Nghiên Cứu Xử Lý Phế Phụ Phẩm Sau Sản Xuất Tinh Bột Sắn Để Tạo Cồn Sinh Học Và Phân Bón Hữu Cơ

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ SÁNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ PHẾ PHỤ PHẨM SAU SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN ĐỂ TẠO CỒN SINH HỌC VÀ PHÂN BÓN HỮU CƠ Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60 44 03 01 Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Minh NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực, thân thực Mọi giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn cảm ơn Các thông tin, tài liệu trình bày luận văn ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Sáng i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn, nhận giúp đỡ tận tình, đóng góp quý báu nhiều cá nhân tập thể Trước hết, xin trân trọng cảm ơn TS Nguyễn Thị Minh – Giảng viên Khoa Môi trường – Học viện Nông nghiệp Việt Nam tận tình hướng dẫn, góp ý, chỉnh sửa để hoàn thành luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn anh chị Kĩ thuật viên phòng thí nghiệm JICA Khoa Môi trường – Học viện Nông nghiệp Việt Nam tận tình giúp đỡ, hướng dẫn trình làm nghiên cứu phòng thí nghiệm Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám đốc Nhà máy sản xuất tinh bột sắn xã Công Thành, huyện Yên Thành, tỉnh Nghệ An tạo điều kiện cho thực khảo sát lấy mẫu nghiên cứu Tôi xin trân trọng cảm ơn góp ý chân thành Thầy, Cô giáo Khoa Môi trường – Học viện Nông nghiệp Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi cho thực hoàn thành đề tài Tôi xin cảm ơn đến gia đình, người thân, cán đồng nghiệp bạn bè động viên chỗ dựa vững để yên tâm học tập hoàn thành khóa học Một lần xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Sáng ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .vi DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN .ix THESIS ABSTRACT .xi PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 1.5 YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN SẮN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2.1.1 Tình hình sản xuất chế biên sắn giới .3 2.1.2 Tình hình sản xuất chế biến sắn Việt Nam 2.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG CỒN SINH HỌC TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2.2.1 Khái niệm cồn sinh học .7 2.2.2 Tình hình sản xuất nhu cầu sử dụng cồn sinh học giới 2.2.3 Tình hình sản xuất nhu cầu sử dụng cồn sinh học Việt Nam 2.3 HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN VÀ PHẾ THẢI SAU SẢN XUẤT .10 2.3.1 Hiện trạng sản xuất tinh bột sắn 10 2.3.2 Phế thải sau sản xuất tinh bột sắn 11 2.3.3 Tác động phế thải sau sản xuất tinh bột sắn tới môi trường .14 2.3.4 Các biện pháp xử lý phế thải nông nghiệp phế thải sau sản xuất tinh bột sắn 16 2.4 VAI TRÒ CỦA PHÂN BÓN HỮU CƠ TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP 18 2.4.1 Tác dụng cải tạo tính chất đất 18 2.4.2 Vai trò cung cấp chất dinh dưỡng cho 20 2.4.3 Vai trò vòng tuần hoàn vật chất tự nhiên bảo vệ môi trường 20 2.5 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC SẢN XUẤT CỒN SINH HỌC VÀ XỬ LÝ PHẾ THẢI THÀNH PHÂN BÓN HỮU CƠ 21 iii 2.5.1 Cơ sở khoa học việc phân giải chuyển hóa chất hữu thủy phân nguyên liệu 21 2.5.2 Cơ sở khoa học việc sản xuất phân bón hữu .26 PHẦN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 3.1 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU .28 3.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 28 3.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 28 3.