Đồ án thiết kế công nghệ sinh học THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VI SINH PHÂN HỦY NHỰA PE QUY MÔ LÊN MEN 300 L/MẺ VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH THÚC ĐẨY XỬ LÝ RÁC THẢI NHỰA GVHD: PGS TS Nguyễn Thúy Hương SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Tâm ĐẶT VẤN ĐỀ ĐẶT VẤN ĐỀ Rác thải nhựa: • Phân hủy chậm • Khơng thể phân hủy  Đe dọa đến môi trường ĐẶT VẤN ĐỀ Tác hại với mơi trường D Ưu điểm • • • • • Độ g ùn m lần t ộ Sản lượng nhựa tăng • Tắc nghẽn nước • Tàn phá đất nông nghiệp • Động vật mắc bẫy nuốt phải • …  Hủy hoại hệ sinh thái 5%/năm Độ nhẹ Độ cứng Khả xử lý Giá cạnh tranh ĐẶT VẤN ĐỀ • • Bãi chôn lấp Xử lý không cách Phân hủy sinh học nhựa chế phẩm vi sinh vật Giải pháp  Hiệu cao  Thân thiện với môi trường 01 02 NỘI DUNG 03 TỔNG QUAN THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VI SINH XÂY DỰNG QUY TRÌNH XỬ LÝ RÁC THẢI NHỰA 04 TỔNG KẾT & KIẾN NGHỊ 05 ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP • Tình hình sử dụng nhựa • Các loại nhựa phổ biến • Các phương pháp xử lý rác thải nhựa • Xử lý rác thải nhựa vi sinh vật • Các hướng đề tài nghiên cứu 01 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NHỰA HIỆN NAY 500 –1000 tỷ 60 – 80% túi PE thải biển 25 triệu TRÊN THẾ GIỚI Ở VIỆT NAM 30.000 nhựa/năm Xếp thứ 20 Column1 Thải trực tiếp môi t rường 3,27 triệu tấn/năm Mỗi hộ: 223 túi nilon/tháng 0.19 TP.HCM 0.81 CÁC LOẠI NHỰA PHỔ BIẾN BIO-PLASTIC LDPE HDPE • • Lực liên phân tử mạnh & độ bền kéo lớn • Bình sữa, thùng rác, ống nước… • 10 – 100 năm phân hủy • Gồm nhựa phân hủy sinh học nhựa sinh Độ suốt, độ bền xé, độ bền kéo, độ cứng học độ bền hóa học, tính linh hoạt • • • Vật liệu đóng gói thực phẩm y tế, chất thay Màng bao thực phẩm, khay, túi nhựa… da… 500 – 1000 năm phân hủy • Vài thập kỷ để phân hủy 10 04 TỔNG KẾT & KIẾN NGHỊ Kiểm tra mức độ an toàn chủng người môi trường sau tiến hành sản xuất chế phẩm Tối ưu hoá bước quy trình nhằm đảm bảo trình phân huỷ sinh học diễn tối ưu mà đem lại hiệu kinh tế khả thi tiến hành quy mô công nghiệp 40 CHUYÊN ĐỀ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Place Your Picture Here KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG PHÂN HỦY NHỰA LDPE CỦA CHỦNG VI SINH VẬT TIỀM NĂNG 41 Mục tiêu nội dung • Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả phân hủy nhựa LDPE chủng vi sinh vật tiềm qua thí nghiệm tiền xử lý • Khảo sát yếu tố điều kiện hoạt động ảnh hưởng đến trình phân hủy sinh học nhựa LDPE chủng vi sinh vật • Đánh giá khả phân hủy LDPE chủng vi sinh vật điều kiện tiền xử lý điều kiện hoạt động khác • Xác định điều kiện tiền xử lý điều kiện hoạt động tối ưu cho phân hủy sinh học nhựa vi sinh vật 42 Nguyên liệu • Chủng tiềm năng: Pseudomonas citronellolis, Bacillus subtilis • Mơi trường thực phản ứng phân hủy sinh học: LCFBM • LDPE 22,5µm khơng có phụ gia 43 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả phân hủy sinh học nhựa Tiền xử lý UV A Quá trình tiền xử lý Tiền xử lý nhiệt Mức độ hấp phụ Bổ sung biosurfactant nhóm carbonyl Đánh giá khả phân hủy Độ giảm khối lượng LDPE Thay đổi cấu trúc Nhiệt độ B Điều kiện hoạt bề mặt pH động Thời gian nuôi cấy 44 Thí nghiệm tiền xử lý Chiếu UV • 48 với đèn (20W, 245nm) • Cường độ tiếp xúc: chu kỳ/ngày (4 giờ/chu kỳ) Xử lý nhiệt Bổ sung biosurfactant • Đặt tủ sấy cưỡng 80℃ (1,7 KW) • Cả hai mặt tiếp xúc với khơng khí 48 • Cường độ tiếp xúc: tương tự chiếu UV • Liều lượng 0,05% • Bổ sung trực tiếp vào mơi trường 45 Thí nghiệm điều kiện hoạt động Nhiệt độ: 35 - 37 - 39℃ pH: 6,5 - - 7,5 Theo dõi từ 1-8 tuần 46 Các phương pháp phân tích Đo số carbonyl (CI) tỷ số độ hấp thụ carbonyl methylene, sử dụng để biểu thị mức nồng độ hợp chất carbonyl đo FTIR Đo quang phổ (FTIR): máy đo quang phổ FTIR dùng để nghiên cứu dao động cấu trúc phân tử, để xác định độ tinh khiết chất, phân tích định lượng Đo trọng lượng LDPE trước sau phân hủy Khảo sát thay đổi cấu trúc LDPE kính hiển vi điện tử quét (SEM) 47 Dự kiến thực STT Nội dung Thời gian dự kiến Chuẩn bị chủng vi sinh vật, môi trường nhựa LDPE tuần Thí nghiệm tiền xử lý PE tuần • Thí nghiệm tiền xử lý UV • Thí nghiệm tiền xử lý nhiệt • • • Thí nghiệm bổ sung biosurfactant • Xử lý vi sinh vật 4A tuần A Bố trí thí nghiệm tiền xử lý 3A ngày   • Thí nghiệm tiền xử lý UV • tuần • Thí nghiệm tiền xử lý nhiệt • tuần • Thí nghiệm bổ sung biosurfactants • tuần Đánh giá khả phân hủy PE: Tìm điều kiện tiền xử lý tối ưu tuần 48 Dự kiến thực STT Nội dung Thời gian dự kiến Xử lý vi sinh vật B Bố trí thí nghiệm khảo sát điều kiện hoạt động 3B tuần   • Thí nghiệm khảo sát nhiệt độ • tuần • Thí nghiệm khảo sát pH • tuần • Thí nghiệm khảo sát thời gian ni cấy • tuần Đánh giá khả phân hủy sinh học PE: 4B   Tìm điều kiện hoạt động tối ưu Tổng cộng tuần 16 tuần 49 Dự kiến đóng góp đề tài • Xác định phương pháp điều kiện tối ưu cho trình tiền xử lý phân hủy sinh học nhựa • Xác định điều kiện hoạt động tối ưu cho phân hủy sinh học nhựa • Cung cấp kết thực nghiệm khả phân hủy LDPE chủng vi sinh vật tiềm điều kiện tiền xử lý điều kiện hoạt động khác 50 Cảm ơn thầy cô bạn ý lắng nghe! 51 Tác hại rác thải nhựa Thải biển Chơn lấp Đốt rác 52 Các giai đoạn hình thành màng sinh học 53 CƠ CHẾ XỬ LÝ RÁC THẢI NHỰA CỦA VI SINH VẬT 54 ... 34 03 XÂY DỰNG QUY TRÌNH XỬ LÝ RÁC THẢI NHỰA PE • Sơ đồ quy trình • Thuyết minh quy trình 35 Sơ đồ quy trình xử lý rác thải nhựa LDPE kết hợp chế phẩm vi sinh Nguyên liệu • Rác thải nhựa LDPE thu... xuất quy trình áp dụng chế phẩm vào trình xử lý rác thải nhựa LDPE, vi sinh vật thực trình phân huỷ sinh học nhựa LDPE cuối rác thải nhựa vào quy trình xử lý truyền thống chơn lấp, nhiệt phân 39... trường Thiết kế quy trình lên men quy mơ 300 L/mẻ sản xuất chế phẩm vi sinh từ vi khuẩn Pseudomonas citronellolis với mật độ 10 CFU/g: Tính tốn cân vật chất - Đề xuất thiết bị tương ứng Đề xuất quy