II. ĐỐI TƢỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Kết quả phân tích tính chất lý hóa học của chất thải rắn sau chế biến tinh bột sắn
sắn.
Chất thải rắn sau chế biến tinh bột sắn đƣợc thu thập tại khu vực chứa chất thải rắn sau quá trình sơ chế sắn của nhà máy tinh bột sắn Elmaco. Về mặt cảm quan: chất thải có màu hanh vàng, mùi hăng, cấu trúc không đồng nhất.
Mẫu chất thải rắn sau khi lấy về đƣợc phân tích một số chỉ tiêu lý, hoá học. Kết quả đƣợc trình bày trong bảng 1.
Bảng 1. Tính chất lý hóa học của chất thải rắn nhà máy Elmaco
TT Chỉ tiêu Đơn vị đo Kết quả phân tích
1 Độ ẩm % 64,0
2 pH - 5,8
3 Chất hữu cơ (OM) % 65,7
4 Nts % 0,63 5 P2O5hh % 0,23 6 K2O % 0,40 7 Chất xơ % 32,0 8 Tinh bột % 7,3 9 HCN mg/kg 27,0
Số liệu bảng 1 cho thấy chất thải rắn có độ ẩm cao, hàm lƣợng đạm trong chất thải rắn thấp, chất hữu cơ chiếm 65,7% trong đó chủ yếu là chất xơ và tinh bột. Số liệu phân tích cho thấy chất thải rắn có chứa thành phần dinh dƣỡng N, P, K, C thích hợp cho sự sinh trƣởng và phát triển của vi sinh vật. Mật độ tế bào vi sinh vật trong chất thải rắn ban đầu đƣợc trình bày trong bảng 2.
Bảng 2: Mật độ tế bào vi sinh vật trong chất thải rắn
TT Chỉ tiêu Đơn vị tính Số lƣợng
1 VSV tổng số CFU/g 1,26.104
2 VSV phân giải cellulose CFU/g 4,20.102
3 Phân giải lân CFU/g 1,24.102
4 Nấm men CFU/g -
5 E. coli MPN/g 3,18
6 Salmonella CFU/25g -
7 Coliforms CFU/g 4,52.103
24
Trong chất thải rắn trƣớc khi ủ có sẵn các loại vi sinh vật có ích nhƣ VSV phân giải cellulose, VSV phân giải lân giúp phân giải các hợp chất hữu cơ. Tuy nhiên, số lƣợng này còn ít. Bên cạnh đó, không phát hiện thấy nấm men, VSV phân giải tinh bột vì thế cần thiết phải bổ sung thêm các loại VSV này. Số liệu bảng 2 còn cho thấy, ngoài các VSV có lợi còn có vi sinh vật gây bệnh nhƣ E.coli và Coliforms.
Hình 3. Phế thải sau chế biến tinh bột sắn
3.2. Tuyển chọn các chủng vi sinh phân giải cellulose, tinh bột
Để phục vụ cho công tác nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vậ ế biến tinh bột sắn, đề tài đã tiến hành lựa chọn bộ chủ
ải cellulose, tinh bột dự ập giống vi sinh vật đƣợc
lƣu giữ tại Bộ – . Trong
nghiên cứu đề tài đã sử dụng 6 chủng vi sinh vậ ủng vi sinh vậ
đƣợ ịch thể cho từng chủ
30o
ếch tán trên thạch đĩa và phƣơng pháp bổ sung vào phế thải sau chế biến TBS dạng rắn. Kết quả kiểm tra hoạt tính sinh học và khả năng chuyển hóa cellulose và tinh bột trong phế thải của các chủng vi sinh vật đƣợc thể hiện trong bảng 3.
25 Bảng 3. Hoạt tính sinh Ký hiệu Mật độ tế bào Hoạt tính sinh học (D-d, cm) ột (D-d, cm) SHX.01 3,8.108 + 2,6 SHX.02 3,8.108 5,2 4,0 SHX.03 4,9.108 4,6 2,2 SHV.04 3,0.108 - 3,4 SHV.05 4,2.108 - 2,6 SHX.06 4,5.108 4,7 3,8 Ghi chú: ải nhỏ < 1 cm.
(-): Không có vòng phân giải.
Kết quả kiểm tra hoạt tính phân giải CMC, tinh bột của các chủng vi sinh vật
trong bảng 3 cho thấy khi đƣợc nuôi cấ ờng dịch thể, chủ
.02 và SHX.06 có hoạt tính sinh học phân giải CMC cao nhất.
Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy chủng SHX.02 và SHX.06 ngoài khả năng phân giải CMC cao còn có khả năng phân giải tinh bột, điều này rất có ý nghĩa khi sử dụng để phân giải nhanh hợp chất hữu cơ giàu cacbon.
Theo hồ sơ lƣu giữ tại Bộ môn Sinh học Môi trƣờng thì chủng SHX.02 và SHX.06 thuộc nhóm xạ khuẩn và có khả năng sinh trƣởng, phát triển tốt trên môi trƣờng Gause.
+ Chủng SHX.02 thuộc nhóm xạ khuẩn, sau 72 giờ nuôi cấy lắc trên môi
trƣờng dịch thể 108 CFU/ml, đƣờng kính vòng phân giải CMC (D-
d) kiểm tra tại các thời điểm sau lên men thu sinh khối = 5,2 cm;
+ Chủng SHX.06 thuộc nhóm xạ khuẩn, sau 72 giờ lên men sinh khố 4,5.108
26
Bảng 4. Khả năng chuyển hóa tinh bột và cellulose của chủng SHX.02 và SHX.06
Ký hiệu
(CFU/ml)
Khả năng chuyển hóa cellulose trong phế thải sau
CBTBS
(% hàm lượng cellulose sau 7 ngày)
Khả năng chuyển hóa tinh bột trong phế thải sau
CBTBS (% hàm lượng tinh bột sau 7 ngày) Xử lý với VSV Xử lý với VSV SHX.02 3,8.108 32 28 12 7,5 5,8 2,5 SHX.06 4,5.108 18 3,3
Kết quả phân tích hàm lƣợng cellulose và tinh bột trong phế thải sau chế biến tinh bột sắn khi đƣợc bổ sung dịch vi sinh vật nghiên cứu cho thấy sự có mặt củ
.02 và SHX.06 làm giảm hàm lƣợng cellulose và tinh bột đáng kể.
Khả năng chịu nhiệt của các chủng xạ khuẩ .06:
Trong xử lý cơ chất hữu cơ nói chung và xử lý phế thải sau chế biến tinh bột sắn nói riêng, quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ sẽ giải phóng ra nhiệt năng làm nóng đống ủ, vì vậy đề tài đã tiến hành khảo sát khả năng chịu nhiệt của chủng xạ
khuẩ .06 để đánh giá khả năng thích nghi của xạ khuẩn khi bổ sung
vào trong đống ủ. Chủng xạ khuẩn đƣợc cấy trên môi trƣờng thạch đĩa (Gause agar) và đƣợc nuôi ở các nhiệt độ khác nhau, sau đó quan sát sự hình thành khuẩn lạc và đặc điểm hình thái khuẩn lạc tạo thành. Kết quả đánh giá khả năng chịu nhiệt của chủng xạ
khuẩ .06 đƣợc trình bày trong bảng 5.
Bảng 5. Khả năng phát triển của xạ khuẩn ở các nhiệt độ khác nhau
Ký hiệ Khả năng phát triển của xạ khuẩn sau 72 giờ
20oC 25oC 30oC 35oC 40oC 45oC 50oC 55oC 60oC SHX.02 2,6.108 9,2.108 1,2.109 2,3.109 4,3.109 8,3.108 7,8.108 3,4.107 4,7.106 SHX.06 2,2.105 8,2.105 4,6.108 3,2.109 8,8.108 6,2.106 3,9.105 2,2.105 9,2.104
Kết quả nghiên cứu trong bảng 5 cho thấy cả 2 chủng xạ khuẩn sử dụng trong nghiên cứu có thể phát triển trong dải nhiệt độ 20-60oC. Số liệu trong bảng 5 cho thấy
27
chủng SHX.02 có thể phát triển bình thƣờng trong dải nhiệt độ từ 25oC÷60oC, chủng SHX.06 có thể phát triển tốt trong dải nhiệt độ 30oC÷40oC. Khả năng phát triển ở dải nhiệt độ rộng và chịu đƣợc nhiệt độ cao của chủng xạ khuẩn sử dụng trong nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng giúp xạ khuẩn có thể tồn tại khi nhiệt độ của đống ủ tăng cao do
sự giải phóng nhiệt năng của quá trình chuyể ữu cơ, do vậy đề
lựa chọn chủng SHX.02 làm vật liệu phục vụ cho nghiên cứu tiếp theo.
Khuẩn lạc chủng SHX.02 Dịch nuôi cấy chủng SHX.02
Vòng phân giải tinh bột Vòng phân giải cellulose
Hình 4. Khuẩn lạc, dịch nuôi cấy và vòng phân giải tinh bột, cellulose của chủng SHX.02