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 28 3.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 3.5.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp .28 + Báo cáo hoạt động sản xuất kinh doanh năm 2014 kế hoạch phát triển sản xuất năm 2015 nhà máy sản xuất tinh bột sắn xã Công Thành, huyện Yên Thành, tỉnh Nghệ An 28 + Báo cáo hoạt động sản xuất kinh doanh năm 2014 kế hoạch phát triển sản xuất năm 2015 nhà máy sản xuất tinh bột sắn Intimex Thanh Chương, tỉnh Nghệ An .29 3.5.2 Phương pháp phân tích thành phần phế phụ phẩm sau sản xuất tinh bột sắn 29 3.5.3 Phương pháp tuyển chọn chủng giống VSV .29 3.5.4 Xác định tỷ lệ cồn tạo thành thiết bị Gas chromatograph 30 3.5.5 Đánh giá chất lượng phân bón hữu tái chế từ bã thải sau lên men theo phương pháp thông dụng hành (Thông tư 41/2014/TT-BNNPTNT) 30 3.5.6 Đánh giá hiệu phân bón hữu rau xà lách 31 3.5.7 Phương pháp xử lý số liệu .32 Kết nghiên cứu xử lý thống kê phần mềm IRRISTAT 5.0 phần mềm Exel .32 PHẦN KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .33 4.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN VÀ XỬ LÝ PHẾ THẢI SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN TẠI NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH NGHỆ AN 33 4.1.1 Tình hình sản xuất tinh bột sắn địa bàn tỉnh Nghệ An .33 4.1.2 Tình hình xử lý phế thải sản xuất tinh bột sắn địa bàn tỉnh Nghệ An .36 4.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA PHẾ PHỤ PHẨM SAU SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN .37 4.3 TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG GIỐNG VI SINH VẬT CHỊU NHIỆT CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI CHUYỂN HÓA CHẤT HỮU CƠ CAO VÀ LÊN MEN TẠO CỒN SINH HỌC 38 4.3.1 Ảnh hưởng pH đến điều kiện nhân sinh khối VSV 40 4.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ đến điều kiện nhân sinh khối VSV 41 4.3.3 Ảnh hưởng lưu lượng cấp không khí đến điều kiện nhân sinh khối VSV 42 4.3.4 Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến điều kiện nhân sinh khối VSV 42 4.4 THỬ NGHIỆM TIỀN XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU (PHẾ THẢI SAU SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN) VÀ LÊN MEN TẠO CỒN SINH HỌC, XÁC ĐỊNH HIỆU QUẢ SINH CỒN 45 4.5 CHẤT LƯỢNG PHÂN HỮU CƠ VI SINH TÁI CHẾ SAU LÊN MEN 46 4.5.1 Quy trình ủ phân hữu vi sinh 46 4.5.2 Theo dõi diễn biến đống ủ 47 4.5.3 Đánh giá chất lượng phân bón hữu tái chế 48 4.6 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA PHÂN BÓN HỮU CƠ TRÊN RAU XÀ LÁCH .49 4.6.1 Hiệu phân bón hữu đến sinh trưởng phát triển rau xà lách 49 4.6.2 Hiệu phân bón hữu đến tính chất đất 51 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .53 iv 5.1 KẾT LUẬN .53 5.2 KIẾN NGHỊ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC .58 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt CNH – HĐH CT ĐC FAO TCVN TNHH VSV VSVTS Nghĩa Tiếng Việt Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa Công thức Đối chứng Tổ chức Nông – Lương Liên Hợp Quốc Tiêu chuẩn Việt Nam Trách nhiệm hữu hạn Vi sinh vật Vi sinh vật tổng số vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Mười quốc gia hàng đầu diện tích sản lượng sắn .4 Bảng 2.2 Diện tích, suất sản lượng sắn Việt Nam giai đoạn 1995 – 2011 Bảng 2.3 Diện tích, suất sản lượng sắn vùng sinh thái Việt Nam năm 2011 Bảng 2.4 Các tính chất vật lý quan trọng ethanol .7 Bảng 3.1 Môi trường xác định hoạt tính enzyme 29 Bảng 4.1 Tình hình sản xuất