Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh trên phụ phẩm nông nghiệp năng suất 15 nghìn tấn sản phẩmnăm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 1 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển không ngừng của xã hội, ngành nông nghiệp cũng đã
có những thay đổi rất đáng kể. Việt Nam là nước nông nghiệp nên phân bón và
giống có thể xem là hai yếu tố có tính quyết định đến năng suất và chất lượng.
Nhiều nơi, do sử dụng quá mức cần thiết các loại phân bón và thuốc trừ sâu hoá
học làm cho đất canh tác bị bạc màu đi rất nhanh chóng. Trong sản xuất nông
nghiệp, phân bón có vai trò quyết định cả về chất lượng và sản lượng thu hoạch.
Ở nước ta, tình trạng sử dụng phân bón còn chưa hợp lý, đa số người dân chưa
biết sử dụng bón phân hóa học kết hợp với phân hữu cơ vi sinh. Nhưng qua thời
gian dài sử dụng phân hóa học mà không bón phân hữu cơ vi sinh đã làm cạn kiệt
nguồn hữu cơ và vi sinh vật trong đất dẫn đến đất bị chai cứng, khả năng hấp thụ
dinh dưỡng, khả năng tạo chất dinh dưỡng và giữ nước kém. Không những thế
mà giá thành phân bón hóa học ngày càng tăng. Trong khi đó, phân hữu cơ vi
sinh có rất nhiều ưu điểm: cải tạo đất tốt, làm tăng dinh dưỡng trong đất, giúp đất
giữ dinh dưỡng và giữ nước tốt, nâng cao chất lượng và sản lượng cây trồng,
giúp cây chống chịu bệnh tốt, giá thành thấp.
Đăk lăk là vùng đất rộng lớn giàu tiềm năng phát triển nông nghiệp với
nhiều loại cây trồng khác nhau như cà phê, cao su và các cây trồng nông nghiệp
khác. Nhưng do các yếu tố tự nhiên, địa hình dốc bị chia cắt mạnh và sự khai
thác đất không hợp lý, không đúng kỹ thuật của con người nên đã làm suy thoái
sức sản xuất của đất, mà trước hết là làm sụt giảm hàm lượng chất hữu cơ trong
đất, sau đó là độ phì, cấu trúc đất cũng bị sụt giảm theo. Thực tế sản xuất đã
khẳng định vai trò thiết yếu của phân hữu cơ trong việc duy trì độ phì nhiêu của
đất, ổn định năng suất cây trồng, góp phần vào sản xuất nông nghiệp bền vững.
Vì thế cần có một nhà máy sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ phụ phẩm nông
nghiệp có dây chuyền công nghệ hiện đại cho sản phẩm đạt chất lượng cao đủ
sức cạnh tranh với các loại phân bón cùng loại đang lưu hành trên thị trường là
hết sức cần thiết cả về khía cạnh môi trường lấn kinh tế và xã hội. Vì thế tôi chọn
đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh trên phụ phẩm nông nghiệp năng
suất 15 nghìn tấn sản phẩm/năm để làm đề tài tốt nghiệp của mình.

SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 2 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
CHƯƠNG 1
LẬP LUẬN KINH TẾ
1.1. Sự cần thiết phải đầu tư và xây dựng nhà máy
Hiện nay, trên địa bàn toàn tỉnh Đăk Lăk có khoảng 57.400 ha lúa, 126.500
ha ngô, 8.100 ha mía, 12.000 ha lạc, 11.500 ha đậu nành và 170.600 ha cà phê
… trong đó chủ yếu là ngô, lúa và cà phê với lượng phế thải từ nông nghiệp
ngày càng nhiều. Nguồn phế thải này nếu không được xử lý kịp thời sẽ là tác
nhân gây ô nhiễm môi trường.
Bảng 1.1. Diện tích, sản lượng chủ yếu của một số loại cây trồng chủ yếu của
Dăk Lăk [8]
STT Cây trồng Diện tích
(1000 ha)
Sản lượng
(1000 tấn)
1 Lúa 57,4 367,9
2 Ngô 126,5 514,3
3 Đậu nành 11,5 13
4 Đậu lạc 12 14,4
5 Cà phê 170,6 330,7
6 Mía 8,1 422,6
7 Bông vải 3,7 4,8
Bên cạnh đó, vài năm trở lại đây, tình trạng đốt rơm, rạ và các loại cây nông
nghiệp khác như ngô, các loại đậu…( phụ phẩm nông nghiệp )diễn ra ngày càng
phổ biến sau mùa thu hoạch, gây ra những ảnh hưởng tiêu cực không nhỏ đến
môi trường và sức khỏe của người dân.Việc đốt các loại phụ phẩm nông nghiệp
này chẳng những lãng phí nguồn nhiên nguyên liệu mà còn gây ô nhiễm môi
trường, mất an toàn giao thông. Theo các nhà y học, khói bụi khi đốt rơm, rạ làm

ô nhiễm không khí, gây tác hại lớn đối với sức khỏe con người. Trẻ em, người
già, và người có bệnh hô hấp, bệnh mạn tính, dễ bị ảnh hưởng nhất.
Khói rơm rạ thường có tính cay, làm chảy nước mắt, gây kích thích phản ứng
ở họng, làm người ta ho, hắt hơi, lợm giọng, buồn nôn, thở khò khè, nếu không
thì cũng có cảm giác ngạt thở Vào những ngày trời ẩm hoặc đứng gió, khói
rơm khuếch tán chậm, tác hại kéo dài. Các chất dạng hạt khí dung lưu giữ trong
bầu khí quyển lâu hơn và do vậy tác hại cũng nhiều hơn. Đốt rơm rạ vào buổi
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 3 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
chiều tối gây hại càng lớn vì ban đêm nhiệt độ hạ, những luồng khí “chìm”
xuống, khiến khói không bốc được lên cao.
Hình 1.1. Đốt rơm rạ gây ô nhiễm môi trường [14,15]
Từ thực tế đó thì việc đầu tư xây dựng một nhà máy sản xuất phân bón vi sinh
từ phụ phẩm nông nghiệp là một việc làm cần thiết và hợp lý. Nhà máy ra đời sẽ
đóng góp một phần không nhỏ trong việc giải quyết ô nhiễm môi trường nói
chung, ô nhiễm bầu không khí, nguồn nước sinh hoạt nói riêng, đồng thời góp
phần cải tạo lại đất và xây dựng nền sản xuất nông nghiệp sạch, an toàn và bền
vững, đáp ứng một phần nhu cầu phân bón cho các ngành trồng trọt của tỉnh
cũng như các tỉnh lân cận: Gia Lai, Đăk Nông, Phú Yên,…nhiều nơi khác.
1.2. Đặc điểm thiên nhiên [9]
Tỉnh Đắk Lắk với diện tích 13.125,4 km
2
nằm trên địa bàn Tây Nguyên,
trong khoảng tọa độ địa lý từ 107°28'57"- 108°59'37" độ kinh Đông và từ
12°9'45" - 13°25'06" độ vĩ Bắc, phía Bắc giáp tỉnh Gia Lai, phía Nam giáp tỉnh
Lâm Đồng, phía Đông giáp tỉnh Phú Yên và tỉnh Khánh Hòa, phía Tây giáp
Vương quốc Cam Pu Chia và tỉnh Đắk Nông.
Là tỉnh có đường biên giới dài 70 km chung với nước Campuchia, trên đó
có quốc lộ 14C chạy dọc theo biên giới hai nước rất thuận lợi cho việc phát triển

