Trong những năm qua, cùng với những nghiên cứu mới của thế giới ngành dệt nhuộm trong nước đã có những chuyển mình vượt bậc trước nguy cơ suy thoái môi trường. Đó là vấn đề sử dụng thuốc nhuộm có nguồn gốc tự nhiên từ cây, hoa, lá …để thay thế cho thuốc nhuộm tổng hợp ảnh hưởng môi trường hiện đang chiếm lĩnh toàn bộ vị trí trong ngành công nghệ ứng dụng này.
Từ quả mặc nưa có thể làm ra một loại thuốc nhuộm màu đen, mà sản phẩm tiêu biểu là Lãnh Mỹ A, một thời nổi tiếng khắp Nam Bộ và được xuất khẩu những năm thập niên 80 của thế kỷ trước, giờ đây đã dần mai một do nền cơ chế thị trường và sản xuất công nghiệp hàng hóa số lượng lớn. Tương tự, nhiều kết quả nghiên cứu về vỏ quả măng cụt cho thấy, ngoài việc sử dụng măng cụt như một loại quả có giá trị về dinh dưỡng cao thì vỏ măng cụt còn chứa nhiều hợp chất mang màu có khả năng nhuộm vật liệu dệt cho màu sắc đa dạng và phong phú. Do vậy, nghiên cứu để đưa trở lại thuốc nhuộm từ quả mặc nưa và để sử dụng vỏ măng cụt làm thuốc nhuộm sạch, thân thiện môi trường sẽ góp phần giúp cho ngành dệt nhuộm giải quyết phần nào vấn đề ô nhiễm môi trường và sức khỏe con người, là một hướng đi tiên phong cho sự phát triển công nghệ sản xuất sạch hơn cho ngành dệt nhuộm.
Hình ảnh vỏ quả măng cụt và dịch trích ly từ vỏ quả măng cụt; quả mặc nưa và dịch trích ly từ quả mặc nưa
* Quá trình trích ly được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa học, thực phẩm cũng như trong ngành dược. Tuy nhiên, muốn chiết hợp chất ra khỏi nguyên liệu thô ngoài chọn dung môi phù hợp còn phải chú ý việc sử dụng kỹ thuật trích ly phù hợp (chiết ngâm, soxhlet…) sao cho đạt hiệu quả chiết hợp chất hữu cơ từ nguyên liệu thô cao nhất. Ngoài ra, các điều kiện cho từng kỹ thuật cũng cần được tối ưu nhằm thu được hiệu suất tối ưu đồng thời rút ngắn được thời gian trích ly.
- Với nguyên liệu là vỏ quả măng cụt, quy trình trích ly chọn được các điều kiện và các thông số tối ưu như sau: dung môi nước, trích ly bằng phương pháp chiết ngâm với tốc độ khuấy 100 vòng/phút; ở nhiệt độ 61,4oC trong thời gian 149,2 phút và tỷ lệ nguyên liệu/nước là 1/5 (tính theo khối lượng). Giá trị hiệu suất trích ly tối ưu: Y1 = 22,57% và cường độ màu tối ưu: Y2 = 30,08.
- Với nguyên liệu là quả mặc nưa, quy trình trích ly với các điều kiện và các thông số tối ưu: dung môi nước, trích ly bằng phương pháp chiết ngâm với tốc độ khuấy 100 vòng/phút; ở nhiệt độ 55oC trong thời gian 60 phút và tỷ lệ nguyên liệu/nước là 1/3 (tính theo khối lượng). Giá trị hiệu suất trích ly tối ưu: Y1 = 18,52% và cường độ màu tối ưu: Y2 = 7,17.
* Một số quy trình bảo quản nguyên liệu vỏ quả măng cụt và quả mặc nưa được xây dựng, phù hợp với điều kiện nhuộm thực tế. Trong đó kalisorbate với nồng độ 1,5% được xác định có khả năng hỗ trợ tốt cho quả mặc nưa bảo quản cả quả và với nồng độ 1% cho măng cụt được bảo quản dịch trích ly.
* Đơn công nghệ nhuộm tối ưu sử dụng H2O2 làm tác nhân oxy hóa, tăng khả năng gắn màu của dịch trích ly lên vải tơ tằm, được thiết lập như sau:
- Đối với quy trình công nghệ nhuộm bằng dịch chiết từ vỏ quả măng cụt: Tỷ lệ dịch nhuộm (dịch măng cụt/nước) 1/1; thời gian nhuộm là 68 phút; nhiệt độ nhuộm là 67oC; nồng độ H2O2 là 4,37 g/l; Số lần nhuộm là 1 lần và cường độ màu tối ưu là 26,29 đạt màu vàng nâu.
- Đối với quy trình công nghệ nhuộm bằng dịch chiết từ quả mặc nưa như sau: Tỷ lệ dịch nhuộm (dịch măng cụt/nước) 1/5; thời gian nhuộm là 62 phút; nhiệt độ nhuộm là 62oC; nồng độ H2O2 là 4g/l; Số lần nhuộm là 3 lần và cường độ màu tối ưu là 3,36 đạt màu đen tuyền.
Vải sau nhuộm đạt các chỉ tiêu về độ bền màu cấp 4÷5, độ bền cơ lý cao và đảm bảo các tính chất sinh thái. Như vậy có thể đưa công nghệ nhuộm bằng chất màu tự nhiên vào quy trình sản xuất thực tế.
Quy trình công nghệ nhuộm tơ tằm bằng dịch trích ly từ quả mặc nưa là hoàn toàn mới so với quy trình nhuộm truyền thống. Quy trình này không chỉ tạo được màu đen tuyền mà còn tạo được nhiều gam màu khác nhau và rút ngắn được thời gian nhuộm từ 40 ngày xuống còn 4 giờ.
* Bước đầu đã đề xuất cơ chế cho phản ứng gắn màu của dịch trích ly từ vỏ quả măng cụt và quả mặc nưa trên vải tơ tằm, trong đó các hợp chất mang màu trong dịch trích ly từ vỏ quả măng cụt và quả mặc nưa thực hiện liên kết được với các polypeptit của vải tơ tằm bằng các liên kết hydro dưới tác động của tương tác Vander waals do các nhóm trong môi trường axit yếu.
* Sản phẩm vải tơ tằm sau nhuộm với dịch trích ly từ vỏ quả măng cụt và quả mặc nưa đảm bảo tính sinh thái, không chứa formaldehyde và azo độc hại; đồng thời đạt các chỉ tiêu về độ bền cao.
Các nội dung trên là kết quả luận án tiến sĩ của NCS Phạm Thị Hồng Phượng, dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Hoàng Thị Lĩnh và PGS. TS. Trần Trung Kiên, bảo vệ thành công tại Hội đồng đánh giá luận án Tiến sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội ngày 05/07/2016.
Chúc mừng tân tiến sĩ.
Nội dung chi tiết của luận án có thể download ở đây