nguyên liệu sắn phục vụ cho hoạt động sản xuất tinh bột sắn tỉnh Nghệ An 33 Bảng 4.2 Tình hình sản xuất tinh bột sắn địa bàn tỉnh Nghệ An .34 Bảng 4.3 Tính chất phế phụ phẩm sau sản xuất tinh bột sắn 37 Bảng 4.4 Đặc tính sinh học chủng giống VSV tuyển chọn .39 Bảng 4.5 Ảnh hưởng pH tới sinh trưởng phát triển VSV 40 Bảng 4.6 Ảnh hưởng nhiệt độ tới sinh trưởng phát triển VSV .41 Bảng 4.7 Ảnh hưởng lưu lượng cấp khí đến sinh khối VSV 42 Bảng 4.8 Ảnh hưởng tốc độ cánh khuấy sinh khối VSV 42 Bảng 4.9 Điều kiện nhân sinh khối VSV 44 Bảng 4.10 Hiệu lên men cồn sinh học từ phế phụ phẩm sau sản xuất tinh bột sắn nhờ VSV 45 Bảng 4.11 Chất lượng đống ủ sau 30 ngày .47 Bảng 4.12 Chất lượng phân bón hữu 49 Bảng 4.13 Ảnh hưởng phân hữu vi sinh tái chế đến sinh trưởng phát triển rau xà lách 49 Bảng 4.14 Chất lượng đất sau thí nghiệm .51 vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Cấu trúc xenlulo 22 Hình 4.1 Tình hình xử lý phế thải sau sản xuất tinh bột sắn địa bàn tỉnh Nghệ An 36 Hình 4.2 Quy trình ủ phân hữu vi sinh 46 Hình 4.3 Đồ thị theo dõi diễn biến nhiệt độ đống ủ hai công thức 48 Hình 4.4 Cây rau ăn công thức sau 25 trồng .51 viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Mục đích nghiên cứu nhằm xử lý phế phụ phẩm sau sản xuất tinh bột sắn để tạo cồn sinh học phân bón hữu cơ, hướng tới kết giảm thiểu ô nhiễm môi trường tận dụng nguồn nguyên liệu hữu cơ, góp phần phát triển nông nghiệp bền vững Kết đạt cho thấy hai tổ hợp vi sinh vật tuyển chọn có hoạt tính sinh học cao với khả sinh trưởng phát triển tốt, có tính bền nhiệt, sinh trưởng nhiều nguồn C N khác Đặc biệt, giống nấm men có khả lên men tốt Các chủng giống vi sinh vật bao gồm: tổ hợp giống vi khuẩn (Bacillus subtilis), nấm mốc (Mucor, Aspergillus niger), xạ khuẩn (Streptomyces) giống nấm men (Saccharomyces sp1, Saccharomyces sp2, S.cerevisiae) Thực nghiệm xử lý phế thải lên men tổ hợp vi sinh vật chứng tỏ hoạt động giống vi sinh vật hữu ích trình lên men thực phân hủy, chuyển hóa chất hữu bã thải thành dạng dinh dưỡng dễ tiêu tăng sinh khối vi sinh vật Quá trình lên men thực điều kiện yếm khí, với việc bổ sung vi sinh vật gián đoạn hai lần phù hợp với quy trình xử lý cho kết sinh cồn tốt, đạt 2,56 (g/100g), cao gấp 20 lần so với công thức đối chứng (không có tham gia giống vi sinh vật) Bã thải sau lên men sử dụng làm nguyên liệu đầu vào cho trình sản xuất phân bón hữu nhằm khép kín chu trình sản xuất, hướng tới hiệu môi trường tối ưu Chất lượng phân bón hữu đánh giá đạt tiêu chuẩn theo quy định hành (Thông tư 41/2014/TT-BNNPTNT) Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng phân bón hữu rau ăn so với công thức đối chứng không bón phân đối chứng có bón phân hóa học, thu kết tốt Các tiêu theo dõi sinh trưởng phát triển công thức có bón phân hữu cao so với hai công thức lại Tỷ lệ sâu bệnh hại công thức sử dụng phân hữu lại thấp (chỉ chiếm 2%), thấp lần so với đối chứng không bón phân thấp lần so với đối ix Hàm lượng K dễ tiêu công thức có bón phân hữu vi sinh đạt 26,5 (mg/100g) cao gấp 1,7 lần so với công thức không bón phân công thức có bón phân hóa học Sở dĩ công thức có bón phân hữu vi sinh tác dụng giống VSV hữu ích giúp phân hủy chuyển hóa chất hữu thành chất dễ tiêu giúp rau sinh trưởng phát triển tốt Đồng thời, có mặt hệ VSV có phân bón hữu làm kích thích khu hệ VSV vốn có đất phát triển theo chiều hướng có lợi nên hàm lượng VSVTS, VSV phân giải lân VSV phân giải xenlulo công thức có bón phân hữu vi sinh cao đối chứng công