kinh tế vùng biên kết hợp với bảo vệ an ninh quốc phòng.
Khí hậu toàn tỉnh được chia thành hai tiểu vùng khí hậu. Vùng phía Tây Bắc
có khí hậu nắng nóng, khô hanh về mùa khô; Vùng phía Đông có khí hậu mát
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 4 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
mẻ, ôn hòa. Nhiệt độ trung bình hàng năm là 24°C, tháng nóng nhất và lạnh nhất
chênh lệch nhau chỉ hơn 5°C.
Thời tiết chia 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, chịu ảnh hưởng
của gió mùa Tây Nam; mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, trong mùa này
độ ẩm giảm, gió Đông Bắc thổi mạnh.
+ Lượng mưa trung bình hàng năm đạt khoảng 1.600 – 1.800 mm.
+ Độ ẩm không khí trung bình năm khoảng 82%.
+ Hướng gió chính : Đông Bắc và Tây Nam
Các đặc trưng khí hậu:
a. Nhiệt độ: đặc điểm nổi bật của chế độ nhiệt ở Tây Nguyên là hạ thấp
theo độ cao tăng lên. Nhiệt độ trung bình ở độ cao 500 - 800m giao động từ 22
-23
0
C, những vùng có độ cao thấp như Buôn Ma Thuột nhiệt độ trung bình
23,7
0
C, M’Drăk nhiệt độ 24
0
C. Tổng nhiệt độ năm cũng giảm dần theo độ cao, ở
độ cao < 800m tổng nhiệt độ năm đạt 8000-9500
0
C, độ cao > 800m có tổng nhiệt
độ giảm xuống chỉ còn 7500-8000
0

C. Biên độ nhiệt trong ngày lớn, có ngày biên
độ đạt 20
0
C, biên độ nhiệt giữa các tháng trong năm không lớn, tháng giêng có
nhiệt độ trung bình thấp nhất ở Buôn Ma Thuột 18,4
0
C; ở M’Drăk 20
0
C, tháng có
nhiệt độ cao nhất là tháng 4 ở Buôn Ma Thuột 26,2
0
C; ở Buôn Hồ 27,2
0
C.
b. Chế độ mưa: lượng mưa trung bình nhiều năm toàn tỉnh đạt từ 1600-
1800mm, trong đó vùng có lượng mưa lớn nhất là vùng phía nam (1950-
2000mm); vùng có lượng mưa thấp nhất là vùng phía Tây Bắc (1500-1550mm).
Lượng mưa trong 6 tháng mùa mưa chiếm 84% lượng mưa năm, mùa khô lượng
mưa chiếm 16%, vùng Ea Sup lượng mưa mùa khô chiếm 10% có năm không có
mưa. Các tháng có lượng mưa lớn là tháng 8, 9. Mùa mưa Tây nguyên còn chịu
ảnh hưởng bởi số lượng cơn bảo ở duyên hải Trung bộ. Lượng mưa năm biến
động lớn (lượng mưa năm lớn nhất gấp 2,5 -3 lần lượng mưa năm nhỏ nhất).
Theo số liệu tại trạm khí tượng thuỷ văn Buôn Ma Thuột lượng mưa cao nhất vào
năm 1981 có trị số 2.598mm, lượng mưa năm nhỏ nhất vào năm 1970 đạt 1147
mm. Các tháng mưa tập trung thường gây lũ lụt vùng Lăk- Krông Ana. Trong các
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 5 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
tháng mùa mưa đôi khi xảy ra tiểu hạn từ 15-20 ngày gây thiệt hại cho sản xuất
nông nghiệp.

c. Các yếu tố khí hậu khác
+ Độ ẩm không khí: trung bình năm khoảng 82%, tháng có độ ẩm cao nhất
là tháng 9 trung bình 90% tháng có độ ẩm thấp nhất là tháng 3 trung bình 70%.
+ Lượng bốc hơi: lượng bốc hơi các tháng 2,3,4 đạt từ 150 -200 mm. Tổng
lượng bốc hơi trung bình năm 1300-1500mm bằng 70% lượng mưa năm chủ yếu
vào mùa khô.
+ Chế độ nắng: tổng số giờ nắng bình quân hàng năm khá cao khoảng
2139 giờ, năm cao nhất 2323 giờ, năm thấp nhất khoảng 1991 giờ. Trong đó mùa
khô số giờ nắng trung bình cao hơn (1.167 giờ) so với mùa mưa (972 giờ).
+ Chế độ gió: có 2 hướng gió chính theo 2 mùa, mùa mưa gió Tây Nam
thịnh hành thường thổi nhẹ khoảng cấp 2, cấp 3. Mùa khô gió Đông Bắc thịnh
hành thường thổi mạnh cấp 3, cấp 4 có lúc gió mạnh lên cấp 6, cấp 7. Mùa khô
gió tốc độ lớn thường gây khô hạn.
1.3. Vị trí nhà máy
Nhà máy được đặt tại huyện Krông Păk với các điều kiện thuận lợi như
gần nguồn nguyên liệu , mật độ dân cư thấp, địa hình bằng phẳng, cơ sở vật chất
hạ tầng thuận lợi.
Mặt khác, thì huyện Krông Păk nằm gần các huyện chủ yếu sản xuất nông
nghiệp như Ea kar, Krông Bông, Lăk, M’Đrăk nên giảm chi phí vận chuyển
nguyên liệu.
1.4. Hệ thống giao thông vận tải
Cùng với sự phát triển không ngừng của tỉnh, hệ thống giao thông vận tải
của tỉnh cũng không ngừng được mở rộng. Hiện nay trên địa bàn tỉnh chủ yếu sử
dụng loại hình giao thông vận tải là đường bộ nên rất thuận tiện cho việc vận
chuyển nguyên liệu về nhà máy và phân phối sản phẩm đến các tỉnh lân cận.
1.5. Nguồn cung cấp điện
Nhà máy sử dụng nguồn điện chính từ mạng lưới điện quốc gia do điện lực
Đắk Lắk cung cấp qua máy biến thế riêng của nhà máy.
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 6 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
Nhà máy còn cần máy phát điện dự phòng để đảm bảo sự hoạt động liên tục
của nhà máy.
1.6. Nguồn cung cấp nguyên liệu
Nhà máy sử dụng nguồn nguyên liệu phụ phẩm nông nghiệp được thu mua từ địa
phương.
1.7. Nguồn cung cấp nhiên liệu
Nhà máy sử dụng nguồn nhiên liệu chính là dầu DO và xăng được cung cấp
từ các trạm xăng dầu của thành phố.
Ngoài ra còn có nguồn nhiên liệu than đá, được cung cấp bởi các doanh nghiệp
kinh doanh trên địa bàn thành phố.
1.8. Nguồn cung cấp nước, vấn đề xử lý nước và thoát nước
Nhà máy không sử dụng nước cho việc sản xuất mà chỉ dùng cho sinh hoạt
của công nhân và vệ sinh thiết bị nên lượng nước nhà máy sử dụng được nhà
máy nước Krông Păk cung cấp.
1.9. Nguồn tiêu thụ sản phẩm
Sản phẩm của nhà máy sản xuất ra sẽ được tiêu thụ trên toàn tỉnh và khắp
các địa bàn trong cả nước vì khả năng bảo quản cao, chất lượng tốt và điều kiện
vận chuyển rất dễ dàng. Ưu tiên các tỉnh thành lân cận như Gia Lai, Đăk Nông,
Phú Yên …
1.10. Nguồn nhân lực
Vấn đề nhân công và trình độ lao động của nhân công là điều quan trọng
quyết định hoạt động của nhà máy. Nhà máy làm việc liên tục từ khâu tiếp nhận
nguyên liệu cho đến ra sản phẩm nên cần một lượng lớn công nhân và đội ngũ
cán bộ quản lý có trình độ chuyên môn cao. Nhà máy sẽ tuyển dụng nguồn nhân
lực tại địa bàn Đắk Lắk và các tỉnh lân cận.
1.11. Năng suất nhà máy
Nhà máy sản xuất ra phân vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp với năng suất chỉ
tiêu đạt 15 nghìn tấn sản phẩm/năm.
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản

xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 7 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Các loại phụ phẩm nông nghiệp
2.1.1. Rơm, rạ [17]
*Nguồn phát sinh: Rơm rạ là nguồn phế thải trong nông nghiệp, bao gồm
phần thân và cành lá của cây lúa, sau khi đã tuốt hạt lúa. Rơm rạ chiếm khoảng
một nửa sản lượng của cây ngũ cốc, như lúa mạch, lúa mì và lúa gạo. Đối với
nước ta, thì rơm rạ chủ yếu phát sinh từ cây lúa nước, đã có lúc rơm rạ được coi
là một loại sản phẩm phụ hữu ích thu hoạch được, nhưng do nhu cầu về lương
thực mà sản lượng lúa ngày càng gia tăng, cùng với đó là nguồn rơm rạ không
thể tận dụng hết, nên rơm rạ đã trở thành một nguồn phế thải khó xử lý trong
nông nghiệp.
*Thành phần hóa học của rơm, rạ
Thành phần hóa học của rơm rạ tính theo khối lượng khô gồm xenluloza
(cellulose)-60%, linhin (lignin)-14%, đạm hữu cơ (protein)- 3,4%, chất béo
(lipid)- 1,9%. Nếu tính theo nguyên tố thì carbon (C) chiếm 44%, hyđrô (H)- 5%.
oxygen (O)- 49%, N- khoảng 0,92% , một lượng rất nhỏ phốtpho (P), lưu huỳnh
(S) và kali (K). Khi đốt phần C,H,O biến hết thành các khí CO
2
, CO và hơi nước.
Protein bị phân hủy và biến thành các khí NO
2
, SO
2
… bay lên. Trong phần tro
chỉ còn sót lại chút ít P , K, Ca và Si…, nghĩa là giá trị về mặt khoáng chất cũng
như chất hữu cơ không còn giúp ích gì mấy cho cây trồng.
Hình 2.1. Rơm rạ ở Việt Nam

SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 8 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
Khi đốt rơm, rạ, sẽ sinh ra dioxit cacbon (CO
2
), sản phẩm chủ yếu trong
quá trình đốt được giải phóng vào khí quyển cùng với cacbon monoxide (CO),
khí methane (CH4), các oxit nitơ (NOx) và một lượng tương đối nhỏ dioxit
sulphur (SO2). Tại châu Á dựa trên các công trình nghiên cứu cho thấy, hàng
năm nguồn phát xạ do đốt sinh khối ngoài trời ước tính đạt 0,37 Tg(1 teragram =
10
12
gram) SO
2
, 2,8 Tg NO
x
, 1100 Tg CO
2
, 67 Tg CO và 3,1 Tg methane (CH
4
).
Riêng lượng phát xạ từ việc đốt phế thải cây trống theo ước tính đạt: 0,10 Tg
SO
2
, 0,96 Tg NO
x
, 379 Tg CO
2
, 23 Tg CO và 0,68 Tg CH
4

.
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của rơm rạ
Thành
phần
Độ ẩmXenluloHemixenluloLignin
Các hợp chất trích
ly
Tro Tổng
Tỷ lệ (%) 7,08 42,41 12,65 18,62 6,48 12,76100
Bảng 2.2. Thành phần tro của rơm rạ
Thành phần SiO2(%) K (%) Na (%) Các chất khác (%) Tổng
Tỷ lệ (%) 72,593 2,636 0,369 24,402 100
Thành phần nguyên tố của rơm rạ được đưa ra ở Bảng 2.3. Từ Bảng 2.3
cho thấy thành phần chủ yếu của rơm rạ là các nguyên tố C, H, O, N. Thành phần
C chiếm chủ yếu trong rơm rạ, số liệu này chứng tỏ rơm rạ được hình thành chủ
yếu từ các hợp chất hữu cơ. Hàm lượng O cao thứ hai, chỉ sau C, điều này dẫn
đến dự đoán trong thành phần bio-oil thu được sau quá trình nhiệt phân cũng sẽ
có các hợp chất chứa oxy. Đây là nhược điểm chung của các bio-oil sinh ra từ
nhiệt phân biomass vì các hợp chất chứa oxy sẽ làm cho dầu không bền về mặt
hóa học, gây ăn mòn máy móc, động cơ đồng thời làm giảm nhiệt trị của dầu.
Hàm lượng N không đáng kể nên trong thành phẩn khí sinh ra sẽ ít hợp chất
N
x
O
y
, là các khí độc hại gây ô nhiễm môi trường.
Bảng 2.3. Thành phần nguyên tố trong rơm rạ
Thành phần C H O N S
Tỷ lệ (%) 673,113 58,454 254,134 14,299 0,0000
*Phương thức xử lý và tận dụng nguồn rơm rạ [15]

SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 9 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
-Các phương pháp tận dụng cổ truyền:làm vật liệu xây dựng(lợp mái nhà), đồ
thủ công mỹ nghệ, mũ, dép, xăng đan, bện dây thừng
-Sử dụng để làm ổ cho các loại súc vật như trâu bò (tức là loại động vật nhai
lại) và cả ngựa. Nó cũng có thể sử dụng để làm ổ cho các loài động vật nhỏ,
nhưng điều này thường dẫn đến gây thương tổn cho các con vật ở miệng, mũi và
mắt do những sợi rơm rất sắc dễ cứa.
- Làm thức ăn cho động vật: Rơm rạ có thể được sử dụng như một thành phần
thức ăn thô nuôi gia súc để đảm bảo một lượng năng lượng trong thời gian ngắn.
Rơm rạ có một hàm lượng năng lượng và dinh dưỡng có thể tiêu hóa được.
Lượng nhiệt được sinh ra trong ruột của các con vật ăn cỏ, vì vậy việc tiêu hóa
rơm rạ có thể hữu ích trong việc duy trì nhiệt độ cơ thể trong thời tiết mùa đông
lạnh. Do mối nguy hiểm của sự cọ sát mạnh và hàm lượng dinh dưỡng thấp, nên
việc sử dụng rơm rạ làm thức ăn chỉ nên giới hạn ở một phần của chế độ ăn cho
gia súc.
- Trồng nấm: Việc trồng các loại nấm ăn được bằng các phụ phẩm nông
nghiệp như rơm rạ là một quá trình có giá trị gia tăng nhằm chuyển hóa loại
nguyên liệu này từ chỗ được coi là phế thải thành thức ăn cho người. Trồng nấm
được coi là một trong những phương pháp sinh học tận dụng nguồn rơm rạ có
hiệu quả nhất bởi nguồn đầu mẩu rơm rạ có thể dùng quay vòng lại được. Nấm
rất giàu protein và là loại thực phẩm ăn ngon. Sản lượng trồng nấm tại các nước
trồng lúa liên tục gia tăng trong những năm gần đây
-Các lĩnh vực khác: Rơm rạ còn có thể tận dụng trong nhiều lĩnh vực ứng
dụng khác nhau, ví dụ như trong ngành hóa chất, như trong lĩnh vực nông
nghiệp, ngành hóa chất, công nghiệp và xây dựng
2.1.2. Vỏ Cà Phê [12]
Quả cà phê gồm có những thành phần sau: lớp vỏ quả, lớp nhớt, lớp vỏ trấu, lớp
vỏ lụa, nhân.

- Lớp vỏ quả: là lớp vỏ ngoài, mềm, ngoài bì có màu đỏ, vỏ của cà phê chè
mềm hơn cà phê vối và mít.
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 10 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
- Dưới lớp vỏ mỏng là lớp vỏ thịt gọi là trung bì, vỏ thịt cà phê chè mềm, chứa
nhiều chất mềm, chứa nhiều chất ngọt, dễ xay xát hơn. Vỏ thịt cà phê mít cứng
và dày hơn.
- Hạt cà phê sau khi loại bỏ các chất nhờn và phơi khô gọi là cà phê thóc: vì
bao bọc nhân là một lớp vỏ cứng nhiều chất xơ gọi là vỏ trấu tức là nội bì. Vỏ
trấu của cà phê chè mỏng và dễ dập vỡ hơn là vỏ trấu của cà phê vối và mít.
- Sát nhân cà phê còn một lớp vỏ mỏng, mềm gọi là vỏ lụa, chúng có màu sắc
và đặc tính khác nhau tùy theo loại cà phê. Vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạc
rất mỏng và dễ bong ra khỏi hạt trong qúa trình chế biến. Vỏ lụa cà phê vối màu
nâu nhạt. Vỏ lụa cà phê mít màu vàng nhạt bám sát vào nhận cà phê.
- Trong cùng là nhân cà phê: lớp tế bào phần ngoài nhân cứng có những tế bào
nhỏ, trong có chứa những chất dầu. Phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn.
Một quả cà phê thường có 1 hoặc 2, 3 nhân. Thông thường thì chỉ 2 nhân.
Bảng 2.4. Tỷ lệ các phần cấu tạo của quả cà phê
Các loại vỏ và nhân Cà phê chè Cà phê vối
Vỏ quả
Lớp nhớt
Vỏ trấu
Nhân và vỏ lụa
43-45%
20-23%
6-7.5%
26-30%
41-42%
21-22%

6-8%
26-29%
Hình 2.3. Cấu tạo quả cà phê [12]
2.1.2.1. Thành phần hoá học của vỏ quả
Vỏ quả có màu đỏ khi chín, là chất antoxian trong đó có vết của ancaloit, tanin,
cafein và các loại men. Trong vỏ quả có từ 21,5% - 30% chất khô. Người ta đã
phân tích được các chất sau:
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 11 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
Bảng 2.5. Thành phần hóa học của vỏ quả
Các thành phần Cà phê chè Cà phê vôi
Prôtêin
Chất béo
Xenlulo
Tro
Hợp chất không có N
Chất đường
Tanin
Pectin
Cafein
9,2 – 11,2%
17,3 -
13,16
3,22
66,16
0,58
9,17%
2,00 -
27,65

3,33
57,15
14,42
4,07
0,25
2.1.2.2.Thành phần hoá học của lớp nhớt:
Phía dưới lớp vỏ quả là lớp nhớt, nó gồm những tế bào mềm không có cafein,
tanin, có nhiều đường và pectin.
Bảng 2.6. Thành phần hóa học của lớp nhớt
Thành phần hoá học Cà phê chè Cà phê vối
Pectin
Đường khử
Đường không khử
Xenlulo và tro
33,0%
30,0
20,0
17,0
38,7%
45,8
-
-
Độ PH của lớp nhớt tuỳ theo độ chín của quả, thường từ 5,6 – 5,7, có đôi khi 6,4.
Trong lớp nhớt đặc bịêt có men pectaza phân giải protein trong quá trình lên
men.
2.1.2.3.Thành phần hoá học của vỏ trấu
Gồm có xenlulo là chủ yếu. Sau đây là thành phần hoá học của vỏ trấu cafê chè
đã lên men sau 40 giờ và rửa sạch.
Bảng 2.7. Thành phần hóa học của vỏ trấu
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản

xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 12 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
Thành phần hoá học Cà phê chè Cà phê vối
Hợp chất có dầu
Protein
Xenlulo
Hemi xenlulo
Chất tro
Đường
Pantosan
0,35%
1,46
61,8
11,6
0,96
27,0
0,2
0,35%
2,22
67,8
-
3,3
-
-
Trong vỏ trấu có một ít cafêin, khoảng 0,4% do từ nhân khuyết tán ra lúc lên men
hoặc lúc phơi khô. Vỏ trấu dùng làm chất đốt, dễ cháy, có thể đóng thành bánh
không cần chất dính bằng các loại máy ép than, ép mùn cưa.
2.1.2.4.Thành phần hoá học của nhân
Bảng 2.8. Thành phần hoá học của nhân
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản

xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 13 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
Thành phần hoá học Tính bằng g/100g Tính bằng mg/100g
Nước
Chất béo
Đạm
Protein
Càfein
a-xít clorogenic
Trigonenlin
Tanin
A – xít cafeic
A – xít cafeic
Pantosan
Tinh bột
Dextrin
Đường
Xenlulo
Hemixenlulo
Linhin
Tro
Trong đó có: Ca
P
Fe
Na
Mn
Rb,Cu,F
8 - 12
4 – 18
1,8 – 2,5

