Hoàn thành quy trình sản xuất phân hữu cơ từ vỏ trái ca cao và thân cây họ đậu

Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học i Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


Để hoàn thành đồ án này tôi xin chân thành cảm ơn:
- Ban Giám hiệu nhà Trường, PGS. TS Nguyễn Văn Thông Trưởng Khoa Hóa
học và Công nghệ thực phẩm đã quan tâm và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn
thành đề tài.
- ThS. Trần Thị Duyên, KS. Nguyễn Văn Tới đã nhiệt tình hướng dẫn, định
hướng và giúp đỡ cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài.
- Thầy Huỳnh Minh Nhựt, cán bộ phòng thí nghiệm Vi sinh - Hóa Sinh, đã tạo
điều kiện tốt nhất về trang thiết bị thí nghiệm trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
- Các thầy, cô Khoa Công nghệ Thực phẩm đã tận tình đóng góp ý kiến giúp
tôi hoàn thiện đề tài.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè tôi đã luôn động viên, ủng hộ
tôi vượt qua khó khăn trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học ii Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


Tôi cam đoan rằng tất cả những kết quả nghiên cứu được nêu trong đồ án này là
do tôi thực hiện, các ý tưởng tham khảo và những kết quả trích dẫn từ các công
trình nghiên cứu khác đều được nêu rõ trong đồ án.
Vũng tàu, tháng 7 năm 2014
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học iii Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

C
LI C i
L ii
MC LC iii
DANH MC BNG v
 1
1.1. Mc tiêu c tài 2
1.2. Ni dung nghiên cu 2
 3
2.1.  3
2.1.1. Nguồn gốc cây ca cao 3
2.1.2. Đặc điểm cây ca cao 4
2.1.3. Thành phần hóa học của vỏ trái ca cao 5
2.2.  compost 5
2.3. Các phn ng sinh hóa xy ra trong quá trình  compost 5
2.3.1. Phản ứng sinh hóa 5
2.3.2. Phản ứng sinh học 6
2.4. Các yu t n quá trình  compost 7
2.4.1. Các yếu tố vật lý 7
2.4.2. Các yếu tố hóa sinh 10
2.5. Li ích và hn ch ca quá trình  compost 15
2.5.1. Lợi ích 15
2.5.2. Hạn chế 16
2.6. Mt s  compost trên th gii 16
2.6.1. Phương pháp ủ theo luống dài và thổi khí thụ động có xáo trộn 16
2.6.2. Phương pháp ủ theo luống dài hoặc đống với thổi khí cưỡng bức 17
3: VT LIU 19
3.1. n nghiên cu 19

3.1.1. Thời gian và địa điểm 19
3.1.2. Nguyên vật liệu 19
3.1.3. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu 19
3.2. u 20
3.2.1. Tuyển chọn chế phẩm sinh học có hoạt tính enzyme cellulase cao nhất 20
3.2.2. Thiết kế máy nghiền vỏ ca cao 21
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học iv Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

3.2.3. Xây dựng quy trình ủ và khảo sát sự biến đổi của các nhân tố chính trong quá
trình ủ 22
3.3. ng kê và x lý s liu 26
T QU VÀ THO LUN 27
4.1. Kt qu tuyn chn ch phm sinh hc có hot tính enzyme cellulase cao nht
27
4.1.1. Kết quả phương pháp đục lỗ thạch 27
4.1.2. Kết quả phương pháp đo quang 31
4.1.3. Kết quả thiết kế máy nghiền vỏ ca cao và thân cây đậu 36
4.2. Kt qu phân tích các ch u vào. 37
 38
 39
 40
 42
 43
 45
 46
c tính sn phm 49
T LUN VÀ KIN NGH 50

5.1. Kt lun 50
5.2. Kin ngh 50
U THAM KHO 51
PH LC 53
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học v Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

DANH MC HÌNH
Hình 1. Cách bố trí thí nghiệm tuyển chọn chế phẩm 21
Hình 2a. Hình chiếu cạnh 22
Hình 2b. Hình chiếu đứng 22
Hình 3. Bố trí thí nghiệm quy trình ủ phân 24
Hình 4. Đường kính vòng phân giải trên môi trường thạch 30
Hình 5 máy nghiền vỏ ca cao và thân đậu 36
Hình 6. Sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình ủ 38
Hình 7. Sự thay đổi độ ẩm trong quá trình ủ 40
Hình 8. Sự thay đổi pH trong quá trình ủ 41
Hình 9. Sự biến đổi hàm lượng xơ thô trong quá trình ủ 43
Hình 10. Sự thay đổi hàm lượng nitơ 44
Hình 11. Sự thay đổi hàm lượng cacbon trong quá trình ủ 46
Hình 12. Biểu đồ sự thay đổi tỷ lệ C/N trong quá trình ủ 47
Hình 13. Biểu đồ đường glucose chuẩn 56


