Hoàn thiện công nghệ sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải cà phê ppt

Việc nghiên cứu sử dụng các chủng vi sinh vật vào công nghệ xử lý phế thải chế biến nông sản, đặc biệt là phế thải cà phê để sản xuất đất sạch, phân bón vi sinh chất lượng cao không nhữn

BKH&CN VKH&CNVN - VCNSH LHKHSXCNSH&MT

Bé khoa häc vµ c«ng nghÖ

Ban chñ nhiÖm

Liªn hiÖp Khoa häc s¶n xuÊt C«ng nghÖ sinh häc vµ M«i tr−êng

ViÖn C«ng nghÖ sinh häc ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ ViÖt Nam

B¸o c¸o tæng kÕt khoa häc vµ kü thuËt Dù ¸n

Mục lục

Bài tóm tắt 4

Lời mở đầu ……10

Nội dung chính của Báo cáo 13

Phần 1: Tổng quan tài liệu .13

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu ngoài nước và trong nước 13

Phần 2: Nội dung đ∙ thực hiện 20

2.1 Triển khai hoàn thiện công nghệ 20

2.2 Tổ chức sản xuất 20

Phần 3: Kết quả đ∙ đạt được 22

3.1 Nội dung đạt được theo kế hoạch 22

3.1.1 Kiểm tra và tuyển chọn chủng giống 22

3.1.2 Hoàn thiện công nghệ lên men sinh khối chìm, nhân giống cấp hai các chủng vi sinh vật chịu nhiệt có hoạt tính 23

3.1.2.1 Chọn môi truờng thích hợp 23

3.1.2.2 Các thông số công nghệ khác 23

3.1.2.3 Hoàn thiện kỹ thuật lên men xốp các chủng nấm, xạ khuẩn chịu nhiệt có khả năng phân giải ligno-xenlulo 25

3.1.3 Hoàn thiện công nghệ nhân dịch vi sinh tại cơ sở sản xuất 30

3.1.4 Hoàn thiện các kỹ thuật lên men ủ phế thải cà phê 33

3.1.5 Hoàn thiện công nghệ chế biến bán thành phẩm 33

3.1.6 Khảo nghiệm ngoài đồng ruộng cho 4 loại cây trồng 35

3.1.6.1 Đánh giá khảo nghiệm phân bón Polyfa HCVS đối với cây bông vảI 35

3.1.6.2 Đánh giá khảo nghiệm đối với cây cà phê 37

3.1.6.3 Cây hồ tiêu 40

3.1.6.4 Cây lúa 42

3.1.7 Thiết kế Dây chuyền thiết bị sản xuất 44

3.1.8 Kết quả sản xuất 73

3.1.9 Kết quả đào tạo: 74

Phần 4: Tổng quát hoá và đánh giá kết quả đạt đ−ợc 76

Phần 5: Kết luận và đề nghị 79

Lời cảm ơn 80

Tài liệu tham khảo 82

Danh s¸ch nh÷ng ng−êi thùc hiÖn dù ¸n

5 CN NguyÔn ThÞ TuyÕt Mai ViÖn CNSH

6 CN Ph¹m §øc ThuËn NT Liªn hiÖp HSXCNSH&MT

7 CN Lª ThÞ Hång Minh NT Liªn hiÖp

KHSXCNSH&MT

KHSXCNSH&MT

9 TS Hµ ThÞ Mõng NT §¹i häc T©y Nguyªn

10 TS TrÞnh Xu©n Ngä NT §¹i häc T©y Nguyªn

11 TS Phan V¨n T©n NT §¹i häc T©y Nguyªn

12 CN NguyÔn Thanh S¬n NT C.Ty Cµ phª Bu«n Ma

Thuét

13 TS NguyÔn V¨n H−ng NT ViÖn Nghiªn cøu c©y B«ng

vµ c©y cã sîi

2.1.1 Kiểm tra và tuyển chọn chủng giống

2.1.2 Hoàn thiện công nghệ lên men sinh khối chìm, nhân giống cấp 2 các chủng vi sinh vật chịu nhiệt

2.1.3 Hoàn thiện công nghệ nhân dịch vi sinh

2.1.4 Hoàn thiện các kỹ thuật lên men ủ phế thải cà phê

2.1.5 Hoàn thiện công nghệ chế biến bán thành phẩm

2.1.6 Khảo nghiệm ngoài đồng ruộng

2.1.7 Hoàn thiện pilot sản xuất chế phẩm men vi sinh

2.1.8 Hoàn thiện thiết kế tổng thể dây chuyền thiết bị

2.1.9 Tổ chức sản xuất phân hữu cơ vi sinh HCVSLOT và HCVSTHUC trên nền POLYFA

2.2.1.2 Đã hoàn thiện 01quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh gốc

dạng lỏng và dạng bột bằng hai kỹ thuật lên men chìm và lên men xốp

A, Đối với lên men chìm các chủng vi khuẩn phân giải lân và cố định N

có các thông số công nghệ chung như sau; Nhiệt độ từ 30 đến 350C, pH từ

7,0-7,2, tốc độ khuấy 150 đến 200 vòng/phút, thời gian lên men 36 h Mật độ vi sinh

MnSO4.7H2O- 0,25

Lân - 0,5

Các thông số công nghệ: Độ ẩm môi trường - 35-37%, nhiệt độ 45-500C,

Độ dày lớp cơ chất-2-3cm,, thời gian thu hồi 30-36 h, mật độ vi sinh vật

(CFU/g) 4.1.107-5.8.108

2.2.1.3 Đã ổn định 01 công nghệ nhân dịch vi sinh quy mô công nghiệp tại cơ

sở sản xuất phân bón với các thông số sau:

a Môi trường sử dụng và thông số công nghệ cho vi khuẩn phân giải lân

- Tốc độ sục khí liên tục từ 3-4 m 3/phút

- Mật độ VSV: 7,5.108 - 8,2.108 CFU/g

2.2.1.4 Hoàn thiện và ổn định sản xuất 01 quy trình các kỹ thuật lên men ủ phế

thải cà phê:

- Hoàn thiện các kỹ thuật xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến khô

trước khi lên men ủ vi sinh: Kích thước vỏ hạt(cm)- 0,1 -0,3, pH - 6,8 -7,5, nhiệt

độ(t0C) 35 -40, độ ẩm(%)25-30, thời gian ủ (ngày)- 45, hàm lượng mùn (%)27,3

- Hoàn thiện các kỹ thuật xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến ướt trước khi lên men ủ vi sinh tương tự như ở trên nhưng thời gian ủ chỉ 20 ngày

2.2.1.5 Hoàn thiện và ổn định được 01 công nghệ chế biến bán thành phẩm sau

khi ra lò và công nghệ thu nhận axit humic và humát kali, humát natri

2.2.1.6 Khảo nghiệm ngoài đồng ruộng cho 4 loại cây trồng

Xây dựng được 4 quy trình và công thức bón cho cây bông vải, cây cà phê, cây tiêu, cây lúa Các loại cây trồng khi bón phân HCVS LOT,HCVSTHUC Polyfa trên diện rộng đã cho năng suất cao hơn so với bón phân vô cơ đơn thuần

- Đối với cây bông thu vượt so với đối chứng 743,6 ngàn đồng/ha khi sử dụng HCVSLOT và 682,4 ngàn đồng/ha khi sử dụng HCVSTHUC

