phụ phẩm nông nghiệp và giá trị kinh tế mang lại

Việt Nam đang trong giai đoạn công nghiệp hóa – hiện đại hóa với một số ngành chủ lực về kinh tế trong đó có ngành nông nghiệp. Mặc dù, nhiều diện tích đất nông nghiệp được chuyển đổi mục đích sử dụng cho ngành công nghiệp. Số lượng các khu công nghiệp vừa và nhỏ ngày càng tăng lên, chiếm dần diện tích đất nông nghiệp. Tuy diện tích đất nông nghiệp đang bị thu hẹp nhưng sản lượng nông nghiệp không ngừng gia tăng. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn sản lượng lúa niên vụ 20152016 đạt mức 44,94 triệu tấn, sản lượng cafe niên vụ 20152016 đạt 28,7 triệu bao, sản lượng ngô năm 2014 đạt 5,19 triệu tấn. (Nguồn: Cục xúc tiến thương mại, 2016) Cùng với việc gia tăng sản lượng nông nghiệp hàng năm, phụ phẩm nông nghiệp như rơm rạ, trấu, vở lạc, phân gia súc...cũng theo đó mà tăng lên đáng kể. Một số nơi người nông dân sủa dụng phụ phẩm nông nghiệp làm chất đốt nhưng hiệu quả chưa cao, hoặc đốt bỏ gây ô nhiễm môi trường sống nghiêm trọng, thậm chí một số nơi chúng không được sử dụng rất lãng phí. Cùng với sự phát triển của nền nông nghiệp, quy mô sản xuất ngày càng lớn và tập trung, phụ phẫm nông nghiệp ngày càng nhiều, việc nghiên cứu sử dụng chúng phục vụ cho đời sống và công nghiệp càng trở nên cần thiết. Việc tái sử dụng phụ phẩm nông nghiệp qua thực hiện đã mang lại hiệu quả kinh tế cao, bảo vệ môi trường, qua đó góp phần hướng tới một nền nông nghiệp xanh và bền vững. Trong khoảng hai thập kỷ qua, không chỉ các nước đang phát triển và tổ chức FAO (Tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên hợp quốc) coi việc nghiên cứu chế biến và sử dụng nguồn phụ phẩm như một chiến lược quan trọng, mà ngay cả các nước có ngành chăn nuôi tiên tiến như các nước Bắc Âu cũng hết sức quan tâm. Đối với Việt Nam, đây thức sự là một hướng đi mới và có triển vọng trong tương lai.

Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại MỤC LỤC DANH SÁCH BẢNG Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại DANH SÁCH HÌNH LỜI NĨI ĐẦU Việt Nam giai đoạn cơng nghiệp hóa – đại hóa với số ngành chủ lực kinh tế có ngành nơng nghiệp Mặc dù, nhiều diện tích đất nơng nghiệp chuyển đổi mục đích sử dụng cho ngành cơng nghiệp Số lượng khu công nghiệp vừa nhỏ ngày tăng lên, chiếm dần diện tích đất nơng nghiệp Tuy Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại nhiên sản lượng nông nghiệp không ngừng gia tăng Theo thống kê Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn sản lượng lúa niên vụ 2015/2016 đạt mức 44,94 triệu tấn, sản lượng cà phê niên vụ 2015/2016 đạt 28,7 triệu bao, sản lượng ngô năm 2014 đạt 5,19 triệu (Nguồn: Cục xúc tiến thương mại, 2016) Trong q trình sản xuất nơng nghiệp hay chế biến nơng sản, bên cạnh sản phẩm cịn có phụ phẩm Cùng với việc gia tăng sản lượng nông nghiệp hàng năm, phụ phẩm nông nghiệp rơm rạ, trấu, vỏ lạc, tăng lên đáng kể Một số nơi người nông dân sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm chất đốt hiệu chưa cao, đốt bỏ gây ô nhiễm môi trường Việc nghiên cứu tái sử dụng nguồn phụ phẩm nông nghiệp để phục vụ cho đời sống công nghiệp trở nên cần thiết để bảo vệ mơi trường, qua góp phần hướng tới nông nghiệp xanh bền vững Trong khoảng hai thập kỷ qua, không nước phát triển tổ chức FAO (Tổ chức lương thực nông nghiệp Liên hợp quốc) coi việc nghiên cứu chế biến sử dụng nguồn phụ phẩm chiến lược quan trọng, mà nước có ngành chăn ni tiên tiến nước Bắc Âu quan tâm Đối với Việt Nam, thực hướng có triển vọng tương lai Phụ phẩm nơng nghiệp giá trị kinh tế mang lại Chương TỔNG QUAN VỀ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP 1.1 Khái quát chung phụ phẩm nông nghiệp Phụ phẩm nông nghiệp phát sinh trình trồng trọt, chế biến loại lương thực, ăn trái, hoa quả, thực phẩm Theo dự báo tổ chức Lương thực giới (FAO), sản lượng ngũ cốc giới năm 2013 đạt mức kỷ lục 1259 triệu tấn, tăng 8,5% so với năm trước cao mức 1167 triệu năm 2011 (Nguồn: Hoàng Ngọc Thuận, Đặng