Bảng 1. Khoảng nhiệt độ của các nhóm vi sinh vật 9
Bảng 2. Tỷ lệ C/N của một số chất thải 11
Bảng 3. Các thông số quan trọng trong quá trình làm phân hữu cơ[13] 14
Bảng 4. Thành phần nguyên liệu ủ phân 23

Bảng 5. Đường kính vòng phân giải điều kiện hiếu khí 27
Bảng 6. Đường kính vòng phân giải điều kiện kỵ khí 28
Bảng 7. Đường kính vòng phân giải điều kiện kỵ khí và hiếu khí 29
Bảng 8. Kết quả đo quang sau 48h ở điều kiện hiếu khí 31
Bảng 9. Kết quả đo quang sau 72h ở điều kiện hiếu khí 31
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học vi Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

Bảng 10. Kết quả đo quang sau 48h ở điều kiện hiếu khí 32
Bảng 11. Kết quả đo quang sau 48h ở điều kiện kỵ khí 33
Bảng 12. Kết quả đo quang sau 72h ở điều kiện kỵ khí 33
Bảng 13. Kết quả đo quang sau 96h ở điều kiện kỵ khí 34
Bảng 14. Kết quả đo quang sau 48h ở điều kiện kỵ khí và hiếu khí 34
Bảng 15. Kết quả đo quang sau 72h ở điều kiện kỵ khí và hiếu khí 35
Bảng 16. Kết quả đo quang sau 48h ở điều kiện kỵ khí và hiếu khí 35
Bảng 17. Chỉ tiêu đầu vào của nguyên liệu 37
Bảng 18. Sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình ủ 38
Bảng 19. Sự thay đổi độ ẩm trong quá trình ủ 39
Bảng 20. Sự thay đổi pH trong quá trình ủ 41
Bảng 21. Sự thay đổi hàm lượng xơ thô trong quá trình ủ 42
Bảng 22. Sự thay đổi hàm lượng nitơ 43
Bảng 23. Sự thay đổi hàm lượng Cacbon 45
Bảng 24. Sự thay đổi tỷ lệ C/N trong quá trình ủ 46
Bảng 25. Đặc tính sản phẩm 49

Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 1 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


Trong cuộc sống hàng ngày, con người không chỉ tiêu thụ và sử dụng một số
lượng lớn các nguyên liệu, sản phẩm từ thiên nhiên để tồn tại và phát triển, đồng
thời cũng vứt thải lại cho thiên nhiên và môi trường sống các phế thải, rác thải có
nguy cơ huỷ hoại môi trường.
Nhìn chung tình hình phát sinh rác thải gây ô nhiễm đều xảy ra hầu hết ở tất cả
các ngành, cơ sở, hộ gia đình sản xuất khác nhau. Trong số đó hoạt động sản xuất
cacao cũng là một trong những hoạt động phát sinh nguồn thải góp phần vào sự ô
nhiễm môi trường.
Vỏ cacao chiếm khoảng 50% trọng lượng quả cacao. Tại các vùng nhiệt đới, đây
là nguồn phế thải quan trọng. Trong khi các nước trên thế giới đã có những công
trình xử lý vỏ cacao để sản xuất thức ăn cho gia súc gia cầm, ứng dụng lên men tạo
phân bón… thì ở nước ta, rất ít công trình nghiên cứu đến việc ứng dụng của phế
phẩm này.[2]
Vỏ cacao chậm phân hủy do có hai thành lignin và cellulose. Các phế phẩm nông
nghiệp khác có thời gian phân hủy nhanh hơn vì ít hai thành phần chất này hơn.
Có rất nhiều biện pháp xử lý rác thải hiệu quả và không gây ô nhiễm môi trường,
tái sử dụng rác thành các sản phẩm có giá trị kinh tế. Trong đó biện pháp được ưu
tiên hàng đầu hiện nay để xử lý chất thải là sử dụng biện pháp phân hủy sinh học,
có hai phương pháp phân hủy sinh học chất thải hữu cơ là chế biến compost hiếu