thức có bón phân hóa học Trong đó, hàm lượng VSV tổng số công thức có bón phân hữu vi sinh tăng 3,7x10 (CFU/g) so với công thức không sử dụng phân bón Kết nghiên cứu hoàn toàn phù hợp với kết nghiên cứu trước Đinh Thị Bưởi (2015), “Phân lập tuyển chọn giống vi sinh vật dùng để sản xuất chế phẩm sinh học xử lý bã nấm phân gà thành phân hữu vi sinh phục vụ sản xuất nông nghiệp an toàn” tác dụng phân bón hữu đất trồng rau cải chíp cải thiện nhiều hàm lượng dinh dưỡng N, P, K dễ tiêu VSV phân hủy chuyển hóa hợp chất khó tiêu thành dễ tiêu, giúp tăng cường hàm lượng dinh dưỡng cho cải tạo đất trồng trọt 52 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN - Tại Nghệ An sắn phát triển tương đối ổn định, diện tích sắn toàn tỉnh đạt 18.345 Hoạt động sản xuất tinh bột sắn địa phương hàng năm tiêu thụ 150.000 sắn nguyên liệu, phát sinh lượng bã thải lớn chiếm 45% lượng nguyên liệu sắn tươi đầu vào Lượng phế phụ phẩm sau sản xuất tinh bột sắn sử dụng làm phân compost chiếm 13%, làm thức ăn chăn nuôi gia súc chiếm 22%, lại 65% bị đổ bỏ trực tiếp môi trường Điều gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường đất, nước, không khí vùng tác động trực tiếp tới sức khỏe người - Phế phụ phẩm sau sản xuất tinh bột sắn có lượng dinh dưỡng cao, xenlulo chiếm 19,41%, tinh bột chiếm 14,80% hàm lượng đường tổng số đạt 8,25% thuận lợi cho VSVphân giải, chuyển hóa tận dụng để lên men tạo cồn sinh học sản xuất phân bón hữu - Tuyển chọn chủng giống VSV tạo thành hai tổ hợp giống VSV bao gồm: Tổ hợp VSV 1: Hỗn hợp giống xạ khuẩn (Streptomyces), vi khuẩn (Bacilus subtilis) nấm mốc (Mucor, Aspergillus niger) Tổ hợp VSV 2: Hỗn hợp giống nấm men (Saccharomyces sp1, Saccharomyces sp2, Saccharomyces cerevisie) Các chủng giống VSV tuyển chọn có hoạt tính sinh học cao, với khả sinh trưởng phát triển tốt, có tính bền nhiệt, sinh trưởng nhiều nguồn C N khác Đặc biệt giống nấm men có khả lên men tốt khả chịu nhiệt cao - Dưới tác dụng phân hủy chuyển hóa chất hữu lên men tạo cồn sinh học VSV cho kết đáng khích lệ Hàm lượng cồn tạo thành đạt 2,56 (g/100g), lớn gấp 20 lần so với đối chứng Điều ý nghĩa môi trường mà toán kinh tế tích cực - Để khép kín chu trình sản xuất, bã thải sau trình lên men tạo cồn sử dụng nguyên liệu đầu vào để sản xuất phân bón hữu Chất lượng phân bón hữu tái chế đạt tiêu chuẩn chất lượng phân bón hữu theo TCVN (Thông tư 41/2014/TT-BNNPTNT) 53 - Thực nghiệm bón phân hữu vi sinh cho rau xà lách cho kết cao hẳn so với việc không bón phân bón phân hóa học Các tiêu sinh trưởng phát triển như: chiều cao cây, số lá/cây, độ rộng lá, độ dài lá, khối lượng cậy tăng rõ rệt tỷ lệ sâu bệnh chiếm 2%, giảm lần so với đối chứng không bón phân giảm 3,3 lần so với công thức có bón phân hóa học Đồng thời tính chất đất cải thiện đáng kể, hàm lượng dinh dưỡng P, N, K dễ tiêu tăng cao hoạt động phân hủy chuyển hóa chất dinh dưỡng đất nhờ hoạt động VSV có phân hữu 5.2 KIẾN NGHỊ Do thời gian nghiên cứu hạn chế nên đề tài thực quy mô phòng thí nghiệm quy mô đồng ruộng nhỏ nên đề nghị có thêm thời gian thực nghiên cứu chuyên sâu nhằm hoàn thiện quy trình xử lý phế phụ phẩm sau sản xuất tinh bột sắn để tạo cồn sinh học phân bón hữu cơ, từ ứng dụng đại trà chuyển giao công nghệ cho nhà máy sản xuất tinh bột sắn nhằm đảm bảo hoạt động sản xuất gia tăng chuỗi giá trị cho nghề trồng chế biến sắn 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo cáo hoạt động sản xuất kinh doanh năm 2014 kế hoạch phát triển sản xuất năm 2015 nhà máy