Thanh Long, 2010 Sử dụng rơm rạ trồng vụ trước bón cho trồng vụ sau đất bạc màu Bắc Giang, Tạp chí Khoa học Phát triển, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, tập 8.) Thành phần chủ yếu phụ phẩm nông nghiệp chất hữu loại phế thải chiếm nhiều chất thải hữu Kết ước tính lượng phụ phẩm từ trồng trọt Viện Môi trường Nông nghiệp cho thấy lượng phụ phẩm lớn, kết thể bảng 1.1 Bảng Ước tính khối lượng nguồn phụ phẩm nơng nghiệp Việt Nam Tên phụ phẩm Rơm Thân ngô Dây lạc Dây lang Ngọn, sắn Lá mía Tổng cộng Diện tích gieo trồng (triệu ha/ năm) Khối lượng phụ phẩm (triệu chất khô/ năm) 7,5 0,65 0,27 0,26 0,23 0,28 - 25,0 2,0 0,48 0,24 0,29 0,42 28,4 (Nguồn: Bùi Văn Chính, Lê Viết Ly, 2002 Số liệu thống kê 2001, NXB Thống kê) Những phụ phẩm thực nguồn nguyên liệu phong phú, chúng sử dụng cho nhiều mục đích khác tạo thêm giá trị kinh tế, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường Tiềm sinh khối số phụ phẩm nông nghiệp nước ta trình bày bảng 1.2 Bảng Tiềm sinh khối số nguồn phụ phẩm nông nghiệp Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại Nguồn sinh khối nông nghiệp Rơm rạ Trấu Bã mía Ngơ Thân mía Khác Tổng Tiềm (triệu tấn) 39,98 7,99 4,45 4,43 1,20 3,37 61,43 Tỷ lệ (%) 65,10 13,00 7,20 7,20 1,95 5,55 100,00 (Nguồn: Báo cáo tổng kết viện Môi trường Nông Nghiệp, 2014) 1.2 Thực trạng sử dụng phụ phẩm nông nghiệp Với lượng lớn phụ phẩm nông nghiệp, không xử lý nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nơng nghiệp, nơng thơn Trong sử dụng nguồn phụ phẩm cho sản xuất đời sống tái chế sử dụng hợp lý (Minh Trí, 2015 Thu lợi từ tái chế phế, phụ phẩm nông nghiệp, http://mtnt.hoinongdan.org.vn/sitepages/news/1107/40560/thu-loi-tu-taiche-phe-phu-pham-nong-nghiep, 20/9/2016) Tại nhiều địa phương nước xã Nghĩa Thái, huyện Nghĩa Hưng (Nam Ðịnh), xã Khánh Trung, huyện Yên Khánh (Ninh Bình) nguồn phụ phẩm từ lúa gạo cụ thể rơm rạ tận dụng để trồng nấm rơm Việc trồng loại nấm ăn phụ phẩm nơng nghiệp rơm rạ q trình có giá trị gia tăng nhằm chuyển hóa loại nguyên liệu từ chỗ coi phế thải thành thức ăn cho người Trồng nấm coi phương pháp sinh học tận dụng nguồn rơm rạ có hiệu nguồn đầu mẫu rơm rạ dùng quay vịng lại Sản lượng trồng nấm nước ta liên tục gia tăng năm gần Các kết nghiên cứu cho thấy việc trồng nấm rơm rạ kết hợp với hạt bơng mang lại hiệu chuyển hóa sinh học cao nhất, đạt 12,82% (được xác định tỷ lệ phần trăm chuyển hóa chất thành thân nấm sở trọng lượng khô) Trồng nấm phương pháp thay để giảm nhẹ vấn đề ô nhiễm môi trường liên quan đến phương pháp xử lý đốt trời Trồng nấm rơm rạ mang lại biện pháp khuyến khích kinh tế nghề nơng, coi nguồn phụ phẩm nguồn nguyên liệu có giá trị phát triển sở kinh doanh sử dụng chúng để sản xuất loại nấm giàu chất dinh dưỡng Với hiệu suất chuyển hóa sinh học 10% 90% hàm lượng ẩm nấm tươi, rơm rạ khơ cho sản lượng khoảng 1000 kg nấm sị Vì việc trồng nấm trở thành nghề nơng mang lại lợi nhuận cao, tạo thực phẩm từ rơm rạ giúp tái sử dụng loại phụ phẩm theo cách thân thiện môi trường Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại Hình Nấm trồng từ rơm Công việc trồng nấm không phức tạp nặng nhọc Cây nấm phát triển không địi hỏi chăm sóc đặc biệt Ngun liệu trồng nấm phụ phẩm từ nơng nghiệp có sẵn rơm, rạ, phế liệu, mùn cưa, lõi ngô, lục bình, bã mía…Vì vậy, hầu hết hộ nơng dân có khả tham gia trồng nấm Nếu mức đầu tư ban đầu rơm ngun liệu khơng q triệu đồng sau hai tháng, người trồng nấm thu hái 600kg nấm sò (nấm bào ngư) Với mức giá bán khoảng 30000 ÷ 40000/kg (giá bán thực tế địa phương) rơm ngun liệu thu lãi gần từ 15 ÷ 20 triệu đồng Đối với hộ gia đình làm nơng nghiệp, nguồn ngun liệu có sẵn, biết tận dụng nguồn thu từ nấm cao Ngồi ra, phụ phẩm nơng nghiệp sử dụng thành phần thức ăn thô nuôi gia súc để đảm bảo lượng lượng thời gian ngắn Đặc biệt ủ chua tạo nên nguồn thức ăn giàu dinh dưỡng, dự trữ vào mùa đông thiếu thức ăn xanh Phương pháp xuất từ lâu áp dụng phổ biến miền bắc nước ta Các phụ phẩm nông nghiệp thường sử dụng rơm rạ, thân lạc, sắn, bã mía, thân ngô… Ủ chua biện pháp bảo quản, dự trữ thức ăn thơ xanh thơng qua q trình lên men yếm khí Nhờ hệ vi sinh vật lên men, tạo acid lactic lượng định acid hữu khác Qua trình ủ chua hàm lượng độc tố có số phụ phẩm giảm đáng kể HCN có sắn bị giảm cịn 32 ÷ 34 mg/kg (theo tiêu chuẩn quốc tế giới hạn cho phép không 57 mg/kg) Do cho gia súc ăn an tồn Phụ phẩm nơng nghiệp giá trị kinh tế mang lại Hình Cây bắp ủ chua Tuy nhiên, phụ phẩm nông nghiệp thường cồng kềnh, giá trị dinh dưỡng trực tiếp phẩm giá trị kinh tế thường thấp Muốn sử dụng chúng cần thêm phí vận chuyển biện pháp kỹ thuật khác Việc cân nhắc chi phí lợi ích cần thiết; nhờ chế biến mà lợi nhuận thu từ phụ phẩm lại nhiều phẩm Sự phát triển xã hội tiến khoa học cơng nghệ giúp người sử dụng tốt nguồn phụ phẩm nơng nghiệp qua làm thay đổi cách nhìn nhận sản phẩm nơng nghiệp Tuy nhiên, việc tận dụng tái chế có nhiều hạn chế Nguồn phụ phẩm tái chế chủ yếu tập trung nông thôn, nơi trực tiếp sản xuất phụ phẩm nguồn thu mua chủ yếu chủ yếu tập trung khu công nghiệp, thành phố hay khu đông dân cư Đặc thù sản xuất nông nghiệp nước ta mang tính nhỏ lẻ, phân tán nên việc thu gom, phân loại tái chế cịn nhiều khó khăn Các sở sản xuất, chế biến chủ yếu tập trung vào dây chuyền sản xuất, quan tâm tới khâu khác Do đó, sở khơng gây nhiễm mơi trường mà cịn gây tình trạng lãng phí Nhiều nơi cịn xử lý biện pháp chôn lấp, đốt bỏ, đổ xuống ao hồ Trong năm qua, có nhiều nhà khoa học trường đại học, học viện nghiên cứu, trung tâm công nghệ sinh học doanh nghiệp nhiều bộ, ngành tham gia đầu tư, nghiên cứu, ứng dụng tiến khoa học vào việc tận dụng phụ phẩm q trình sản xuất nơng sản, thực phẩm để sản xuất phân hữu vi sinh, vật liệu xây dựng, thức ăn chăn ni, khí đốt Trong bối cảnh nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày cạn kiệt, việc thu gom, tái chế sử dụng lại ngun liệu nói chung phụ phẩm q trình sản xuất, chế biến nơng sản, thực phẩm nói riêng biện pháp tiết kiệm cần thiết, tình hình kinh tế có nhiều khó khăn Quan trọng phụ phẩm tận dụng, tái chế sử dụng lại góp phần giảm lượng chất thải mơi trường, làm lành bầu khơng khí vốn bị đe dọa dư thừa chất độc hại Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại Chương MỘT SỐ GIẢI PHÁP TÁI SỬ DỤNG PHỤ PHẨM NƠNG NGHIỆP 2.1 Ứng dụng phụ phẩm nơng nghiệp làm phân bón hữu vi sinh Khi sử dụng nguồn nguyên liệu sản xuất phân bón hữu cơ, phụ phẩm nông nghiệp phối trộn với số nguyên liệu khác phân chuồng, đạm, chế phẩm vi sinh vật Các phụ phẩm thường dùng xác bã thực vật rác rau xanh, thân lạc, rơm rạ, vỏ cà phê, thân ngô, bẹ ngơ… Quy trình chế biến: Phụ phẩm sau thu hoạch thu gom tập trung thành đống chỗ Tiến hành xử lý chế phẩm sinh học Biomix – RR, đống ủ có chiều rộng khoảng 2m, lớp 30cm tưới lượt dung dịch chế phẩm men phân giải cellulose (độ đậm đặc dung dịch tùy thuộc vào độ ẩm nguyên liệu cho nguyên liệu có độ ẩm 50%) Bổ sung thêm phân chuồng lân, kiểm tra độ ẩm đống ủ thấy nước ngấm nguyên liệu cầm vào thấy mềm đạt yêu cầu Tiếp tục rải chiều cao đạt 1,5 ÷ 1,6 m Sau đó, dùng loại vật liệu chuẩn bị nilon để che đậy Phải che kín đống ủ để trì nhiệt độ đống ủ khoảng 40ºC Cách 10 ngày kiểm tra đảo đống ủ lần Sau 20 ÷ 30 ngày, nguyên liệu phân hủy tốt thành phân ủ hữu bón cho trồng Dùng bón lót trước trồng cây, loại phân giúp giảm từ 20 ÷ 30% lượng phân hóa học làm tăng suất trồng từ ÷ 7% Theo đánh giá chuyên gia, việc sử dụng phân hữu từ phụ phẩm nơng nghiệp giúp hạn chế, phịng chống bệnh vàng lá, giúp lúa cứng cây, phát triển cân đối, đẻ nhánh tập trung nên giảm tỷ lệ sâu bệnh gây hại Bên cạnh đó, phân hữu từ phụ phẩm mang lại kết cao trồng khác ngô, khoai, rau màu… Ngồi việc xử lý phụ phẩm nơng nghiệp sau thu hoạch, làm thành phân bón hữu cịn có ý nghĩa thực tiễn việc bảo vệ môi trường việc đốt đồng Đây điều kiện để xây dựng sản xuất nông nghiệp bền vững Hình Phân hữu từ phụ phẩm nơng nghiệp Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại Hiện nhiều tỉnh thành nước ứng dụng công nghệ vi sinh phân hủy phụ phẩm để làm phân bón Chẳng hạn, tỉnh Quảng Nam, người dân ứng dụng công nghệ vi sinh phân hủy phụ phẩm để làm phân bón Hội An Kết sử dụng phân hữu vi sinh từ phế phẩm nông nghiệp cho thấy phát triển tốt so với mẫu đối chứng mật độ gieo trồng, xanh, mượt, cao, khoẻ đặc biệt hạn chế nấm bệnh cho trồng Tại Hải Dương, huyện Bình Giang kết hợp với công ty cổ phần công nghệ sinh học Fitohoocmon Công ty TNHH NAB thử nghiệm thành cơng mơ hình xử lý rơm rạ ủ làm phân hữu vi sinh phục vụ cho sản xuất lúa gạo an toàn xã Nhân Quyền xã Thái Hịa, huyện Bình Giang với 280 rơm rạ xử lý Huyện Bình Giang huyện điểm sản xuất lúa tỉnh Hải Dương với diện tích gieo cấy 12600 ha/năm lượng rơm rạ sau thu hoạch lớn Nếu dùng men vi sinh tạo nguồn phân ủ giảm lượng chi phí lớn đầu vào cho nơng dân cải tạo đất giảm thiểu ô nhiễm môi trường Đồng thời tạo sản phẩm nơng nghiệp an tồn cho sức khỏe cộng đồng, hướng tới thương hiệu gạo an toàn chất lượng Rơm rạ sau thu hoạch hộ nông dân thu gom tập kết vào địa điểm thuận lợi cho việc ủ thu gom gia đình Việc dùng men vi sinh xử lý rơm rạ làm phân hữu phục vụ cho sản xuất lúa gạo an toàn tận dụng tồn lượng rơm rạ nơng nghiệp sau vụ thu hoạch lúa với chế phẩm sinh học tạo nguồn phân ủ bón lót cho trồng, cải tạo đất, đảm bảo suất trồng, tạo sản phẩm lúa an tồn tồn dư khơng cịn tồn dư hóa chất độc hại sản phẩm lúa, góp phần bảo vệ mơi trường, bảo vệ sức khỏe cộng đồng Hàng năm, nông dân đổ xuống đồng ruộng lượng lớn phân hoá học, thuốc bảo vệ thực vật làm cho cấu trúc đất bị thay đổi Nếu tiếp tục vậy, đồng ruộng dần độ phì nhiêu, mơi trường nhiễm, sức khoẻ người bị ảnh hưởng Do vậy, việc sử dụng rơm, rạ làm phân bón hữu có ý nghĩa lớn mặt kinh tế, xã hội 2.2 Ứng dụng phụ phẩm nông nghiệp việc tạo nguồn nhiên liệu (Biogas – Ethanol) 2.2.1 Ứng dụng phụ phẩm nơng nghiệp tạo khí sinh học Biogas Những phụ phẩm phân động vật, xác động thực vật thường bị thối rửa chuyển hóa thành chất khác Quá trình xảy tác động nhiều vi sinh vật chủ yếu vi khuẩn Q trình phân hủy yếm khí thu sản phẩm hỗn hợp khí sinh học (Biogas) Thành phần chủ yếu biogas khí carbonic metan có khả bốc cháy Tiềm sinh lượng sinh học từ phụ phẩm nông nghiệp thể bảng 2.1 Bảng Tiềm sinh lượng sinh học số phụ phẩm nông nghiệp Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại Nguồn phụ phẩm Phụ phẩm từ lúa nước Phụ phẩm từ lúa mì Phụ phẩm từ ngô Phụ phẩm từ thân rể Phụ phẩm từ mía Tổng số Tiềm năng lượng (PJ/năm) 3,407 3,299 2,614 407 1,550 11,277 (Nguồn: FAO statistical Database, 2000) Nguyên liệu dùng để sản xuất khí sinh học (biogas) chia thành hai loại: có nguồn gốc động vật có nguồn gốc thực vật - Nguyên liệu có nguồn gốc động vật thường phân gia súc, gia cầm phổ biến Vì xử lý máy tiêu hóa nên phân dễ phân hủy nhanh chóng cho khí sinh học Tuy vậy, thời gian phân hủy phân khơng dài (khoảng ÷ tháng) tổng lượng khí thu từ kg phân khơng lớn - Ngun liệu có nguồn gốc thực vật bao gồm phụ phẩm trồng rơm rạ, thân ngơ, khoai, đậu…Các ngun liệu có lớp vỏ cứng nên khó phân hủy Để cho trình phân hủy xãy thuận lợi, nguyên liệu thực vật cần xử lý trước (chặt, băm nhỏ ủ sơ hiếu khí) để phá vỡ lớp vỏ cứng, tăng diện tích bề mặt tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn cơng Q trình phân hủy nguyên liệu thực vật dài so với nguyên liệu động vật (có thể tới hàng năm) Do nguyên liệu thực vật nên sử dụng theo cách nạp mẻ, mẻ kéo dài từ ÷ tháng Đặc tính sản lượng khí biogas thu số nguyên liệu thường gặp thể bảng 2.2 Bảng Đặc tính sản lượng khí biogas thu số nguyên liệu thường gặp 10 Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại Nguyên liệu Phân Bò Trâu Lợn Gia cầm Thực vật Bèo tây tươi Rơm rạ khô Lượng thải hang ngày (kg/ đầu động vật) Hàm lượng chất khơ (%) 15 ÷ 20 18 ÷ 25 1,2 ÷ 1,4 0,02 ÷ 0,05 Tỷ lệ carbon/ Nitơ (C/N) Sản lượng khí hàng ngày (lít/ kg ngun liệu tươi) 18 ÷ 20 16 ÷ 18 24 ÷ 33 25 ÷ 50 24 ÷ 25 24 ÷ 25 12 ÷ 13 ÷ 15 15 ÷ 32 15 ÷ 32 40 ÷ 60 50 ÷ 60 4÷6 80 ÷ 85 12 ÷ 25 48 ÷ 117 0,3 ÷ 0,5 1,5 ÷ 2,0 (Nguồn: Nguyễn Quang Khải, 2002, Cơng nghệ khí sinh học, NXB Lao động – Xã hội) 2.2.2 Ứng dụng phụ phẩm nông nghiệp vào sản xuất ethanol Trên thực tế ethanol thường sản xuất phương pháp sinh học Khi sản phẩm ethanol gọi cồn sinh học hay bio-ethanol Cơng nghệ chiếm ưu chuyển hóa sinh khối thành ethanol thông qua men rượu chưng chất Sinh khối bị men vi khuẩn nấm men phân hủy Phương pháp lên men áp dụng nhiều nguồn nguyên liệu sinh khối khác Nguyên liệu sản xuất ethanol thích hợp đường (từ củ cải đường, mía), rỉ đường, tinh bột (khoai tây, lúa, ngơ,…) Năng suất ethanol trung bình dao động từ 2100 đến 2600 lít/ha đất trồng trọt tùy thuộc vào loại trồng Đối với loại hạt, suất ethanol thu vào khoảng 2800 lít/ha, tương đương với nguyên liệu thu ethanol Hiện hoạt động nghiên cứu phát triển châu Âu lĩnh vực ethanol sinh học chủ yếu tập trung vào sử dụng nguồn nguyên liệu cellulose (từ dăm bào gỗ) Cứ ÷ vật liệu gỗ khơ cỏ khơ cho ethanol Ở Việt Nam, theo nghiên cứu thuộc đề tài “Nghiên cứu công nghệ xử lý số loại phụ phẩm nông nghiệp áp suất cao để thu dung dịch đường có khả lên men tạo thành ethanol” Nguyễn Hồng Dũng (Đại học Bách Khoa, TP.HCM), phụ phẩm nơng nghiệp sử dụng rơm, rạ, trấu xử lý thiết bị phản ứng thủy nhiệt quy mơ phịng thí nghiệm Sau tiếp tục nghiên cứu quy mô pilot thiết bị cấp nước áp suất cao Thiết bị thủy nhiệt trường Đại học Tokyo (Nhật Bản) cung cấp 2.3 Ứng dụng phụ phẩm nông nghiệp vào sản xuất điện Sử dụng phụ phẩm nông nghiệp vào ngành công nghiệp sản xuất điện nghiên cứu nhằm tận dụng triệt để nguồn tài nguyên có sẵn, mang lại lợi ích kinh tế Các phụ phẩm sử dụng vỏ trấu, lõi ngơ, bã mía, vỏ lạc, vỏ cà phê 11 Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại Năm 2006, Viện Cơ Điện Nơng Nghiệp Cơng Nghệ Sau Thu Hoạch hồn thiện công nghệ sản xuất điện từ phụ phẩm nơng nghiệp Viện xây dựng lị sấy phát điện tỉnh Long An, Kiên Giang, TP Hồ Chí Minh, Gia Lai…với cơng suất 50kW Khơng sản xuất điện, lị đốt cịn dùng để sấy nông sản với công suất khoảng tấn/giờ Dây chuyền công nghệ sản xuất điện gồm phận: nồi hơi, lò đốt, tuabin hơi, máy phát, thiết bị trao đổi nhiệt, máy sấy tầng sôi Tiến sĩ Phạm Văn Lang, chủ nhiệm đề tài, cho biết nguồn phụ phẩm nông nghiệp thu gom nước ước tính 11 triệu tấn, sản xuất 1kW điện cần khoảng ÷ kg chất thải phụ phẩm nông nghiệp Như vậy, năm nước sản xuất 3,8 ÷ triệu kW điện (Thông xã Việt Nam, 2006, http://tietkiemnangluong.com.vn/tintuc/khoa-hoc-cong-nghe/t6406/san-xuat-dien-tu-phu-pham-nong-nghiep.html, 05/10/21016) 2.4 Ứng dụng phụ phẩm nông nghiệp sản xuất sản phẩm thủ công mỹ nghệ Tại số địa phương, tận dụng nguồn phụ phẩm từ lúa, chuối dừa dùng làm nguyên liệu số nghề thủ cơng Điển hình sử dụng xơ dừa, rơm, vỏ trấu, bẹ chuối để làm số mặt hàng thủ công mỹ nghệ Tại Bến Tre, sản phẩm từ dừa tận dụng triệt để mang lại nguồn lợi kinh tế cao Ngồi phần có giá trị dinh dưỡng cho người cơm dừa, nước dừa phụ phẩm gáo dừa, vỏ dừa, xơ dừa…cũng mang lại nguồn lợi không Tận dụng nguồn phụ phẩm dồi dào, người dân Bến Tre từ ngàn xưa làm nhiều mặt hàng thủ công mỹ nghệ cao cấp phục vụ nhu cầu nước mà xuất thị trường nước ngồi Hình Sản phẩm thủ cơng từ vỏ dừa 12 Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại Hình Thảm xơ dừa Bến Tre Bên cạnh thảm xơ dừa bẹ ngô ra, người khuyết tật Hậu Lộc – Thanh Hóa cịn biết tận dụng nguồn phế phẩm từ lúa rơm để làm sản phẩm khác chổi rơm, dép rơm trứng mỹ thuật….Hai mặt hàng dép rơm trứng mỹ thuật dùng để xuất sang thị trường Nhật Bản Hình Dép đan từ rơm Hiện thị trường xuất sản phẩm thủ công mỹ nghệ sản xuất từ vỏ trấu, với chất lượng không thua sản phẩm mỹ nghệ làm từ gỗ Về mặt kinh tế, chi phí phần ba so với dùng gỗ, ngồi cịn giúp giảm tình trạng khai thác gỗ Hơn nữa, dùng trấu để sản xuất giúp bảo vệ môi trường nhiều nhà máy xay