời gian thực hiện:

1.5.1. Theo hợp đồng: từ tháng 04 năm 2017 đến tháng 03 năm 2018.

1.5.2. Gia hạn (nếu có): đến tháng 09 năm 2018

1.5.3. Thực hiện thực tế: từ tháng 04 năm 2017 đến tháng 09 năm 2018

1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): không có

(Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết quả nghiên cứu và tổ chức thực hiện; Nguyên

nhân; Ý kiến của Cơ quan quản lý)

1.7. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: 48,6 triệu đồng.

3

II. Kết quả nghiên cứu

2.1. Đặt vấn đề

2.1.1. Những vấn đề thách thức khi sử dụng phân bón truyền thống

Năm 1998, Smil đã dự đoán những vấn đề tiềm ẩn về môi trường do sự dư thừa đạm

trong quá trình cung cấp phân bón cho cây trồng. Sự thất thoát nitơ ra ngoài không khí chiếm

một lượng khá lớn và được xem như một nguyên nhân chính làm tăng lượng nitơ trong bầu

khí quyển. Mỗi năm, tầng nước ngầm và nước bề mặt nhận được khoảng từ 32 đến 45 triệu

tấn nitơ. Tại nhiều khu vực trên thế giới, nitơ và photpho đã xảy ra tình trạng tích tụ thành

một lượng quá lớn gây ảnh hưởng lớn tới môi trường, sức khỏe và hệ sinh thái (A. Shaviv,

2000).

Ở Việt Nam, theo ước tính năm 2014 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn,

nhu cầu phân bón ở Việt Nam hiện nay vào khoảng 11 triệu tấn các loại. Trong đó, Urea

khoảng 2 triệu tấn, DAP khoảng 900.000 tấn, SA 850.000 tấn, Kali 950.000 tấn, phân Lân

trên 1,8 triệu tấn, phân NPK khoảng 3,8 triệu tấn, ngoài ra còn có nhu cầu khoảng 400.000

– 500.000 tấn phân bón các loại là vi sinh, phân bón lá. Theo nghiên cứu của Viện Khoa học

nông nghiệp Việt Nam (VAAS), ở nước ta hiệu suất sử dụng phân bón chỉ đạt trung bình 45

– 50% với phân urê, 25 – 35% với lân, 60% với kali. Điều này cho thấy hàng năm khoảng

1,77 triệu tấn phân urê; khoảng 2,07 triệu tấn phân lân và khoảng 800 ngàn tấn kali không

được cây trồng hấp thụ, bị thất thoát ra ngoài (Hội nghị phân bón và hóa chất trong canh tác

nông nghiệp, Hà Nội, 14/11/2014).

Xét về mặt kinh tế thì khoảng 50 – 55% (tương đương 5 triệu tấn) lượng phân bón

hàng năm cây trồng chưa sử dụng được, đồng nghĩa với việc 50% lượng tiền người nông

dân bỏ ra mua phân bón bị lãng phí, với tổng thất thoát lên tới khoảng 44 nghìn tỷ đồng/năm.

Xét về mặt môi trường, lượng phân bón bị thất thoát một phần các chất dinh dưỡng có

trong phân bón được giữ lại trong các keo đất là nguồn dinh dưỡng dự trữ cho vụ sau, một

phần bị rửa trôi theo nước mặt do mưa, theo các công trình thủy lợi ra các ao, hồ, sông suối

gây ô nhiễm nguồn nước mặt, một phần bị rửa trôi theo chiều dọc xuống tầng nước ngầm và

một phần bị bay hơi do tác động của nhiệt độ hay quá trình phản nitrat hóa gây ô nhiễm

không khí (L. V. Khoa, N. X. Cự, T. T. Cường và N. Đ. Giáp, 2011). Trong số đó, lượng

phân urê thất thoát do sản xuất lúa gây ra đối với việc ô nhiễm môi trường là vấn đề đáng

được quan tâm nhất hiện nay.