khí và phân hủy kị khí, trong đó chế biến compost hiếu khí là ít tốn kém, sản phẩm
của quá trình là compost có thể sử dụng làm phân bón. Quá trình ủ compost giúp
chuyển hóa các dạng hợp chất hữu cơ khó phân hủy như: hydrocacbon, cellulose,
lignin… tạo thành các hợp chất đơn giản giàu protein, khoáng và vitamin… có lợi
cho con người và môi trường. Bên cạnh đó nhiệt độ trong hệ thống tương đối cao có
thể cho phép loại được các mầm bệnh do đó quá trình ủ compost được đánh giá là ít
ảnh hưởng đến môi trường và nhất là phù hợp với các quy luật tự nhiên, có thể tái
sử dụng làm phân bón cho các loại cây nông nghiệp.[21]
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 2 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

Để tăng giá trị sử dụng của trái cacao; giúp người sản xuất giảm chi phí phân bón
cho vườn cacao và vườn cây trồng khác; giảm chi phí xử lý ô nhiễm môi trường do
lượng lớn vỏ cacao tạo ra trong quá trình sơ chế. Chúng tôi thực hiện đề tài: “Hoàn
thiện quy trình sản xuất phân hữu cơ từ vỏ trái cacao và thân cây họ đậu”.
1.1. Mc tiêu c tài
- Tuyển chọn được chế phẩm sinh học có khả năng phân giải cellulose nhanh
nhất;
- Thiết kế máy nghiền vỏ ca cao;
- Kiểm soát và điều chỉnh các yếu tố trong quá trình ủ;
- Sản xuất phân bón hữu cơ từ vỏ cacao và thân cây họ đậu, và chuyển giao
cho người dân sản xuất;
- Kiểm tra, đánh giá chất lượng phân thành phẩm.
1.2. Ni dung nghiên cu
- Thiết kế thiết bị xử lí thô vỏ cacao và thân cây đậu;
- Tuyển chọn chế phẩm có khả năng phân hủy cellulose nhanh nhất;
- Phân tích các chỉ tiêu đầu vào của vỏ ca cao như: cacbon, cellulose thô, nitơ,
nhiệt độ, độ ẩm;

- Xác định công thức phối trộn của các thành phần cho đống ủ
- So sánh tốc độ hoai mục và sự biến đổi của các yếu tố trong quá trình ủ ở 2
nghiệm thức:
 A
1
– Nghiệm thức 1: sử dụng chế phẩm Gem-P và Gem-K;
 A
2
– Nghiệm thức 2: sử dụng chế phẩm Compost Maker của Viện Thổ
Nhưỡng Nông Hóa Việt Nam do Ths. Nguyễn Thị Thu Hà cung cấp.
- Theo dõi sự biến thiên trong quá trình ủ các chỉ tiêu: nhiệt độ, độ ẩm, pH,
chất hữu cơ, hàm lượng cacbon, hàm lượng nitơ.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 3 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


2.1. 
2.1.1. Ngun gc cây ca cao[4]
Nguồn gốc của cây ca cao ở lưu vực sông amazon, Nam Mỹ. Từ đó cây ca cao
phát triển sang các nước khác ở Trung và Nam Mỹ với hai loại chính là Criollo và
Forastero. Criollo có dạng hạt tròn, có hương vị nhẹ nhưng tương đối dễ nhiễm
bệnh. Forastero có dạng cây cao, khỏe, hạt to hơn Criollo nhưng hương vị nhạt hơn.
Hạt Forastero dạng dẹp, lá mầm bên trong màu tím, chứa nhiều loại chất béo hơn
Criollo.
Do vậy, hầu hết các vùng trồng ca cao trên thế giới hiện nay đều trồng dạng
Forastero. Thổ dân Nam Mỹ dùng ca cao làm đồ uống. Hạt cac cao được rang lên,
nghiền nhỏ, trộn thêm bột ngô, vanilla và đôi khi cả ớt. Ngày nay, ở một số nước
như Colombia, Philippin, dạng đồ uống đặc sệt như vậy còn tồn tại, mặc dù có thay