9 – 16
0,8 – 2
2 – 8
1 – 3
2
8 – 9
1
5
5 – 23
0,85
5 – 10
10 – 20
20
4
2,5 – 4,5
85 – 100
130 – 150
3 – 10
4
1 – 4,5
vết
2.1.3. Nguyên liệu bã mía [4]
Cùng với sự phát triển chung của đất nước, ngành mía đường Việt Nam
đang nỗ lực phấn đấu để đạt chỉ tiêu sản xuất một triệu tấn đường vào năm 2000,
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 14 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước và tiến tới xuất khẩu. Song song với quá
trình sản xuất đường từ mía, ngành mía đường cũng thải ra một lượng bã mía
khổng lồ (lượng bã mía thường chiếm 25 – 26% lượng mía tươi). Việc sử dụng

bã mía ở các nhà máy đường đưa vào đốt lò hơi, làm giấy hay phân bón cũng chỉ
hết 60%, còn lại 40% thải ra môi trường gây ra ô nhiễm. Nhiều nhà máy đường ở
Việt Nam hiện nay chưa có biện pháp thích hợp để xử lý chất thải trước khi đưa
vào môi trường. Các biện pháp như chôn lấp, đổ chất thải vào sông, hồ đều trực
tiếp gây nên hậu quả ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng tới sinh thái. Theo báo cáo
của công ty đường 333 Dăk Lăk, việc đốt bã mía của nhà máy đường đã thải vào
môi trường không khí một lượng lớn bụi khói (361.25kg/h), lượng SO
2
(6.3kg/h),
NO
x
(41.5kg/h), CO(128.7kg/h) gây ô nhiễm môi trường không khí khu vực
xung quanh nhà máy. Bụi vào phổi gây kích thích cơ học, xơ hoá phổi dẫn đến
các bệnh hô hấp như khó thở, ho và khạc đờm, ho ra máu, đau ngực SO
2
, NO
x
là những chất ô nhiễm không khí được xem là nguy hiểm nhất đối với sức khoẻ
con người, động vật và khí quyển, gây ra các bệnh về đường hô hấp cho con
người và có thể gây tử vong ở nồng độ cao.
Bã mía chiếm 25 – 30% trọng lượng mía đem ép. Trong bã mía chứa
trung bình 49% là nước, 48% là xơ (trong đó chứa 45 – 55% cellulose) 2.5% là
chất hoà tan (đường).
Vậy bã mía được dùng làm phân vi sinh là rất tốt.
2.2. Sự hình thành các loại phế phẩm nông nghiệp
Các phụ phẩm nông nghiệp được tạo ra từ quá trình hoạt động san xuất nông
nghiệp của người dân, gồm:
- Phụ phẩm từ quá trình sản xuất nông nghiệp. Số lượng này rất lớn và đa
dạng.
- Phụ phẩm từ quá trình xay xát, chế biến…

- Phụ phẩm của các nhà máy chế biến nông nghiệp.
2.3. Phân vi sinh và thành phần của phân vi sinh [13]
2.3.1. Phân vi sinh là gì?
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 15 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
Phân vi sinh là một chất nền chứa một hay nhiều loại vi sinh vật sống có
khả năng kích thích sự tăng trưởng của cây bằng cách gia tăng sự hấp thụ những
dưỡng chất cần thiết cho cây. Có nhiều nhóm VSV như vi khuẩn, nấm, xạ
khuẩn… trong số đó quan trọng là vi khuẩn cố định đạm, hòa tan lân, phân giải
chất hữu cơ, kích thích sự sinh trưởng cây trồng, v.v
2.3.2. Thành phần của phân vi sinh
Phân hữu cơ vi sinh hiện nay có rất nhiều trên thị trường với các nguồn gốc,
nguyên liệu sản xuất rất khác nhau. Nhưng nhìn chung thành phần cấu tạo và
hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong phân là như nhau bao gồm:
- Các chất hữu cơ
- Các chất N-P
2
O
5
-K
2
O
- Thành phần khoáng: Cu, Zn, Mn, B, Mo, Fe…
- Vi sinh vật
Tùy theo công thức, tùy nơi sản xuất, tùy doanh nghiệp sản xuất mà tỉ lệ các
thành phần này là khác nhau.
Sau đây là một số phân vi sinh có mặt trên thị trường hiện nay:
- Phân vi sinh cố định đạm được bán trên thị trường dưới các tên thương
phẩm sau đây:

+ Phân nitragin chứa vi khuẩn nốt sần cây đậu tương.
+ Phân rhidafo chứa vi khuẩn nốt sần cây lạc.
+ Azotobacterin chứa vi khuẩn hút đạm tự do.
+ Azozin chứa vi khuẩn hút đạm từ không khí sống trong ruộng lúa.
2.3.3. Một số loại phân hữu cơ vi sinh trên thị trường hiện nay
- Phân vi sinh Biogro của công ty TNHH nông nghiệp hữu cơ Việt Nam:
Biogro được tạo thành từ chế phẩm vi sinh chức năng và cơ chất hữu cơ đã
được xử lý. Thành phần của phân vi sinh Biogro bón qua rễ gồm có: 1,0x10
6
-
10
7
vi sinh vật cố định đạm; : 4,0x10
6
-10
7
vi sinh vật phân giải lân và trên
8,4% chất mang bao gồm các chất hữu cơ đã được xử lý như mùn rác, than
mùn… sản phẩm được đóng gói trong bao PP và PE với khối lượng tịnh 25kg
với độ ẩm 20 – 25%.
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 16 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
- Phân bón phức hợp hữu cơ vi sinh FITOHOCMON của công ty cổ phần
FITOHOCMON
+ Thành phần hữu cơ: 15%
+ Tỉ lệ N – P
2
O
5

– K
2
O: 3-2-2
+ Axit humic: 0,5%
+ Thành phần khoáng:
- Cu: 0,006%
- B: 0,001%
- Zn: 0,006%
- Mo: 0,0002%
- Mn: 0,0038%
- Fe: 0,003%
+ Vi sinh vật
(N, P, K)
: 1.10
6
CFU/g mỗi loại
- Phân hữu cơ vi sinh LU.COZYM của công ty TNHH TM & SX Lương
Nông
+ Thành phần hữu cơ: 30%
+ Tỉ lệ N – P
2
O
5
– K
2
O: 1,8-1,2-1,2
+ Thành phần khoáng:
- S: 0,5%
- Mg: 1,2%
- Ca: 2,5%

