Nghiên cứu xử lý chất thải chế biến mít thành phân hữu cơ vi sinh

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN QUỐC DIỆP NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT THẢI CHẾ BIẾN MÍT THÀNH PHÂN HỮU CƠ VI SINH Chuyên ngành KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Mã chuyên ngành 65020320 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019 Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học PGS TS Lê Hùng Anh Người phản biện 1 Người phản biện 2 Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học C.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN QUỐC DIỆP NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT THẢI CHẾ BIẾN MÍT THÀNH PHÂN HỮU CƠ VI SINH Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Mã chuyên ngành: 65020320 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Hùng Anh Người phản biện 1: Người phản biện 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: - Chủ tịch Hội đồng - Phản biện - Phản biện - Ủy viên - Thư ký CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG VIỆN TRƯỞNG VIỆN KHCN & QLMT BỘ CƠNG THƯƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự - Hạnh phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Quốc Diệp MSHV: 16083741 Ngày, tháng, năm sinh: 20/07/1994 Nơi sinh: Bình Thuận Chun ngành: Kỹ thuật mơi trường Mã chun ngành: 60520320 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu xử lý chất thải chế biến mít thành phân hữu vi sinh NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu tận dụng chất thải xơ mít xử lý phương pháp ủ hiếu khí thành phân hữu vi sinh Xây dựng quy trình ủ hiếu khí chất thải xơ mít quy mơ hợ gia đình phù hợp với điều kiện Việt Nam II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 08/05/2019 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 08/11/2019 IV NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Lê Hùng Anh Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20 … NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO VIỆN TRƯỞNG VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả Thầy giáo, Cô giáo Viện Khoa Học Công Nghệ Và Quản Lý Môi Trường - Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM Trong suốt thời gian học tập nghiên cứu trường, Thầy Cơ tận tình giảng dạy, truyền đạt tri thức quý báu giúp Em hồn thành chương trình đào tạo luận văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến PGS.TS Lê Hùng Anh, Trường Đại học công nghiệp TP.HCM tận tình hướng dẫn suốt trình nghiên cứu khoa học Xin chân thành cảm ơn tập thể Bạn bè Phịng thí nghiệm, Viện Khoa học Cơng nghệ Quản lý Môi trường - Trường Đại học Cơng nghiệp TP.HCM, nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ nghiên cứu phân tích thử nghiệm Chân thành cảm ơn nhà vườn khu vực Đức Linh - Bình Thuận hỗ trợ nguồn nguyên liệu để hoàn thiện đề tài Và cuối cùng, xin biết ơn Cha Mẹ, Anh Em gia đình, biết ơn tất cả Anh Chị, bạn lớp CHKTMT6B chuyên nghành công nghệ kỹ môi trường động viên, giúp đỡ, đồng hành suốt năm học vừa qua trình thực nghiên cứu Trân trọng cảm ơn! Tp HCM, ngày tháng năm 2019 Học viên thực Nguyễn Quốc Diệp i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghành chế biến mít ngành chủ lực sản xuất sản phẩm trái sấy khô, tương ứng với điều chất thải từ q trình chế biến tương đối lớn 500-700 kg chất thải /tấn mít tươi nhà vườn quan tâm đến trình xử lý để tận dụng nguồn hữu Nghiên cứu xử lý chất thải chế biến mít phương pháp ủ compost hiếu khí Cụ thể khảo sát tỉ lệ phối trộn nguyên liệu chất thải/chất đợn tỉ lệ thể tích 30%:70%, 40%:60%, 50%:50%, 60%:40%, 70%:30%, 80%:20% nhằm tìm nâng cao lượng phế thải xử lý, khảo sát chế phẩm sinh học ủ phân có sẵn thị trường với tên thương phẩm EM-FERT, BIMA phân bò để rút ngắn thời gian ủ nâng cao chất lượng sản phẩm Dạng ủ nghiên cứu với loại: ủ thùng ủ đống nhằm tiết kiệm diện tích đơn giản trình ủ Kết quả thu tỉ lệ 50%:50% cho kết quả tốt nhất với mức giảm OM 26% 45 ngày, pH 6.5-8.0, nhiệt độ cao nhất 55oC, compost tơi xốp, mùn hóa tốt, có mùi thơm đất, vi sinh vật gây hại loại bỏ an toàn với GI>80%, NPK sản phẩm thấp chưa đạt theo TCVN Chế phẩm EM-FERT1 có thời gian ủ ngắn nhất 22-25 ngày, nhiệt đợ ủ đạt 70oC, sản phẩm có pH trung tính, mật đợ vi sinh vật có lợi compost đạt 106 cfu/g, chứa thành phần: vi khuẩn hiếu khí 60.106 cfu/g, nấm mốc 12.103, xạ khuẩn 23.104, E.coli không phát hiện, chất hữu xử lý nhanh tốt với OM giảm 28%, kiểm tra Bio-Test cho kết quả tốt với GI>80% Mơ hình ủ dạng thùng ưu điểm ủ đống không nhiều với thời gian ủ 27 ngày, nhiệt độ cao nhất 69oC, pH trung tính, chất lượng compost hầu hết phù hợp với TCVN 7185:2002 cả mơ hình NPK chưa đạt theo chuẩn Nghiên cứu đề xuất quy trình ủ hiếu khí chất thải mít cho nhà vườn với cơng śt m3 chất thải/tháng, khái tốn sơ bợ chi phí đầu tư vận hành, lợi ích đầu tư hệ thống xử lý chất thải phương pháp ủ hiếu khí ii ABSTRACT Jackfruit processing is a key in the industry dried fruit products, corresponding to that, the waste from the processing is relatively large 500-700 kg of waste/ton of fresh jackfruit and the farm is less care consider processing to take advantage of this organic source Research treatment waste in processing jackfruit by aerobic composting method Specifically, survey the ratio volume mixing between waste from the processing/filler material is 3:7, 4:6, 5:5, 6:4, 7:3, 8:2, Survey additional the bio-products available in market with the trade names EM-FERT, BIMA and cow dung Survey The type of composting has also been studied with two types is barrel model and heap model The results finded the ratio of 5:5 is the best results with OM reduced 26% in 45 days, pH 6.5-8.0, highest temperature 55oC, compost has porous structure, good humus, fragrant of soil, safely for seedling with GI> 80%, NPK in the product is quite low, not meet TCVN When add bio-product EM-FERT1, The time composting shortest about 22-25 days, the composting temperature reaches 70oC, the product has a neutral pH, the density of beneficial microorganisms in the compost reaches over 106 cfu/g, include aerobic bacteria 60.106 cfu/g, fungi 12.103, actinomycetes 23.104, E.coli not detected, organic matter processed faster and better with OM reduced 28%, Bio-Test for good results with GI> 80% The barrel model is better than heap model but not much with time composting 27 days, hightnest temperature reaches 69oC, neutral pH, compost quality mostly meet TCVN 7185: 2002 in both models but NPK has not meet standardized Research and propose a process of aerobic composting of jackfruit waste for farm with a capacity of m3 of waste/month, preliminary estimation of investment and operation costs, show the benefits when invest in a waste treatment system by aerobic composting iii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu bản thân Các kết quả nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ bất kỳ một nguồn bất kỳ hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Học