sản xuất tinh bột sắn xã Công Thành, huyện Yên Thành, tỉnh Nghệ An Báo cáo hoạt động sản xuất kinh doanh năm 2014 kế hoạch phát triển sản xuất năm 2015 nhà máy sản xuất tinh bột sắn Intimex Thanh Chương, tỉnh Nghệ An Cao Đình Khánh Thảo (2007).Nghiên cứu thử nghiệm khả xử lý rơm rạ để lên men Etanol, Luận văn Đại học.Bộ môn Công nghệ sinh học – Khoa Công Nghệ Hóa Học Christopher Wheatley, Gregory J.Scott, Rupert Best and Siert Wiersema 1995 http://iasvn.org/chuyen-muc/Gia-tri-dinh-duong-cua-San-4488.html Claude M.Fauquest (2008) Cassava: A Gift to the World and a Challenge for Scientists Paper presented at “Cassava meeting the challenges of the new millennium” hosted by IPBO- Ghent University, Belgium 21-25 July 2008 http://cassavaviet.blogspot.com Đặng Văn Hợp (2006) Phân tích kiểm nghiệm thực phẩm thủy sản NXB Nông nghiệp, Hà Nội Đinh Thị Bưởi (2015) Luận văn đại học: Phân lập tuyển chọn giống Vi sinh vật để sản xuất chế phẩm sinh học xử lý bã nấm phân gà thành phân hữu phục vụ sản xuất nông nghiệp an toàn Khoa Môi trường – Học viện Nông nghiệp Việt Nam, 2015 Đỗ Huy Định (2005) Nhiên liệu sinh học – nhiên liệu tương lai Diễn đàn Sinh học Việt Nam FAO, 2013b Cassava’s huge potential as 21st century crop FAO Press Release June 04, 2013, 10:20 P.M http://www.thedominican.net/2013/06/cassava-hugepotential-crop.html 10 FAOSTAT, 2013a Diện tích, suất sản lượng sắn giới Ngày 10 tháng 03 năm 2013 http://faostat.fao.org/site/567/DesktopDefault.aspx? PageID=567#ancor 11 Gaur A.C (1980) Microbial decomposition of organic matterial and humus in soil and compost, FAO/UNDP, p.59 12 Giáng Hương (2006) Sẽ có “xăng sinh http://chuyentrang.tuoitre.vn/TTC/Index.aspx? ArticleID=126138&ChannelID=3 55 học” Việt Nam 13 Hệ thống Cây Lương thực Việt Nam, 2011a Cây sắn Việt Nam nhìn từ mục tiêu Thái Lan Ngày 15 tháng 03 năm 2013 14 Khánh Toàn (2016).Xử phạt nhà máy tinh bột sắn gây ô nhiễm môi trường Hà Giang http://moitruongvadoisong.vn/2016/01/28/xu-phat-nha-may-tinh-botsan-gay-o-nhiem-moi-truong-tai-ha-giang/ 15 Lê Ngọc Tú (2002) Hóa sinh Công nghiệp NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 16 Lê Thanh Mai (2009) Các phương pháp phân tích ngành Công nghệ lên men, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 17 Lê Trung Sơn (2008) Giáo trình hóa học lớp 11 Nâng cao NXB giáo dục, Hà Nội 18 Lê Văn Lương (2001) Công nghệ xử lý số phế thải nông sản chủ yếu (lá mía, vỏ cà phê, phế thải nông nghiệp) thành phân bón hữu sinh học Báo cáo tổng kết đề tài cấp Nhà nước KHCN – 02 – 04 B 19 Lương Hữu Thành, Vũ Thúy Nga, Lê Thị Thanh Thủy, Đào Văn Thông, Cao Hương Giang, Hà Thị Thúy Lưu Thị Hồng Thắm (2010) Tuyển chọn Bộ giống Vi sinh vật nhằm nâng cao trình xử lý phế thải chế biến tinh bột sắn dạng rắn thành thức ăn chăn nuôi Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 20 Nguyễn Đình Thưởng (2000) Công nghệ sản xuất kiểm tra cồn Etylic NXB Khoa học Kỹ thuật tr.107 – 173 21 Nguyễn Hương (2015) Tình hình xuất sắn, sản phẩm từ sắn dự báo http://sctyenbai.gov.vn/content/news/tinh-hinh-xuat-khau-san-san-pham-tu-sanva-du-bao 22 Nguyễn Lân Dũng (2007) Vi sinh vật học NXB Giáo dục, Hà Nội 23 Nguyễn Thị Minh, Nguyễn Thị Sáng Lê Thị Quyên (2012) Lên men phế thải sau thu hoạch tổ hợp Vi sinh vật để tạo thành cồn sinh học Tạp chí Khoa học Phát triển 10 (4) tr 654 – 660 24 Nguyễn Văn Bộ, Nguyễn Trọng Thi, Bùi Huy Hiền Nguyễn Văn Chiến (2003) Bón phân cân đối cho trồng Việt Nam – Từ lý luận đến thực tiễn NXB Nông nghiệp, Hà Nội 25 Nguyễn Văn Chín (2013) Nghiên cứu khả sản xuất sử dụng ethanol làm nhiên liệu cho động 26 Nguyễn Văn Mùi (2001) Giáo trình thực hành hóa sinh học Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, tr.139 56 27 Nguyễn Văn Thao, Nguyễn Thị Minh, Nguyễn Thị Lan Anh, Nguyễn Thu Hà, Đỗ Nguyên Hải (2015) Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật để sản xuất phân hữu sinh học từ bã nấm phân gà Tạp chí Khoa học Phát triển 2015 13 (8) tr 1415-1423 28 Phạm Thanh Tân (2015) Tây Ninh: Bắt tang nhà máy sản xuất tinh bột sắn công ty Hữu Đức xả thải trực tiếp môi trường http://www.tinmoitruong.vn/chat-thai/tay-ninh ba-t-qua tang-nha ma-y-sa-nxua-t-tinh-bo-t-sa-n-cu-a-cong-ty-hu-u-du-c-xa tha-i-tru-c-tie-p-ra-moi-truong_7_44906_1.html 29 Phạm Văn Biên Hoàng Kim (1997), "Tiến nghiên cứu khuyến nông sắn Việt Nam", Kỷ yếu Hội thảo Tiến nghiên cứu khuyến nông sắn Việt Nam, trạng, định hướng giải pháp phát triển năm đầu kỷ 21, Nhà xuất Nông nghiệp 1997, tr 7- 13 30 Phương Duy (2000) Bài toán sử dụng khoai mì sản xuất nhiên liệu Báo khoa học phổ thông 31 Sheela Srivastava, P S Srivastava (2003) Understanding Bacteria, Springer 32 Sin R.G.H (1951) Microbial decomposition of cellulose, Rainhold, New York 33 Thống kê Hải quan (2013) Tình hình xuất nhập hàng hóa Việt Nam tháng 12 12 tháng năm 2012 Ngày 30 tháng năm 2013 http://www.customs.gov.vn/lists/tinhoatdong/ViewDetails.aspx? ID=19213&Category=Th%E1%BB%91ng%20k%C3%AA%20H%E1%BA %A3i%20quan 34 Tổng cục thống kê (2011) Diện tích, suất sản lượng sắn phân theo tỉnh Sách Niên giám thống kê NXB thống kê năm 2011 35 Tổng cục Thống kê (2013) Diện tích, suất, sản lượng sắn Việt Nam phân theo địa phương năm 2011, Ngày tháng năm 2013, http://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=390&idmid=3&ItemID=12923 36 Trần Hiếu Nhuệ, Phựng Chí Sỹ, Nguyễn Thế Tiến Chu Thị Sàng (2004) Phát triển công nghệ môi trường, Tuyển tập báo khoa học, Phân viện Nhiệt đới – Môi trường quân sự, Trung tâm khoa học kỹ thuật Công nghệ quân 37 Trung tâm sản xuất Việt Nam (2010).Tài liệu hướng dẫn sản xuất – Ngành sản xuất tinh bột sắn 38 Tuyết Nhung (2006).Braxin – Cường quốc xuất cồn nhiên liệu http://vietbao.vn/Khoa-hoc/Braxin-cuong-quoc-xuat-khau-con-nhienlieu/20552253/197/ 39 Viện Thổ nhưỡng Nông hóa (1998) Sổ tay phân tích đất,nước, phân bón, trồng NXB Nông nghiệp, Hà Nội 57 PHỤ LỤC Quy trình tiền xử lý nguyên liệu lên men sơ Phế phụ phẩm sau sản xuất tinh bột sắn Cắt khúc khoảng 1cm (Bổ sung thêm nước nóng) Thủy phân nguyên liệu (Tiếp giống VSV lần 1, tỷ lệ 1%) Ủ (BHK, độ ẩm 50 – 60%) tuần Lên men (Tiếp giống VSV lần 2, YK, tỷ lệ 1%) tuần Chiết xuất thu nhận cồn Hình 4.2 Quy trình lên men sơ từ phế phụ phẩm sau sản xuất tinh bột sắn Phế phụ phẩm sau sản xuất tinh bột sắn thu gom phân loại, nguyên liệu lựa chọn cho trình lên men tạo cồn bã sắn đầu mẩu củ sắn Tiến hành tiền xử lý nguyên liệu cách cắt khúc nguyên liệu khoảng cm bổ sung thêm nước nóng trước tiến hành lên men Quá trình lên men thực bình thủy tinh 1L có gắn nút mài ống dẫn lưu Quá trình lên men thực theo giai đoạn: Giai đoạn 1: Thủy phân nguyên liệu: Tại giai đoạn này, tiếp giống VSV lần gồm giống: Xạ khuẩn (Streptomyces), vi khuẩn (Bacillus subtilis) nấm mốc (Mucor Aspergillus Niger) với tỷ lệ 1%, thực điều 58 kiện bán hảo khí Dưới tác dụng enzym VSV tiết ra, thành phần chủ yếu bã thải tinh bột xenlulo (là polisaccarit) bị thủy phân đường hóa tạo thành sản phẩm có mạch cacbon ngắn như: maltose, glucose,… nguyên liệu cho trình lên men cồn Giai đoạn 2: Lên men: Quá trình lên men thực điều kiện yếm khí, độ ẩm trì từ 50 – 60%, pH = 6,0, nhiệt độ 30°C Điều kiện lên men khẳng định cho hiệu cao từ nghiên cứu trước Nguyễn Thị Minh cs (2012) Trong giai đoạn tiếp giống VSV lần bao gồm tổ hợp chủng giống nấm men (Saccharomyces sp1, Saccharomyces sp1, S.cerevisie) với tỷ lệ 1% Dưới tác dụng giống nấm men tuyển chọn có hoạt tính sinh học cao, tính bền nhiệt khả lên men tốt giúp chuyển hóa loại đường sinh từ giai đoạn để tạo thành cồn sinh học Khi trình lên men kết thúc, cồn tạo thành tính chất nhẹ nước nên dẫn theo ống dẫn lưu bình lên men chưng cất để thu cồn 59 PHỤ LỤC Kết xử lý thống kê sử dụng đề tài Ảnh hưởng phân bón hữu đến sinh trưởng phát triển trồng BALANCED ANOVA FOR VARIATE CHIEU CA FILE PHSANG 25/ 3/16 22:26 :PAGE VARIATE V003 CHIEU CA LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= CT 96.0000 48.0000 82.29 0.001 NL 2.16667 1.08333 1.86 0.269 * RESIDUAL 2.33334 583336 * TOTAL (CORRECTED) 100.500 12.5625 - BALANCED ANOVA FOR VARIATE SO LA/CA FILE PHSANG 25/ 3/16 22:26 :PAGE VARIATE V004 SO LA/CA LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= CT 80.8889 40.4444 17.76 0.012 NL 1.55556 777778 0.34 0.731 * RESIDUAL 9.11112 2.27778 * TOTAL (CORRECTED) 91.5556 11.4444 BALANCED ANOVA FOR VARIATE DO RONG FILE PHSANG 25/ 3/16 22:26 :PAGE VARIATE V005 DO RONG LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= CT 78.0000 39.0000 165.96 0.001 NL 2.42000 1.21000 5.15 0.079 * RESIDUAL 940007 235002 * TOTAL (CORRECTED) 81.3600 10.1700 BALANCED ANOVA FOR VARIATE DO DAI L FILE PHSANG 25/ 3/16 22:26 :PAGE VARIATE V006 DO DAI L LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= CT 78.0000 39.0000 26.00 0.007 NL 0.000000 0.000000 0.00 1.000 * RESIDUAL 6.00001 1.50000 * TOTAL (CORRECTED) 84.0000 10.5000 BALANCED ANOVA FOR VARIATE KHOI LUO FILE PHSANG 25/ 3/16 22:26 :PAGE 60 VARIATE V007 KHOI LUO LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= CT 2744.00 1372.00 28.00 0.006 NL 200.000 100.000 2.04 0.245 * RESIDUAL 196.000 49.0000 * TOTAL (CORRECTED) 3140.00 392.500 BALANCED ANOVA FOR VARIATE TY LE SA FILE PHSANG 25/ 3/16 22:26 :PAGE VARIATE V008 TY LE SA LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= CT 96.8889 48.4444 249.14 0.000 NL 9.38889 4.69445 24.14 0.008 * RESIDUAL 777779 194445 * TOTAL (CORRECTED) 107.056 13.3819 TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE PHSANG 25/ 3/16 22:26 :PAGE MEANS FOR EFFECT CT CT SE(N= 5%LSD NOS 3 3 3) 4DF CT NOS 3 CHIEU CA 10.0000 14.0000 18.0000 SO LA/CA 10.0000 14.0000 17.3333 DO RONG 8.00000 10.0000 15.0000 DO DAI L 10.0000 12.0000 17.0000 0.440959 1.72847 0.871355 3.41552 0.279882 1.09708 0.707107 2.77171 KHOI LUO 180.000 208.000 222.000 TY LE SA 10.0000 6.66667 2.00000 SE(N= 3) 4.04145 0.254588 5%LSD 4DF 15.8416 0.997929 MEANS FOR EFFECT NL NL SE(N= 5%LSD NOS 3 3 3) 4DF NL NOS 3 CHIEU CA 13.8333 13.5000 14.6667 SO LA/CA 13.6667 14.3333 13.3333 DO RONG 11.7333 10.6333 10.6333 DO DAI L 13.0000 13.0000 13.0000 0.440959 1.72847 0.871355 3.41552 0.279882 1.09708 0.707107 2.77171 KHOI LUO 196.667 206.667 206.667 TY LE SA 5.00000 6.16667 7.50000 SE(N= 3) 4.04145 0.254588 5%LSD 4DF 15.8416 0.997929 - 61 Đánh giá chất lượng cồn tạo thành sau lên men BALANCED ANOVA FOR VARIATE OC% FILE SLIEUPT 24/ 3/16 23:47 :PAGE KQ so lieu phan tich VARIATE V003 OC% LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= NL 150933 754667E-01 0.04 0.966 CT 66.6667 