hoàn thiện quy trình sản xuất phân hữu cơ từ trái ca cao va thân cây họ đậu

LỜI CẢM ƠN................................................................................................................ i LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... ii DANH MỤC HÌNH..................................................................................................... iv DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... iv CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU ................................................................................................ v 1.1. Mục tiêu của đề tài...................................................................................... 2 1.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 2 CHƢƠNG 2: T NG QUAN......................................................................................... 3 2.1. t u về a a .............................................................................. 3 2.1.1. Nguồn gốc cây ca cao[4]................................................................................... 3 2.1.2. Đặc điểm cây ca cao ......................................................................................... 4 2.1.3. Thành phần hóa học của vỏ trái ca cao .............................................................. 5 2.2. t u về compost ................................................................................. 5 2.3. Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá trình ủ compost........................ 5 2.3.1.Phản ứng sinh hóa ............................................................................................. 5 2.3.2.Phản ứng sinh học ............................................................................................. 6 2.4. Các yếu tố ản ƣởng đến quá trình ủ compost........................................ 7 2.4.1.Các yếu tố vật lý................................................................................................ 7 2.4.2.Các yếu tố hóa sinh ........................................................................................... 9 2.5. Lợi ích và hạn chế của quá trình ủ compost ............................................ 14 2.5.1.Lợi ích............................................................................................................. 14 2.5.2.Hạn chế ........................................................................................................... 15 2.6. Một số p ƣơng p áp ủ compost trên thế gi i.......................................... 15 2.6.1.Phƣơng pháp ủ theo luống dài và thổi khí thụ động có xáo trộn ....................... 15 2.6.2.Phƣơng pháp ủ theo luống dài hoặc đống với thổi khí cƣỡng bức .................... 16 CHƢƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 18 3.1. P ƣơng t n nghiên cứu............................................................................ 18 3.1.1.Thời gian và địa điểm...................................................................................... 18 3.1.2.Nguyên vật liệu ............................................................................................... 18 3.2. P ƣơng p áp ng ên ứu.......................................................................... 18

Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014 ĐHBRVT Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học i Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm    án này tôi xin chân thành c: - Ban giám hing, PGS. TS Nguyng Khoa Hóa hc và Công ngh thc phu kin tt nht cho tôi hoàn  tài. - ThS. Trn Th Duyên, Ks. Nguy Tng dnh  cho tôi trong sut quá trình thc hi tài. - Thy Hunh Minh Nht, cán b phòng thí nghim Vi sinh - o u kin tt nht v trang thit b thí nghim trong sut quá trình thc hi tài. - Các thy, cô Khoa Công ngh Thc phn giúp tôi hoàn thi tài. -  c s h tr kinh phí ca Phòng Khoa hc và chuyn giao công ngh i hc Bà Ra- Cui cùng tôi xin gi li cn gng viên, ng h t quá trình thc hin  tài. Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014 ĐHBRVT Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học ii Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm  ng tt c nhng kt qu nghiên c án này là do tôi thc hing tham kho và nhng kt qu trích dn t các công trình nghiên c án. Vũng tàu, tháng 7 năm 2014 Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014 ĐHBRVT Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học i Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm MC LC LI C i L ii DANH MC HÌNH iv DANH MC BNG iv  v 1.1. Mc tiêu c tài 2 1.2. Ni dung nghiên cu 2  3 2.1.  3 2.1.1. Ngun gc cây ca cao[4] 3 m cây ca cao 4 2.1.3. Thành phn hóa hc ca v trái ca cao 5 2.2.  compost 5 2.3. Các phn ng sinh hóa xy ra trong quá trình  compost 5 2.3.1. Phn ng sinh hóa 5 2.3.2. Phn ng sinh hc 6 2.4. Các yu t n quá trình  compost 7 2.4.1. Các yu t vt lý 7 2.4.2. Các yu t hóa sinh 9 2.5. Li ích và hn ch ca quá trình  compost 14 2.5.1. Li ích 14 2.5.2. Hn ch 15 2.6. Mt s  compost trên th gii 15 2.6.1.  theo lung dài và thi khí th ng có xáo trn 15 2.6.2.  theo lung dài hong vi thng bc 16 : VT LIU 18 3.1. n nghiên cu 18 3.1.1. Thm 18 3.1.2. Nguyên vt liu 18 3.2. u 18 Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014 ĐHBRVT Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học ii Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm 3.2.1. Tuyn chn ch phm sinh hc có kh  cao nht 18 3.2.2. Thit k máy nghin v ca cao 19 3.2.3. Xây dng quy trình  và kho sát s bii ca các nhân t chính trong quá trình  19 3.3. ng kê và x lý s liu 19 3.4. B trí thí nghim 20 3.4.1. Tuyn chn ch phm có hot tính phân gii cao 20 3.4.2. Thit k máy nghin v cacao 20 3.4.3. Tin hành  phân: 22 o sát các thông s hóa lý trong quá trình  compost 24 3.5.1. X 24 nh ch s pH 24 ng m 24 ng cht h 24 n 25 ng cellulose thô. 26 T QU VÀ BÀN LUN 27 4.1. Tuyn chn ch phm có hot tính enzyme cellulase cao 27 c l thch 27  31  36  38  39  41  42 Cacbon 44  45 T LUN VÀ KIN NGH 47 5.1. Kt lun 47 5.2. Kin ngh 47 U THAM KHO 48 PH LC 50 Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014 ĐHBRVT Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học iii Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014 ĐHBRVT Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học iv Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm DANH MC HÌNH Hình 1. Cách b trí thí nghim tuyn chn ch phm 20 Hình 2. B trí thí nghim quy trình  compost 23 Hình 3. Vòng phân gii ng thch 30 Hình 4. S i nhi trong quá trình  37 Hình 5. Bi s  m trong quá trình  38 Hình 6. Bi s i pH trong quá trình  40 Hình 7. S bi 41 Hình 8. Bi s i h 43 Hình 9. Bi s ng Cacbon trong quá trình  44 Hình 10. Bi s i t l C/N trong quá trình  46 Hình 11. Bi ng glucose chun 53  Bng 1. Khong nhi ca các nhóm vi sinh vt 8 Bng 2. T l C/N ca mt s cht thi 10 Bng 3. Các thông s quan trng trong quá trình làm phân h 13 Bng 4. Thành phn nguyên liu  compost 22 Bng 5ng kính vòng phân giu kin hiu khí 27 Bng 6ng kính vòng phân giu kin k khí 28 Bng 7ng kính vòng phân giu kin k khí và hiu khí 29 Bng 8. Kt qu  u kin hiu khí 31 Bng 9. Kt qu  u kin hiu khí 31 Bng 10. Kt qu  u kin hiu khí 32 Bng 11. Kt qu  u kin k khí 33 Bng 12. Kt qu  u kin k khí 33 Bng 13. Kt qu  u kin k khí 34 Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014 ĐHBRVT Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học v Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Bng 14. Kt qu  u kin k khí và hiu khí 34 Bng 15. Kt qu  u kin k khí và hiu khí 35 Bng 16. Kt qu  u kin k khí và hiu khí 35 Bng 17. Ch u vào ca nguyên liu 36 Bng 18. S i nhi trong quá trình  36 Bng 19. S  m trong quá trình  38 Bng 20. S i pH trong quá trình  39 Bng 21. S  41 Bng 22. S  42 Bng 23. S ng Cacbon 44 Bng 24. S i t l C/N trong quá trình  45 Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014 ĐHBRVT Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 1 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm  Trong cuc s i không ch tiêu th và s dng mt s ng ln các nguyên liu, sn phm t  tn ti và phát trin, ng tht thi