Phân bón phân giải chậm hoặc phân bón phân giải có kiểm soát (phân thông minh) là

một giải pháp hữu hiệu có thể giải quyết được những vấn đề trên. Với khả năng khuếch tán

chậm qua lớp màng bọc và hàm lượng dinh dưỡng duy trì mức độ cao sau 1 đến 2 tháng (tùy

điều kiện khí hậu) nên một vụ mùa chỉ cần bón 1 đến 2 lần với một lượng vừa phải, tiết kiệm

được thời gian và chi phí. Lượng dinh dưỡng phải mất thời gian lâu (1 đến 2 tháng) mới

phân giải hết làm tăng khả năng hấp thụ của cây như: N (60% - 90%), P (30%-60%), K

(70%-90%). Lượng phân bón bị thất thoát là rất ít, gần như không đáng kể, không gây độc

4

hại cho môi trường, tăng năng suất cây trồng (A. Shaviv, 2000). Ngoài ra, phân bón phân

giải chậm hoặc phân thông minh cỏn giúp giảm khả năng cháy lá khi bón phân.

2.1.2. Những nghiên cứu phân bón phân giải chậm và phân thông minh gần đây

Quá trình nghiên cứu phân bón phân giải chậm và phân thông minh trên thế giới đã có

những bước tiến, thành tựu đáng kể về loại màng bọc và cấu trúc các loại phân bón như sau

(A. Shaviv, 2000):

- Phân Urê Formandehyt (UF) là hợp chất hữu cơ - nitơ được xem là loại phân urê

phân giải chậm đầu tiên và được sử dụng rộng rãi. Badishe Anilin và Soda-Fabrik

nhận được bằng sáng chế đầu tiên, DRP 431585 năm 1924. UF sản xuất thương mại

đầu năm 1955, khoảng một thập kỷ trước khi sản xuất các phân phân giải chậm

khác. Tiếp theo đó là các sáng chế tạo hợp chất Nitơ với Andehyt và các hợp chất

tổng hợp khác: Isobutyliden điurê (IBDU) được điều chế bằng phản ứng isobutyl

andehyt lỏng với urê chứa khoảng 31%N; Triazone dựa trên phản ứng của urê với

amoniac – formandehyt chứa khoảng 28%N; Điurê Crotnylidene (CDU) do phản

ứng urê và acetandehyt với xúc tác là axit chứa khoảng 32%N.

- Urê phủ lưu huỳnh (SCU) đã được phát triển tại phòng thí nghiệm TVA (Tennessee

Valley Authority) và sản xuất thương mại trong gần 30 năm (Bluoin và Rindt, 1967;

Landels, 1994). Sản phẩm này chứa từ 31 đến 38%N. Tuy nhiên, hiệu suất sử dụng

SCU cũng còn thấp. Vì vậy, một số nhà sản xuất tiến hành bao phủ thêm một hợp

chất polymer, như nhựa nhiệt dẻo, được gọi là phân PSCU. Lớp polymer này giúp

giảm khả năng hòa tan xuống gần 30%. Phân SCU và PSCU đang được sử dụng

phổ biến trong nông nghiệp hiện nay.

- Phân phân giải chậm bọc polymer (PCU) đầu tiên là polymer gốc ankyl, Osmocote,

được sản xuất thương mại tại California vào năm 1967, tiếp theo là lớp bọc

polyurêthan (Polyon, Plantacote, Nulticote, …). Sau đó, một loại phân bọc polymer

khác như poly isocyanat được nghiên cứu và phát triển, lớp phủ này phản ứng với

lõi phân bón (còn gọi là phân bón tĩnh điện – RLCF) có khả năng phân tán giảm

hơn. Phân bón bọc polymer dạng nhựa nhiệt dẻo như polyetylen bằng cách hòa tan

vật liệu bọc trong một hidrocacbon clorua và phun trong thiết bị tầng sôi (Fujita và

các công sự, 1983, 1989; Shoji và Gandeza, 1992; Fujita, 1995) được xem cho khả

năng kiểm soát hòa tan tốt hơn.

- Phân bón vơ cơ hòa tan thấp bao gồm các hợp chất có công thức chung

MeNH4PO4.xH2O (Hauck, 1985; Landels, 1991, 1994), trong đó Me là các cation

hóa trị 2 như Mg, Fe, Zn và Mn. Loại phân này có hàm lượng N tương đối nhỏ

(khoảng 10%) trong khi hàm lượng P khá lớn (khoảng 50%), do hàm lượng N nhỏ

và khó kiểm soát hòa tan nên thực tế được dùng rất hạn chế.