viên Nguyễn Quốc Diệp iv MỤC LỤC MỤC LỤC .v DANH MỤC HÌNH ẢNH viii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT x MỞ ĐẦU .1 Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa thực tiễn đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU .4 1.1 Tổng quan phương pháp ủ composting 1.1.1 Q trình đợng học ủ Composting 1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình ủ compost 1.1.3 Các phương pháp mơ hình ủ compost 1.2 Tổng quan nghành chế biến mít 11 1.2.1 Giới thiệu mít ứng dụng 11 1.2.2 Quy trình sản x́t mít 13 1.2.3 Phế phẩm q trình chế biến mít 15 1.3 Tổng quan phương pháp xử lý chất thải chế biến mít 16 1.3.1 Phương pháp tái sử dụng làm thức ăn gia súc 17 1.4 Tổng quan nghiên cứu nước 19 1.4.1 Nghiên cứu nước 19 1.4.2 Nghiên cứu nước 20 1.4.3 Các vấn đề tồn đề xuất hướng định hướng nghiên cứu 21 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Nội dung nghiên cứu 22 2.2 Vật liệu nghiên cứu 22 2.3 Bố trí thí nghiệm 25 v 2.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát tỉ lệ tối ưu chất thải chế biến mít chất đợn q trình ủ compost 25 2.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng chế phẩm sinh học trình ủ chất thải chế biến mít 28 2.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ủ hiếu khí chất thải chế biến mít quy mơ Pilot với dạng kỹ thuật ủ thùng ủ đống 31 2.3.4 Xây dựng quy trình ủ hiếu khí chất thải chế biến mít thành phân bón hữu vi sinh tính tốn chi phí trình ủ 33 2.4 Phương pháp nghiên cứu 33 2.4.1 Phương pháp phân tích 33 2.4.2 Phương pháp thu thập, thống kê, xử lý số liệu 36 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Tỉ lệ tối ưu chất thải chế biến mít chất độn 37 3.1.1 Diễn biến nhiệt đợ q trình ủ 37 3.1.2 Diễn biến pH trình ủ 38 3.1.3 Diễn biến thể tích khối ủ 39 3.1.4 Chất lượng sản phẩm compost 40 3.1.5 Thảo luận 46 3.2 Ảnh hưởng chế phẩm sinh học đến trình ủ compost hiếu khí phế phẩm chế biến mít 47 3.2.1 Diễn biến nhiệt độ thời gian ủ 48 3.2.2 Diễn biến pH trình ủ 49 3.2.3 Diễn biến hàm lượng chất hữu (%OM) 50 3.2.4 Chất lượng sản phẩm compost 51 3.2.5 Thảo luận 54 3.3 Kỹ thuật ủ hiếu khí phù hợp cho phế phẩm chế biến mít 55 3.3.1 Diễn biến thơng số vận hành mơ hình 56 3.3.2 Chất lượng sản phẩm 59 3.3.3 Thảo luận 61 3.4 Xây dựng mô hình ủ hiếu khí phế phẩm chế biến mít 62 3.4.1 Đề xuất thiết kế mô hình ủ 62 vi 3.4.2 Các bước tiến hành ủ 63 3.4.3 Yêu cầu diện tích, thời gian 64 3.4.4 Chi phí đầu tư 65 3.4.5 Lợi ích đầu tư 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC 74 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN 89 vii khí khơng cung cấp đầy đủ khối có vùng kỵ khí gây mùi Lượng khơng khí cung cấp cho khối phân hữu thực cách: − Đảo trợn − Sử dụng ống thơng khí − Đổ chất thải từ tầng lưu chứa cao xuống thấp − Thổi khí Q trình đảo trợn cung cấp khí khơng đủ theo cân tỷ lượng Điều kiện hiếu khí thỏa mãn lớp cùng, lớp bên hoạt đợng mơi trường tùy tiện kỵ khí Do tốc đợ phân hủy giảm thời gian cần thiết để q trình ủ phân hồn tất bị kéo dài Cấp khí phương pháp thổi khí đạt hiệu quả phân hủy cao nhất Tuy nhiên lưu lượng khí phải khống chế thích hợp Nếu cấp nhiều khí dẫn đến chi phí cao gây mất nhiệt khối phân, kéo theo sản phẩm không đảm bảo an tồn chứa vi sinh gây bệnh Khi pH môi trường khối phân lớn 7, với q trình thổi khí làm thất thoát nitro dạng NH3 Trái lại, thổi khí q ít, mơi trường bên khối phân trở thành kỵ khí Vận tốc thổi khí cho trình ủ phân thường khoảng 5-10m3 khí/ tấn ngun liệu/giờ [1] 1.1.2.2 Các yếu tố sinh hóa a Tỷ lệ C/N Có rất nhiều nguyên tố ảnh hưởng đến q trình phân hủy vi sinh vật, carbon nitro cần thiết nhất, tỷ lệ C/N thông số dinh dưỡng quan trọng, quan trọng nguyên tố photpho (P); Lưu huỳnh (S); canxi (Ca) Các nguyên tố vi lượng khác đóng vai trò quan trọng trao đổi chất tế bào Khoảng 20 - 40% C chất thải hữu (trong chất thải nạp liệu) cần thiết cho trình đồng hóa thành tế bào mới, phần cịn lại chuyển hóa thành CO Carbon cung cấp lượng sinh khối bản để tạo khoảng 50% khối lượng tế bào vi sinh vật Nitro thành phần chủ yếu protein, axit nucleic, axit amin, enzym, co-enzym cần thiết cho phát triển hoạt động tế bào Tỷ lệ C/N tối ưu cho trình ủ phân rác khoảng 20-30/1 [1] Ở mức tỷ lệ thấp hơn, nitro thừa sinh khí NH3, gây mùi khai Ở mức tỷ lệ cao hơn, hạn chế phát triển vi sinh vật thiếu N Chúng phải trải qua nhiều chu kỳ chuyển hóa, Oxy hóa phần Carbon dư đạt tỷ lệ C/N thích hợp Do đó, thời gian cần thiết cho trình làm phân bị kéo dài sản phẩm thu chứa mùn Tỷ lệ C/N tất cả chất thải khác phải điều chỉnh để đạt giá trị tối ưu trước tiến hành làm compost b Oxy Oxy một thành phần cần thiết cho trình ủ phân rác Khi vi sinh vật oxy hóa carbon tạo lượng, oxy sử dụng khí CO2 sinh ra, khơng có đủ oxy trở thành q trình yếm khí tạo mùi hôi mùi trứng gà thối khí H2S [2] Các vi sinh vật hiếu khí sống nồng đợ oxy 5% Nồng độ oxy lớn 10% coi tối ưu cho q trình ủ phân rác hiếu khí [2] Tổng lượng khí cần cung cấp đo lưu lượng dịng khí thơng số thiết kế quan trọng hệ thống ủ thùng kín Nhu cầu Oxy thay đổi theo tiến trình ủ gián đoạn, cần xác định nhu cầu oxy tối đa để chọn máy thổi khí thiết kế hệ thống ống phân phối khí phù hợp c Các yếu tố dinh dưỡng khác Ngồi mợt số ngun tố đa lượng, q trình chuyển hóa chất hữu nhờ hoạt đợng vi sinh vật cần một số nguyên tố vi lượng khác P, K, Ca, Fe, Bo, Cu Thông thường chất dinh dưỡng không giới hạn chúng có mặt nhiều vật liệu làm nguyên liệu cho trình ủ phân rác [2] d pH pH khoảng 5.5 – 8.0 tối ưu cho vi sinh vật trình ủ phân rác [1] Các vi sinh vật, nấm, tiêu thụ hợp chất hữu thải axít hữu Trong giai đoạn đầu trình ủ phân rác, axít bị tích tụ kết quả làm giảm pH, kìm hãm phát triển nấm, kìm hãm phân hủy lignin xenlulo Các axít hữu tiếp tục bị phân hủy trình ủ phân rác Nếu hệ thống trở nên yếm khí, việc tích tụ axít làm pH giảm xuống đến 4, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động vi sinh vật [1] e Vi sinh vật Quá trình ủ phân hữu vi sinh mợt q trình phức tạp bao gồm nhiều loại vi sinh vật khác tham gia vào giai đoạn khác nhóm sinh vật phù hợp hoạt động mạnh chiếm ưu Vi sinh vật trình chế biến phân hữu bao gồm nhóm chính: vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm mốc, nấm men nhhững loại vi sinh vật có sẵn chất hữu bổ sung thêm vi sinh vật từ nguồn khác để giúp trình phân hủy xảy nhanh hiệu quả [1] f Chất hữu Vận tốc phân hủy dao đợng tùy theo thành phần, kích thước, tính chất chất hữu Chất hữu hịa tan dễ phân hủy chất hữu khơng hịa tan Lignin ligno- cellulosics chất phân hủy rất chậm [1] 1.1.3 Các phương pháp mơ hình ủ compost 1.1.3.1 Các phương pháp ủ compost [2] Phương pháp tĩnh: rác đánh đống ủ bể, rác không bị xáo trộn suốt trình ủ • Ngun lý hoạt đợng: Mơ hình nhà vườn có thùng ủ có nắp đục lổ để tạo mơi trường hiếu khí Mỗi thùng bọc mợt lớp cách nhiệt phía ngồi, đáy xơ đục nhiều lổ có đĩa để chứa nước rỉ từ vật liệu Nguyên liệu ủ ủ thùng từ đến tuần để chuyển sang mùn hóa sau thích nghi sinh nhiệt để tạo thành phân compost • Ưu điểm: Đơn giản dễ thực hiện, hạn chế phát sinh mùi, không bị ảnh hưởng yếu tố bên ngồi • Nhược điểm: Phân bị vón cục, thể tích nhỏ nên lượng ủ thấp, áp dụng cho quy mô nhỏ Phương pháp bán động: rác đánh luống ủ bể đảo trợn có định kỳ Phương pháp đợng: rác ủ thùng quay đảo trộn thường xun Tùy tḥc vào phương pháp ủ có mơ hình ủ compost khác nhau, Các mơ hình có điểm khác cấu tạo nhằm tối ưu hóa thời gian ủ, tăng chất lượng compost điều quy chung hai dạng chính: dạng thùng ủ dạng ủ đánh đống tự nhiên 1.1.3.2 Mô hình ủ compost [2] Mơ hình dạng thùng ủ nghiên cứu phát triển mạnh mẽ tính ưu việt nhằm giảm nhiều thời gian ủ, khả kiểm sốt khối ủ tốt Mơ hình dạng thường kiểm sốt tốt nhiệt đợ khối ủ, khả đảo trộn, độ ẩm nước rỉ trình ủ Tùy vào khối lượng nguyên liệu khác có mơ hình từ đơn giản đáp ứng nhu cầu ủ từ hàng trăm lít vật liệu đến hàng mét khối vật liệu ủ Mợt số mơ hình ủ nghiên cứu ứng dụng Cùng với mô hình mơ hình tương tự nghiên cứu ứng dụng rất nhiều Trong Nghiên cứu mơ hình ủ dạng thùng ủ lựa chọn dựa tiêu chí dễ chế tạo, thân thiện với môi trường, dễ dàng áp dụng cho người dân Mơ hình lựa cho có thiết kế sử dụng cho rác thải sinh hoạt Đức dạng mơ hình dành cho hợ gia đình tự sản x́t phân hữu vi sinh Mơ hình chưa 10 nghiên cứu Việt Nam để áp dụng rộng rãi Chi tiết mơ hình thể phần vật liệu nghiên cứu Mơ hình ủ dạng đánh đống cấp khí tự nhiên áp dụng cho rác thải sinh hoạt quy mơ lớn, đơn giản tốn chi phí đầu tư [1] Dạng đánh luống cấp khí tự nhiên trình ủ phân CTR xếp theo luống dài, hẹp đảo trộn theo chu kỷ nhất định nhằm cấp khí cho luống ủ Các luống ủ có chiều cao thay đổi từ 1m đến 1.5 m Chiều rộng luống ủ thay đổi từ đến m Khơng khí đươc cung cấp vào đường tự nhiên khuyếch tán, gió, đối lưu nhiệt, …Việc đảo trộn thường xuyên theo chu kỳ nhằm trợn vật liệu hỗ trợ cho thổi khí tự nhiên, dùng thiết bị cơng nghiệp xe xúc xe đảo trộn chuyên dụng Ưu điểm: Do xáo trộn thường xuyên nên chất lượng phân hữu đồng đều, vốn đầu tư chi phí vận hành thấp, kỹ thuật đơn giản Nhược điểm: Thời gian ủ dài, cần nhiều nhân cơng, cấp khí thụ động nên phải lựa chọn chất độn phù hợp Trong nghiên cứu hạn chế thiết bị nên mơ hình ủ dạng đánh đống lựa chọn dạng cấp khí tự nhiên 1.2 Tổng quan nghành chế biến mít 1.2.1 Giới thiệu mít ứng dụng Mít thực vật ăn quả, tḥc họ dâu tằm Moraceae, cho có nguồn gốc Ấn Đợ Bangladesh Quả mít loại quả quốc gia Bangladesh Tên gọi khoa học Artocarpus heterophyllus [3] 11 Bảng 1.1 Phân loại khoa học mít [3] Giới Plantae Ngành Angiospermae Lớp Eudicots Bợ Rosales Họ Moraceae Chi Artocarpus Lồi Artocarpus heterophyllus Cây mít tḥc loại gỗ cao từ m đến 15 m Cây mít quả sau ba năm tuổi quả loại quả phức, ăn Mít coi loại ăn trái với quả chín lớn nhất lớn lồi thảo mợc Mít có giá trị thương mại Mỗi trái lớn hình bầu dục kích thước 30–60 cm x 20–30 cm Vỏ mít sù sì, có gai nhỏ Mít quả vào khoảng mùa xuân chín vào cuối mùa hè (tháng 7-8) Trong quả mít gồm thành phần chính: + Vỏ gai phần bên ngồi quả, chứa nhiều gai nhỏ có màu xanh rất đặc trưng Khi quả non hay chín không đổi màu Ở lớp vỏ chứa nhiều chất hữu phân hủy sinh học chậm [4] + Múi mít: Đây thành phần quả mít, múi chiếm khoảng 28% khối lượng quả, bóc tách sử dụng tươi chế biến + Hạt mít có giá trị dinh dưỡng loại hạt củ khác, nhân dân dùng chống đói ngày giáp hạt Hạt mít phơi khô làm lương thực dự trữ, chứa tới 70% tinh bột, 5,2% protein, 0,62% lipid, 1,4% chất khống Protein lipid hạt mít khơ chưa gạo, hẳn khoai, sắn khô [5] 12 + Xơ mít hay cịn gọi nhút chiếm khoảng 25% quả, xơ hình thành trình thụ phấn cho quả, quả nhiều múi nhút ngược lại Xơ mít loại bỏ q trình sử dụng [5] + Cùi mít vỏ mít chiếm tỉ trọng lớn 31%, cùi mít vị trí để múi, xơ mít bám vào cung cấp dinh dưỡng cho trình sinh trưởng chúng Vỏ mít có nhiều gai nhỏ cịn có chức bảo vệ quả khỏi nhửng yếu tố bên ngồi ảnh hưởng đến múi Hình 1.1 Cây quả mít 1.2.2 Quy trình sản xuất mít Hiện có nhiều phương pháp để chế biến mít sấy khơ trải qua quy trình xử lý thô ban đầu thực hầu hết khu vực thu mua trồng trọt để giảm khối lượng chuyển vào nhà máy sấy tập trung, rửa sản phầm, sấy, đóng gói 13 • Cơng nghệ sản x́t theo quy trình sấy thăng hoa Hình 1.2 Sơ đồ quy trình chế biến mít [6] • Q trình xử lý thô khu vực trồng trọt hay thu mua Trong q trình mít xử lý sơ bợ phương pháp thủ cơng nhằm mục đích tách múi mít khỏi quả để giảm kích thước thu phần thịt mít cần thiết Quả mít sau thu hoạch ủ chín nhiệt đợ phịng khơng sử dụng hóa chất kích thích, trung bình quả mít từ thu hoạch đến đủ chín để tách múi từ đến ngày Khi mít chín, cơng nhân lành nghề sử dụng dao để cắt tách thịt mít khỏi vỏ xơ mít, cơng đoạn cần lưu ý tránh tiếp xúc tay vào thịt mít tránh mủ mít dính váo thịt mít để khơng ảnh hưởng đến q trình xử lý Thịt mít đóng gói khay bảo quản lạnh để vận chuyển vào nhà máy tập trung để xử lý 14 Hình 1.3 Múi mít sau tách khỏi quả 1.2.3 Phế phẩm trình chế biến mít Q trình chế biến mít chia làm hai giai đoạn rác thải sinh hai trình khác Trong trình chế biến vườn hay khu vực thu mua cơng đoạn chế biến cắt tách múi mít khỏi trái phần thải bỏ xơ mít vỏ mít loại bỏ giai đoạn Trong quả mít phần múi mít chiếm khoảng 30% cịn lại thành phần thải bỏ khối lượng thải bỏ cơng đoạn chiếm số lượng lớn Trung bình tấn mít sau chế biến lượng chất thải dao đợng từ 500 kg đến 700 kg Quá trình chế biến nhà máy chủ yếu làm thay đổi tính chất múi nên thải bỏ chất thải rắn Hình 1.4 Tách múi mít khỏi quả 15 Chất thải chế biến mít sau phân tích thành phần thể bảng 1.2 Bảng 1.2 Tính chất chất thải chế biến mít STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết Hữu bay VOC (%) % 88.0 Nitro tổng số % 1.05 % Photpho tổng số % 0.11 % Kali tổng số % 2.3 % Độ ẩm % 52 % Như thấy thành phần dinh dưỡng có chất thải chế biến mít tương đối thấp Vì vậy, để làm nguyên liệu đầu vào trình sản xuất phân hữu nên bổ sung thêm Nitro Với độ ẩm cao kết hợp hàm lượng đường chất thải dễ dẫn đến điều kiện thích hợp cho vi sinh lên men phát triển, cần kết hợp với chất độn phù hợp để làm giảm độ ẩm chất thải phù hợp với trình ủ hiếu khí Mặt khác, số lượng vi sinh vật gây bệnh E.coli phế phẩm chế biến mít cịn Chính vậy, cần phải kích hoạt sinh trưởng phát triển vi sinh vật có sẵn mẫu chất thải Biện pháp kích hoạt sinh trưởng phát triển sinh vật có sẵn chất thải cụ thể tạo nguồn chất dinh dưỡng môi trường vật lý thuận lợi cách xây dựng kích thước đống ủ, tạo nhiệt đợ, đợ ẩm, pH chuẩn 1.3 Tổng quan phương pháp xử lý chất thải chế biến mít Trong q trình chế biến mít khối lượng lớn chất thải loại bỏ cần có biện pháp phù hợp để xử lý nhằm giảm thiểu ô nhiểm môi trường mang lại lợi ích cho quy trình chăm sóc vườn Tùy vào quy mô sản xuất nhà vườn mà có phương pháp xử lý khác đáng kể đến phương pháp tái sử 16 dụng làm thức ăn chăn nuôi nhà vườn có kết hợp chăn ni gia súc, đơn vị thu mua sơ chế việc xử lý chất thải quan tâm hầu hết đổ bỏ vào môi trường, một số lượng đưa nhà vườn để ủ gốc Việc đổ bỏ vào môi trường gây mức độ ô nhiễm nghiêm trọng khu vực, gây mùi hôi thối, môi trường thuận lợi cho sinh vật gây bệnh ruồi, chuột Phương pháp áp dụng gần làm giảm phát thải vào môi trường phương pháp ủ phân vi sinh hiếu khí compost Đây phương pháp thân thiện với môi trường không gây phát thải thứ cấp mặt khác cung cấp lượng lớn phân bón cho vườn 1.3.1 Phương pháp tái sử dụng làm thức ăn gia súc Phế phẩm chế biến mít sử dụng làm thức ăn chăn nuôi áp dụng lâu đời rộng rãi Với thành phần glucid chất xơ cịn nhiều xơ mít nên chất thải chế biến mít dùng làm thức ăn trực tiếp cho gia súc chủ yếu trâu bò nhằm thay nguồn cỏ tự nhiên ngày hạn hẹp [7] Hình 1.5 Bị ăn thức ăn từ trình ủ chua [8] Song song với trình phương pháp ủ chua chất hữu để làm thức ăn cho gia súc quan tâm Kỹ thuật áp dụng cho nhà vườn, sở, nơng hợ chăn ni bị thịt, bị sữa Đăt biệt phù hợp cho chăn nuôi quy mô nông nghiệp kết hợp chăn nuôi sản xuất nông nghiệp Phương pháp ứng dụng công nghệ ủ chua trình lên men axit lactic để chế biến thức ăn cho gia súc 17 từ nguồn phế phẩm nơng nghiệp nhằm góp phẩn bổ sung đủ nguồn thức ăn cho bò nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cao chăn ni [9] Hình 1.6 Ủ chua phế phẩm nông nghiệp làm thức ăn cho gia súc [9] Quy trình ủ chua phụ phẩm nơng nghiệp làm thức ăn cho gia súc + Chuẩn bị hố ủ: Hố xây gạch, xi măng, …Bên trát kín bảo đảm khơng thấm nước kích thước hố tùy thuộc vào nhu cầu nhà vườn + Nguyên liệu: cỏ, phế phẩm nơng nghiệp, lượng nước thích hợp nguyên liệu 65 – 75% Các loại vật liệu ủ cần chặn ngắn băm nhỏ (5-10 cm) để nén đươc tốt + Công thức ủ: Nguyên liệu ủ 100 kg, Bột ngô (hoặc bột sắn, cám gạo, rỉ mật): kg Muối ăn: kg Chế phẩm Lactic: 0.5 – 0.8 kg + Phương pháp ủ: Đầu tiên lót bạt nilon vào xung quanh thành hố, cho nguyên liệu ủ chuẩn bị trước vào hố ủ rải thành lớp dày 20 – 30cm, sau rải nguyên liệu bổ sung chế phẩm lactic lên trên, dùng chân hay công 18 cụ để nén chặt lớp vật liệu khối ủ lớn dùng phương tiện giới để nén chặt máy cày, máy kéo để nén ca Cứ làm lớp đầy hố, túm miệng bạt lại buộc chặt dây cao su Cuối lấy vật nặng đè lên miệng hố + Kiểm tra chất lượng hố ủ: Sau ủ 15 đến 20 ngày cần kiểm tra sản phẩm ủ xem có đạt chất lượng hay không, loại cỏ cho màu vàng tươi, xơ mít có màu tự nhiên có mùi thơm đặt trưng axit lactic, có vị chua, khơng bị thối, gia súc thích ăn 1.4 Tổng quan nghiên cứu nước 1.4.1 Nghiên cứu nước Đào Châu Thu, Nguyễn Ích Tân cợng tḥc Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Nông nghiệp bền vững thuộc trường Đại học Nông nghiêp I hợp tác với Đại học Udine – Italia tiến hành đề tài “Sản xuất phân hữu từ rác thải hữu sinh hoạt phế thải nông nghiệp để dùng làm phân bón cho rau vùng ngoại bị nhiễm thành phố” [10] Tuy nhiên, sản phẩm phân bón hữu kết quả nghiên cứu áp dụng phần lớn vùng đồng bằng, việc phát triển ứng dụng nông hộ, đặc biệt khu vực nông dân vùng sâu vùng xa cịn Vũ Thúy Nga cợng thuộc Viện Môi Trường Nông Nghiệp tiến hành đề tài “Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh để chế biến phế thải chăn nuôi làm phân bón hữu sinh học nơng hợ Quỳ Hợp tỉnh Nghệ An” đề tài tuyển chọn tạo chế phẩm vi sinh vật xử lý phế thải chăn nuôi phù hợp với điều kiện Quỳ Hợp Mật độ tế bào chủng vi sinh vật đạt 108 CFU/g, hoạt tính sinh học đảm bảo thời gian bảo quản tháng Đề xuất quy trình xử lý chế biến phế thải chăn ni làm phân bón hữu sinh học quy mơ nơng hợ [10] Cùng với Phan Thị Thủy Nguyễn Văn Việt tiến hành đề tài “Nghiên cứu quy trình ủ phân compost từ vỏ lụa hạt điều” kết quả với vật liệu vỏ hạt điều 19 bổ sung chế phẩm Trichoderma bùn hoạt tính sau 30 ngày thu loại compost khác Q trình phân hủy sinh học hiếu khí vỏ lụa hạt điều diễn tốt kết quả biotest cho thấy an toàn trồng [7] Từ nghiên cứu cho thấy nhu cầu phân bón hữu vi sinh rất cần thiết Phế phẩm nông nghiệp rất dồi cần phương pháp xử lý hiệu quả để mang lại giá trị cao kinh tế mơi trường 1.4.2 Nghiên cứu ngồi nước Trên giới việc xử lý chất thải hữu tiến hành nhiều nước Kỹ thuật ủ compost ghi nhận Ai Cập từ 3,000 năm trước Công ngun mợt q trình xử lý chất thải nông nghiệp giới Người Trung Quốc ủ chất thải từ cách 4000 năm, người Nhật sử dụng compost làm phân bón nơng nghiệp từ nhiều kỷ Tuy nhiên đến năm 1943, q trình ủ compost nghiên cứu mợt cách khoa học báo cáo Giáo sư người Anh, Sir Albert Howard thực Ấn Độ [11] Đến có nhiều tài liệu viết q trình ủ compost nhiều mơ hình cơng nghệ ủ compost quy mô lớn phát triển giới Compost sản phẩm giàu chất hữu có hệ vi sinh vật dị dưỡng phong phú, ngồi cịn chứa nguyên tố vi lượng có lợi cho đất trồng Sản phẩm compost sử dụng chủ yếu làm phân bón hữu nơng nghiệp hay mục đích cải tạo đất cung cấp dinh dưỡng trồng Ngồi ra, compost cịn biết đến nhiều ứng dụng, sản phẩm sinh học việc xử lý ô nhiễm môi trường, hay sản phẩm dinh dưỡng, chữa bệnh cho vật nuôi trồng Trong kỹ thuật ủ compost, hệ vi sinh vật đóng vai trị rất quan trọng, kiểm sốt tốt điều kiện môi trường ảnh hưởng tới hoạt đợng vi sinh vật nhân tố định thành cơng q trình ủ compost giúp giảm phát sinh mùi ô nhiễm loại bỏ mầm vi sinh vật gây bệnh Từ năm 1926-1941, Waksman cộng nghiên cứu phân huỷ hiếu khí bã thực vật, đợng vật kết luận nhiệt đợ, nhóm vi sinh vật có ảnh hưởng đến phân huỷ chất thải hữu [10] Ở Mỹ vào năm 1942, Rodale J.I kết hợp nghiên 20 cứu Howard với thực nghiệm đưa phương pháp hữu trồng trọt, làm vườn hoan nghênh ủng hộ [10] Theo thời gian phương pháp kỹ thuật ngày hoàn thiện, đáp ứng nhu cầu chế biến chất thải nơng nghiệp đồng thời kiểm sốt ô nhiễm môi trường chúng gây Một hình thức sản xuất phân hữu rất phổ biến ủ chất hữu thực vật với chất thải động vật Sau một vài tháng đến hàng năm, sản phẩm tạo thành dùng làm phân hữu Phân hữu gồm loại phân xanh, phân chuồng, phân rác, than bùn, phân hữu cơ… [10] 1.4.3 Các vấn đề tồn đề xuất hướng định hướng nghiên cứu Các phương pháp xử lý chất thải hữu cách ủ hiếu khí compost nghiên cứu rộng rãi nhiều loại phế phẩm nông nghiệp chăn nuôi từ rất lâu Nhưng chưa có đề tài nghiên cứu khả ứng dụng phế phẩm chế biến mít để sản xuất phân bón hữu vi sinh Thừa kế vào phát triển khoa học, phương pháp ủ rút ngắn thời gian mang lại hiệu quả cao chủng vi sinh nghiên cứu Đề tài nhắm đến hướng tận dụng chất thải ngành chế biến mít để sản xuất phân hữu vi sinh sử dụng cho nhà vườn khu vực nhằm hạn chế ô nhiễm môi trường mang lại hiệu quả cho vườn 21 ... trồng, chế biến mít Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Phế phẩm trình chế biến mít mà chủ yếu vỏ xơ mít Mơ hình ủ hiếu khí chất hữu thành phân bón hữu vi sinh Chế phẩm vi sinh. .. trường vi? ??c thải bỏ phế phầm ngồi mơi trường Do cần có cơng nghệ để xử lý rác thải thành nguồn cung cấp phân hữu vi sinh cho nhà vườn Tơi chọn đề tài ? ?Nghiên cứu xử lý chất thải chế biến mít thành. .. Nghiên cứu xử lý chất thải chế biến mít thành phân hữu vi sinh NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu tận dụng chất thải xơ mít xử lý phương pháp ủ hiếu khí thành phân hữu vi sinh Xây dựng quy trình