đổi chút ít như thêm đường, vanilla hoặc tinh dầu quế. Ở Nicaragua, hạt ca cao có
lúc được dùng như một thứ tiền tệ trong trao đổi mua bán. Ca cao được sử dụng
rộng rãi từ thế kỷ thứ 6 ở các bộ tộc ở Maya và đến thế kỷ thứ 16 được lưu hành
rộng tãi ở Trung Mỹ. Từ thế kỷ 16, ca cao bắt đầu phát triển rộng ra các nước khác
trên thế giới, trước hết là các nước Nam Mỹ và vùng biển Caribe như Venezuela,
Haiti, Jamaica. Cac cao vượt Thái Bình Dương và được trồng ở Philippin vào đầu
thế kỷ 17, sau đó tiếp tục mở rộng qua Ấn Độ và Scrilanca vài chục năm sau. Cho
đến thời gian này loại phụ Criollo vẫn chiếm diện tích chủ yếu. Brazil và Ecurador
là những nước đầu tiên phát triển loại phụ Foratestero và đầu thế kỷ 19 ca cao bắt
đầu được xuất khẩu với quy mô 2000-5000 tấn từ các nước Nam Mỹ.
Cuối thế kỷ 19 ca cao mới được trồng tại các nước Tây Phi, trước hết là Ghana
và Nigieria. Ngày nay, ca cao phát triển rất nhanh do có thị trường ởn Châu Âu.
Năm 1900 Châu Phi chỉ chiếm 17% tổng sản lượng ca cao thê giới nhưng đến năm
1960, tỷ lệ này đã lên tới 73%. Từ năm 1985 trở lại đây, các nước Châu Á bắt đầu
phát triển mạnh ca cao, trước hết là ở các nước Malaysia, Indonesia, Ấn Độ, Sri
Lanka…
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 4 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

Vào đầu thế kỷ 20, người Pháp đã đưa cây ca cao vào miền nam Việt Nam, tuy
nhiên do một số yếu tố cây ca cao thời điểm đó chưa thật sự phát triển. Khoảng năm
1994, một dự án về trồng cây ca cao với quy mô 10.000 ha được thực hiện, chủ yếu
ở tĩnh Quảng Ngãi tuy nhiên vẫn thất bại không thể phát triển mạnh như cà phê và
cao su.
2.1.2. m cây ca cao
Ca cao là loài thân gỗ nhỏ có thể cao đến 10-20 m nếu mọc tự nhiên trong rừng.
Trong sản xuất người ta thường xén bớt để việc thu hoạch có thể dễ dàng hơn và độ
cao của cây khi đã trưởng thành không vượt quá 7,5 m, đường kính thân cây từ 10-

15 cm. Cây ca cao sinh trưởng tốt dưới bóng che, do đó cây ca cao cần được che
chắn để tránh bớt tia nắng mặt trời và gió, đặc biệt là trong những giai đoạn đầu của
thời kỳ phát triển và có thể trồng xen canh cây ca cao với một số cây kinh tế khác.
Thời kỳ kinh doanh hiệu quả có thể kéo dài từ 25 đến 40 năm.
Mỗi năm cây ca cao cho đến hàng nghìn hoa ở thân chính và cành to nhưng chỉ
từ 1-3% là đậu thành trái. Sau khi thụ phấn trái tăng trưởng chậm trong khoảng 40
ngày đầu và đạt tốc độ tối đa sau 75 ngày. Sau khi thụ phấn 85 ngày sự tăng trưởng
của trái chậm lại, trong khi hạt bên trong trái bắt đầu tăng trưởng nhanh, đây cũng là
thời kỳ hạt tích lũy chất béo. Lớp cơm nhầy hình thành khoảng 140 ngày sau khi
thụ phấn đến khi trái chín kéo dài từ 5-6 tháng.
Trái ca cao có thể đạt chiều dài từ 15-20 cm, khối lượng trung bình từ 200g-1kg.
Tùy theo từng loài, hình dạng của trái thay đổi từ hình cầu, hình dài nhọn, hình
trứng hoặc hình ống. Màu sắc của trái khá đa dạng: màu xanh, màu vàng, màu đỏ.
Mỗi trái chứa khoảng 20-40 hạt.
Lớp cơm nhầy chiếm khoảng 15-20% trọng lượng của hạt ca cao tươi và chứa
một trữ lượng đường rất cao, có thể sử dụng lớp cơm nhầy này làm nước sinh tố,
kem hoặc cô đặc làm nước cốt trái cây, hay sử dụng chế biến rượu vang…
Vỏ quả ca cao chứa 3-4% kali trên trọng lượng chất khô, là nguồn phân bón giàu
kali. Tro đốt từ vỏ dã từng được sủ dụng để làm xà phòng. Vỏ quả ca cao khô, xay
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 5 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