Ở Việt Nam, năm 1999, PGS. TS Trần Khắc Chương, Đại học Bách khoa TP. HCM,

đã xây dựng được quy trình sản xuất phân bón nhả chậm urê, dựa trên nền zeolite tổng hợp

từ hỗn hợp zeolite, cao lanh, đất sét và chất xúc tác ở nhiệt độ cao để tạo thành viên có độ

rắn vừa đủ. Nhờ đó, chất dinh dưỡng có thể được cây hấp thụ dần chứ không bị tan rã và rửa

5

trôi ngay khi xuống nước. Đặc biệt, phân bón này còn hấp thụ tốt độc tố nitrat, không gây ô

nhiễm môi trường.

Đề tài "Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất phân urê và NPK nhả chậm ứng dụng

cho các loại cây trồng vùng Tây Nguyên" do PGS. TS Nguyễn Cửu Khoa, Viện Khoa học

Vật liệu ứng dụng, làm chủ nhiệm đã tiến hành sản xuất phân nhả chậm kết hợp với chất giữ

ẩm cho 6 loại cây đặc trưng trên địa bàn Tây nguyên là cà phê, chè, bông, ngô, tiêu và cao

su. Nhóm thực hiện đề tài đã nghiên cứu tổng hợp các loại màng tinh bột bao bọc phân (tinh

bột-formalin, tinh bột-PVA, tinh bột-chitosan, ...), xác định cấu trúc và khảo sát các yếu tố

ảnh hưởng của màng đến nhả chậm phân.

Năm 2008, công ty Phân bón Bình Điền đã ký với tập đoàn Lange Stegmann-Mỹ (đơn

vị có bản quyền về sáng chế và sản xuất Agrotain) về việc độc quyền nhập khẩu và sử dụng

Agrotain tại Việt Nam, Lào và Campuchia để sản xuất nên phân đạm hạt vàng Đầu Trâu

46A+, phân NPK Agrotain, phân NPK Agrotain +TE... – “Phát minh của Mỹ chỉ có Đầu

Trâu”. Khi bón vào môi trường, một liên kết giữa chất Agrotain với men ureaza được thiết

lập khiến cho men này không còn hoạt động tự do như trước, điều đó cũng có nghĩa là NH4

trong phân urea được giải phóng chậm lại khiến cho cây hấp thụ được nhiều hơn và hạn chế

được sự thất thoát qua con đường bay hơi NH3 và N2 (http://binhdien.com/sanpham/dau￾trau-agrotain).

Từ năm 2000 đến nay, bằng các nghiên cứu khác nhau Công ty Cổ phần Phân Bón

Mùa Vàng đã tạo ra nhiều thế hệ phân viên nén nhả chậm khác nhau (gọi tên là “Phân Con

Lười”), với cơ chế giải phóng dinh dưỡng từ bên trong ra bên ngoài một cách từ từ và liên

tục kết hợp với quy trình bón sâu đã làm cho sản phẩm đem lại hiệu quả kinh tế cao cho

người trồng trọt (http://phanviennenmuavang.vn/index.php/gioi-thieu).

Trên cơ sở tổng hợp, đánh giá các nghiên cứu trên, có thể thấy việc phát triển và sử

dụng phân phân giải chậm và phân thông minh có ý nghĩa thực tế và ứng dụng, vừa nâng

cao hiệu quả sử dụng, vừa tiết kiệm về kinh tế, mà còn thân thiện với môi trường. Tuy nhiên,

hầu hết những nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung tìm kiếm màng bọc làm chậm quá

trình khuếch tán của phân vào môi trường, đồng thời đảm bảo lượng chất dinh dưỡng cung

cấp hợp lý, còn thiếu những nghiên cứu công nghệ bọc hạt và tạo hạt ứng với từng loại màng,

từng loại phân; phương pháp tính toán để triển khai công nghệ bọc và ứng dụng các loại

màng bọc phù hợp vào sản xuất.

2.2. Mục tiêu

Đề tài nhằm tiến hành nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống thiết bị bọc hạt, xác định

được thông số công nghệ tối ưu, ứng dụng sản xuất thử phân urê nhả chậm. Trong đó, bao

gồm các mục tiêu cụ thể sau:

- Nguyên cứu lựa chọn loại màng bọc hợp lý phù hợp với điều kiện canh tác, sản xuất

nông nghiệp ở Việt Nam và giá thành sản phẩm.

- Tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống thiết bị bọc hạt với màng bọc polymer.