- B: 0,2%
- Zn: 0,003%
- Mo: 0,0025
+ Vi sinh vật:
VSV
(P)
: 1,2.10
7
CFU/g
VSV
(X)
: 9.10
6
CFU/g
VSV
(N)
9,2.10
6
CFU/g
- Phân hữu cơ vi sinh Domix-BL của công ty TNHH Miền Đông
+ Thành phần hữu cơ: 25%
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 17 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
+ Tỉ lệ N – P
2
O
5
: 1-5
+ Vi sinh vật:

VSV
(P)
: 1.10
6
CFU/g
VSV
(X)
: 1.10
6
CFU/g
VSV
(N)
1.10
6
CFU/g
- Phân hữu cơ vi sinh BIOCO của công ty TNHH Phú Sơn
+ Thành phần hữu cơ: 25%
+ Tỉ lệ N – P
2
O
5
– K
2
O: 1,24- 1,35- 0,67
+ Vi sinh vật:
VSV
(P)
: 1,8.10
7
CFU/g

VSV
(X)
: 1,3.10
7
CFU/g
VSV
(N)
2,6.10
7
CFU/g
- Phân hữu cơ vi sinh Cao Nguyên của công ty cổ phần thương mại xuất
nhập khẩu Thăng Long
+ Thành phần hữu cơ: 23,4%
+ Vi sinh vật:
VSV
(P)
: 8.10
6
CFU/g
VSV
(X)
: 7,8.10
7
CFU/g
VSV
(N)
2,36.10
7
CFU/g
- Phân hữu cơ vi sinh Tbio của công ty TNHH công nghệ sinh học Tbio:

+ Thành phần hữu cơ: 20%
+ Axit humic: 5%
+ Vi sinh vật:
VSV
(X)
: 1.10
7
CFU/g
VSV
(N)
1.10
6
CFU/g
- Phân hữu cơ vi sinh vật hỗn hợp cố định Nitơ, phân giải lân của Viện
KHKTNN Việt Nam
+ Thành phần hữu cơ: 15%
+ Tỉ lệ N – P
2
O
5
– K
2
O: 1- 1-1
+ Vi sinh vật:
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 18 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
VSV
(P)
: 10

6
CFU/g
VSV
(N)
: 10
6
CFU/g
2.4. Chế phẩm EM [16]
EM (Effective microorganisms) là chế phẩm được nuôi cấy hỗn hợp gồm 5
nhóm VSV có ích: Vi khuẩn quang hợp, Vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn và
nấm sợi.
2.4.1. Hoạt động của các VSV có trong chế phẩm EM
Mỗi loại VSV trong chế phẩm EM có một chức năng hoạt động riêng của
chúng. Các VSV này là VSV có lợi chung sống trong một môi trường và hỗ trợ
cho nhau, do vậy hiệu quả hoạt động của chế phẩm EM tăng lên gấp nhiều lần.
Trong chế phẩm EM, loài VSV hoạt động chủ chốt là vi khuẩn quang hợp.
Sản phẩm của quá trình trao đổi ở vi khuẩn quang hợp lại là nguồn dinh dưỡng
cho các VSV khác như vi khuẩn lactic và xạ khuẩn. Mặt khác vi khuẩn quang
hợp cũng sử dụng các chất do các VSV khác sản sinh ra. Hiện tượng này gọi là
cùng tồn tại và hỗ trợ nhau. EM sử dụng các chất do rễ cây tiết ra cho các sự tăng
trưởng như hydratcacbon, axit amin, axit nucleic, vitamin và hormon là những
chất dễ hấp thụ cho cây. Vì vậy cây xanh phát triển trong vùng đất có EM.
2.4.2. Hiệu quả tác dụng của EM
- EM có hiệu quả khử mùi rất tốt, nó có tác dụng khống chế mùi hôi trong phụ
phẩm nông nghiệp, giảm một số thông số vật lý, hóa học để đảm bảo về mặt vệ
sinh môi trường. Do đó bất cứ loại chất hữu cơ nào cũng có thể sử dụng làm
compost với EM được mà không bị phát sinh mùi hôi thối.
- EM sẽ làm phân hủy các chất hữu cơ rất nhanh, khi đó nó sẽ được hấp thụ vào
trong đất. Đó là sự khác biệt với mọi phương pháp bình thường khác khi muốn
phân hủy hữu cơ phải mất nhiều tháng trời.

- EM sẽ tạo một khối lượng lớn các chất dinh dưỡng từ các chất hữu cơ cho cây
trồng.
- EM làm mất hiệu lực côn trùng và sâu hại nhưng không có tác dụng đối với
VSV có lợi.
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 19 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
- EM phát triển hệ miễn dịch tiềm tàng của cây trồng và vật nuôi, vì vậy tăng
cường sức đề kháng của cây.
- EM có khả năng biến các loại phế thải thành loại có ích, không độc hại.
- EM làm chậm khả năng quá trình ăn mòn của kim loại, giảm chi phí thay thế
máy móc.
Chúng ta hiểu rằng EM không phải là một hóa chất nông nghiệp và vì vậy không
được sử dụng như hóa chất nông nghiệp. Ngược lại, EM là một hỗn hợp các
chủng VSV được phân lập từ các hệ sinh thái. Nó là một thực thể sống, không
chứa bất kỳ một tổ chức nào do kỹ thuật di truyền tạo ra. Nó được phép sản xuất
ở các nước khác nhau, EM được tạo ra từ sự nuôi cấy hỗn hợp các VSV có trong
tự nhiên. Hiện nay EM được sản xuất ở trên 20 nước trên thế giới.
EM được sử dụng với chức năng sinh vật hữu hiệu đầu tiên như làm thành phân
compost, phân hủy các chất hữu cơ làm sạch môi trường, kiểm soát được sâu hại
và bệnh tật, tất cả điều đó thực hiện được là nhờ việc đưa EM - một tổ hợp các
VSV có ích vào môi trường cây trồng. Do vậy, sâu hại và các tác nhân gây bệnh
được kiểm soát, ngăn ngừa các quá trình tự nhiên bằng sự tăng khả năng cạnh
tranh và đối kháng của các VSV hữu hiệu trong EM.
2.5. Men vi sinh phân hủy hữu cơ
Quá trình chuyển hóa các loại phụ phẩm nông nghiệp thành phân bón hữu
cơ là quá trình oxy hóa sinh học các chất hữu cơ do tập đoàn VSV thực hiện.
Thành phần chủ yếu VSV tham gia phân hủy gồm vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm.
Mỗi một loài VSV đóng một vai trò nhất định trong quá trình phân hủy trong
điều kiện nhiệt độ cao.