nhỏ có thể độn vào thức ăn cho bò, cừu, dê. Bò có thể ăn trực tiếp vỏ tươi thay thế
được cho khẩu phần cỏ voi.
2.1.3. Thành phn hóa hc ca v trái ca cao
Nước, chất béo, cacbohydrate, nitrogen, acid hữu cơ, muối khoáng,… các thành
phần này sẽ có hàm lượng khác nhau ở chất nhầy, vỏ hạt và thịt hạt.
- Chất nhầy (thịt quả) có hàm lượng nước và đường cao nhất, ngoài ra còn có

acid citric làm cho pH thịt quả luôn ở mức 3,5
- Vỏ hạt cso hàm lượng cacbohydrate cao, hàm lượng khoáng trung bình có
trong vỏ quả ca cao vào khoảng 8,2% trọng lượng vỏ. Trong đó đa số là Fe, K,
Mg…
2.2.  v compost
- Quá trình chế bến compost: là quá trình phân hủy sinh học và ổn định của
chất hữu cơ dưới điều kiện nhiệt độ thermoliphic. Kết quả của quá trình phân hủy
sinh học tạo ra nhiệt, sản phẩm cuối cùng ổn định, không mang mầm bệnh và có ích
cho việc ứng dụng cho cây trồng.[1]
- Compost: là sản phẩm của quá trình chế biến compost, đã được ổn định như
chất mùn, không chứa các mầm bệnh, không lôi kéo các côn trùng, có thể được lưu
trữ an toàn và có lợi cho sự phát triển của cây trồng.[1]
2.3. Các phn ng sinh hóa xy ra trong quá trình  compost
2.3.1. Phn ng sinh hóa
Quá trình phân hủy chất thải rắn diễn ra rất phức tạp, qua nhiều giai đoạn và sản
phẩm trung gian. Ví dụ, quá trình phân hủy protein: protein  peptides  amino
acids  hợp chất ammonium  nguyên sinh chất của vi khuẩn và N hoặc NH
3.

Đối với carbonhydrate, quá trình phân hủy xảy ra: carbonhydrate đường đơn 
acid hữu cơ  CO
2
và nguyên sinh chất của vi khuẩn.[5]
Những phản ứng chuyển hóa sinh hóa diễn ra trong quá trình ủ hiếu khí vẫn chưa
được nghiên cứu chi tiết. Các giai đoạn khác nhau trong quá trình ủ hiếu khí có thể
phân biệt theo biến thiên nhiệt độ như sau:
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 6 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

- Pha thích nghi: là giai đoạn cần thiết để vi sinh vật thích nghi với môi trường
mới
- Pha tăng trưởng: đặc trưng bởi sự gia tăng nhiệt độ do quá trình phân hủy
sinh học
- Pha ưa nhiệt: là giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất. Đây là giai đoạn ổn định
chất thải và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh hiệu quả nhất. Phản ứng hóa sinh xảy ra
trong quá trình ủ hiếu khí và phân hủy kị khí được đặc trưng bởi 2 phương trình:
CHC + O
2
+ VSV hiếu khí  CO
2
+ NH
3
+ sp khác + năng lượng
CHC + O
2
+ VSV kị khí  CO
2
+ H
2
S +NH
3
+ CH
4
+ sp khác + năng lượng
- Pha trưởng thành: là giai đoạn giảm nhiệt độ đến bằng nhiệt độ môi trường.
Quá trình lên men chậm và thích hợp cho sự hình thành chất keo mùn (quá trình
chuyển hóa các phức chất hữu cơ thành chất mùn) và các chất khoáng (sắt, canxi,
nitơ…) và cuối cùng thành mùn. Các phản ứng nitrat hóa, trong đó ammonia (sản

phẩm phụ của quá trình ổn định chất thải) bị oxy hóa sinh học tạo thành nitrit (NO
2
)

và cuối cùng thành nitrat (NO
3
): [14]
NH
4
+
+ 3/2 O
2
 NO
2
-
+ 2H
+
+ H
2
O
NO
2
-
+ 1/2 O
2
 NO
3
-

Kết hợp hai phương trình trên, quá trình nitrat hóa diễn ra như sau:

NH
4
+
+ 2O
2
 NO
3
-
+ 2H
+
+H
2
O
Vì NH
4
+
cũng được tổng hợp trong mô tế bào, phản ứng đặc trưng cho quá trình
tổng hợp trong mô tế bào:
NH
4
+
+ 4CO
2
+ HCO
3
-
+ H
2
O  C
5

H
7
NO
2
+ 5H
2
O
Phương trình phản ứng nitrat hóa tổng cộng xảy ra như sau:
22NH
4
+
+ 37O
2
+ 4CO
2
+ HCO
3
-
 21NO
3
-
+ C
5
H
7
NO
2
+ 20H
2
O + 42H

+
2.3.2. Phn ng sinh hc
Ủ compost là quá trình sinh học mà các chất hữu cơ có trong chất thải rắn được
biến đổi thành các chất mùn ổn định do hoạt động của các thể chức có thể sống
trong điều kiện tự nhiên hiện diện trong chất thải. Các tổ chức này gồm các loại vi
sinh vật như vi khuẩn, nấm, chất hữu cơ được phân hủy như ban đầu từ vi sinh vật
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 7 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

tiêu thụ bậc một như vi khuẩn thực hiện. Trong thời gian đầu, vi khuẩn thích hợp
điều kiện Mesophilic xuất hiện trước.[11]
Nhiệt độ tăng khi vi khuẩn Thermophilic xuất hiện chiếm hầu hết các vị trí trong
khối ủ, thermophilic nấm thường tăng trưởng từ 5-10 ngày sau khi ủ. Nếu nhiệt độ
cao hơn 60-70
o
C thì nấm và hầu hết các vi khuẩn bị ức chế, chỉ còn các dạng bào tử
có thể phát triển, trong giai đoạn cuối cùng, nhiệt độ giảm Actinomycetes trở nên
chiếm ưu thế làm cho bề mặt đống ủ xuất hiện màu trắng hoặc nâu.
Các loại vi khuẩn Thermophilic, hầu hết là loài Bacillus đóng vai trò quan trọng
trong việc phân hủy protein và hydratcacbon. Mặc dù chỉ hoạt động bên lớp ngoài
đống ủ và chỉ hoạt động trong thời gian cuối nhưng nhóm Actinomycetes đóng vai
trò trong việc phân hủy cellulose, lignin và các chất bền vững khác. Sau giai đoạn
tiêu thụ bậc một hay sơ cấp thực hiện xong, các chất này sẽ là thức ăn cho các sinh
vật tiêu thụ thứ cấp như ve, bọ cánh cứng, giun tròn, động vật nguyên sinh, phiêu
sinh.[10]
2.4. Các yu t n quá trình  compost
2.4.1. Các yu t vt lý
Các yếu tố vật lý ảnh hưởng tới quá trình ủ gồm: nhiệt độ, độ ẩm, kích thước

nguyên liệu, độ thoáng khí.[16]
2.4.1.1. Nhiệt độ
Đây là yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến compost vì nó quyết định
thành phần quần thể vi sinh vật (ban đầu là nhóm Mesophilic và sau đó là nhóm
Thermophilic chiếm ưu thế), ngoài ra nhiệt độ còn là một chỉ thị để nhận biết các
giai đoạn xảy ra trong quá trình ủ compost.
Nhiệt độ tối ưu là 50 – 60
o
C, thích hợp với vi khuẩn thermophilic và tốc độ
phân hủy các chất hữu cơ là cao nhất. Nhiệt độ trên ngưỡng này sẽ ức chế hoạt động
của vi sinh vật làm cho quá trình phân hủy diễn ra không thuận lợi, còn nhiệt độ
thấp hơn ngưỡng này thì phân sẽ không đạt tiêu chuẩn về mầm bệnh.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 8 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

Nhiệt độ trong luống ủ có thể điều chỉnh bằng nhiều cách khác nhau như hiệu
chỉnh độ thoáng khí và độ ẩm, cô lập khối ủ với môi trường bên ngoài bằng cách
che phủ hợp lý.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 9 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

Bng 1. Khong nhi ca các nhóm vi sinh vt
Loài vi sinh vật
Nhiệt độ (
o
C)

Khoảng dao động
Tối ưu
VSV ưa lạnh (Psychrophilic)
10 – 30
15
VSV ưa ấm (Mesophilic)
40 – 50
35
VSV ưa nhiệt (thermophilic)
45 – 75
55