- Xây dựng mô hình toán học công nghệ bọc hạt và tối ưu hóa quá trình.

6

- Ứng dụng sản xuất tạo phân urê phân giải chậm.

2.3. Phương pháp nghiên cứu

- Khảo sát thực nghiệm xác định yêu cầu, tính chất, đặc điểm, cấu trúc của các loại

màng bọc từ đó lựa chọn loại màng bọc tối ưu.

- Tiến hành thiết kế, chế tạo mô hình thiết bị bọc hạt.

- Khảo sát thực nghiệm, đánh giá, lựa chọn thông số của mô hình thiết bị bọc.

- Xây dựng mô hình toán của thiết bị bọc bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm.

- Tối ưu hóa thông số bằng phương pháp giải tích.

- Tạo phân urê phân giải chậm bằng hệ thống thiết bị bọc hạt.

- Đánh giá chất lượng sản phẩm bằng phương pháp đo đạt theo tiêu chuẩn TCVN.

- Xác định tính chất của màng bọc bằng Kính hiển vi điện tử quét (SEM).

2.4. Tổng kết về kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã đạt được những kết quả cơ bản sau đây:

- Khảo sát, tổng hợp và đánh giá được tính chất, đặc điểm của các loại dung dịch tạo

màng bọc và tính chất, cấu trúc của các loại màng.

- Lựa chọn và tổng hợp được dung dịch tạo màng đi từ tinh bột biến tính cation,

polyvinyl alcohol với tác nhân liên kết ngang Natri borat, tạo được lớp màng bọc

phân hủy sinh học lên bề mặt vật liệu phân ure để làm tăng thời gian hòa tan của

phân.

- Tính toán, thiết kế và chế tạo thành công hệ thống thiết bị bọc bằng đĩa quay có thể

điều chỉnh thông số góc nghiêng, tốc độ vòng quay, nhiệt độ sấy, lượng dung dịch

bọc, tốc độ phun để thực hiện quá trình bọc tạo phân ure nhả chậm.

- Khảo sát được các thông số làm việc ảnh hưởng chính đến quá trình bọc của hệ

thống thiết bị bọc hạt dạng đĩa quay, như: lượng dịch bọc, góc nghiêng cúa đĩa quay,

lưu lượng phun, áp suất phun, tốc độ vòng quay của đĩa, thời gian sấy sau bọc, nhiệt

độ sấy, …

- Xác định được các thông số ảnh hưởng chính đến quá trình bọc: thể tích dịch bọc,

góc nghiêng cúa đĩa quay, lưu lượng phun của đầu phun sương. Theo dõi, khảo sát

được mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố đến hiệu suất quá trình.

- Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm trực giao bậc hai, ba yếu tố để tiến

hành mô hình hóa quá trình. Xây dựng được phương trình hồi quy, chỉ ra mối tương

quan giữa thời gian hòa tan của phân urea sau bọc, với các yếu tố ảnh hưởng chính

đã được khảo sát.

- Xác định được tốc độ phân tán của phân dựa trên phương pháp xác định hàm lượng

ure hòa tan bằng phương pháp quang phổ theo TCVN.

- Đánh giá được ưu, nhược điểm, tính chất và đặc điểm của quá trình, từ đó xác định

được thông số tối ưu của quá trình.

7

2.5. Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận

Nghiên cứu đã tổng hợp, khảo sát, đánh giá và lựa chọn được dung dịch tạo màng có

khả năng phân hủy sinh học, phù hợp với hệ thống thiết bị bọc hạt dạng đĩa quay dựa trên

các thành phần tinh bột biến tính cation, PVA, natri tetraborat. Xác định được tính chất, cấu

trúc của màng bằng phân tích quang phổ hồng ngoại FT-IR, phân tích nhiệt trọng lượng

(TGA) và phân tích nhiệt vi sai (DSC), phép chụp hình SEM. Đánh giá được chất lượng

màng bọc ổn định. Tuy nhiên, thời gian phân tán còn thấp gấp 6 lần so với phân thường và

chất lượng mạng bọc và độ đồng đều của sản phẩm chưa cao.

