Bảng 4.13. Các thông số kỹ thuật cho nhân sinh khối tối ưu của các chủng VSV của các chủng VSV
STT Các thông số Điều kiên nhân giống của các chủng VSV
Pseudomonas Bacillus subtilis Trichoderma Streptomyces
1 pH 7 7 7 7
2 Nhiệt độ 30 30 30 30
3 Môi trường nhân sinh khối Nước thịt - pepton Nước thịt - pepton PDA Tinh bột
4 Thời gian nhân sinh khối 42 giờ 42 giờ 7 ngày 7 ngày
5 Tỉ lệ giống cấp 2 (%) 3 3 3 3
6 Tốc độ cánh khuấy (vòng/phút) 350 350 - -
7 Lưu lượng cấp không khí (lít kk/lít mt/phút) 0,70-0,75 0,70-0,75 - -
Chế phẩm sinh học được phối trộn theo các thông số trong bảng 4.13: nhóm I (Pseudomonas, Bacillus subtilis) được lên men trong thiết bị lên men chìm trong môi trường nước thịt –pepton, pH =7, nhiệt độ 30oC, tốc độ cánh khuấy 350 vòng/phút, tốc độ sục khí 0,70-0,75 lít không khí/lít môi trường/phút với tỷ lệ giống cấp 2 là 3%, thời gian lên men 42 giờ thu được chế phẩm dạng lỏng.
Nhóm II (Trichoderma, Streptomyces) nhân sinh khối trên môi trường
chuyên tính bán rắn ở 300C trong 7 ngày sau đó được chuyển vào chất mang là cám:trấu tỷ lệ 3:1 đã khử trùng gián đoạn 3 lần ở 800C/20 phút, tỷ lệ giống cấp 2 bổ sung vào là 3% và tiến hành ủ trong vòng 7 ngày được chế phẩm dạng chất mang.
4.5. QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHẾ PHẨM SINH HỌC DÙNG ĐỂ XỬ LÝ BÃ NẤM VÀ PHÂN GÀ BÃ NẤM VÀ PHÂN GÀ
Sau khi tiến hành tuyển chọn các chủng giống vi sinh vật và lựa chọn được nguyên liệu phù hợp để sử dụng làm chất mang cho chế phẩm sinh học, quy trình sản xuất chế phẩm sinh học để xử lý bã nấm và phân gà như sau:
Các bước được thực hiện như sau:
Bước 1: Nhân giống VSV tuyển chọn (giống cấp 1)
Với nhóm I (Pseudomonas, Bacillus subtilis): Nhân sinh khối riêng rẽ trên môi trường dịch thể chuyên tính nước thịt -pepton (thời gian nhân sinh khối 42 giờ, nhiệt độ =30oC, pH =7)
Nhóm II (Trichoderma, Streptomyces): Nhân sinh khối riêng rẽ trên môi
trường bán rắn chuyên tính: môi trường PDA cho Trichpderma và môi trường
tinh bột cho Streptomyces (pH=7, nhiệt độ tối ưu 30oC, môi trường nhân sinh khối: môi trường chuyên tính bán rắn, thời gian nhân sinh khối 7 ngày
Tỷ lệ chuyển giống 3%.
Bước 2: Chuẩn bị chất mang
Chất mang được sử dụng trong quy trình sản xuất này là cám, trấu với tỷ lệ 3:1. Chất mang được khử trùng gián đoạn 3 lần ở 80oC/20 phút để đảm bảo dinh dưỡng mà vẫn đạt độ vô trùng khi sử dụng.
Sơ đồ 4.1. Quy trình sản xuất chế phấm sinh học dùng để xử lý bã nấm và phân gà dùng để xử lý bã nấm và phân gà
Bước 3: Phối trộn chất mang/ lên men
Hiệu lực của chế phẩm phụ thuộc vào mật độ và mức độ tương hỗ của các chủng vi sinh vật trong hỗn hợp. Phối trộn sinh khối (2 chủng Trichoderma, Streptomyces) với chất mang với tỷ lệ giống cấp 2 là 3%. Sản phẩm tạo ra cần đạt độ đồng đều về quần thể vi sinh vật cũng như về mặt vật lý.
Nhóm I (Pseudomonas,
Bacillus Subtilis) Nhóm II (StreptomycesTrichoderma, )
Bước 1: Nhân sinh khối
Nhân sinh khối riêng rẽ trên môi trường dịch thể chuyên tính 30oC/42 giờ, kiểm tra giống.
Bước 1: Nhân sinh khối
Nhân sinh khối riêng rẽ trên môi trường bán rắn chuyên tính, 30oC/7 ngày, kiểm tra độ thuần.