66.6667 32.23 0.026 * RESIDUAL 4.13653 2.06827 * TOTAL (CORRECTED) 70.9541 14.1908 BALANCED ANOVA FOR VARIATE P2O5% FILE SLIEUPT 24/ 3/16 23:47 :PAGE KQ so lieu phan tich VARIATE V004 P2O5% LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= NL 652334E-01 326167E-01 0.94 0.516 CT 7.21607 7.21607 207.26 0.003 * RESIDUAL 696328E-01 348164E-01 * TOTAL (CORRECTED) 7.35093 1.47019 BALANCED ANOVA FOR VARIATE K2O% FILE SLIEUPT 24/ 3/16 23:47 :PAGE KQ so lieu phan tich VARIATE V005 K2O% LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= NL 633337E-03 316669E-03 0.01 0.993 CT 686817 686817 18.07 0.049 * RESIDUAL 760333E-01 380167E-01 * TOTAL (CORRECTED) 763483 152697 BALANCED ANOVA FOR VARIATE HL CON FILE SLIEUPT 24/ 3/16 23:47 :PAGE KQ so lieu phan tich VARIATE V006 HL CON LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER SQUARES SQUARES LN ============================================================================= NL 120333E-01 601667E-02 0.57 0.638 CT 8.88166 8.88166 836.50 0.001 * RESIDUAL 212353E-01 106177E-01 * TOTAL (CORRECTED) 8.91493 1.78299 TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE SLIEUPT 24/ 3/16 23:47 :PAGE KQ so lieu phan tich MEANS FOR EFFECT NL NL NOS 2 OC% 26.5300 26.7900 26.4100 P2O5% 4.41500 4.47500 4.23000 62 K2O% 2.47000 2.48000 2.49500 HL CON 1.31500 1.41000 1.31500 SE(N= 2) 1.01692 0.131940 0.137871 0.728617E-01 5%LSD 2DF 6.10228 0.791737 0.827325 0.437223 MEANS FOR EFFECT CT CT NOS 3 OC% 29.9100 23.2433 P2O5% 3.27667 5.47000 K2O% 2.14333 2.82000 HL CON 0.130000 2.56333 SE(N= 3) 0.830314 0.107729 0.112571 0.594913E-01 5%LSD 2DF 4.98249 0.646450 0.675508 0.356991 ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE SLIEUPT 24/ 3/16 23:47 :PAGE KQ so lieu phan tich F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE OC% P2O5% K2O% HL CON GRAND MEAN (N= 6) NO OBS 26.577 4.3733 2.4817 1.3467 STANDARD DEVIATION C OF V |NL SD/MEAN | BASED ON BASED ON % | TOTAL SS RESID SS | 3.7671 1.4381 5.4 0.9664 1.2125 0.18659 4.3 0.5164 0.39076 0.19498 7.9 0.9934 1.3353 0.10304 7.7 0.6385 |CT | | | 0.0262 0.0031 0.0486 0.0007 | | | | ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE PHSANG 25/ 3/16 22:26 :PAGE F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE CHIEU CA SO LA/CA DO RONG DO DAI L KHOI LUO TY LE SA GRAND MEAN (N= 9) NO OBS 14.000 13.778 11.000 13.000 203.33 6.2222 STANDARD DEVIATION C OF V |CT SD/MEAN | BASED ON BASED ON % | TOTAL SS RESID SS | 3.5444 0.76376 5.5 0.0014 3.3830 1.5092 11.0 0.0122 3.1890 0.48477 4.4 0.0007 3.2404 1.2247 9.4 0.0068 19.812 7.0000 3.4 0.0061 3.6581 0.44096 7.1 0.0004 63 |NL | | | 0.2690 0.7311 0.0792 1.0000 0.2450 0.0076 | | | | PHỤPH PHỤ LỤC HÌNH ẢNH Hình Phế thải sau sản xuất tinh bột sắn Hình Thí nghiệm lên men tạo cồn 64 Hình Bổ sung thêm VSV vào phân bón hữu sau ủ Hình Làm đất trồng rau 65 Hình Kết trồng rau ăn thời điểm thu hoạch 66 ... sinh khối giống ethanol Ethanol (CH3 CH2OH), hợp ch t hữu có nhánh ch a oxy hydro tạo nên tính ch t dung môi, ch t tẩy trùng, thức uống, ch t ch ng đông, dầu sinh học ch t gây tê Đặc biệt,do tính... có vai trò ch t đệm cho nhiều ch t khác Ở điều kiện thường, ethanol ch t lỏng dễ bay hơi, dễ ch y, s ch, không màu, có mùi dễ ch u đặc trưng pha với nước theo tỷ lệ định hợp lý Tính ch t lý hóa... tới tính ch t đất trồng trọt Dưới tác dụng ch ng vi sinh vật hữu ch có phân hữu làm tăng hàm lượng ch t dinh dưỡng đất đồng thời k ch th ch khu hệ vi sinh vật vốn có đất phát triển theo chiều hướng