Tính toán, thiết kế vào chế tạo thành công hệ thống thiết bị bọc đĩa quay kết hợp với

đầu phun cầm tay và đầu phun tự động giúp thực hiện quá trình bọc hạt phân ure thường

thành phân ure bọc. Thông số làm việc của hệ thống có thể điều khiển và điều chỉnh được

các thông số làm việc đáp ứng được nhu cầu công nghiệp, sản xuất thực tế. Hệ thống có thể

điều chỉnh góc nghiêng từ 0 đến 90o

, tốc độ vòng quay đến 300 vòng/phút, lượng tác nhân

và nhiệt độ tác nhân sấy cũng có thể điều chỉnh ổn định. Tuy nhiên, độ ổn định của quá trình

làm việc chưa cao, thiết bị hở nên còn nhiều bụi dể ô nhiễm. Chưa thực hiện được với các

dung dịch có độ nhớt và độ kết dính cao.

Tiến hành đánh giá và lựa chọn được các yếu tố ảnh hưởng chính đến quá trình bọc

hạt và mô hình hóa, xây dựng được phương trình hồi quy theo phương pháp quy hoạch trực

giao bậc hai, ba yếu tố. Xác định được quan hệ thời gian hòa tan phân Urê bọc với lượng

dịch phun, góc nghiêng và lưu lượng phun. Xác định được các thông số tối ưu cho quá trình

bọc tạo phân Urê nhả chậm.

Đánh giá được hiệu quả khuếch tán của phân bọc trong môi trường nước và môi trường

đất. Xác định được tốc độ khuếch tán của ure đạt 13,23 μg/(mL.ngày) trong đất chậm hơn

so với tốc độ khuếch tán của ure thường đây là cơ sở cho việc sản xuất và sử dụng phân urê

thông minh trong sản xuất nông nghiệp xanh.

2.6. Tóm tắt kết quả

Nghiên cứu đã tổng hợp và tối ưu được màng bọc hạt urê (màng B) polymer phân hủy

sinh học từ tinh bột biến tính, tạo được liên kết ngang thông qua phản ứng giữa tinh bột biến

tính cation, PVA và natri tetraborat, xác định đặc tính màng bằng quang phổ hồng ngoại

(FT-IR), phép chụp ảnh SEM, phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) và phân tích nhiệt vi sai

(DSC). Thiết kế và chế tạo được hệ thống thiết bị bọc đĩa quay với đầu phun cầm tay và hệ

thống phun tự động thực hiện được quá trình bọc phân urê và đánh giá hiệu quả các loại

phân urê phân nhả chậm bằng thực nghiệm. Xây dựng được phương trình hồi quy mô tả toán

học quá trình bọc tạo phân urê nhả chậm theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm trực giao

bậc hai, ba yếu tố: y = 19,933 + 1,664. x1 + 2,938. x1. x2 − 1,938. x2. x3 −

2,438. x1. x2. x3. Thông số tối ưu thu được ứng với thời gian phân tán 27,78 phút là: lượng

dịch bọc 40 mL; góc nghiêng đầu phun 40o

; lưu lượng phun 1,5 mL/phút. Phân urê bọc được

tạo trong thiết bị bọc đĩa quay có đường kính 0.2m, tốc độ 50 vòng/phút, góc nghiêng 40°,

nhiệt độ sấy 60°C với thời gian bọc 30 phút và thời gian sấy 15 phút. Hiệu quả khuếch tán

của phân urê bọc với màng tổng hợp được đánh giá bằng thời gian khuếch tán 70% chất dinh

8

dưỡng lên đến 24 phút, gấp hơn 6 lần so với urê không bọc. Đồng thời, nghiên cứu cũng xác

định được hàm lượng Urê khuếch tán của phân bọc trong môi trường đất và tốc độ khuếch

tán đạt 13,23 μg/(mL.ngày), đây là cơ sở cho việc sản xuất và sử dụng phân urê thông minh

trong sản xuất nông nghiệp xanh.

2.7. Abstract

This subject presents the results of synthesis of biodegradable polymer layers from

modified starch by creating cross-link from cationic modified starch, poly vinyl alcohol,

natri tetraborate. Characteristic of solution was defined by fourier-transform infrared

spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscope (SEM), thermal gravimetric analysis

(TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). Design and manufacture of a coating

pan with handheld sprayer and automatic sprayer system for urea coated and evaluates the

efficiency of slow release urea fertilizers experimentally. Modeling process of particle

coating in disk coater to product slow-release urea fertilizer (SUF) by orthogonal second￾order design (Box-Benken Design), three factors. Determining regression equation y =

19,933 + 1,664. x1 + 2,938. x1. x2 − 1,938. x2. x3 − 2,438. x1. x2. x3. Optimal parameters

of process with time release 27,78 minute were: volume of solution 40 mL; angle of

inclination 40o

; spray flow 1,5 mL/minute. SUF were produced by a coating pan has diameter

0.2 m, speed is 50 rpm, angle of inclination 40°, dry temperature 60°C. Release efficiency

of SUF with the synthetic layer is evaluated by the time that 70% of urea was released, was

up to 24 minutes and more than 6 times the uncoated urea fertilizer. The project also presents

the results of urea concentration of SUF released in soil environment and the release rate is

13,23 ppm/day. They are the basis for the production and use of SUFs in green agricultural

production.

9

III. Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo của đề tài

3.1. Kết quả nghiên cứu (sản phẩm dạng 1, 2, 3)

TT Tên sản phẩm

Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu kinh tế - kỹ

thuật

Đăng ký Đạt được

1 Hệ thống thiết bị bọc hạt

bằng đĩa quay

Hoạt động tốt, giá

thành hợp lý, ứng

dụng nhiều lĩnh vực

Hoạt động hiệu quả, giá

thành phù hợp và có thể áp

dụng trong dược phẩm, thực

phẩm.

2 Mẫu phân ure nhả chậm Ứng dụng trong sản

xuất

Thử nghiệm trên cây trông ở

quy mô phòng thí nghiệm

3 Bản vẽ thiết kế hệ thống

thiết bị bọc đĩa quay

Có khả năng vận

hành và chế tạo

Chế tạo thành công và vận

hành hoàn chỉnh

4 Bài báo Bài báo tạp chí Khoa

học Công nghệ

Trường Đại học

Công nghiệp

TP.HCM

Bài báo tạp chí Khoa học

Công nghệ Trường Đại học

Công nghiệp TP.HCM

5 Kết quả tham gia đào tạo

đại học

02 khóa luận hoặc đồ

án tốt nghiệp

Hoàn thành hướng dẫn 2 đề

tài khóa luận cho SV khóa

9, khóa 10 và 2 đề tài đố án

tốt nghiệp cho SV lớp Cao

đẳng chương trình KOSEN

6 Tài liệu phục vụ giảng dạy

(bài giảng)

Bổ sung thêm các

chuyên đề cho SV về

kỹ thuật bột, hạt

trong môn học thực

hành quá trình và

thiết bị

Bổ sung thêm một bài thí

nghiệm và được phản biện,

xem xét đưa vào môn học

Thực hành quá trình thiết bị

trong năm học 2019 - 2020

3.2. Kết quả đào tạo

TT Họ và tên

Thời gian

tham gia đề tài

Tên đề tài Đã bảo vệ

10

Nghiên cứu sinh

Học viên cao học

Sinh viên Đại học

1 Võ Thị Mai Từ 04/2017 đến

08/2017

Mô hình hóa công nghệ bọc

hạt ứng dụng trong sản xuất

phân urea phân giải chậm

06/2017

2 Ngô Hoàng Minh

Trí

Từ 11/2017 đến

06/2018

Mô phỏng quá trình phun

chất lỏng (spray) bằng đầu

phun tự động

07/2018

Sinh viên Cao đẳng

1 Đoàn Kim Ngân Từ 10/2017 đến

06/2018

Khảo sát quá trình khuếch tán

phân trong môi trường nước

06/2018

2 Phạm Phúc Lộc Từ 10/2017 đến

06/2018

Khảo sát quá trình khuếch tán

phân trong môi trường đất

06/2018

IV. Tình hình sử dụng kinh phí

TT Nội dung chi

Kinh phí

được duyệt

(triệu đồng)

Kinh phí

thực hiện

(triệu đồng)

Ghi chú

A Chi phí trực tiếp 48,60

1 Thuê khoán chuyên môn 11,60

2 Nguyên, nhiên vật liệu, cây con. 16,42

3 Thiết bị, dụng cụ 19,50

4 Công tác phí -

5 Dịch vụ thuê ngoài -

6 Hội nghị, Hội thảo, kiểm tra tiến độ,

nghiệm thu

-

7 In ấn, Văn phòng phẩm 1,08

8 Chi phí khác -

B Chi phí gián tiếp -

1 Quản lý phí -

2 Chi phí điện, nước -