- Đối với cây cà phê năng suất tăng từ 114% đến 120%, hiệu quả kinh tế cao , hệ số VCR từ1,12 đến 1,20

-Đối với cây hồ tiêu năng suất khảo nghiệm diện hẹp tăng từ 111,8 đến

125,5% và diện rộng là 108 đến 110 %

-Đối với cây lúa năng suất không tăng nhiều so với đối chứng, nhưng chi

phí cho phân bón ít hơn, như vậy vẫn có hiệu quả kinh tế

Như vậycùng một đồng vốn bỏ ra khi sử dụng phân bón này đối với 4 loại cây trồng trên đều cho hiệu quả kinh tế cao, giảm bệnh lở cổ rễ và vàng lá

2.2.1.7 Thiết kế giây chuyền thiết bị sản xuất

Đã hoàn thiện thiết kế dây chuyền thiết bị và mặt bằng tổng thể của xưởng sản xuất phân bón HCVS công suất 10.000 tấn năm (bản vẽ ở phần

2.2.2.Tæ chøc s¶n xuÊt chÕ phÈm vi sinh

- Hoµn thiÖn ®−îc 1 pilot s¶n xuÊt chÕ phÈm vi sinh c«ng suÊt

100kg/ngµy

- S¶n xuÊt ®−îc 7000 kg chÕ phÈm vi sinh Microcom

- Cïng víi c«ng ty cµ phª Bu«n Ma Thuét s¶n xuÊt ®−îc 7000 TÊn s¶n phÈm

Lời mở đầu

Việt Nam là một nước nông nghiệp có nguồn phế thải sau thu hoạch rất đa dạng như phụ phế mía đường, phế thải của nhà máy tinh bột sắn, phế thải nông nghiệp như rơm rạ, thân lõi ngô, đậu lạc và đặc biệt là nguồn phế thải vỏ cà phê rất lớn

Trong thập niên qua cây cà phê phát triển mạnh, là cây hàng hoá xuất khẩu đứng thứ 2 sau lúa gạo với diện tích đã lên tới 350.000 ha Các nhà máy chế biến cà phê thải ra khoảng 20 000 tấn vỏ một năm Nhưng hầu hết vỏ cà phê phần lớn là bị đốt, phần còn lại trở thành rác thải gây ô nhiễm môi trường Những phế thải hữu cơ, đặc biệt là vỏ cà phê là nguồn nguyên liệu sạch rất thích hợp cho việc ủ phân hữu cơ dùng cho cây nông nghiệp và công nghiệp Phân hữu cơ giúp cải tạo

đất, tăng độ phì nhiêu, giữ ẩm, tạo điều kiện cho vi sinh vật có ích hoạt

động

Những nghiên cứu về phân bón cho cây cà phê cũng như một số cây công nghiệp khác đã được tiến hành trong những năm gần đây Với nguồn cơ chất là than bùn, phế thải cà phê và những nguồn hữu cơ khác, các nghiên cứu đã được thực hiện qua các đề tài KHCN 02-04 và KHCN 02-04B Để tiếp tục hoàn thiện công nghệ và đưa vào thực tiễn sản suất kết quả của hai đề tài trên, dự án KC.04-DA04 đã được Bộ Khoa học và Công phê duyệt và chúng tôi đã tiến hành thực hiện trong hai năm qua

Nội dung chính của Báo cáo Phần 1: Tổng quan tài liệu 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Ngoài nước :

Cà phê được trồng nhiều ở Braxin, Côlômbia, Inđônêxia Đây là 3 nước

có diện tích và sản lượng cà phê xuất khẩu lớn nhất thế giới Từ những năm 80 trở lại đây, trên thế giới, nhất là ở những nước có ngành công nghiệp chế biến cà phê xuất khẩu, việc nghiên cứu các biện pháp sinh học để xử lý phế thải cà phê cũng được đẩy mạnh như tại Kenia, Braxin, Mỹ Tuy nhiên các nước này xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến ướt, người ta làm sạch một phần nước thải chế biến cà phê bằng công nghệ yếm khí sau đó cho nước thải ra môi trường qua các hồ sinh học

ở ấn Độ đã nghiên cứu 3 phương pháp khác nhau để xử lý phế thải từ các nhà máy chế biến cà phê Các phương pháp này đều kết hợp giữa xử lý ưa khí và yếm khí, biến đổi một phần phế thải của cà phê thành khí metan (CH4) và một phần làm thức ăn gia súc

Nước thải tại các nhà máy chế biến cà phê có hàm lượng BOD, COD rất cao (tương ứng với 3000kg/ngày và 4000 mg/l, đôi khi có thể cao hơn 9000mg/l) Chất rắn lơ lửng là 1500mg/l, gấp 3 lần hàm lượng cho phép, dầu mỡ với nồng độ cao hơn 2 lần hàm lượng cho phép Sau khi thử nghiệm các phương pháp xử lý khác nhau, phương pháp xử lý yếm khí đã được lựa chọn nhờ những

đặc tính ưu việt về mặt kinh tế và kỹ thuật

Xưởng chế biến cà phê tại Mỹ đã sử dụng hệ thống tưới phun để xử lý và

sử dụng 150-500m3 nước thải hàng năm Khoảng hơn 40 ha cỏ ba lá và sậy được dùng để thử nghiệm Yếu tố hạn chế chính của phương pháp này là khả năng hút

nước của nơi thử nghiệm và các điều kiện thuỷ địa học của nó ngăn cản sự thấm thẳng của các chất gây ô nhiễm

Ngành công nghiệp cà phê phải đối mặt với một số vấn đề, đó là quản lý phế thải rắn, nước thải và giá năng lượng tăng Những vấn đề này có thể giải quyết bằng cách biến đổi một phần phế thải của cà phê thành khí metan thông qua quá trình lên men yếm khí Giá trị kinh tế của bể khí sinh học trong nông trại cà phê ở ấn Độ đã được đánh giá cao Hai mô hình bể yếm khí sinh học

được đưa ra là sản xuất điện và sản xuất khí Quá trình lên men yếm khí thịt vỏ

cà phê có thể đủ cung cấp đủ năng lượng cho hệ thống xử lý và cả nông trại đó Các nghiên cứu cơ bản trong phòng thí nghiệm về lên men yếm khí thịt quả cà phê cũng được tiến hành Những thông số chính được nghiên cứu như lượng vi khuẩn yếm khí trong quá trình lên men, những thay đổi trong qúa trình lên men

và lượng khí metan được tạo thành Nhiều loại vi khuẩn yếm khí khác nhau có mặt trong quá trình lên men như loại tạo axít, phân huỷ protein, lipit, xenlulo và

vi khuẩn sinh metan

Xử lý yếm khí phế thải cà phê được nghiên cứu trong hệ thống một hoặc hai pha ở 530C Kết quả cho thấy lên men tạo khí metan một pha không cho hiệu quả cao nếu phế thải cà phê chỉ xử lý bằng quá trình bùn hoá, hiệu suất phân huỷ 42%, kể cả những chất hoà tan dính trên bề mặt phế thải Nhưng trong hệ thống phân huỷ yếm khí 2 pha, hiệu suất phân huỷ tăng tới 70% Lượng khí

được tạo ra là 451ml/g phế thải cà phê bị phân huỷ và 28,2% carbon trong phế thải được chuyển thành carbon trong khí sinh học

Hướng sử dụng phế thải cà phê rắn làm phân bón cũng được các nhà khoa học chú ý Lượng thịt cà phê trong 5 nước Trung Mỹ có khoảng 925.000 tấn/năm, trong đó chỉ một phần nhỏ được trở lại đồn điền Các nghiên cứu chỉ ra rằng thịt cà phê sau khi lên men chứa hàm lượng N, P, K cao và như thế nó có thể thay thế đáng kể lượng phân bón hoá học trong các nông trường cà phê Hỗn hợp 1/4 đất và thịt cà phê sau khi lên men là thích hợp cho sự phát triển của cây

cà phê con Đã có những nghiên cứu so sánh ảnh hưởng của phế thải cà phê, phế thải đô thị, mùn cưa, nước cống rãnh sau khi xử lý lên sự phát triển của

Rudbeckia hirta L Nếu phân trộn có chứa 10, 25, 50% theo thể tích mỗi loại

phế thải thì không thấy sự phát triển khác nhau đáng kể của loại cây này Nhưng nếu nồng độ phế thải cà phê tăng tới 80% theo thể tích thì sẽ làm giảm sự phát triển của cây Hiện nay Nhật Bản đang cùng Viện Công nghệ Sinh học quan tâm

đến nguồn năng lượng sinh học thu được từ biomass trong đó có vỏ cà phê

Tình hình nghiên cứu trong nước

Những năm gần đây khái niệm “phân bón vi sinh” hoặc “phân bón hữu cơ

vi sinh” đã xuất hiện trong nông nghiệp Việt Nam Có một số nghiên cứu sản xuất phân bón vi sinh đơn chủng như: Nitragin, Azolgin, Rhizolu và đa chủng: VSTH chế phẩm EM, phân bón chức năng đa chủng Một số phân bón hữu cơ sinh học như: sông Gianh, Thiên Nông, Hudavil được sản xuất chủ yếu bằng nền cơ chất là than bùn đã đóng góp phần nào vào sự phát triển nền nông nghiệp sạch của Việt Nam

Từ năm 1988, cà phê ở Việt Nam được trồng đại trà trên quy mô sản xuất

ở các đồn điền tư bản Pháp thiết lập ở vùng Trung du Bắc Bộ, rồi lan dần vào Trung bộ Mãi đến năm 1920 – 1925, tư bản Pháp mới đầu tư phát triển cà phê ở vùng đất đỏ bazan phì nhiêu màu mỡ trên các cao nguyên Nam Trung Bộ Như thế tính đến nay cây cà phê nhập nội được trồng và phát triển trên các vùng đất Việt Nam đã gần tròn 100 năm

Thập kỷ qua, tốc độ phát triển cây cà phê ở nước ta tăng rất nhanh và đã trở thành cây hàng hoá xuất khẩu quan trọng, mang lại giá trị xuất khẩu lớn Hiện nay có trên 350.000 ha cà phê và sản lượng trung bình trên 300.000 tấn nhân khô/năm, với lượng vỏ khô khoảng 200.000 tấn/năm, mà thành phần chủ yếu của nó là ligno-xenlulo, một hợp chất rất khó phân huỷ trong điều kiện tự nhiên Đắc Lắc là tỉnh có diện tích thâm canh cà phê và sản lượng lớn nhất cả nước Lượng vỏ thải hàng năm qua hai loại công nghệ chế biến khô và ướt một

phần được người dân ủ với phân chuồng làm phân bón, phần còn lại đốt hoặc theo nước xả từ các xưởng chế biến ra ngoài, làm ô nhiễm môi trường sống

Việc nghiên cứu sử dụng các chủng vi sinh vật vào công nghệ xử lý phế thải chế biến nông sản, đặc biệt là phế thải cà phê để sản xuất đất sạch, phân bón vi sinh chất lượng cao không những giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường

mà còn mang lại hiệu quả kinh tế và xã hội

Sự phân giải xenlulo là một quá trình phức tạp vì vậy các vi sinh vật phân giải xenlulo có vai trò đặc biệt quan trọng trong vòng tuần hoàn cacbon ít có loài vi sinh vật nào có khả năng phân giải xenlulo một cách trọn vẹn, thường mỗi loài chỉ tiết ra một hoặc vài enzym thực hiện những khâu nhất định trong cả chuỗi phản ứng Vì vậy để sử dụng một cách hiệu quả nhất khả năng phân giải xenlulo của vi sinh vật trong sản xuất phân bón vi sinh tổng hợp, thường kết hợp một vài chủng lại với nhau để quá trình phân giải hoàn thiện hơn

Xenlulaza là một phức hệ enzym rất phức tạp Nấm sợi là nhóm có khả năng tiết ra ngoài môi trường một lượng lớn enzym đầy đủ các thành phần, nên khả năng phân giải xenlulo là rất mạnh Loài nấm sợi có hoạt tính phân giải

xenlulo đáng chú ý là Trichoderma, gồm hầu hết các loài sống trong đất Những

đại diện tiêu biểu là Trichoderma reesei, Trichoderma viride, chúng phân huỷ

các tàn dư của thực vật trong đất, góp phần chuyển hoá một lượng hữu cơ khổng

lồ Một số loài nấm khác cũng có hoạt tính phân giải xenlulo khá cao là

Aspergillus niger, Fusarium sonali Các loài nấm ưa nhiệt cũng được chú ý vì

có thể tổng hợp các enzym bền nhiệt, sinh trưởng và phân giải nhanh xenlulo, nhưng hoạt tính xenlulaza của dịch lọc thấp

Vi khuẩn cũng có khả năng phân giải xenlulo nhưng cường độ không mạnh bằng nấm sợi do lượng enzym tiết ra môi trường ít hơn và các thành phần enzym không đầy đủ ở trong đất thường có ít loại vi khuẩn có khả năng sinh cả

3 loại enzym, do đó để có thể phân giải xenlulo tự nhiên các loài vi khuẩn phải

hỗ trợ lẫn nhau để hiệu quả phân giải hoàn chỉnh hơn

Các chủng vi khuẩn hiếu khí cũng có khả năng phân giải xenlulo khá

mạnh như: Cellulomonas, Vibrio, Archomobacter

Trong tự nhiên, ngoài nấm sợi và vi khuẩn, xạ khuẩn cũng được các nhà khoa học chú ý đến Xạ khuẩn có mặt quanh năm trong tất cả các loại đất, số lượng phụ thuộc vào đất và tính chất của đất Một số xạ khuẩn có hoạt tính phân

giải xenlulo cao đáng chú ý là: Steptosporaugium, Streptomyces, Actinomyces

Thực vật sử dụng một số hoocmon để điều chỉnh quá trình sinh trưởng và phát triển của mình, trong đó nhóm hoocmon gọi là auxin nội sinh được tìm thấy hầu hết ở các loài Một trong những auxin phổ biến nhất là axit indol axetic (IAA) Bên cạnh thực vật, nhiều vi sinh vật, đặc biệt là các vi sinh vật đất và vùng rễ thực vật bao gồm các vi khuẩn biểu sinh, vi khuẩn gây bệnh cho thực vật và vi khuẩn kích thích sinh trưởng thực vật cũng có khả năng sinh tổng hợp IAA ở mỗi loại vi khuẩn tồn tại các con đường sinh tổng hợp IAA khác nhau

Việc nghiên cứu khả năng sinh tổng hợp IAA của vi sinh vật rất có ý nghĩa trong việc phát triển một nền nông nghiệp bền vững Các chủng vi khuẩn sinh IAA thường được đưa vào phân bón vi sinh để phục vụ sản xuất nông nghiệp Sử dụng các vi khuẩn không gây bệnh và có khả năng sinh tổng hợp auxin có tác dụng kích thích sinh trưởng cho cây trồng, đặc biệt có ý nghĩa trong việc tạo rễ

Photpho trong đất thường ở dạng liên kết hữu cơ như phytin và các dẫn xuất của nó, có độ hoà tan và chuyển động thấp Phần lớn phân photphát vô cơ bón vào đất nhanh chóng bị cố định, tạo thành dạng không tan và cây không sử dụng được Lượng photphát không tan thông thường chiếm 95-99% photphát tổng số, vì vậy việc giải phóng dạng photphát khó tan (hữu cơ hoặc vô cơ) và bị

cố định là một hướng quan trọng để tăng lượng photpho dễ sử dụng trong đất Rất nhiều vi sinh vật đất có khả năng chuyển hoá cả photpho vô cơ và hữu cơ thành dạng hoà tan, tạo nguồn dinh dưỡng quí giá cho cây trồng Trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có một số nghiên cứu về vi sinh vật phân giải photphát

vô cơ khó tan và ảnh hưởng của chúng đối với cây trồng Các nghiên cứu cho thấy axit hữu cơ được vi sinh vật tiết ra môi trường là tác nhân chủ yếu phân giải photphát khó tan Ngoài ra, một số vi sinh vật phân giải photphát khó tan nhờ sinh ra CO2, H2S, axit khoáng hoặc các axit chelating oxo từ đường

Trong những năm gần đây, vi sinh vật phân giải photphát khó tan đã được

sử dụng để sản xuất phân bón vi sinh Nhằm tuyển chọn được các chủng vi khuẩn có hoạt tính cao, không độc đồng thời có khả năng sinh tổng hợp IAA, chúng tôi đã phân lập từ các mẫu đất, rễ cây khác nhau các chủng vi khuẩn phân giải Ca3 (PO4)2 có tiềm năng sử dụng trong thực tế

Có rất nhiều loại vi khuẩn có ích được tìm thấy ở vùng rễ, trên rễ và thân của lúa, lúa mì, ngô, mía và các loại cây hoà thảo khác Sự quan tâm đến các loại vi khuẩn vùng rễ thời gian gần đây tăng mạnh do khả năng sử dụng chúng như một loại phân bón sinh học Một số tác giả cho rằng hiệu ứng kích thích sự phát triển cây là do quá trình cố định nitơ sinh học và sự tạo phytohormon, làm cho rễ cây phát triển, như vậy quá trình hấp thụ nước và các chất dinh dưỡng có hiệu quả và kết quả là sự phát triển của cây tốt hơn Vi khuẩn cố định nitơ sống

tự do thuộc các chi azotobacter, Acetobacter, azospirillum, azoarcus,

Enterobacter và Herbaspirilum thường sống ở vùng rễ của các cây trồng

Các loại cây trồng đều đòi hỏi một lượng phân đầy đủ, cân đối cho sự sinh trưởng và phát triển và phân hoá học đã đáp ứng được yêu cầu đó Các loại phân bón sử dụng trong nông nghiệp gồm có các nguyên tố nitơ và photpho, nói chung nguồn dinh dưỡng này được phân bố trong đất trồng nhưng cây khó hấp thụ nếu không có sự tham gia của vi sinh vật đất Mặt khác, giá của phân hoá học tương đối cao và khi được sử dụng lâu dài chúng sẽ gây thoái hoá đất trồng Vì vậy, các nhà khoa học và đặc biệt là các nhà công nghệ sinh học trong khi cố gắng giảm giá thành phân bón, đã sử dụng các chi vi khuẩn khác nhau được phân lập từ đất ở dạng phân sinh học để giảm lượng phân hoá học, cải thiện và tăng độ phì nhiêu của đất Trong thời gian gần đây ở nước ta, phân bón vi sinh

cố định đạm đã dần được sử dụng một phần nào thay thế cho phân bón hoá học- một trong những tác nhân gây ô nhiễm môi trường Điều này đã cải thiện đáng

kể môi trường đất và tăng năng suất cây trồng

Từ lâu các nhà vi sinh vật học và kỹ sư môi trường đã sử dụng vi sinh vật

để xử lý các hợp chất hữu cơ như xenlulo nói chung và lignoxenlulo nói riêng trong việc phân giải sinh học và sửa chữa sinh học nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và chế biến những nguồn nguyên liệu thô rẻ tiền này để tái sử dụng sản xuất thực phẩm, nguyên liệu, thức ăn gia súc và phân bón Việc sử dụng vi sinh vật có hoạt tính thuỷ phân xenlulo cao để xử lý phế thải nông nghiệp, công nghiệp và than bùn đã được thực hiện qua các đề tài nghiên cứu ở Việt nam, đặc biệt là đề tài KHCN 02-04 và KHCN 02-04B trong giai đoạn 1996-2000 Để thực hiện đề tài chúng tôi đã phân lập, tuyển chọn, xác định tính chất, đọc trình

tự gen 16S ARN riboxom để định loại đến loài một số chủng vi sinh vật có khả

năng kháng Fusarium oxysporum, cố định N2, phân giải lân và sinh tổng hợp IAA phù hợp với vùng sinh thái cho hai loại cây trồng là cà phê và bông Nghiên cứu hoạt tính, quy trình công nghệ, tạo chế phẩm và đánh giá hiệu lực lên hai

đối tượng cây trồng trên

Để hoàn thiện một phần công nghệ của hai đề tài KHCN 02-04 và KHCN 02-04B, chúng tôi đã tiến hành Dự án sản xuất thử nghiệm mã số KC02-DA04, với những mục tiêu sau:

- Hoàn thiện công nghệ lên men sản xuất chế phẩm vi sinh

- Hoàn thiện việc thiết kế dây chuyền công nghệ

- Sản xuất chế phẩm vi sinh và phân bón HCVS trên nền nguyên liệu, phế thải cà phê, than bùn Polyfa

- Đào tạo đội ngũ cán bộ và công nhân lành nghề trong trong lĩnh vực vi sinh môi trường và sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh

- Tạo công ăn việc làm, phát triển kinh tế xã hội, đặc biệt là vùng sâu vùng xa ở Tây Nguyên

Phần 2: Nội dung đ∙ thực hiện 2.1 Triển khai hoàn thiện công nghệ

2.1.1 Kiểm tra và tuyển chọn chủng giống

2.1.2 Hoàn thiện công nghệ lên men sinh khối chìm, nhân giống cấp 2 các chủng vi sinh vật chịu nhiệt

2.1.3 Hoàn thiện công nghệ nhân dịch vi sinh

2.1.4 Hoàn thiện các kỹ thuật lên men ủ phế thải cà phê

2.1.5 Hoàn thiện công nghệ chế biến bán thành phẩm

2.1.6 Khảo nghiệm ngoài đồng ruộng

2.1.7 Hoàn thiện thiết kế tổng thể dây chuyền thiết bị

2.2 Tổ chức sản xuất

2.2.1 Hoàn thiện pilot sản xuất chế phẩm men vi sinh

2.2.2 Tổ chức sản xuất phân hữu cơ vi sinh HCVSLOT và HCVSTHUC trên nền POLYFA

Phần 3: Kết quả đ∙ đạt được 3.1 Nội dung đạt được theo kế hoạch

3.1.1 Kiểm tra và tuyển chọn chủng giống:

Trong quá trình hoàn thiện công nghệ và sản xuất sản phẩm phân bón HCVS luôn luôn cần phải tuyển chọn lại 10 chủng vi sinh vật đã sử dụng để ổn

định hoạt tính Các chủng vi sinh vật này là sản phẩm được phân lập và tuyễn

chọn từ các đề tài KHCN 02-04B và KC 02-04

Các chủng VSV đã tuyển chọn là:

- Tuyển chọn vi sinh vật cố định nitơ:

Từ 15 chủng vi khuẩn có hoạt tính cố định N2 trên môi trường Ashby, chúng tôi tuyển chọn được 2 chủng có hoạt tính có định đạm mạnh còn có khả năng sinh tổng hợp IAA là:

Pseudomonas nitroreducens 4

Bacillus horikoshii 8

Đã được nghiên cứu các tính chất sinh lý, sinh hoá của các chủng phân lập được và xác định hoạt tính của chúng theo phương pháp sắc ký khí khả năng khử axetylen thành etylen của hệ enzym nitrogenaza của vi khuẩn Tế bào của các chủng phân lập rất đa dạng: hình que, hình cầu hoặc elip Hoạt tính nitrogenaza của chủng nghiên cứu dao động trong khoảng 1,5 đến 2,5àM

C2H4/ml/giờ,

- Tuyển chọn vi khuẩn phân huỷ P khó tan:

Từ 15 chủng vi khuẩn khác nhau có khả năng phân giải P khó tan trên môi trường Geretsen, chúng tôi tuyển chọn được 3 chủng vi sinh vật có hoạt tính phân giải lân mạnh nhất, có vòng phân giải từ 11-24mm, chủng có vòng phân giải từ 6-10mm và chủng có vòng phân giải ≤ 5mm:

Bacillus pumilus 16

Bacillus silvestris 67

Bacillus flexus 14

- Vi sinh vật phân giải xenlulo:

Sau khi phân lập được một số chủng vi sinh vật phân giải xenluloza được lưu giữ trong bộ sưu tập của các đề tai trước chúng tôi tiến hành tuyển chọn lại các chủng:

S.nashvillensis, Bacillus sp., T Koningii, fischer, A fumigatusi

3.1.2 Hoàn thiện được công nghệ lên men sinh khối chìm, nhân giống cấp hai các chủng vi sinh vật chịu nhiệt có hoạt tính 3.1.2.1 Chọn môi truờng thích hợp Chúng tôi tiến hành thử nghiệm trên 4 loại môi trường đối với các chủng vi sinh vật có hoạt tính chịu nhiệt: MT1: g/l CaCl2 2H2O - 0,02 K2HPO4 - 0,1

FeCl3.6H2O - 0,01 MgSO4.7H2O- 0,2

NaMoO4.2H2O - 0,002 Manitol - 20

NaCl - 0,1 MT2g/l : (NH4)2SO4 0,1

KCl 0,2

Ca3(PO4)2 5

MgSO4.7H2O 0,20

MnSO4.7H2O 0,25

MT3 g/l:

KH2PO4- 0,2

MgSO4.7H2O- 0,025

CaCO3 - 0,1

Tinh bột 2,0

Cao ngô 0,5

MT4g/l :

(NH4)2SO4 0,1

KCl 0,2

Ca3(PO4)2 5

MgSO4.7H2O 0,20

MnSO4.7H2O 0,25 Cao thịt bò 5

Sau khi thử nghiệm 4 loại môi trường chúng tôi đã lựa chọn được môi trường thích hợp cho mỗi loại vi sinh vật có hoạt tính cố định nitơ, phân giải lân, các chủng vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm có khả năng phân giải xenlulo

Công thức môi trường MT1 phù hợp với chủng:

Pseudomonas nitroreducens và Bacillus horikoshii

Công thức môi trường MT2 phù hợp với các chủng:

Bacillus pumilus 16, Bacillus silvestris 67, Bacillus flexus 14

Công thức môi trường MT3 phù hợp với chủng: S.nashvillensis

Công thức môi trường MT4 phù hợp với chủng: Bacillus sp (III)

môi trường xốp

3.1.2.2 Các thông số công nghệ khác:

Đã nghiên cứu các thông số công nghệ tối ưu cho quá trình lên men 10 chủng vi sinh lựa chọn với các thông số sau:

- Nhiệt độ với các giá trị sau: 30-350C, 40-450C, 45-50

- Thời gian lên men: từ 24h đến 36h

- Tốc độ quay của cánh khuấy: từ 100 đến 250 vòng/phút

- pH của môi trường: 6,5 - 7,2-7,5

Cuối cùng xác định mật độ của các chủng sử dụng:

Các công thức môi trường và thông số công nghệ cho kết quả tốt nhất

K2HPO4 - 0,1 FeCl3.6H2O - 0,01 MgSO4.7H2O- 0,2 NaMoO4.2H2O-0,002

Ca3(PO4)2 5 MgSO4.7H2O 0,20 MnSO4.7H2O 0,25

30-35 36

7,0-7,2

150 4,7.109

5,3.109

-P hoà tanàg/

ml 189-

Phân giải

Xenlulo

Bacillus sp III

MT4g/l : (NH4)2SO4 0,1 KCl 0,2

Ca3(PO4)2 5 MgSO4.7H2O 0,20 MnSO4.7H2O 0,25 Cao thịt bò 5

3.1.2.3 Hoàn thiện kỹ thuật lên men xốp các chủng nấm, xạ khuẩn chịu

nhiệt có khả năng phân giải ligno-xenlulo

Các chủng T koningii, A.fischeri , A fumigatus có khả năng phân giải xenlulo

được nuôi trên các môi trường xốp trên với các muối (%)

1 (NH4)2SO4 0,10

2 MgSO4.7H2O 0,20

3 MnSO4.7H2O 0,25

4 Lân 0,50

Để xác định thành phần cơ chất tối ưu cho quá trình lên men xốp, các

chủng vi nấm và xạ khuẩn được ủ với môi trường gồm các thành phần cơ chất

nói trên trong tủ lên men có dung tích 5m x1m x1,5m, với khay inox có độ dày

của các lớp môi trường từ 2- 8 cm Mật độ và hoạt tính của vi sinh vật được xác

định sau thời gian 36h

Bảng2: ảnh hưởng của thành phần cơ chất lên sinh khối và hoạt tính phân giải

CMC của các chủng vi nấm và xạ khuẩn

So sánh các công thức nghiên cứu, công thức môi trường CT1 cho mật

độ vi sinh vật và hoạt tính của chúng cao nhất Vì vậy chúng tôi chọn môi trường 1 để sử dụng cho nghiên cứu các thông số khác và sản xuất chế phẩm vi sinh sau này

A Các thông số công nghệ tối ưu cho quá trình lên men xốp

Với điều kiện công thức môi trường không đổi là CT1, các thông số công nghệ sau được thử nghiêm:

- Độ ẩm môi trường: 30%- 35%, 35%- 40 %, 45% -50%

- Nhiệt độ: 300C- 350C, 350C - 370C, 370C- 400C, 400C đến 450C

- Độ dàycủa lớp ủ: 2 cm; 4cm; 6cm; 8 cm

- Thời gian ủ : từ 24h - 48h

- Kiểm tra mật độ vi sinh

Sau khi so sánh chúng tôi lựa chọn ra những thông số tối ưu nhất cho sự phát triển của các chủng vi nấm có khả năng phân giải xenlulo Các chỉ số công

Bảng 3: Bảng tổng hợp thông số lên men xốp tối ưu cho các chủng vi nấm

thức môi trường

Độ ẩm môi trường(%)

Nhiệt

độ (t.c0)

Độ dày (cm)

Thời gian (h)

Mật độ (CFU/g)

3.1.3.1 Hoàn thiện thành phần môi trường trong công nghệ lên men nhân dịch

vi sinh tại nhà máy, các chủng vi sinh vật từ chế phẩm vi sinh ban đầu trong

điều kiện không thanh trùng

Chế phẩm vi sinh đông khô được nhân giống cấp 2 trong môi trường lỏng giàu dinh dưỡng(g/l):

- Pepton 5; Cao thịt 5; Glucoza 10; NaCl 5; NH4SO4 0,4; KH2PO4 0,2; MgSO4.7H2O 0,025; CaCO3 0,1

Sau khi nhân giống cấp 2 để thu sinh khối phục vụ cho sản xuất tại nhà máy, tiến hành nhân giống trong điều kiện không thanh trùng trên các loại môi trường sau với điều kiện nhiệt độ nuôi cấy khoảng 300C (nhiệt độ môi trường tự nhiên, pH môi trường 7.1-7,3) sục khí 2m3/phút Thành phần các muối trung, đa lượng chung của các công thức môi trường đều giống nhau nhưng khác nhau về

nguồn nitơ là urea và máu động vật Lượng giống vi sinh vật ban đầu đưa vào là 10%

Bảng 4: Thành phần các công thức môi trường nuôi cấy

Công thức

MT

Thành phần

CT1 (%) Tiết động vật 1,0; Kali: 1,0; Lân: 0,5; MgSO4: 0,2; NaCl:

0,2; MnSO4: FeSO4: CMC 5,0; Rỉ đường: 10; CaCl2: 0,1

CT2 (%) Urea 0,5 Kali: 1,0; Lân: 0,5; MgSO4: 0,2; NaCl: 0,2;

MnSO4: FeSO4: CMC 5,0; Rỉ đường: 10; CaCl2: 0,1

CT3 (%) Tiết động vật 2,0; Kali: 1,0; Lân: 0,5; MgSO4: 0,2; NaCl:

0,2; MnSO4: FeSO4: CMC 5,0; Rỉ đường: 10; CaCl2: 0,1

CT4 (%) Urea: 1,0; Kali: 1,0; Lân: 0,5; MgSO4: 0,2; NaCl: 0,2;

MnSO4: FeSO4: CMC 5,0; Rỉ đường: 10; CaCl2: 0,1 Sau thời gian khoảng 24 h đến 42 h chúng tôi tiến hành kiểm tra mật độ vi sinh trong từng loại môi trường Kết quả kiểm tra mật độ vi sinh qua các giai

đoạn nuôi trong bể ở bảng 5:

Bảng 5: Mật độ vi sinh sau các khoảng thời gian nuôi cấy

Mật độ vi sinh (CFU/g) Thời gian

khoảng 36 giờ nuôi cấy, đạt 4,7.108CFU/g Vì vậy môi trường MT4 được chọn làm môi trường cố định cho quá trình sản xuất Môi trường này có giá thành rẻ, urea co sẵn nên dễ dàng sản xuất

3.1.3.2 Hoàn thiện các thông số nhiệt độ, chế độ sục khí, mật độ tối ưu trong công nghệ lên men nhân dịch vi sinh tại nhà máy, các chủng vi sinh vật từ chế phẩm vi sinh ban đầu trong điều kiện không thanh trùng

Chế phẩm vi sinh đông khô đóng gói và cung cấp cho các nhà máy, xưởng sản xuất Sau khi lên men cấp 2 tại phòng thí nghiệm của nhà máy sản xuất, chế phẩm được nhân giống đại trà để thu sinh khối phối trộn trong các hầm ủ lớn nên không có điều kiện thanh trùng

Trước và sau khi lên men, bể lên men phải được rửa sạch, và lau bằng cồn 70% Môi trường sử dụng cho mục đích này là MT 4, pH môi trường 7.1-7,3, sục khí 2m3/phút Vì điều kiện nhân men trong bể lớn không thể khống chế nhiệt độ chính xác theo từng đơn vị cho nên chúng tôi lấy trong khoảng dao

động 5 đơn vị một cho mỗi lô thí nghiệm

Thông số nhiệt độ

Bể lên men trong cơ sở sản xuất là những bể lớn khoảng 5 m3

Bảng 6: Thông số nhiệt độ trong quá trình lên men

khoảng 30-350C Khoảng nhiệt độ này gần với nhiệt độ môi trường tự nhiên, dễ khống chế và có hiệu qủa kinh tế hơn

Chế độ sục khí khi lên men nhân dịch tại nhà máy

Chế độ sục khí tại các bể lên men cũng cần phải được quan tâm vì lưu lượng khí cung cấp cho quá trình lên men ảnh hưởng rất nhiều đến tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật

Chúng tôi thử nghiệm các chế độ sục khí khác nhau vào trong bể lên men thể tích 5m3, pH7.0 -7,2 Nhiệt độ lên men 30-320C, MT4, thời gian lên men 36

h

Giàn sục khí được bố trí sát dưới đáy hầm ủ, được chia đều trên mặt bằng

đáy bể, và được bố trí van 1 chiều để tránh nước vào trong ống sục khí

Các thông số sục khí được thí nghiệm như sau: khí nạp qua bể từ giờ thứ 2

đến giờ thứ 36 với các lưu lượng khác nhau Kết quả trên bảng 7

Bảng 7: ảnh hưởng chế độ sục khí lên mật độ vi sinh vật

Tốc độ sục khí (m3/phút)

Phân giải lân

1,5.106 3,1.107 1,6.108 8,2.108 2,8.107 Mật độ

vi sinh Cố định nitơ 2,1.106 2,5.108 1,9.108 7,5.108 3,5.107

Trong các điều kiện lưu lượng khí nạp liên tục vào bể lên men khác nhau, mật độ vi sinh vật trong các bể lên men cũng phát triển khác nhau: lưu lượng khí

4 m3/phút, mật độ vi sinh vật đạt cao nhất là: 8,2.108 và 7,5.108 CFU/g

Từ các kết quả thử nghiệm trên chúng tôi đã ổn định các thông số sau

cho quá trình sản xuất

a Môi trường lên men và thông số công nghệ cho vi khuẩn phân giải lân và cố

o Tốc độ sục khí liên tục: 3-4 m 3/phút

3.1.4 Hoàn thiện các kỹ thuật lên men ủ phế thải cà phê 3.1.4.1 Hoàn thiện các kỹ thuật xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến khô trước khi lên men ủ vi sinh

*Đánh giá độ ẩm vỏ cà phê khô:

Chế biến cà phê theo phương pháp khô bao gồm 2 công đoạn:

1.Phơi cả quả (thành quả cà phê khô)

2.Xay khô (loại bỏ tất cả các vỏ bao quanh hạt)

- Trước khi đưa vỏ cà phê khô vào hầm ủ 100m3 chúng tôi tiến hành lấy mẫu đo độ ẩm Kết quả độ ẩm trung bình = 12,48 %

- Vỏ cà phê khô trong công nghệ chế biến khô có độ ẩm khoảng 12,48%, vì vậy trong quá trình ủ phải làm tăng độ ẩm thích hợp lên từ 25% đến 50% để

vi sinh vật hoạt động được

*Đánh giá kích thước vỏ cà phê khô, hàm lượng vỏ thịt

- Vỏ cà phê khi xát có kích thuớc rất khác nhau từ 0,1- 0,8 cm Trong chế biến công nghiệp vỏ cà phê có kích thước lớn hơn vỏ thu được từ các hộ nông dân.- Đối với vỏ cà phê từ công nghiệp chế biến khô, do đã được sấy khô nên phế liệu này gồm cả vỏ thịt và trấu Vỏ trấu có kích thước lớn và khó phân huỷ

Hoàn thiện kỹ thuật lên men ủ vi sinh vỏ cà phê từ công nghệ chế biến khô

+ Lựa chọn thông số kỹ thuật xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến khô trước khi lên men ủ vi sinh

Để đánh giá mức độ mùn hoá của phế thải cà phê chúng tôi chọn các thông số sau: kích thước vỏ hạt, độ ẩm của phế thải và pH môi trường

- Kích thước: chúng tôi chia phế thải ra làm ba loại có kích thước khác nhau, vỏ cà phê được nghiền và phân loại, kích thước 0,1 – 0,3 cm: 0,4 -0,6 cm và không nghiền từ 0,6-0,8 cm

- pH được điều chỉnh bằng vôi sao cho có giá trị xung quanh trung tính

- Độ ẩm

- Kích thước vỏ 0,1- 0,3 cm chi phí nghiền sẽ lớn hơn kích thước vỏ 0,6 cm và 0,6 - 0,8 cm Nhưng hàm lượng mùn tạo ra tương ứng là 27,3%; 23,3%; 20,5 % Hàm lượng mùn 27,3% đáp ứng tốt yêu cầu của phân bón

- Để tạo ra được hàm lượng mùn như nhau ở 3 kích thước vỏ thì vỏ cà phê càng to càng mất nhiều thời gian ủ, mức độ quay vòng thấp, điều này cũng dẫn đến chi phí sản xuất lớn hơn Vì vậy trong sản xuất công nghiệp chúng tôi chọn kích thước vỏ hạt từ 0,1-0,3 cm Tuy nhiên nếu trong điều kiện không phải sản xuất công nghiệp, không phải khấu hao thiết bị, không phải vay vốn thì việc

ủ vỏ cà phê không qua khâu nghiền vẫn kinh tế hơn

Bảng 9: Các thông số kỹ thuật ủ phế thải cà phê trong công nghệ chế biến khô

ST

T

Kích thước vỏ

hạt (cm)

Thời gian ủ (ngày)

pH Nhiệt

độ (t 0 C)

Độ ẩm (%)

Hàm lượng mùn (%)

1 0,1 – 0,3 45 6,8 – 7,5 35 - 40 25-30 27,3

2 0,4 – 0,6 45 6,8 – 7,5 35 - 40 25-30 23,3

3 0,6 – 0,8 45 6,8 – 7,5 35 - 40 25-30 20,5

Sơ đồ tóm tắt quy trình và các thông số lên men vỏ cà phê

3.1.4.2 Hoàn thiện các kỹ thuật xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến

ướt trước khi lên men ủ vi sinh

* Đánh giá độ ẩm, vỏ cà phê chế biến ướt

Phương pháp chế biến ướt, tiến hành theo các bước sau:

- Xát vỏ thịt, loại bỏ chất nhờn, rửa

- Phơi sấy cà phê thóc

- Xay khô loại bỏ vỏ trấu, vỏ lụa

- Phân loại theo kích thước, tỷ trọng, màu sắc

Chúng tôi thu vỏ cà phê được chế biến ướt tại các cơ sở sản xuất Trước khi đưa vào hầm ủ chúng tôi lấy mẫu và tiến hành đo độ ẩm

Vỏ cà phê thu được theo công nghệ chế biến ướt độ ẩm khoảng 60% Độ

ẩm này rất cao vì vậy khi ủ ta phải giảm độ ẩm bằng cách phơi đến khi còn lại khoảng 30% để phù hợp với yêu cầu của lên men vi sinh

Vỏ cà phê

Máy nghiềnNghiền nhỏ kích thước 0,1-0,3cm

Dựa vào các điều kiện tối ưu trong kỹ thuật lên men ủ vỏ cà phê chế biến

từ công nghệ chế biến khô, chúng tôi tiến hành các thí nghiệm với vỏ cà phê tươi kích thước 0,7-0,9cm (vỏ cà phê nguyên), vỏ cà phê nghiền nhỏ: 0,2 - 0,3cm và 0,4 -0,6cm

Quy trình kỹ thuật lên men ủ vi sinh vỏ cà phê từ công nghệ chế biến ướt

Kích thước vỏ 0,2- 0,3cm chi phí nghiền sẽ lớn hơn kích thước vỏ 0,4-0,6

cm và 0,7 - 0,9cm Các thông số độ ẩm và pH giữ nguyên như đối với vỏ cà phê chế biến khô, chỉ thay đổi thời gian ủ Hàm lượng mùn tạo ra tương ứng là 28,3%-25,4%-24,7% Hàm lượng mùn 28,3% đáp ứng tốt yêu cầu hàm lượng mùn của phân bón hữu cơ vi sinh

Bảng 10: Các thông số ủ phế thải cà phê trong công nghệ chế biến ướt

hạt(cm)

Thời gian ủ (ngày)

Hàm lượng mùn (%)

3.1.5 Hoàn thiện công nghệ chế biến bán thành phẩm

Công nghệ chế biến bán thành phẩm được lắp ráp theo dây chuyền từ khâu đưa nguyên liệu đầu vào đến quá trình chế biến bán thành phẩm Quá trình

đó được sự hỗ trợ của các loại máy móc thiết bị và được tóm tắt như sau:

- Các lò ủ được xây dựng theo kích thước 2,5m x 8 m x 5m Giữa các lò ủ

được bố trí băng tải để chuyển nguyên liệu từ bãi chứa vào ủ Trước khi đưa vào hầm ủ, nguyên liệu được xử lý để đạt được các chỉ tiêu yêu cầu

- Các hầm ủ sau khi chín làm nguội bằng cách thổi khí liên tục 1 ngày trước khi ra lò

- Ra lò theo từng lớp chéo, dọc 40 cm đảo đều, chuyển ra băng chuyền

đưa về máy đập búa công suất động cơ 15Kw, vòng quay búa 2200vòng/phút

- Nguyên liệu được chuyển xuống sàng xoay có độ lệch tâm 150 lưới sàng 2-3mm

- Bán thành phẩm sau khi sàng đạt tiêu chuẩn được phối trộn với hoạt chất sinh học α-NAA, Humat và các yếu tố đa, vi lượng