xát khỏi phải mang trấu đổ môi trường 13 Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại Hình Sản phẩm mỹ nghệ làm từ vỏ trấu 2.5 Ứng dụng sản xuất vật liệu xây dựng Tiến sỹ Vũ Duy Thoại, thuộc Công ty Cổ phần Đầu tư VJO huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên, vừa nghiên cứu ứng dụng thành công công nghệ sản xuất gạch không nung từ phụ phẩm nông nghiệp thân thiện với môi trường Tiến sỹ Vũ Duy Thoại cho biết quy trình sản xuất loại gạch đơn giản, từ phụ phẩm nông nghiệp rơm rạ, cỏ nghiền nhỏ, sau trộn với tro bay phế phẩm nhà máy nhiệt điện trộn với nước xi măng theo tỷ lệ định tạo thành hỗn hợp cho vào khuôn, tác dụng lực nén chúng ép lại, sau mang phơi bảo quản vịng tuần sử dụng viên gạch bình thường Hình Gạch không nung từ phụ phẩm nông nghiệp Do làm từ phụ phẩm nông nghiệp, nên tỷ trọng viên gạch nhẹ so với gạch đất nung, độ uốn gấp ba lần loại gạch khác, thích hợp với việc xây dựng cho cơng trình cao tầng hay xây dựng nhà vùng sâu, vùng xa có địa hình xấu khó vận chuyển vật liệu 14 Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại Bên cạnh đó, cường độ chịu nén sau sốc nhiệt 10 chu kỳ tăng lên chứng tỏ tuổi thọ gạch cao loại gạch hồn tồn dùng vữa xi măng cát bình thường vữa xây gạch đất nung nên tiện lợi cho việc xây trát truyền thống Đặc biệt, chi phí làm loại gạch 60% sản phẩm nung bán thị trường Sản phẩm gạch không nung từ phụ phẩm nông nghiệp thân thiện với môi trường tiến sỹ Vũ Duy Thoại cấp sáng chế số 9198 Cục sở hữu trí tuệ cấp ngày 31/3/2011 Sở Khoa học Công nghệ Hà Nội cấp giấy chứng nhận Doanh nghiệp Khoa học Công nghệ Theo thống kê, với tốc độ xây dựng nay, sử dụng gạch nung từ đất năm Việt Nam 30000ha đất canh tác dành cho nông nghiệp, tương đương xã Việc tận dụng phụ phẩm nông nghiệp không giúp tiết kiệm tài nguyên khoáng sản mang lại nguồn lợi kinh tế, giúp cải thiện mơi trường mà cịn mang lại công ăn việc làm cho nông dân lúc nông nhàn Hàng năm, ngành nông nghiệp Việt Nam thải hàng trăm nghìn phụ phẩm, coi nguồn tài nguyên quý giá Tuy nhiên, hạn chế trình độ khoa học cơng nghệ mà nguồn tài nguyên bị lãng phí bị sử dụng sai mục đích, điều khơng gây lãng phí mà cịn gây nhiễm mơi trường Hiện tượng đốt rơm rạ tràn lan sau vụ gặt ví dụ điển hình cho bất cập (Nguồn: Lý Thanh Hương (TTXVN), 2012, http://www.vietnamplus.vn/gach-khong-nungsan-xuat-tu-phe-pham-nong-nghiep/153160.vnp, 06/10/2016) 2.6 Ứng dụng chế tạo panel cách nhiệt Các panel rơm ép khơng có lạ Quy trình sản xuất panel “sợi nơng nghiệp ép” sáng chế năm 1935 Thụy Điển Theodor Dieden, sau phát triển thành sản phẩm thương mại Anh tên gọi Stramit vào cuối năm 1940 Do sáng chế hết thời hạn bảo hộ công nghệ nên hàng loạt công ty sử dụng quy trình Stramit mọc lên tồn cầu Các nhà sản xuất Stramit phát triển mạnh mẽ số nước Châu Âu Úc, Công ty Stramit Industries, Ltd Anh tuyên bố 250000 nhà xây dựng có sử dụng panel 15 Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại Hình Tấm panel cách nhiệt sản xuất từ phụ phẩm nông nghiệp Tất sản phẩm sử dụng công nghệ Stramit khai thác tính chất thú vị rơm rơm ép nhiệt độ cao (khoảng 200ºC), sợi rơm gắn kết với mà không cần đến chất keo dính Các panel Stramit có chiều dày từ 50 ÷ 100 mm, phủ bên giấy kraft trọng lượng cao (tương tự giấy sử dụng để dán tường) Do không sử dụng keo dính để liên kết sợi rơm nên bề mặt panel cần bảo vệ cẩn thận Các panel Stramit chủ yếu sử dụng cho ứng dụng nhà, làm hệ thống vách ngăn hoàn chỉnh 2.7 Một số ứng dụng khác 2.7.1 Sản xuất bột giấy Bột giấy sử dụng để làm giấy sản phẩm cellulose có nhiều ứng dụng công nghiệp Dự án nghiên cứu làm giấy bột giấy từ rơm rạ Mỹ sản xuất giấy bột giấy hịa tan có độ dai cao bất thường lực chịu xé không tốt Bột giấy làm từ rơm có hàm lượng alpha-cellulose mức polyme hóa tương đương với bột giấy sản xuất từ gỗ Bột giấy hòa tan thường làm từ gỗ có nhiều ứng dụng khác cơng nghiệp, gồm sản xuất sợi nhân tạo dẫn xuất cellulose Các dẫn xuất cellulose