lng sng các ph thi, rác thi có  hong. Nhìn chung tình hình phát sinh rác thi gây ô nhiu xy ra hu ht  tt c , h n xut khác nhau. Trong s ng sn xut cacao t trong nhng hong phát sinh ngun thi góp phn vào s ô nhing. cacao cacao  cacao   [2] V cacao chm phân hy do có hai thành lignin và cellulose. Các ph phm nông nghip khác có thi gian phân hn ch Có rt nhiu bin pháp x lý rác thi hiu qu và không gây ô nhing, tái s dng rác thành các sn phm có giá tr kinh t. T u hi x lý cht thi là s dng bin pháp phân hy sinh hc, p phân hy sinh hc cht thi h bin compost hiu khí và phân hy   bin compost hiu khí là ít tn kém, sn phm ca quá trình là compost có th s dng làm phân bón. Quá trình  compost giúp chuyn hóa các dng hp cht h, lignino thành các hp chi ng. Bên c trong h thi cao có th cho phép loc các mm brình   ng và nht là phù hp vi các quy lut t nhiên, có th tái s dng làm phân bón cho các loi cây nông nghip.[21] Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014 ĐHBRVT Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 2 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm   s dng ci sn xut gim chi phí phân bón chn cây trng khác; gim chi phí x lý ô nhing do ng ln v cacao t. Chúng tôi thc hin  Hoàn thiện quy trình sản xuất phân hữu cơ từ vỏ trái cacao và thân cây họ đậu 1.1. Mc tiêu c tài - Tuyn chc ch phm sinh hc có kh i cellulose nhanh nht; - Thit k máy nghin v ca cao; - Kim soát và u chnh các yu t trong quá trình ; - Sn xut phân bón h t v cacao và thân cây h u, và chuyn giao i dân sn xut; - Kim ng phân thành phm. 1.2. Ni dung nghiên cu - Thit k thit b x lí thô v cacao u; - Tuyn chn ch phm có kh y cellulose nhanh nht; - Phân tích các ch u vào ca v ca cao  nhi m; - nh công thc phi trn ca các thành phng  - So sánh t hoai mc và s bii ca các yu t trong quá trình   2 nghim thc:  A 1  Nghim thc 1: s dng ch phm Gem-P và Gem-K;  A 2  Nghim thc 2: s dng ch phm Compost Maker ca Vin Th ng Nông Hóa Vit Nam do Ths. Nguyn Th Thu Hà cung cp. - Theo dõi s bin thiên trong quá trình  các ch tiêu: nhi,  m, pH, cht hng cacbon,  Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014 ĐHBRVT Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 3 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm  2.1.  2.1.1. Ngun gc cây ca cao[4] Ngun gc ca cây ca cao  c sông amazon, Nam M. T  phát tric khác  Trung và Nam M vi hai loi chính là Criollo và Forastero. Criollo có dng h     nh nh i d nhim bnh. Forastero có dng cây cao, khe, h nh. Ht Forastero dng dp, lá mm bên trong màu tím, cha nhiu loi ch Criollo. Do vy, hu ht các vùng trng ca cao trên th gii hi  u trng dng Forastero. Th dân Nam M  ung. Hc rang lên, nghin nh, trn thêm b t. Ngày nay,  mt s c  uc sy còn tn ti, mc dù có thay ng, vanilla hoc tinh du qu.  Nicaragua, ht ca cao có t th tin t c s dng rng rãi t th k th 6  các b tc  n th k th  rng tãi  Trung M. T th k 16, ca cao bu phát trin rc khác trên th gii, c hc Nam M và vùng bienezuela, c trng  Pu th k p tc m rng qua  và Scrilanca vài ch n thi gian này loi ph Criollo vn chim din tích ch yu. Brazil và Ecurador là nhu tiên phát trin loi ph u th k 19 ca cao bt c xut khu vi quy mô 2000-5000 tn t c Nam M. Cui th k 19 ca cao mc trng tc ht là Ghana và Nigieria. Ngày nay, ca cao phát trin rt nhanh do có th ng n Châu Âu. 1900 Châu Phi ch chim 17% tng sng ca cao thê gim 1960, t l i 73%. T  lc Châu Á bu phát trin mc ht là  c Malaysia, Indonesia, , Sri  [...]... Đại học Khóa 2010-2014 ĐHBRVT Vào đầu thế kỷ 20, ngƣời Pháp đã đƣa cây ca cao vào miền nam Việt Nam, tuy nhiên do một số yếu tố cây ca cao thời điểm đó chƣa thật sự phát triển Khoảng năm 1994, một dự án về trồng cây ca cao với quy mô 10.000 ha đƣợc thực hiện, chủ yếu ở tĩnh Quảng Ngãi tuy nhiên vẫn thất bại không thể phát triển mạnh nhƣ cà phê và cao su 2.1.2 Đặc điểm cây ca cao Ca cao là loài thân. .. nhỏ vỏ cacao, phá vỡ kết cấu cellulose, tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, rút ngắn thời gian hoai mục vỏ cacao khi ủ 3.2.3 Xây dựng quy trình ủ và khảo sát sự biến đổi của các