- Kiểm tra chất lượng, sau đó đóng bao thành phẩm

- Đã hoàn thiện công nghệ tách chiết axit humic với điều kiện sản xuất

đơn giản, hiệu quả, đã thay thế HCl bởi H3PO4 cho hiệu quả tốt hơn, tăng 10% sản phẩm thu hồi

Quy trình công nghệ được thể hiện ở sơ đồ sau:

-Axit humic được chuyển hoá thành các dạng humát (Humat kali, Humat natri ) tuỳ theo nhu cầu của cây trồng (Sơ đồ ở trang sau)

Sơ đồ quy trình tổng hợp tách chiết axit humic và humat

3.1.6 Khảo nghiệm ngoài đồng ruộng cho 4 loại cây

Thu phần lắng (Humat K)

Hoà tan trong KOH, khuấy

đều đến pH10-12

Axít Humic

Loại phần trênLoại phần trên

Hoà tan trong H3 PO4,

Thương phẩm

Sấy

Cây tiêu được khảo nghiệm tại Khoa nông lâm trường Đại học Tây

Nguyên

Cây lúa được khảo nghiệm tại Viện Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam,

Thanh Trì, Hà Nội

Hiệu lực của hai loại phân bón HCVSLOT và HCVSTHUC đối với cây

bông vải đã được Trung tâm nghiên cứu cây bông vải và cây có sợi Tây Nguyên

khảo nghiệm

3.1.6.1 Đánh giá khảo nghiệm phân bón Polyfa HCVS đối với cây bông vải

A Công thức phân bón tối ưu cho cây bông

- Phân bón HCVS CFLOT và HCVS CFMTHUC được khảo nghiệm tại

địa bàn Tây Nguyên và Ninh Thuận với 3 công thức:

HCVS LOT

Lân Văn

Điển

Đạm sulphat

Bảng 12: Cách thức bón phân trong công thức 3

Lượng phân thương phẩm (kg/ha) Lần bón (Ngày sau gieo) HCVS

CFMTHUC

Lân Văn

điển

Đạm sulphat

B Kết quả khảo nghiệm phân bón đối với cây bông vải

Sau khi thực hiện bón phân theo 3 công thức trên, chúng tôi theo dõi các

chỉ tiêu cấu thành năng suất hiệu quả kinh tế (bảng 14,15,16) và đánh giá mức

độ nhiễm bệnh của cây bông vải Kết qủa thu được được trình bày tại bảng sau:

Bảng 14: Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lý thuyết

Năng suất (tạ/ha)Công thức

Mật độ (cây/m2

)

Quả/cây Quả/m

2

Khối lượng quả (g)

Lý thuyết Thực thu

Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của lô thí nghiệm và lô đối chứng có khác biệt rõ rệt Năng suất lý thuyết của lô đối chứng thấp hơn năng suất của lô thí nghiệm khoảng 3 tạ/ha Năng suất thực thu của lô đối chứng thấp hơn năng suất thực thu của lô thí nghiệm khoảng 2tạ/ha

Bảng 15: Hiệu quả kinh tế (1000 đồng/ha)

Công thức Chi phí

phân bón

Tổng thu Thu v−ợt so

với đối chứng

Thu sau khi trừ chi phí phân bón

Bảng 16: Tình hình sâu bệnh hại và thời gian phát dục của các công thức

Tỷ lệ bệnh (%) Thời gian từ gieo đến thu

hoạch (ngày) Công thức

3.1.6.2 Đánh giá khảo nghiệm đối với cây cà phê vối (ROBUSTA)

• CT4: 300 kg N + 100 kg P2O5 + 300 kg K2O + 1500kg HCVS CFMTHUC/ha

Thí nghiệm được bố trí ở huyện Krôngbuk - tỉnh Daklak, nhắc lại 4 lần,

được bố trí theo khối đầy đủ ngẫu nhiên

- Thời gian thực hiện: hai năm

- Phân bón được bón như sau:

+ Phân lân và phân chuồng bón lần 1 vào đầu mùa mưa (tháng 5)

+ Phân vi sinh hữu cơ bón 2 lần vào đầu mùa mưa và giữa mùa mưa (tháng 5

và tháng 7), mỗi lần 50 %

- Các công đoạn kỹ thuật khác được tiến hành thực hiện như nhau ở tất cả các công thức như : tưới nước, làm cỏ, tạo hình, phun thuốc phòng trừ sâu bệnh, thu hoạch

- Kiểm tra chất lượng của phân bón

- Quan trắc các chỉ tiêu đồng ruộng: sinh trưởng phát triển của cây, các chỉ tiêu cấu thành năng suất, chỉ tiêu năng suất

- Phân tích theo dõi diễn biến độ phì nhiêu của đất

- Phân tích hiệu quả kinh tế

- Số liệu theo dõi được tập hợp và xử lý thống kê trên máy tính

B Kết quả nghiên cứu hiệu lực của phân bón HCVS trên cây cà phê vối

Ngoài hiệu quả kinh tế, phân bón hữu cơ vi sinh có ảnh hưởng tích cực

chất của đất, chúng tôi đã tiến hành phân tích các chỉ tiêu lý hoá của đất trước và sau khi bón

- Tác động của phân bón hữu cơ vi sinh đến tính chất hoá học của đất trồng

cà phê vối ỏ địa bàn thí nghiệm:

Bảng 16: Tính chất của đất trước thí nghiệm ( 0-30cm)

Công

thức pHKCl

HC (%)

N (%)

P205dt mg/100g

K2Odt mg/100g

Ca++

(lđl/100g

Mg ++lđl/100g

N (%)

P205dt (mg/100gđ)

K2Odt (mg/100g

bị sụt giảm Trong khi đó, các công thức có sử dụng phân hữu cơ vi sinh và phân chuồng thì các chỉ tiêu dinh dưỡng được cải thiện rõ rệt (hữu cơ, N, P2O5dt và

K2Odt đều tăng lên)

Chiều hướng công thức bón lượng phân hữu cơ vi sinh càng cao thì các

chỉ tiêu hoá học càng được cải thiện

- Tình hình sâu bệnh hại của các công thức:

Bảng 18: Tình hình sâu bệnh hại của các công thức

Tỷ lệ bệnh (%) Công thức

Theo bảng tổng kết trên chúng ta thấy trong công thức đối chứng tỉ lệ

xuất hiện bệnh lở cổ rễ chiếm 4,54% và bệnh đốm cháy lá chiếm 83,33%, cao

hơn nhiều so với các công thức bón phân hữu cơ vi sinh Đặc biệt ở 2 công thức

bón phân hữu cơ vi sinh không thấy xuất hiện bệnh lở cổ rễ Bệnh đốm cháy lá

xuất hiện chỉ còn 27%(CT3) và 17%(CT4)

- Năng suất và hiệu quả kinh tế của việc sử dụng phân hữu cơ vi sinh

Bảng 19: Năng suất cà phê nhân

Năng suất Công thức

Năng suất cà phê nhân ở các lô bón phân chuồng và các lô bón phân hữu

cơ vi sinh trong cả 2 năm đều tăng hơn so với lô đối chứng 14.77%(CT2);

13.74%(CT3); 20.68%(CT4)