Đặc tính sản phẩm - báo cáo nghiên cứu khoa học ho- 123docz.net

Sau 36 ngày ủ tạo ra được phân hữu cơ có chất lượng sản phẩm khá phù hợp với tiêu chuẩn phân bón quy định. Kết quả được thể hiện ở bảng 25.

Bảng 25. Đặc tính sản phẩm

Đặc tính Đặc tính TCVN

Thời gian ủ (ngày) 36 - -

Nhiệt độ (oC) 35 - -

pH 6.5 6 – 8.5

Độ ẩm (%) 46.982 - -

Mùi Mùi đất - -

Màu sắc sản phẩm Màu nâu - -

Acid humic (%) 2.45 2.5

Hàm lượng hữu cơ tổng

(%) 18.7 - -

Hàm lượng nitơ tổng (%) 0.61 - -

Hàm lượng phospho(%) 0.2 - -

Hàm lượng Kali(%) 0.95 - -

Hàm lượng xơ thô (%) 6 - -

CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Đánh giá

Sau quá trình nghiên cứu, chúng tôi có thể đưa ra một số đánh giá như sau:

- Tuyển chọn được chế phẩm Compost maker có khả năng phân giải cellulose cao nhất trong 9 chế phẩm khảo sát.

- Gia công máy nghiền nhỏ vỏ cacao và thân cây họ đậu đạt kích thước 0.5x0.5cm nhằm rút ngắn thời gian phân hủy nguyên liệu thành mùn.

- Xây dựng công thức ủ phân hữu cơ khá đơn giản có thể chuyển giao cho nông dân thực hiện.

- Sau 36 ngày ủ tạo ra được phân hữu cơ có các thông số khá phù hợp với tiêu chuẩn phân bón quy định.

- Sản phẩm phân sau quá trình ủ có màu nâu đen, mềm, độ rỗng tốt, không có mùi, không hấp dẫn côn trùng. Thích hợp bón cho mọi loại cây trồng.

- Về mặt mục tiêu đề tài đã hoàn thành được các mục tiêu theo đề cương đăng ký: tuyển chọn chế phẩm sinh học, gia công thiết bị nghiền thô vỏ.

- Về mặt nội dung đề tài đã đi đúng hướng như nội dung kiến nghị ban đầu. - Về mặt tiến độ thì đề tài cũng đã hoàn thành kịp thời tiến độ dự kiến.

- Tuy nhiên đề tài cũng có một số điểm khác với đề cương đăng ký ban đầu do trong quá trình thực hiện cũng gặp phải một số khó khăn cũng như định hướng được cách thực hiện khác nên có đôi chút thay đổi. Bên cạnh đó cũng còn nội dung chưa thực hiện được do không đủ điều kiện thực hiện.

5.2. Kiến nghị

- Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện máy nghiền vỏ ca cao dạng thô và tinh.

- Kiểm tra thêm các chỉ tiêu kim loại nặng như: hàm lượng Asen(As), hàm lượng Cadimi(Cd), hàm lượng thủy ngân(Hg), hàm lượng chì (Pb), kiểm tra mật độ vi sinh vật hữu ích trong phân thành phẩm.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Trần Đình Mẫn (2000), Viện phó Viện Công nghệ Sinh học, Sản xuất phân bón từ rơm

[2]. Lưu Hồng Mẫn và cộng tác viên (2001), Ứng Dụng Chế Phẩm Sinh Học (Nấm Trichoderma) Để Sản Xuất Phân Rơm Rạ Hữu Cơ Và Cải Thiện Độ Phì Của Đất Canh Tác.

[3]. NguyễnVănMùi (2003), Thực hành hoá sinh học, Đại học Quốc gia Hà Nội. [4]. Trịnh Xuân Ngọ (2009). Cây ca cao và kỹ thuật chế biến. NXB Giáo dục

[5]. Lê Xuân Phương (2008), Thí nghiệm vi sinh hóa sinh, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng.

[6]. Nguyễn Kiều Bằng Tâm (2010), Sản xuất phân vi sinh từ bã thải rắn, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội.

