Kỹ thuật chăn nuôi lợn thịt part 9 ppt

73 suất sinh gas trên đơn vị thể tích dịch phân huỷ. Các quốc gia có công nghệ Biogas tiên tiến nh Mỹ, Trung quốc, ấn độ, Philippine Trong hơn 10 năm gần đây, công nghệ Biogas phát triển mạnh ở Việt nam do việc du nhập công nghệ từ nhiều nớc. Có nhiều phơng pháp để xây dựng hệ thống Bioags, nhng đến nay cha có tiêu chuẩn hoá thống nhất cho công việc này. Sau nhiều năm nghiên cứu thử nghiệm các mô hình của Trung quốc, Đài loan và Philippine có cải tiến của tập thể cán bộ Viện Chăn nuôi cho phù hợp với điều kiện chăn nuôi của nớc ta. Chúng tôi đ tiến hành xây dựng một số hệ thống hầm Biogas bằng kết cấu bêtông cốt thép có độ bền vững cao tại một số tỉnh phía Bắc. Cho tới nay tất cả các hệ thống đều vận hành an toàn, hiệu suất sinh ga tốt, có cải tiến nhiều mặt để nâng cao hiệu quả sử dụng. II. Nguyên lý chung 2.1. Quá trình phân giải vi sinh vật Sự lên men yếm khí của các hợp chất hữu cơ phức tạp tạo thành các chất đơn giản hơn là nhờ hệ vi RUMENASIA.ORG/VIETNAM 74 sinh vật có trong môi trờng. Sự tăng trởng của vi khuẩn và loài vi khuẩn còn tuỳ thuộc vào loại phân và điều kiện môi trờng, nhiệt độ Ngời ta thấy tất cả các bể sinh khí đều có những loại vi khuẩn khác nhau sinh khí methane. Loại vi khuẩn này chia làm 2 nhóm nh sau: Nhóm vi khuẩn biến dỡng (Non-methane producing bacteria) và Nhóm vi khuẩn sinh khí methane. 2.2. Lý thuyết của quá trình sinh khí methane. Các vi sinh vật sinh methane theo nhiều cơ chế khác nhau: 4H 2 + CO 2 = CH 4 + 2 H 2 O 3H 2 + CO = CH 4 + H 2 O 2H 2 O + 4CO = CH 4 + 3CO 2 4HCOOH = CH 4 + 3CO 2 + 3H 2 O 4CH 3 OH = 3CH 4 + CO 2 + 2H 2 O CH 3 COOH = CH 4 + CO 2 Theo Buswell , công thức để tính năng suất sinh ga là : C n H a O b + ( n - a/4 - b/2)H 2 O = ( n/2-a/8+b/4)CO 2 + ( n/2+a/8-b/4)CH 4 RUMENASIA.ORG/VIETNAM 75 Trong đó: n : là số nguyên tử carbon có trong phân tử của hợp chất hữu cơ a : số nguyên tử hydro có trong phân tử của hợp chất hữu cơ b : số nguyên tử oxy có trong phân tử của hợp chất hữu cơ Công thức trên có thể viết ở dạng đơn giản hơn, vì trong điều kiện tiêu chuẩn 1 gam chất hữu cơ cho 22,4 lít khí: 22,4/M ( n/2+a/8-b/4) lít khí CH 4 22,4/M ( n/2-a/8+b/4) lít khí CO 2 Nh vậy ta có thể tính toán đợc năng suất sinh khí methane và carbon của hàng loạt chất hữu cơ có trong các nguyên liệu khác nhau. Bảng 1: Năng suất sinh khí của 1 gam chất khô của carbonhydrat, protein, lipid (lít) Thành phần Methane(CH 4 ) Carbondioxide(CO 2 ) Carbonhydrat 0,37 0,37 Protein 0,49 0,49 Lipid 1,04 0,36 RUMENASIA.ORG/VIETNAM 76 Căn cứ vào thành phần hoá học của nguyên liệu lạp vào ta có thể tính đợc năng suất sinh khí CH 4 , CO 2 sinh ra theo công thức: E = 0,37A+ 0,49B+ 1,04C Trong đó: E là năng suất lý thuyết của khí methane trong 1 gam nguyên liệu A là khối lợng của carbonhydrat chứa trong 1 gam nguyên liệu B là khối lợng của protein chứa trong 1 gam nguyên liệu C là khối lợng của lipid chứa trong 1 gam nguyên liệu Tơng tự ta cũng tính đợc năng suất sinh khí CO 2 D = 0,37A + 0,49B + 0,36C 2.3. Những yếu tố ảnh hởng đến quá trình lên men và sinh khí methane + Nhiệt dộ: RUMENASIA.ORG/VIETNAM 77 Vi khuẩn sinh khí methane bị ảnh hởng bởi nhiệt độ rất nhiều, nhiệt độ lý tởng cho quá trình lên men là 35 0 C, nhiệt độ thấp quá trình sinh ga giảm thậm chí ngng hẳn (thấp hơn 10 0 C). Vi khuẩn methane cũng rất mẫn cảm với nhiệt độ lên xuống thất thờng. + Thời gian ủ và số lợng vi sinh vật sinh khí methane Thời gian ủ trung bình từ 20-60 ngày, tuy nhiên còn phụ thuộc vào nhiệt độ càng cao ,vi sinh vật phát triển càng nhanh. Nếu trong quá trình ủ vi sinh vật không phát triển thì cần phải kiểm tra lại nguyên liệu,hoặc bổ sung vi sinh vật ( có sẵn trong tự nhiên). + Tỷ lệ C/N ( Carbon/Nitơ) Tỷ số C/N trong nguyên liệu sinh khí biểu hiện tỷ lệ của 2 nguyên tố : Carbon dới dạng carbonhydrate và nitrogen dới dạng protein, nitrat,amoniac là những chất dinh dỡng chính của vi khuẩn kỵ khí. Các nghiên cứu cho thấy tỷ lệ C/N vào khoảng 25/1- 30/1 cho phép sự phân huỷ tiến hành thuận lợi nhất nếu có điều kiện thích hợp kèm theo. + Độ pH và các độc tố RUMENASIA.ORG/VIETNAM 78 Trong quá trình lên men yếm khí độ pH môi trờng thờng trung tính, đầu vào thờng từ 6,8- 7,2 và đầu ra từ 7,0-7,5. Ngoài ra các độc tố có trong nguyên liệu cũng ảnh hởng đến lợng ga sinh ra ví dụ các thuốc trừ sâu, nớc xà phòng, thuốc tẩy, nớc vôi làm cho số lơng vi sinh vật giảm đi nhanh chóng. 3, Cấu trúc bể phân huỷ Hiên nay có nhiều kiểu xây dựng bể phân huỷ khác nhau: Hầm ủ chung chung với bình ga, hầm có bình ga nổi, hầm có bình ga rời nhng thông dụng và thuận tiện nhất là cấu trúc hầm ủ chung với bình ga có vòm cố định. Tuy nhiên tuỳ mức độ đầu t nguyên vật liệu mà có thể xây dựng kiên cố hoặc bán kiên cố. Dới đây xin giới thiệu cấu trúc hầm ga đợc xây dựng với kết cấu betong cốt thép. Cấu trúc chính của bể bao gồm: - Đáy bể đổ betông gạch vỡ và bê tong cốt thép dày 150-200 mm. - Vòm bể bằng betong cốt thép 8-9mm. - Các bể phụ, bể thuỷ lực có kết cấu tơng tự và kích thớc tỷ lệ hợp lý với bể phân huỷ. - Hệ thống thiết bị chống phá váng phân bằng Inox. RUMENASIA.ORG/VIETNAM 79 - Các hoá chất chống thấm đặc biệt bảo đảm cho bể phân huỷ kín hoàn toàn, quá trình lên men yếm khí diễn ra thuân lợi. ống dẫn khí Van tổng Hình 2: Sơ đồ hệ thống Biogass. - Thân bể hình tròn xây gạch chỉ đặc (110-220mm). Lý thuyết để tính toán cấu trúc bể phân huỷ nh sau: f 1 = D/5 ; f 2 = D/8 ; H = D/2,5 . Trong đó: f 1 : chiều cao vòm bể. F 2 : chiều cao lõm đáy bể. H : chiều cao thành bể. RUMENASIA.ORG/VIETNAM 80 Từ đó ta có thể dễ dàng tính đợc thể tích của bể phân huỷ chính theo công thức tính thể tích đ biết. Điều quan trọng nhất là phải căn cứ vào quy mô đàn gia súc để thiết kế thể tích bể phân huỷ cho hợp lý bảo đảm lợng phân vào đợc phân huỷ hết, hệ số sinh ga cao nhất, hiệu quả sử dụng kinh tế. Các loại dung tích hầm phổ biến hiện nay và chi phí xây dựng : Quy mô chăn nuôi Dung tích Tổng chi phí (lợn) (m 3 ) (Triệu đồng) 4-10 con 5-6 m 3 2,3 - 2,5 10 - 20 con 8-10 m 3 3,0 - 3,5 20- 40 con 12-15 m 3 4,5 - 5,0 40 -100 con 18-20 m 3 6,0- 7,0 III. Vận hành và sử dụng Hệ thống biogas là một hệ thống liên hoàn và hoạt động tơng đối tự động. Để cho hệ thống hoạt động tốt cần chú ý: Lợng phân ban đầu và nớc cho vào tỷ lệ 1:4 - 1:6 RUMENASIA.ORG/VIETNAM 81 Lợng phân bổ sung hàng ngày dựa vào đàn gia súc hiện có. Lợng ga sinh ra hàng ngày phải đợc sủ dụng hết. Gas sinh học là một hỗn hợp khí: Methane(CH 4 ) chiếm 60-70%, carbonic (CO 2 ) chiếm 30-40%, hydosulfide(H 2 S) thờng có không quá 1% nhng có mùi khó chịu, vì vậy ta cần đặt thiết bị khử mùi. Thành phần của gas thay đổi nên đặc tính của nó cũng thay đổi. Nhiệt lợng : 20- 25 MJ/m 3 (4700-6000 kcal/m 3 ) Tỷ trọng : 0,86 ( so với không khí là 1). Gas sinh học khi cháy phải hoà lẫn với không khí tỷ lệ 6-25% mới có thể cháy đợc, do đó tơng đối an toàn khi sử dụng. RUMENASIA.ORG/VIETNAM . của Trung quốc, Đài loan và Philippine có cải tiến của tập thể cán bộ Viện Chăn nuôi cho phù hợp với điều kiện chăn nuôi của nớc ta. Chúng tôi đ tiến hành xây dựng một số hệ thống hầm Biogas. E = 0,37A+ 0,49B+ 1,04C Trong đó: E là năng suất lý thuyết của khí methane trong 1 gam nguyên liệu A là khối lợng của carbonhydrat chứa trong 1 gam nguyên liệu B là khối lợng của protein. hợp lý bảo đảm lợng phân vào đợc phân huỷ hết, hệ số sinh ga cao nhất, hiệu quả sử dụng kinh tế. Các loại dung tích hầm phổ biến hiện nay và chi phí xây dựng : Quy mô chăn nuôi Dung tích