Men vi sinh là loại men tổng hợp sản xuất từ các chủng VSV phân giải
chất xơ (Tricloderma, Streptomyces), chủng vi sinh vật phân giải chất hữu cơ
(Bacillus, Candida) và chủng vi sinh vật kích thích sinh trưởng (Azotobacter)
Men vi sinh được ủ với liều lượng 2 kg hoặc 2 lít/tấn cơ chất cần ủ trong quy
trình tạo phân bón từ phế phẩm nông nghiệp.
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 20 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
Trong trường hợp không có men vi sinh vật, có thể sử dụng phân chuồng, phân
bắc hoặc phế thải động vật đã qua ủ sơ bộ với liều lượng từ 10 – 20% so với tổng
số nguyên liệu sử dụng.
Men vi sinh có tác dụng phân hủy các chất hữu cơ, chuyển hóa chúng theo hai
hướng sau:
- Vô cơ hóa: là quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành các hợp chất
vô cơ dễ tiêu.
- Mùn hóa: là quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành các chất vô cơ
và hữu cơ đơn giản hơn, kết hợp quá trình tự tiêu và tự giải của VSV.
Trong quá trình phân giải và chuyển hóa của VSV người ta thấy mùn gồm:
hydratcacbon, các pentoza, các hexoza, hemixenluloza, lignin, nhựa, sáp, dầu
mỡ…
2.5.1. Khu hệ VSV có trong men vi sinh [11]
- Vi khuẩn:
Vi khuẩn là nhóm VSV phổ biến nhất, bao gồm cả vi khuẩn cổ. Có mặt ở tất cả
sinh thái khác nhau kể cả những môi trường khắc nghiệt.
Các nhóm hay gặp nhất tham gia vào chu trình cacbon, nitơ, hidro, lưu huỳnh…
Các chi hay gặp nhất: Pseudomonas, Athrobacter, Alcaligenes, Acetobacter,
Bacillus, Nitrosomonas,…Trong đó chi Pseudomonas, Athrobacter luôn chiếm
ưu thế trong phân hủy sinh học các chất thải hữu cơ.
- Xạ khuẩn:
Nhóm VSV này có cấu tạo giống cả vi khuẩn và nấm, đóng vai trò rất quan trọng

trong quá trình xâm nhập chất ô nhiễm. Thuộc nhóm gram dương và phân bố rất
rộng trong các môi trường sinh thái khác nhau nên xạ khuẩn là một trong ba
nhóm chiếm ưu thế. Có một số chi và loài tạo các chất kháng sinh khác nhau
nhưng lại có loài chuyển hóa hữu cơ rất tốt, kể cả các chất độc và khó chuyển
hóa. Đây là nhóm VSV chuyển hóa và tạo mùn lớn nhất trong đất. Chi
Streptomyces là chi chiếm ưu thế và có thể chiếm đến 90% tổng các đại diện của
thế giới xạ khuẩn. Những chi xạ khuẩn trước kia là vi khuẩn nay được xếp lại là
xạ khuẩn Mycobacterium, Terrabacterm Nocardia. Các chi này có khả năng
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 21 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
chuyển hóa, phân hủy các hợp chất clo khó phân hủy. Nhóm xạ khuẩn chịu nhiệt
và ưa nhiệt có vai trò rất lớn trong xử lý rác thải có nguồn gốc hữu cơ. Trong ô
nhiễm chất thải rắn, xạ khuẩn luôn chiếm ưu thế.
- Nấm:
Nấm lớn như nấm đảm đã được sử dụng rất nhiều để xử lý ô nhiễm các chất hữu
cơ khó phân hủy. Các chi nấm sợi khác như Aspergullus, Penicillium, Fusarium,
Clodosporium, Rhizactonia, Rhizopus…có sinh khối lớn hơn cả vi khuẩn và xạ
khuẩn. Đồng thời đóng vai trò chủ đạo trong quá trình làm sạch rất nhiều chất
hữu cơ ô nhiễm trong đó có đường, axit hữu cơ và đa hợp chất như lignoxenlulo,
đặc biệt trong môi trường axit nhóm VSV này phân hủy các hợp chất hữu cơ có
hiệu quả cao. Đối với ô nhiễm hữu cơ ở thể rắn cũng giống như xạ khuẩn nhóm
VSV này đóng vai trò phân hủy rác rất hiệu quả.
2.5.2. Vi sinh vật phân giải và sự chuyển hóa các hợp chất [10]
2.5.2.1. Sự chuyển hóa các hợp chất cacbon
* Quá trình phân giải cellulose:
- VSV phân giải cellulose:
+ Vi khuẩn: các giống Bacillus, giống Clotridium
+ Xạ khuẩn: Streptomyces
+ Nấm mốc: Aspergillus, Penicillium, Fusarium

- Cơ chế của quá trình phân giải:
Muốn phân giải được cellulose, các loại VSV phải tiết ra men cellulase. Cellulase
là enzym ngoại bào và cơ chế chung của quá trình phân giải cellulose là
Cellulose →…→ disacarit → monosacarit
* Sự phân giải xilan:
Xilan là hợp chất hidratcacbon, phân bố rộng trong tự nhiên. Xilan có nhiều
trong xác thực vật.
Cơ chế phân giải:
Dưới tác dụng của xilanase ngoại bào, xilan sẽ phân giải thành các phần khác
nhau: những đoạn dài xilanbiose và xilose.
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 22 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
VSV phân giải xilan: các VSV có khả năng phân giải cellulose khi sản sinh ra
men cellulose thường sinh ra men xilanase. Trong đất chua thì nấm là loại VSV
đầu tiên tác động vào xilan. Trong đất trung tính và kiềm, vi khuẩn là nhóm tác
động đầu tiên vào xilan.
* Phân giải pectin:
- VSV phân giải pectin: Bacillus, Mucor, Fusarium, Clostridium
- Cơ chế phân giải:
+ VSV phân giải pectin nhờ có enzym protopectinase biến protopectin không tan
thành pectin hòa tan.
+ Tiếp theo, dưới tác dụng của pectinase, pectin hòa tan sẽ tạo thành axit pectic
rồi tiếp tục tạo thành các axit D-galactouronic.
* Sự phân giải lignin:
- VSV phân giải lignin:
Nấm mốc Bacidomycetes có thể chia thành hai nhóm. Một nhóm có thể
chuyển hóa nhanh chóng gỗ thành khối màu đỏ, chủ yếu là phá hủy cellulose và
hemicellulose, không có tác dụng lên lignin. Một nhóm phân giải gỗ thành một
khối màu trắng, chúng chủ yếu tập trung tác động lên lignin nhưng hầu như