Chế phẩm VK dạng lỏng
Bước 2:Chuẩn bị chất mang: Nguyên liệu chất mang (3 cám: 1 trấu, khử trùng 3 lần ở 80oC/20
Chế phẩm VSV dạng chất mang
Bước 4: Kiểm tra chất lượng
(TCVN 6168:2002 )
Bước 5: Đóng gói và sử dụng Bước 3:Lên men
Lên men trên môi trường dịch thể. (môi trường: nước thịt–pepton, 350 vòng/phút, 0,70-0,75 lít kk/lít mt/phút, thời gian lên men 42 giờ), tỷ lệ giống cấp 2 là 3%
Giống gốc
Bước 3: Phối trộn chất mang:
Phối trộn sinh khối với tỷ lệ giống cấp 2 là 3%, ủ 7 ngày
Tiến hành lên men 2 chủng Pseudomonas, Bacillus subtilis trên thiết bị lên men chìm : môi trường lên men là môi trường dịch thể chuyên tính: nước thịt – pepton, tốc độ cánh khuấy 350 vòng/phút, lưu lượng khí cấp 0,70-0,75 lít kk/lít mt/phút, tỷ lệ giống cấp 2 đưa vào là 3%, thời gian lên men 42 giờ.
Bước 4: Kiểm tra chất lượng
Sản phẩm cuối cùng của quy trình sản xuất cũng như các sản phẩm tạo ra trong từng công đoạn của quy trình đều phải được kiểm tra đánh giá chất lượng về các chỉ tiêu mật độ vi sinh vật lựa chọn và mức độ tạp nhiễm theo tiêu chuẩn.
Bước 5: Bảo quản và sử dụng
Đối với chế phẩm dạng lỏng được bảo quản trong chai lọ nhựa hoặc thủy tinh. Đối với chế phẩm dạng chất mang được bao gói trong các chất liệu polyetylen với khối lượng 1; 2 và 5 kg tuỳ thuộc vào yêu cầu của người sử dụng. Chế phẩm cần được bảo quản nơi khô, thoáng mát, cách xa nơi để hoá chất độc hại và nơi có nhiệt độ cao. Chế phẩm được sử dụng trong vòng 6 tháng.
4.6. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA CHẾ PHẨM SINH HỌC
Sau phối trộn, chất lượng của chế phấm sinh học được thể hiện ở bảng 4.14.
Bảng 4.14. Đánh giá chất lượng của chế phẩm sinh học
Chỉ tiêu
Ngay sau phối trộn Sau phối trộn 3 tháng Sau phối trộn 6 tháng TCVN 6168:2002 CPSH dạng lỏng CPSH dạng chất mang CPSH dạng lỏng CPSH dạng chất mang CPSH dạng lỏng CPSH dạng chất mang pHH2O 7,28 7,11 7,35 7,24 7,21 7,26 - Độ ẩm - 23,0 - 21,0 - 18,5 ≤ 25% P2O5% 0,04 0,05 0,03 0,06 0,04 0,04 - K2O % 1,00 1,01 1,02 1,03 1,01 1,03 - VSV hữu ích CFU/ml x109 2,57 2,42 1,62 1,33 0,56 0,68 ≥107 VSV tạp CFU/ml x102 0 0 0,012 0,023 0,05 0,06 ≤102
Kết quả cho thấy sau khi phối trộn độ ẩm của chế phẩm dạng chất mang đạt khoảng 20%, mật độ VSV hữu ích cao đạt từ 108 - 109 CFU/ml đạt TCVN đối với chế phẩm vi sinh vật phân giải xenlulo. Đặc biệt, sau 3 và 6 tháng các tính chất
của chế phẩm không thay đổi nhiều đặc biệt là mật độ VSV hữu ích vẫn ổn định, mật độ VSV tạp thấp. Như vậy, chế phẩm sinh học đạt tiêu chuẩn quy định và có thể sử dụng. Thời gian bảo quản và sử dụng chế phẩm tối đa là 6 tháng.
4.7. HIỆU QUẢ CỦA CHẾ PHẨM SINH HỌC DÙNG ĐỂ XỬ LÝ BÃ NẤM VÀ PHÂN GÀ VÀ PHÂN GÀ
4.7.1. Theo dõi diễn biến nhiệt độ đống ủ
Nhiệt độ đống ủ phế thải thay đổi theo các giai đoạn của quá trình phân giải chất hữu cơ và ảnh hưởng lớn tới sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong đống ủ. Hoạt động sống của vi sinh vật dựa trên sự chuyển hóa của các hợp chất hữu cơ. Theo dõi nhiệt độ đống ủ chính là theo dõi quá trình phân giải hợp chất hữu cơ. Khi nhiệt độ tăng, quá trình phân hủy chất hữu cơ diễn ra mạnh ,các VSV gây bệnh như Samonella, E.Coli, trứng giun sán càng dễ bị tiêu diệt; khi nhiệt độ giảm, khả năng phân hủy chất hữu cơ diễn ra chậm lại.
Kết quả theo dõi biến động của nhiệt độ được trình bày ở hình 4.2 dưới dạng đồ thị như sau:
Hình 4.2. Đồ thị diễn biến nhệt độ đống ủ ở hai công thức
Từ đồ thị trên ta thấy:
Sau khi bã nấm và phân gà được ủ với CPSH và theo dõi nhiệt độ đống ủ cho thấy: trong 4 ngày đầu tiên nhiệt độ đống ủ tăng mạnh, tới ngày thứ 4 nhiệt độ đống ủ đạt cao nhất (56,1oC) và nhiệt độ của đống ủ duy trì ở mức trên 50oC liên tiếp trong 7 ngày. Nhiệt độ của đống ủ tăng lên cao do quá trình sinh trưởng và
phát triển của VSV diễn ra mạnh, các VSV này sử dụng các chất hữu cơ có trong đống ủ làm chất dinh dưỡng cho hoạt động sống của chúng, chúng phân hủy chuyển hóa các chất hữu cơ này thành các hợp chất hữu cơ đơn giản hơn bằng cách tiết ra các enzym. Trong quá trình phân hủy chuyển hóa của VSV nhiệt lượng được tạo ra, khí nhiệt độ của đống ủ cao cũng thúc đẩy quá trình phân hủy và chuyển hóa các chất của VSV. Bên cạnh đó, nhiệt độ đống ủ tăng cao trong thời gian dài làm cho các VSV có hại như E.Coli, Samolena, trứng giun sánbị tiêu diệt (do nhóm VSV có hại này bị tiêu diệt trong khoảng nhiệt độ từ 50-55oC) còn nhóm VSV có ích vẫn tồn tại sinh trưởng và phát triển tốt do khả năng thích ứng với nhiệt độ rộng. Khi nhiệt độ đống ủ cao cũng chứng tỏ đó là thời gian VSV hoạt động mạnh nhất, sau 10 ngày hàm lượng các chất hữu cơ có trong đống ủ bắt đầu giảm quá trình phân hủy chuyển hóa diễn ra chậm hơn do đó nhiệt độ của đống ủ bắt đầu giảm xuống, khi nhiệt độ đống ủ giảm bằng nhiệt độ môi trường chứng tỏ quá trình ủ đã kết thúc. Trước hoạt động mạnh mẽ của các chủng VSV có trong CPSH bổ sung vào đống ủ quá trình ủ được rút ngắn xuống còn 40 ngày.
So sánh với đống ủ không sử dụng chế phẩm sinh học nhiệt độ của đống ủ luôn ở mức thấp hơn 40oC, quá trình phân hủy chuyển hóa chất hữu cơ được thực hiện bởi các VSV có sẵn trong bã nấm và phân gà với mật độ thấp do đó hiệu quả xử lý rất thấp. Sau 50 ngày ủ quá trình phân giải các chất vẫn chưa kết thúc, nhiệt độ cao nhất của đống ủ chỉ đạt 38,2oC tại nhiệt độ này các VSV gây hại vẫn có thể sinh trưởng và phát triển được.
Trong nghiên cứu của Vũ Thu Hằng “Nghiên cứu giải pháp xử lý bã thải nấm sau thu hoạch làm phâm bón trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên” bã nấm được xử lý với hai công thức: công thức 1 sử dụng chế phẩm EM Bokashi của Trung tâm ứng dụng Khoa học Công nghệ Thái Nguyên và công thức hai sử dụng chế phẩm Bio-TMT của trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đều cho thấy sau 5,6 ngày nhiệt độ đống ủ đã đạt đến 55oC và quá trình ủ kết thúc vào ngày thứ 45. Nhiệt độ của đống ủ tăng mạnh là do vi sinh vật hoạt động mạnh mẽ, chung sử dụng chất hữu cơ để đồng hóa và phát triển mạnh mẽ và khi nhiệt độ tăng thì quá trình ủ được rút ngắn lại, đống ủ nhanh hoai mục hơn.
4.7.2. Đánh giá chỉ tiêu kỹ thuật của đống ủ sau 45 ngày
Sau 45 ngày ủ, các VSV có trong đống ủ đã phân hủy một lượng lớn các chất hữu cơ có trong bã nấm và phân gà. Kết quả phân tích tính chất đống ủ được thể hiện ở bảng 4.15.