Nghiên cứu khoa học

Khoa Kỹ thuật Hóa học & Môi trường  »  Nghiên cứu khoa học

Sáng kiến kinh nghiệm tiết kiệm nước, tạo môi trường học tập sạch, thân thiện của cán bộ giảng viên Khoa Công nghệ hóa và Thực phẩm

Môn thí nghiệm hóa hữu cơ là môn học thí nghiệm bắt buộc đối với sinh viên ngành Công nghệ hóa – Thực phẩm, được giảng dạy từ năm 2001 đến nay, số lượng sinh viên trung bình hằng năm là khoảng 200 sinh viên. Năm học 2013-2014, môn học này cũng được dạy cho sinh viên khoa Dược, với tổng số lượng sinh viên phải học môn này là khoảng gần 800 sinh viên, tính ra tổng cộng khoảng 1000 sinh viên trong năm học này.

Các quá trình cơ bản nhất thường sử dụng trong tổng hợp hóa dược và tổng hợp hữu cơ gồm:

-      Các phản ứng tổng hợp hữu cơ: tổng hợp aspirine, tổng hợp β-naphtol da cam dùng làm chất nhuộm vải, tổng hợp terpineol từ terpin, tổng hợp acetanilid, tổng hợp acid sulfanilic,….

-      Các kỹ thuật tách chiết các hợp chất từ dược liệu, các kỹ thuật tinh chế chất tinh khiết,

-      Kỹ thuật chưng cất tinh dầu nhẹ hơn nước và nặng hơn nước,

-      Kỹ thuật chưng cất phân đoạn, ….

Bên cạnh giáo trình tài liệu đã được Khoa Công nghệ hóa và Thực phẩm biên soạn hoàn chỉnh, thì Ban Giám Hiệu nhà trường cũng đã quan tâm và đầu tư rất lớn trang thiết bị dụng cụ, hóa chất để phục vụ tốt công việc giảng dạy và đảm bảo chất lượng đào tạo cho sinh viên trường.

Với môn học hóa hữu cơ, các phản ứng hóa học, tổng hợp điều chế hợp chất hữu cơ được thực hiện ở nhiệt độ cao (từ 1000C – 2000C). Kèm theo hệ thống phản ứng thì còn phải lắp ống sinh hàn với chức năng làm ngưng tụ hơi bay lên và hoàn lưu tác chất trong quá trình phản ứng. Nước là một chất cần thiết được sử dụng để cung cấp cho các quá trình trao đổi nhiệt trong các ống sinh hàn. Hệ thống sinh hàn với nước là chất giải nhiệt đã và đang được sử dụng cho tất cả các phòng thí nghiệm ở các trường Đại học và Viện nghiên cứu. Trong quá trình thực nghiệm, số lượng nước tiêu hao trong 1 giờ cho 1 tổ thí nghiệm (2 sinh viên/tổ): 180 lít (trung bình khoảng 20 giây tốn 1 lít nước). Do vậy, lượng nước được sử dụng có thể là rất lớn do các phản ứng cần phải được thực hiện liên tục trong thời gian phản ứng tối thiểu là 2 giờ, bên cạnh đó, còn có những phản ứng có thể thực hiện từ 6-10h tùy thuộc vào đặc điểm của từng phản ứng tổng hợp. Hưởng ứng lời kêu gọi học tập theo tấm gương đạo đức Hồ Chí Minh với tinh thần tiết kiệm, sáng tạo trong công việc và chống lãng phí. Vì vậy, với mục đích cải tiến và hoàn thiện quá trình thí nghiệm để đạt được kết quả tốt và ưu tiên là tiết kiệm được lượng nước lớn, chống lãng phí, giảm thải ra môi trường cho Nhà trường, dựa vào những kinh nghiệm thực tế, nhóm tác giả Ts. Nguyễn Huỳnh Bạch Sơn Long và Ths. Nguyễn Bình Kha đã thực hiện Sáng kiến kinh nghiệm với tên đề tài thiết kế và lắp đặt hệ thống cung cấp nước cho các ống sinh hàn và tái sử dụng lại nước sau khi trao đổi nhiệt thay vì phải sử dụng nước trực tiếp từ các vòi nước và thải bỏ nước sau khi sử dụng như trước đây, góp phần mang lại hiệu quả cao trong giảng dạy và học tập, bảo vệ môi trường, tạo môi trường giảng dạy và thực tập thân thiện

Hình hệ thống thiết bị có sử dụng bộ trao đổi nhiệt tuần hoàn

Đề tài đã được Khoa Công nghệ hóa và Thực phẩm tổ chức nghiệm thu và đánh giá loại xuất sắc. Kết quả đề tài cho thấy tính toán sơ bộ trong năm học 2013-2014:

-         Ước tính tổng lượng nước tiêu thụ khi không sử dụng hệ thống giải nhiệt là 1944 m3

-         Ước tính tổng lượng điện tiêu thụ khi sử dụng hệ thống giải nhiệt theo sáng kiến là  135 Kwh

Giả sử đơn giá tiền điện là khoảng 1600đ/kwh và tiền nước là 7500đ/m3, như vậy với hệ thống được thiết kế sẽ tiết kiệm được 67.5 lần so với hệ thống cũ nghĩa là tiết kiệm được 14,364,000 đồng.

Mô hình sáng kiến đã được đưa vào sử dụng trong thực hành môn học hóa hữu cơ tại Khoa Dược và Khoa Công nghệ hóa – thực phẩm trong hai học kỳ của năm  học 2013– 2014, đã thu được kết quả rất tốt, không những tiết kiệm chi phí mà còn làm nâng cao hiệu suất phản ứng trong quá trình thí nghiệm của sinh viên trong trường, không thải ra môi trường xung quanh.

Với sáng kiến kinh nghiệm Thiết kế hệ thống giải nhiệt tuần hoàncủa nhóm tác giả đang áp dụng tại phòng thí nghiệm Hóa học giảng dạy cho sinh viên Khoa Dược và Khoa Công nghệ hóa và thực phẩm đã nêu cao được ý nghĩa và tinh thần sáng tạo, tiết kiệm, chống lãng phí và chi phí của nhà trường, giảm thiểu đến mức thấp nhất ảnh hưởng đến môi trường xung quanh tạo nên môi trường giảng dạy sạch và thân thiện với người học. Nói chung, sáng kiến này đem lại lợi ích to lớn và cần được phổ biến, áp dụng cho mục đích giảng dạy, học tập và để cùng góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy các môn thí nghiệm ở các Khoa khác trong Nhà trường.