sử dụng nhiều ngành công nghiệp thực phẩm, chất tẩy rửa dệt Các kết phân tích giấy bột giấy làm từ rơm rạ theo quy trình cho thấy rơm rạ nguồn cellulose thay hiệu để sản xuất giấy bột giấy 2.7.2 Ván ép Một thí nghiệm sử dụng khoảng 1,5 rơm với gỗ băm để làm ván ép cho thấy rơm loại vật liệu khó xử lý, loại ván mật độ trung bình (MDF) sản xuất thành công với hỗn hợp 50/50 rơm gỗ băm Rơm chặt thành mẩu ngắn sàng để loại bỏ bụi tạp chất Sau chúng trộn lẫn với gỗ băm xử lý máy làm tinh nước áp suất cao 16 Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại thiết kế cho ván gỗ băm Sau sợi sấy khơ gia cơng thành ván ép MDF 2.7.3 Keo dính Một số loại keo dính thử nghiệm chế tạo panel ván ép Các ván sử dụng keo Isocyanate có tính chất chung tốt Nghiên cứu kết luận panel có độ bền cao thích hợp làm vách nhà biển dẫn đường sản xuất từ hỗn hợp rơm rạ/gỗ keo isocyanate 2.7.4 Khí hóa để sản xuất lượng Khí hóa q trình hóa nhiệt cần thiết để chuyển hóa rơm rạ thành loại nhiên liệu khí sử dụng thay khí tự nhiên diesel Khí hóa tầng sôi nghiên cứu từ năm 1981 phương pháp sản xuất khí có đơn vị nhiệt lượng thấp từ rơm rạ Hệ thống sử dụng tầng cát bên lị phản ứng hình trụ lót gạch chịu lửa Nhiên liệu (rơm rạ) phun vào cát tầng sơi khơng khí bơm từ Lượng khơng khí cung cấp 1/5 đến 2/5 lượng khí cần để cháy hết Rơm rạ xử lý qua máy nghiền kiểu búa đập trước vào hệ thống nạo nhiên liệu Hệ thống chuyển hóa 250 đến 500 kg rơm thành khí máy phát nóng thơ chiếm 60 ÷ 65% lượng nhiên liệu thơ Khí máy phát hỗn hợp khí đốt cháy carbon dioxide, hydro, methane, lượng nhỏ khí carbon cao Nó chứa nước khí nitơ Các khí cháy chiếm khoảng 25 đến 40 thể tích tồn thể loại khí Lượng khí phụ thuộc vào loại nhiên liệu sử dụng để khí hóa Thiết bị thử nghiệm hoạt động khoảng 400 sử dụng loại phế thải trồng khác nhau, có khoảng 60% rơm rạ Hệ thống khí nóng nghiên cứu cho hoạt động động Qua kiểm tra, kết hoạt động, Ủy ban nghiên cứu lúa Mỹ kết luận nghiên cứu chứng minh khả kỹ thuật chuyển hóa rơm rạ thành khí máy phát sử dụng 2.7.5 Chuyển hóa thành rỉ đường protein men Rỉ đường protein men sản xuất từ rơm rạ phịng thí nghiệm Quy trình thành cơng sản xuất 25 gam đường từ 100 gam rơm rạ Đường sử dụng làm men thực phẩm Protein men đơn bào tương đương với nguồn protein khác men sử dụng cho chuột với tỷ lệ 50% tổng số nguồn protein Nếu dùng riêng protein men đơn bào có giá trị dinh dưỡng thấp 17 Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại 2.7.6 Sản xuất than Với mục tiêu sức khỏe cộng đồng bảo vệ môi trường, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên, đáp ứng nhu cầu chất đốt ngày tăng cao, với hỗ trợ kinh phí từ Bộ Cơng Thương hỗ trợ kỹ thuật từ Trung tâm Khuyến công Tư vấn Phát triển công nghiệp tỉnh Quảng Ninh, cuối năm 2014 Công ty TNHH MTV PT Computer (Tiên Yên Quảng Ninh) đưa vào sản xuất thí điểm thành công than từ phụ phẩm nông nghiệp Là huyện miền núi với cấu kinh tế nông lâm nghiệp công nghiệp chế biến nông lâm sản, hàng năm huyện Tiên Yên có khối lượng lớn phụ phẩm nông nghiệp nguyên liệu sinh thái - thực vật bị tiêu huỷ tái sử dụng hiệu thấp Công ty TNHH MTV PT Computer phối hợp với Trung tâm Khuyến công Tư vấn phát triển cơng nghiệp tỉnh Quảng Ninh tìm hiểu áp dụng công nghệ chế biến loại phụ phẩm nông lâm nghiệp địa phương để sản xuất thành than có tính tương tự loại than khác Sau thời gian ngắn nghiên cứu tham khảo thị trường, công ty thử nghiệm thành công đưa vào sản xuất đại trà sản phẩm than từ phụ phẩm nông nghiệp rơm rạ, thân ngô, cành cây, mùn cưa, cám, hạt trấu… Sau ép thành khối xử lý cabon, phụ phẩm nơng lâm nghiệp hóa thành sản phẩm có tính tương tự than tự nhiên ưu việt cháy khơng sinh khói có nhiệt độ cao gấp 50 ÷ 70% so với ngun liệu thơng thường, dùng cho loại bếp - bếp lò, lò sưởi, lò sấy bếp hóa khí PRAIRIE, dùng sưởi ấm mùa đông mà không độc hại than đá đặc biệt có giá thành rẻ, phù hợp cho người dân có thu nhập thấp Hình Than từ phụ phẩm nơng nghiệp Với chi phí sản xuất vào khoảng 2,7 triệu đồng/1 than giá bán thị trường 2,9 triệu đồng/tấn tỷ suất lợi nhn sau thuế đạt 6% Mỗi tháng, công ty cung ứng thị trường nội địa 20 ÷ 30 than sạch, dự kiến thời gian thu hồi vốn 18 Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại 5,2 năm Dự án tạo công ăn việc làm ổn định cho khoảng 15 lao động địa phương với thu nhập trung bình 3000000 đồng/người/tháng Trong trình đốt cháy, than sản xuất từ phụ phẩm nông nghiệp khơng có dư lượng khí sulfur dioxide chất khí độc hại khác nên khơng gây nhiễm mơi trường ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng Đây xem dự án điển hình tiết kiệm lượng sản xuất khơng góp phần thay đổi nhận thức, phương thức sử dụng lượng sản xuất tiêu dùng lượng sinh hoạt người dân vùng mà mở hướng việc xử lý phụ phẩm sản xuất nông nghiệp 19 Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại KẾT LUẬN Từ lúc khoa học chưa phát triển biết ứng dụng phụ phẩm nông nghiệp sau mùa vụ để phục vụ cho mục đích sinh hoạt làm nguyên liệu để đốt phục vụ việc nấu nướng, dùng rơm rạ để làm vật liệu xây nhà…Tuy nhiên ứng dụng chưa mang lại lợi ích kinh tế cao chưa tận dung triệt để nguồn lợi mang lại từ chúng Ngày nay, với việc sản lượng nông sản tăng dần hàng năm, đồng thời khối lượng phụ phẩm theo mà tăng đáng kể Tuy nhiên với phát triển khoa học kỹ thuật, tận dụng triệt để nguồn phụ phẩm với nhiều mục đích khác nhằm đem lại hiệu kinh tế tối ưu Đồng thời góp phần bảo vệ mơi trường giải vấn đề bãi chứa, khói thải tiêu hủy lượng phụ phẩm nông nghiệp Mặt khác, với phát triển nhiều ngành nghề sản xuất sản phẩm mỹ nghệ từ phụ phẩm, trồng nấm…cũng góp phần giải vấn nạn thất nghiệp nông thôn 20 Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Bùi Văn Chính, Lê Viết Ly, 2002 Số liệu thống kê 2001 NXB Thống kê 2.Nguyễn Quang Khải, 2002 Cơng nghệ khí sinh học NXB Lao động – Xã hội Hoàng Ngọc Thuận, Đặng Thanh Long, 2010 Sử dụng rơm rạ trồng vụ trước bón cho trồng vụ sau đất bạc màu Bắc Giang, Tạp chí Khoa học Phát triển, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, tập Huỳnh Ngọc Điền, 2013 Sử dụng tốt phụ phẩm nông nghiệp để tăng thu nhập, http://www.khuyennongtphcm.com/index.php?mnu=6&s=600012&id=1114, 21/09/2016 Cổng giao tiếp điện tử Nông nghiệp PTNT Vĩnh Phúc, 2011 Vỏ trấu công dụng vỏ trấu, http://nnptntvinhphuc.gov.vn/index.php?action=details&&idmuc=splg1, 03/10/2016 Minh Trí, 2015 Thu lợi từ tái chế phế, phụ phẩm nông nghiệp, http://mtnt.hoinongdan.org.vn/sitepages/news/1107/40560/thu-loi-tu-tai-che-phe-phupham-nong-nghiep, 20/9/2016 Phịng phân tích thơng tin, 2013 Tổng luận nguồn phế thải nông nghiệp rơm kinh nghiệm giới xử lý tận dụng Cục thông tin khoa học công nghệ quốc gia Lê Văn Liễn, 2004 Kỹ thuật chế biến phụ phẩm nông nghiệp làm thức ăn cho gia súc NXB Lao động – Xã hội Định Thế Lộc, 2009 Sử dụng phân bón từ phụ phẩm khí sinh học (Biogas) bón cho trồng NXB Khoa học tự nhiên công nghệ 10 Lý Thanh Hương (TTXVN), 2012 Gạch không nung sản xuất từ phụ phẩm nông nghiệp, http://www.vietnamplus.vn/gach-khong-nung-san-xuat-tu-phe-pham-nongnghiep/153160.vnp, 06/10/2016 11 Thông xã Việt Nam, 2006 Sản xuất điện từ phụ phẩm nông nghiệp, http://tietkiemnangluong.com.vn/tin-tuc/khoa-hoc-cong-nghe/t6406/san-xuat-dien-tu-phupham-nong-nghiep.html, 05/10/21016 21 ... lượng sinh học số phụ phẩm nông nghiệp Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại Nguồn phụ phẩm Phụ phẩm từ lúa nước Phụ phẩm từ lúa mì Phụ phẩm từ ngô Phụ phẩm từ thân rể Phụ phẩm từ mía Tổng... có triển vọng tương lai Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại Chương TỔNG QUAN VỀ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP 1.1 Khái quát chung phụ phẩm nông nghiệp Phụ phẩm nơng nghiệp phát sinh q trình... việc xử lý phụ phẩm sản xuất nông nghiệp 19 Phụ phẩm nông nghiệp giá trị kinh tế mang lại KẾT LUẬN Từ lúc khoa học chưa phát triển biết ứng dụng phụ phẩm nông nghiệp sau mùa vụ để phục vụ cho