nhân tố chính trong quá trình ủ - Mục đích: Chuyển hóa vỏ trái cacao và thân cây đậu thành phân bón hữu cơ với công thức đơn giản, dễ dàng kiểm soát đƣợc các yếu tố diễn ra trong quá trình ủ, khắc phục đƣợc mùi, thời gian phân hủy... lƣợng của hạt ca cao tƣơi và chứa một trữ lƣợng đƣờng rất cao, có thể sử dụng lớp cơm nhầy này làm nƣớc sinh tố, kem hoặc cô đặc làm nƣớc cốt trái cây, hay sử dụng chế biến rƣợu vang… Vỏ quả ca cao chứa 3-4% kali trên trọng lƣợng chất khô, là nguồn phân bón giàu kali Tro đốt từ vỏ dã từng đƣợc sủ dụng để làm xà phòng Vỏ quả ca cao khô, xay Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 4 Khoa Hóa học và Công nghệ... hóa học 23 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014 - ƣ ĐHBRVT 3 Phối trộn dịch men vi sinh, ủ hoai Trƣớc khi tƣới hỗn hợp dung dịch men vi sinh đem phối trộn phân bò Trải đều vỏ cacao và thân cây đậu thành từng lớp xen kẽ nhau đồng thời phun hoặc tƣới đều dịch men vi sinh có hòa với super lân (1% lƣợng vỏ cacao) và urea (0,05% lƣợng vỏ cacao) Vun thành đống cao >1,2m;... các chất hữu cơ một cách hiệu quả Chúng phân giải các chất dễ phân hủy nhƣ tinh bột đến các chất khó phân hủy nhƣ Lignin và cellulose.[20] 2.4.2.4 Chất hữu cơ Tốc độ phân hủy tùy thuộc vào thành phần và tính chất của chất hữu cơ Chất hữu cơ hòa tan dễ dàng phân hủy hơn chất hữu cơ không hòa tan Lignin và lignocellulose là những chất phân hủy rất chậm Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 12 Khoa Hóa học và... trồng xen canh cây ca cao với một số cây kinh tế khác Thời kỳ kinh doanh hiệu quả có thể kéo dài từ 25 đến 40 năm Mỗi năm cây ca cao cho đến hàng nghìn hoa ở thân chính và cành to nhƣng chỉ từ 1-3% là đậu thành trái Sau khi thụ phấn trái tăng trƣởng chậm trong khoảng 40 ngày đầu và đạt tốc độ tối đa sau 75 ngày Sau khi thụ phấn 85 ngày sự tăng trƣởng của trái chậm lại, trong khi hạt bên trong trái bắt... cao su 2.1.2 Đặc điểm cây ca cao Ca cao là loài thân gỗ nhỏ có thể cao đến 10-20 m nếu mọc tự nhiên trong rừng Trong sản xuất ngƣời ta thƣờng xén bớt để việc thu hoạch có thể dễ dàng hơn và độ cao của cây khi đã trƣởng thành không vƣợt quá 7,5 m, đƣờng kính thân cây từ 1015 cm Cây ca cao sinh trƣởng tốt dƣới bóng che, do đó cây ca cao cần đƣợc che chắn để tránh bớt tia nắng mặt trời và gió, đặc biệt... rạ… Thông thƣờng độ ẩm của phân bắc, bùn và phân động vật thƣờng cao hơn giá trị tối ƣu, do đó cần bổ sung thêm các chất phụ gia để giảm độ ẩm đến giá trị cần thiết Đối với hệ thống sản xuất phân hữu cơ liên tục, độ ẩm có thể đƣợc khống chế bằng cách tuần hoàn sản phẩm phân hữu cơ Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 8 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014 ĐHBRVT 2.4.1.3... tích lũy chất béo Lớp cơm nhầy hình thành khoảng 140 ngày sau khi thụ phấn đến khi trái chín kéo dài từ 5-6 tháng Trái ca cao có thể đạt chiều dài từ 15-20 cm, khối lƣợng trung bình từ 200g-1kg Tùy theo từng loài, hình dạng của trái thay đổi từ hình cầu, hình dài nhọn, hình trứng hoặc hình ống Màu sắc của trái khá đa dạng: màu xanh, màu vàng, màu đỏ Mỗi trái chứa khoảng 20-40 hạt Lớp cơm nhầy chiếm khoảng... luôn ở mức 3,5 - Vỏ hạt cso hàm lƣợng cacbohydrate cao, hàm lƣợng khoáng trung bình có trong vỏ quả ca cao vào khoảng 8,2% trọng lƣợng vỏ trong đó đa số là Fe, K, Mg… 2.2 - t u về compost Quá trình chế bến compost: là quá trình phân hủy sinh học và ổn định của chất hữu cơ dƣới điều kiện nhiệt độ thermoliphic Kết quả của quá trình phân hủy sinh học tạo ra nhiệt, sản phẩm cuối cùng ổn định, không mang . t. Chúng tôi thc hin   Hoàn thiện quy trình sản xuất phân hữu cơ từ vỏ trái cacao và thân cây họ đậu  1.1. Mc tiêu c tài - Tuyn chc ch phm sinh hc. 2.1.1. Ngun gc cây ca cao[ 4] 3 m cây ca cao 4 2.1.3. Thành phn hóa hc ca v trái ca cao 5 2.2.  compost 5 2.3. Các phn ng sinh hóa xy ra trong quá trình  compost. nhanh nht; - Thit k máy nghin v ca cao; - Kim soát và u chnh các yu t trong quá trình ; - Sn xut phân bón h t v cacao và thân cây h u, và chuyn giao i dân