[7]. Đào Châu Thu (2005), Sản xuất phân hữu cơ sinh học từ rác thải hữu cơ sinh hoạt và phế thải nông nghiệp để dùng làm phân bón cho rau sạch vùng ngoại vi thành phố, trường đại học Nông nghiệp I Hà Nội.

[8]. Lê Văn Tri (2002), phân phức hợp hữu cơ vi sinh, Nhà xuất bản nông nghiệp, TP. Hồ Chí Minh.

[9]. TrầnCẩmVân (2001), Vi sinh vật học môi trường. NXB Khoa học và Kỹ thuật. [10]. Vũ Hải Yến (2011), Nghiên cứu sản xuất compost từ vỏ khoai mì phục vụ nông nghiệp sinh thái.

[11]. Compost science and technology, LF. Diaz

[12]. Research On Using Cocoa Peel As Material For Bio Fertilizer Production, science technology news.

[13]. Rác thành phân hữu cơ nhờ chế phẩm vi sinh(2009), Viện Công nghệ môi trường .

rạ,

[14]. Công nghệ sản xuất phân phức hợp hữu cơ vi sinh(2006), công ty cổ phần phân bón FITOHOOCMON.

[15]. Nghiên cứu sản xuất phân compost từ vỏ tiêu đen phục vụ nông nghiệp(2011), khóa luận tốt nghiệp.

[16]. Sư dụng công nghệ vi sinh trong sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh(2008), Viện Công nghệ Sinh học.

[17]. Thông tin từ trang web “nhà sinh học trẻ”.

[18]. http://www.khoahoc.com.vn/doisong/ung-dung/43291_xu-ly-o-nhiem-nong- thon-bang-che-pham-sinh-hoc.aspx.

[19]. Tận dụng vỏ cà phê làm phân bón,

http://www.vietnamgateway.org/vanhoaxa/faq/index.php? action=article&cat_id=001003&id=1398.

[20]. Ứng dụng chế phẩm sinh học phục vụ cho cây trồng - hướng đi đúng đắn của phát triển nông nghiệp sinh thái bền vững (29-10-2007), http://www.hcmbiotech. com.vn/technology_detail.php?cateid=3&id=76.

[21]. Vỏ cà phê làm phân bón, http://giacaphe.com/1702/xu-ly-vo-ca-phe-lam- phan-sinh-hoc.html.

PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phương pháp đục lỗ thạch

- Chuẩn bị môi trường CMC-Agar;

- Đổ môi trường vào đĩa petri sao cho các đĩa bằng nhau để đánh giá chính xác hoạt tính enzyme cellulase;

- Chờ môi trường đông cứng rồi tiến hành đục lỗ thạch, sử dụng khoan nút chai để đục lỗ;

- Nhỏ dịch enzyme vào lỗ thạch và để khoảng 48h tiến hành nhỏ dung dịch lugol vào đĩa. Enzyme cellulase sẽ phân hủy CMC có trong môi trường tạo thành glucose và sẽ làm thạch trở nên trong suốt khi nhỏ lugol vào. Hoạt tính enzyme cellulase càng mạnh cho đường kính vòng phân giải càng lớn và ngược lại.[13]

Phụ lục 2: Phương pháp xác định hoạt tính enzyme

- Xác định hoạt tính enzyme carboxymethyl cellulase (CMCase)

a. Nguyên tắc: phương pháp này dựa vào sự thủy phân cơ chất CMC bởi enzym carboxymethyl cellulase ở pH 5 và 40oC. Lượng đường khử sinh ra được cho phản ứng với 2-hydroxy-3,5 dinitrobenzoic acid, màu sinh ra sau phản ứng được xác định bằng phương pháp so màu trên máy quang phổ ở bước song 540nm.

b. Hóa chất:

- Dung dịch cơ chất (1% w/v CMC): Cân chính xác 1 g CMC, hòa tan trong 80 ml dung dịch đệm Na-acetate 50 mM, pH 5, chuyển vào bình định mức 100 ml, thêm dung dịch đệm đến vạch và lắc đều.

- Dung dịch acid 2-hydroxy-3,5 dinitrobenzoic (DNS): Cân 10 g 2-hydroxy-3,5 dinitrobenzoic (DNS), cho vào becher 1000ml, thêm khoảng 400 ml nước cất; đặt becher vào chậu nước 80oC và khuấy đều. Thêm dung dịch NaOH (16 g NaOH trong 150 ml nước cất) từ từ vào dung dịch DNS, khuấy ở nhiệt độ 80oC. Tiếp tục thêm 300g potassium sodium tartrate tetrahyderate (KNaC4H4O6.4H2O ) vào dung dịch DNS và tiếp tục khuấy ở nhiệt độ 80oC. Làm lạnh dung dịch DNS đến nhiệt độ phòng, chuyển dung dịch vào bình định mức 1000 ml, thêm nước cất đến vạch và lắc đều. Bảo quản dung dịch DNS trong chai màu nâu có nắp.

- Dung dịch lactose: Hòa tan 0,12 g Lactose monohydrat với 80 ml nước cất và chuyển vào bình định mức 100 ml, thêm nước cất đến vạch và lắc đều.

- Dung dịch enzyme: Pha loãng dịch enzyme với dung dịch đệm na-acetate 50 mM, pH 5 đến độ pha loãng thích hợp.

c. Dựng đường glucose chuẩn

Hòa tan 100 ml glucose monohydrate với 80 ml nước cất và chuyển vào bình định mức 100 ml, thêm nước cất đến vạch, lắc đều

thực hiện một loạt 7 ống nghiệm theo bảng sau đây:

ống số 0 1 2 3 4 5 6 Nồng độ glucose (mg/ml) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 -ml dd glucose ( 1 mg/ml) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 -ml dd CMC 1% 1 1 1 1 1 1 1 -ml dd DNS-lactose 2 2 2 2 2 2 2 -ml nước cất 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4

Lắc đều các ống nghiệm này đem đun sôi trong 15 phút. Làm lạnh đến nhiệt độ phòng trong một chậu nước mát. So màu trên máy quang phổ hewlwtt packard 8453 với chương trình HPUV-Vis chemstations ở bước sóng 540 nm (AG).

d. Tiến hành phản ứng:

Phản ứng enzyme AT

- Hút 1 ml dung dịch enzyme cho vào ống nghiệm và đặt vào bể ổn nhiệt ở 40oC trong vòng 5 phút, đồng thời cũng đặt lọ chứa dung dịch CMC 1% ở 40oC trong 5 phút;

- Thêm 1 ml CMC 1 % vào ống nghiệm chứa enzyme và lắc đều; - Cho phản ứng ở 40oC trong thời gian chính xác 10 phút;

- Thêm 2 ml dung dịch DNS-lactose, lắc đều để ngừng phản ứng enzyme;

- Đem đun sôi cách thủy trong 15 phút, làm lạnh đến nhiệt độ phòng trong một chậu nước mát, so màu ở bước sóng 540 nm dựa theo đường glucose chuẩn trên máy quang phổ hewlett packard 8453 với chương trình HPUV-Vis chemstations.

Không có phản ứng enzyme AB

- Hút 1 ml dung dịch đệm Na-acetate 50 mM, pH 5 cho vào ống nghiệm và đặt vào bể ổn nhiệt ở 40oC trong vòng 5 phút, đồng thời cũng đặt lọ chứa dung dịch CMC 1% ở 40oC trong 5 phút;

- Thêm 1 ml CMC 1 % vào ống nghiệm chứa dung dịch đệm Na-acetate 50 mM, pH 5 và lắc đều;

- Cho phản ứng ở 40oC trong thời gia chính xác 10 phút;

e. Tính kết quả

giá trị F =

CMCase (UI/g) = (AT-AB)*F*(1000/198)*(1/10 phút)*(1/1,0 ml)*(1/C) AT : độ hấp thụ của dung dịch có phản ứng enzyme

AB : độ hấp thụ của dung dịch không có phản ứng enzyme F : yếu tố glucose (mg/ml)

1000 : chuyển từ mg thành

198: phân tử lượng của glucose monohydrate, chuyển từ thành 10: thời giian phản ứng

1,0 : thể tích dung dịch enzyme C: nồng độ dung dịch mẫu

- Qua thí nghiệm đo đường kính vòng phân giải bằng phương pháp đục lỗ thạch và kiểm chứng lại bằng phương pháp đo quang ta có thể lựa chọn được loại chế phẩm có khả năng phân hủy cellulose cao.[9]

 Kết quả: glucose AT AT/ glucose 0 1,121 0 0,1 1,375 0,072727 0,2 1,46 6 0,136426 0,3 1,712 0,175234 0,4 1,806 0,221484 0,5 1,91 0,26178 0,6 2,181 0,275103 F = 0,190459

Phụ lục 3: Môi trường hoạt hóa

môi trường hoạt hóa

NH4NO3 1 g K2HPO4 0,5 g KH2PO4 0,5 g MgSO4.7H2O 0,5 g NaCl 1 g CaCl2 0,1 g FeCl3 0,02 g cao nấm men 0,05 g CMC 10 g nước cất 1000 ml pH =7÷7,2

Phụ lục 4: Phương pháp xác định hàm lượng Nitơ

a. Vô cơ hóa mẫu:

Lấy 2g mẫu vỏ cacao xay nhỏ cho vào bình Kjeldahl, đồng thời cho 2g hỗn hợp xúc tác vào, sau đó cho 10 ml dung dịch axit sunfuric đậm đặc, đậy bình bằng phễu nhỏ. Để nghiêng bình Kjeldahl 45oC trên bếp điện đun từ từ cho đến khi dung dịch trong bình trở thành màu xanh, để nguội.

a. Chưng cất:

 Chuẩn bị bình hứng:

Hút 25 ml dung dịch H2SO4 0,1 N cho vào erlen 100 ml sau đó cho thêm vài giọt chỉ thị metyl red 1% vào bình, lắp erlen vào dưới ống sinh hàn sao cho đầu ống sinh hàn vừa ngập vào dung dịch.

 Chuẩn bị dịch chưng cất:

Chuyển dung dịch đã vô cơ hóa trong bình Kjeldahl vào bình định mức 250 ml, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều, hút 10 ml dung dịch này cho vào bình chưng cất của máy cất đạm, dùng nước cất tráng phễu nhiều lần và cho nước cất vào bình

chưng cất sao cho thể tích khoảng 50 ml, thêm vài giọt Phenolphtalein 1%. Trung hòa dung dịch trong bình chưng cất bằng NaOH 30% cho đến khi dung dịch chuyển màu hồng.

 Chưng cất:

Cho 800 ml nước cất vào bình đun, mở nước của ống sinh hàn, chưng cất liên tục 40 phút kể từ khi bình bắt đầu sôi. Hạ bình hứng, rửa sạch đầu ống sinh hàn bằng nước cất, đặt giấy pH sát miệng ống sinh hàn, nếu giấy pH không đổi màu thì quá trình chưng cất đã hoàn tất.

Định lượng H2SO4 dư trong bình hứng bằng dung dịch NaOH 0,1N cho đến khi dung dịch chuyển sang màu vàng nhạt.

 Tính kết quả:

Dựa vào thể tích NaOH 0,1N tiêu tốn sẽ biết được thể tích H2SO4 0,1N đã phản ứng với NH3. Từ đó sẽ tính được hàm lượng nitơ toàn phần.

%N =

- V1 : số ml H2SO4 0,1N cho vào bình hứng. - V2 : số ml NaOH 0,1N đã chuẩn độ. -m vật liệu: số gam vật liệu.

Phụ lục 5: Phương pháp xác định hàm lượng xơ thô

Tiến hành thí nghiệm

Cân 10g mẫu, loại bỏ lipid trong mẫu bằng ete bằng cách rửa và lọc gạn vài ba lần. - Chuyển mẫu đã loại béo vào bình cầu cất, cho vào 200 ml acid sunfuric 1,5% đã đun sôi sẵn, lắp ống sinh hàn ngược vào bình cầu, đun trên bếp cách thủy sôi trong 30 phút, để nguội, lắc luôn để tránh bị cacbon hóa. Lọc mẫu đã thủy phân acid bằng máy hút chân không, rửa phần kết tủa cellulose nhiều lần bằng nước cất nóng, cho đến khi nước rửa không còn acid, thử bằng giấy đo pH;

- Chuyển toàn bộ phần bã không tan đã thủy phân bằng acid và rửa sạch vào bình cầu cất, tráng kỹ giấy lọc hoặc ống chứa bã bằng nước cất đun sôi, lượng nước tráng tổng cộng là 100ml. Thêm 100ml dung dịch natri hydoxyt 5% đã đun sôi vào bình, lắp ống sinh hàn, đun sôi và giữ trên bếp cách thủy sôi 30 phút. Lọc trên giấy lọc không tro đã biết trước khối lượng, lấy xơ bã không hòa tan, rửa sạch bằng nước sôi đến trung tính, thử bằng giấy pH, để ráo, rửa bằng cồn 96o hai lần, mỗi lần khoảng 5 ml;

- Cho giấy lọc có chứa kết tủa cellulose vào một chén nung đã sấy khô, cân bì. Sấy chén có xơ bã và giấy lọc trong tủ sấy ở nhiệt độ 105oC đến khối lượng không đổi, để nguội rồi đem cân.

Phụ lục 6: Phương pháp khảo sát các thông số hóa lý trong quá trình ủ phân[10]

a. Xác đinh nhiệt độ

- Sử dụng nhiệt kế thủy ngân cắm trực tiếp vào đống ủ và đọc kết quả, tiến hành cắm tại nhiều điểm khác nhau trên đống ủ sau đó lấy kết quả trung bình.

b. Xác định chỉ số pH

pH của mẫu được xác định bằng cách pha mẫu với nước cất theo tỷ lệ 1:10 rồi dùng máy đo pH để xác định, lặp lại thí nghiệm 3 lần và lấy kết quả trung bình

c. Xác định hàm lượng ẩm

Nguyên tắc: Dùng sức nóng làm bay hơi nước trong nguyên liệu. Sử dụng máy sấy ẩm hồng ngoại để xác định độ ẩm

d. Xác định hàm lượng chất hữu cơ

Sử dụng mẫu đã xác định độ ẩm ở trên; Sấy và cân khối lượng cốc nung (m0) g; Cân khối lượng cốc + mẫu (m1) g; Nung ở nhiệt độ 550oC trong vòng 1h; Đem hút ẩm chờ nguội đến nhiệt độ phòng; cân khối lượng cốc + mẫu sau khi nung (m2) g; Từ đó xác định được hàm lượng chất hữu cơ

%CHC = * 100%

Từ %CHC suy ra %C =

e. Xác định hàm lượng Nitơ theo phương pháp Kjeldahl

Nguyên lý của phương pháp

Mẫu được vô cơ hóa bằng H2SO4 đậm đặc ở nhiệt độ cao với xúc tác, phản ứng của quá trình vô cơ hóa như sau:

2H2SO4 2H2O + 2SO2 +O2

Oxy tạo thành trong phản ứng lại oxy hóa các nguyên tố khác. Các phân tử chứa Nitơ được tác dụng của H2SO4 tạo thành NH3

Các chất chứa N NH3

2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4

Dùng dung dịch NaOH đuổi NH3 ra khỏi dung dịch. Ta có phản ứng sau: (NH4)2SO4 +2NaOH Na2SO4 + 2H2O +2NH3

NH3 bay sang bình hứng có chứa dung dịch H2SO4 (đã biết trước nồng độ, thể tích), phản ứng xảy ra như sau:

2NH3 + 2H2O 2NH4OH

2NH4OH + H2SO4 (NH4)2SO4 + 2H2O

Định lượng H2SO4 dư bằng dung dịch NaOH, từ đó xác định được lượng H2SO4 đã phản ứng và tính được hàm lượng Nitơ tổng có trong mẫu.[8]