không phân giải cellulose. Các loài vi khuẩn có hoạt tính phân giải lignin cao
thường thuộc về các giống Pseudomonas, Flavobacterium, Agrobacterium, v.v
* Sự phân giải tinh bột:
- VSV phân giải tinh bột:
Có nhiều loại VSV có khả năng sinh ra enzym amylase ngoại bào sẽ phân giải
tinh bột thành các thành phần đơn giản hơn như maltose, các oligomer, glucose.
Một số loài VSV có hoạt tính amylase cao và có ý nghĩa nhiều trong việc phân
giải tinh bột:
+ Aspergillus cadidus, Asp.niger, Bacillus sulitilis có khả năng tiết ra enzym α-
amylase.
+ Asp. Awamori, Asp. Oryzae tiết ra β-amylase.
+ Asp. Awamori, Asp. Niger, Asp. Oryzae tiết ra glucoamylase.
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 23 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
2.5.2.2. Quá trình phân giải các hợp chất chứa nitơ
Quá trình amôn hóa là quá trình phân hủy, chuyển hóa các hợp chất hữu cơ
dưới tác dụng của VSV để hình thành các hợp chất hữu cơ đơn giản hơn như
NH
4
+
* Quá trình amôn hóa protein:
- Đây là quá trình phân giải protein thành NH
3
dưới tác dụng của VSV.
- VSV chủ yếu: vi khuẩn hiếu khí, yếm khí, xạ khuẩn, nấm.
- Cơ chế: dưới tác dụng của enzym proteinase, các protein được phân giải thành
các hợp chất đơn giản là polypeptit, oligopeptit. Các chất này được tiếp tục phân
giải thành axit amin nhờ tác dụng của emzym peptidase ngoại bào. Các chất này
cũng có thể trực tiếp hấp thụ vào tế bào VSV, sau đó được tiếp tục chuyển hóa

thành axit amin. Các axit amin này sẽ được sử dụng một phần vào quá trình sinh
tổng hợp protein của VSV, một phần được tiếp tục phân giải để tạo ra NH
3
, CO
2
và nhiều sản phẩm trung gian khác.
* Quá trình amôn hóa urê, axit uric:
Vi khuẩn amôn hóa urê: Micrococus ureae, Bacillus hesmogenes, Sarcina
ureae…Ngoài ra, nhiều loại xạ khuẩn và nấm mốc cũng có khả năng này.
Vi khuẩn urê thường thuộc loại hiếu khí hoặc yếm khí không bắt buộc. Chúng
phát triển tốt trong môi trường trung tính hoặc hơi kiềm. Chúng không sử dụng
được cacbon trong urê, urê chỉ được dùng làm nguồn cung cấp nitơ cho chúng.
Chúng có men urease làm xúc tác quá trình phân giải urê thành NH
3
, CO
2,
H
2
O.
Còn với axit uric, chúng sẽ được phân giải thành urê và axit tactronic dưới tác
dụng của VSV.
2.6. Các nguyên liệu khác
2.6.1. Phân urê
Phân urê có dạng viên tròn, màu trắng, dễ hút ẩm, chảy nước khi cho tiếp xúc
với không khí.
Công thức hóa học: (NH
2
)
2
CO

2.6.2. Phân superphotphat
Phân superphotphat đơn có màu xám xanh, dạng bột mịn, khi gặp ẩm dễ vốn cục.
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 24 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
Công thức hóa học: Ca(H
2
PO
4
)
2
2.6.3. Phân Kali
Phân Kali có dạng viên tròn màu đỏ, dễ hút ẩm, chảy nước khi cho tiếp xúc với
không khí.
Công thức hóa học: K
2
O hoặc KCl.
2.7. Vai trò của phân COMPOST trong bảo vệ môi trường [13]
Sử dụng phân hữu cơ sinh học chế biến từ vỏ quả cà phê bón cho lúa, ngô, cà
phê, hồ tiêu… có những ích lợi về môi trường sau đây:
-Không gây ô nhiểm môi trường sinh thái, không ảnh hưởng đến sức khoẻ
con người, cây trồng, vật nuôi.
-Cải thiện kết cấu, độ xốp và độ phì nhiêu của môi trường đất
-Cân bằng hệ vi sinh vật trong môi trường đất
-Có tác dụng phân huỷ, chuyển hoá các chất hữu cơ khác trong đất để
cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.
-Có tác dụng nâng cao được hệ số sử dụng phân khoáng bón cho cây
trồng, dẫn đến giảm thiểu lượng phân hoá học rữa trôi xuống tầng nước ngầm
hay thăng hoa vàomôi trường không khí gây ô nhiểm môi trường
Bảng 2.9. Bảng so sánh phân compost với phân hóa học

SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 25 - GVHD : TS. ĐẶNG ĐỨC LONG
Phân compost Phân hóa học
- Cải tạo đất, không gây ô nhiễm môi
trường
- Có thể tận dụng được các phụ phẩm nông
nghiệp để làm phân, giá rẻ phù hợp với
kinh tế của người dân.
- Dễ sản xuất, thiết bị đơn giản
- Độ phân giải kém hơn
- Việc ủ phân thường ở dạng thủ công và
lộ thiên tạo sự phản cảm về mỹ quan và
phát tán mùi hôi
- Tốn công ủ và diện tích nhiều
- Hàm lượng vi sinh vật nhiều hơn
- Không gây ảnh hưởng
- Sử dụng nhiều phân hóa học làm cho
đát bạc màu, gây ô nhiễm môi trường
- Không tận dụng các phế phẩm nông
nghiệp, giá cả đắt
- Dây chuyền sản xuất phức tạp hơn
- Độ phân giải mạnh hơn nên cho hiệu
quả đối với cây trồng nhanh hơn
- Do sử dụng các máy móc hiện đại nên
chất lượng đồng đều và "sạch hơn" gây
tâm lý thuận tiện cho việc sử dụng
- Ít tốn công
- Ít hơn
- ảnh hưởng bất lợi của phân bón hóa học

là nguy cơ gây ngộ độc nitrat, phú dưỡng
nước và tích lũy kim loại nặng trong
nông sản và sức khỏe cộng đồng.
2.8. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ phân [16]
2.8.1 .Các yếu tố vật lý
-Nhiệt độ
Nhiệt trong khối ủ là sản phẩm phụ của sự phân hủy các hợp chất hữu cơ bởi
vi sinh vật, phụ thuộc vào kích thước của đống ủ, độ ẩm, không khí và tỷ lệ C/N,
mức độ xáo trộn và nhiệt độ môi trường xung quanh.
Nhiệt độ trong hệ thống ủ không hoàn toàn đồng nhất trong suốt quá trình
ủ, phụ thuộc vào lượng nhiệt tạo ra bởi các vi sinh vật và thiết kế của hệ thống.
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính của vi sinh vật
trong quá trình chế biến phân hữu cơ và cũng là một trong các thông số giám sát
và điều khiển quá trình ủ. Trong luống ủ, nhiệt độ cần duy trì là 55 – 65
0
C, vì ở
nhiệt độ này, quá trình chế biến phân vẫn hiệu quả và mầm bệnh bị tiêu diệt.
SVTH: BÙI VĂN TRUYỀN – LỚP 10SHLT Đề Tài: Thiết kế nhà máy sản
xuất phân bón vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp