SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT LÊ QUÝ ĐÔN - ĐỐNG
ĐA
Địa chỉ: 195 Xã Đàn II - Nam Đồng - Đống Đa
Điện thoại: 04.35725412; email:
[email protected]
-----o0o-----
TÁI CHẾ RÁC THẢI TỪ THỰC
PHẨM HỮU CƠ
ĐỂ TẠO RA CÁC LOẠI NHIÊN
LIỆU
(Bài dự thi Cuộc thi Vận dụng kiến thức liên
môn để giải quyết
các tình huống thực tiễn dành cho học sinh
trung học)
Môn học chính được HS vận dụng
trong giải quyết tình huống: Hóa học
Môn học tích hợp: Sinh học
Thông tin về học sinh:
Họ và tên: Đinh Tiến Phú
Ngày sinh: 18/05/1999
Lớp: 10A1
HÀ NỘI, THÁNG 01-2015
1.
Tên tình huống: TÁI CHẾ RÁC THẢI TỪ
THỰC PHẨM HỮU CƠ ĐỂ TẠO RA CÁC
LOẠI NHIÊN LIỆU
Hiện nay, vấn đề lãng phí thực phẩm là một
vấn đề vô cùng lớn trên khắp thế giới. Theo
những thống kê thì mỗi năm các nước lãng phí
tới 1,3 tỉ tấn thực phẩm tức là bằng 1/3 tổng sản
lượng thực phẩm của toàn cầu. Cụ thể hơn các
nước phát triển lãng phí lượng thực phẩm tương
đương với hơn 600 tỉ đô la và ở các nước đang
phát triển là hơn 300 tỉ đô la.Trong khi đó thì
mỗi ngày trên giới có khoảng 25 nghìn trẻ em
chết vì thiếu ăn. Nguyên nhân chính dẫn đến sự
lãng phí này là vì thực phẩm bị ôi thiu, nấm
mốc hay kém chất lượng… Tuy những loại thực
phẩm trên không thể ăn được nhưng nó cũng là
nguồn nguyên liệu dồi dào để tạo ra những sản
phẩm có ích khác. Với nhiều hộ gia đình thì
lượng chất thải hữu cơ như rau, vỏ hoa quả,…
rất lớn và việc vứt chúng đi là rất lãng phí.
Chính vì vậy, việc tái chế thực phẩm là một
phương pháp vừa có thể giúp bảo vệ môi trường
và vừa giúp chúng ta tiết kiệm được một nguồn
tài nguyên lớn.
1. Mục tiêu giải quyết tình huống
Giải quyết tình huống trên là để sử dụng có
hiệu quả lượng thức ăn bị bỏ thừa, đồng thời
làm giảm sự ô nhiễm môi trường mà việc bỏ
thừa đồ ăn gây ra, đặc biệt ở một nước đang
phát triển như Việt Nam; làm giảm các bãi rác
gây ảnh hưởng đến môi trường, tránh để lãng
phí một nguồn nguyên liệu vô cùng lớn để sản
xuất các sản phẩm có ích mà xã hội có nhu cầu
lớn.Việc tái chế tạo ra các nguồn nguyên liệu ở
quy mô nhỏ từ các chất thải gia dụng hàng ngày
ở tại gia đình là phương pháp có thể sử dụng
các nguồn nhiên liệu tái chế, không phụ thuộc
vào các những chất đốt phải mua, giúp những
gia đình đặc biệt ở nông thôn có thể tiết kiệm
chi phí trong bối cảnh giá cả của các nguồn
năng lượng đang tăng nhanh và tài nguyên đang
dần cạn kiệt.
2. Tổng quan về các nghiên cứu liên quan
đến việc giải quyết tình huống
Trên thế giới đã có nhiều giải pháp dẫn để
giải quyết việc bỏ thừa đồ ăn mà nổi bật nhất là
lợi dụng vi sinh vật để tiến hành ủ thực phẩm
hỏng rồi sử dụng chính sản phẩm để ủ cho đất.
Ngoài ra, có thể dụng để chế biến trở thành thức
ăn gia súc. Các sản phẩm của quá trình ủ thực
phẩm thường chỉ là mùn hoặc phân bón khá
quen thuộc. Vài năm trước, thì dự án khí lò khí
biogas tại gia đã được triển khai nhưng sau một
thời gian đưa vào áp dụng thì cho thấy rằng
lượng khí đốt sinh ra là khá lớn và thường trực
nguy cơ mất an toàn, đồng thời sau một thời
gian đun nấu thì các loại nồi nhôm, gang và
nhôm sẽ bị thủng ở đáy do lượng khí đốt quá
lớn và sức nóng quá cao.
4. Giải pháp giải quyết tình huống
Rác thải từ thực phẩm hữu cơ là nguồn
nguyên liệu lớn để tạo ra các loại nhiên liệu.
Giải pháp có thể đưa ra là sử dụng lượng thực
phẩm hữu cơ bị bỏ thừa để tái chế tạo nên các
loại nhiên liệu như khí metan,biodiesel hay
ethanol. Đây là các nhiên liệu được sử dụng
nhiều trong cuộc sống nên sử dụng nguồn thực
phẩm bị bỏ thừa là một giải pháp hợp lí. Trong
quy mô hộ gia đình, tái chế thực phẩm sẽ giúp
cho ta thu được một nguồn năng lượng đảm bảo
và ngoài ra sau khi tạo khí thì chất mùn sau tái
chế của thực phẩm hữu cơ sẽ là một nguồn
phân bón tốt để sử dụng cho cây trồng. Chính vì
vậy, giải pháp được đưa ra ở đây là dùng các
thiết bị tự chế để tái chế thực phẩm.
5. Tiến trình giải quyết tình huống
* Tạo khí metan
- Nguyên liệu:
+ Thùng phi nhựa ( có thể là loại 20l
trở lên )
+Ống nhựa
+ Van
+ Máy xay
+ Bùn
+ Bình gas
- Tiến trình thực hiện
+ Bước 1: Tạo ra hệ thống thu khí như
sau:
Sử dụng một chiếc thùng phi có kích
thước lớn và một cái nắp (nắp có độ
dày vừa phải) sao cho khi úp nắp vào
thùng phi thì vừa khít.
Sử dụng keo để gắn chặt nắp vào chiếc
thùng phi để không khí không thể lọt
được vào trong.
Đục ba lỗ lên nắp và một lỗ lên cạnh
chiếc thùng phi.
Lỗ thứ nhất ta gắn vào một ống ngắn
có nắp là vị trí để đổ hỗn hợp vào
Lỗ thứ hai dung để gắn một ống dài có
nắp để cân bằng áp suất trong thùng
phi.
Lỗ thứ ba gắn với van nối tới một ống
dẫn khí
Lỗ ở bên cạnh thùng phi gắn với một
ống nhựa dùng để thoát bùn ra ngoài.
Van an toàn sẽ nối với ống dẫn khí.
Khi có bất kì trường hợp rò rỉ khí ra thì
có thể khoá van lại.Đồng thời sẽ có
một máy đo lượng metan trong thùng
phi để người sử dụng có thể biết được
lượng metan trong bình.
+ Bước 2: Tạo hỗn hợp tái chế:
Thu gom các chất thải thực phẩm hữu
cơ.
Sử dụng máy xay để xay các chất thải
( thêm một lượng nước vừa đủ để tạo
thành hỗn hợp đồng đều )
Đổ 40ml hỗn hợp vào một chai nhựa
rồi bơm thêm 10ml bùn chứa vi khuẩn
vào để tạo môi trường cho quá trình lên
men.
Kiểm tra độ pH của hỗn hợp. Độ pH của
hỗn hợp cần phải đạt chuẩn bằng 7.
Nén hỗn hợp lại và đổ vào bình.
Ủ hỗn hợp ở nhiệt độ 37 độ C
+ Sau một thời gian thì hỗn hợp sẽ tạo ra
khí. Khí được tạo ra là metan sẽ đi từ ống dẫn
khí đến bình gas. Bình gas phải có một chốt an
toàn đề phòng trường hợp bị rò rỉ.
+ Ta sẽ đặt bình vào một chiếc bể để có
thể tạo sự an toàn tối đa cho người sử dụng.
+ Bình gas sẽ được nối với bếp như trong
bếp gas thông thường.
6. Ý nghĩa của việc giải quyết tình huống
Giải quyết được việc bỏ thừa các thực
phẩm hữu cơ để tạo thành phân bón hay nhiên
liệu là một cách thiết thực để bảo vệ môi
trường. Giúp ta tránh lãng phí một nguồn nhiên
liệu lớn.Đối với học sinh, đó là sự mở ra một
hướng nghiên cứu mới vô cùng thú vị là ngành
hoá học xanh. Khi nào các giải pháp lớn hơn và
hiệu quả hơn được triển khai thì sẽ giúp các hộ
gia đình tái chế các thực phẩm tại gia dễ dàng
và hiệu quả hơn.