2.4.1.2. Độ ẩm
Là yếu tố cần thiết cho hoạt động của vi sinh vật trong quá trình chế biến
compost. Vì nước cần thiết cho quá trình hòa tan dinh dưỡng và nguyên sinh chất
của tế bào.
Độ ẩm tối ưu thường 50 – 60 %. Các vi sinh vật đóng vai trò quyết định trong
quá trình phân hủy chất hữu cơ thường tập trung tại lớp nước mỏng trên bề mặt của
chất hữu cơ. Nếu độ ẩm quá nhỏ (< 30%) sẽ hạn chế hoạt động của vi sinh vật, còn
khi độ ẩm quá lớn (> 70%) thì quá trình phân hủy sẽ chậm lại, sẽ chuyển sang chế
độ phân hủy kị khí vì quá trình thổi khí bị cản trở do hiện tượng bít kín các khe rỗng
không cho không khí đi qua, gây mùi hôi, rò rỉ chất dinh dưỡng và lan truyền vi
sinh vật gây bệnh
Độ ẩm ảnh hưởng đến sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình ủ vì nước có nhiệt
dung riêng cao hơn tất cả các vật liệu khác.
Độ ẩm thấp có thể điều chỉnh bằng cách thêm nước vào. Độ ẩm cao có thể điều
chỉnh bằng cách trộn với vật liệu độn có độ ẩm thấp hơn như : mạt cưa, rơm rạ…
Thông thường độ ẩm của phân bắc, bùn và phân động vật thường cao hơn giá trị
tối ưu, do đó cần bổ sung thêm các chất phụ gia để giảm độ ẩm đến giá trị cần thiết.
Đối với hệ thống sản xuất phân hữu cơ liên tục, độ ẩm có thể được khống chế bằng

cách tuần hoàn sản phẩm phân hữu cơ.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 10 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

2.4.1.3. Kích thước hạt
Kích thước hạt ảnh hưởng lớn đến tốc độ phân hủy. Quá trình phân hủy hiếu khí
xảy ra trên bề mặt hạt, hạt có kích thước nhỏ sẽ có tổng diện tích bề mặt lớn nên sẽ
tăng sự tiếp xúc với oxy, gia tăng vận tốc phân hủy.
Tuy nhiên, nếu kích thước hạt quá nhỏ và chặt sẽ làm hạn chế sự lưu thông khí
trong đống ủ, điều này sẽ làm giảm oxy cần thiết cho các vi sinh vật trong đống ủ và
giảm mức độ hoạt tính của vi sinh vật. Ngược lại, hạt có kích thước quá lớn sẽ có độ
xốp cao và tạo ra các rãnh khí làm cho sự phân bố khí không đều, không có lợi cho
quá trình chế biến phân hữu cơ.
Đường kính hạt tối ưu cho quá trình chế biến khoảng 3 – 50mm. Kích thước hạt
tối ưu có thể đạt được bằng nhiều cách như cắt, nghiền và sàng vật liệu thô ban
đầu.[6]
2.4.1.4. Độ xốp
Độ xốp là một yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến phân hữu cơ. Độ xốp
tối ưu sẽ thay đổi tùy theo loại vật liệu chế biến phân, thông thường độ xốp cho quá
trình chế biến phân diễn ra tốt khoảng 35–60%, tối ưu là 32–36%
Độ xốp của chất thải hữu cơ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình cung cấp oxy cần
thiết cho sự trao đổi chất, hô hấp của các vi sinh vật hiếu khí và sự oxy hóa các
phần tử hữu cơ hiện diện trong các vật liệu ủ. Độ xốp thấp sẽ hạn chế sự vận chuyển
oxy , nên hạn chế sự giải phóng nhiệt và làm tăng nhiệt độ khối ủ. Ngược lại, độ
xốp cao có thể dẫn tới nhiệt độ trong khối ủ thấp, mầm bệnh không bị tiêu diệt.
Độ xốp có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng vật liệu tạo cấu trúc với tỷ lệ
trộn hợp lý.
2.4.2. Các yu t hóa sinh

2.4.2.1. Chất dinh dưỡng
Có rất nhiều nguyên tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy do vi sinh vật: trong
đó Cacbon và Nitơ là cần thiết nhất, tỷ lệ C/N là thông số dinh dưỡng quan trọng
nhất; photpho (P) là yếu tố quan trọng kế tiếp; lưu huỳnh (S); canxi (Ca) và các
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 11 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

nguyên tố vi lượng khác cũng đóng vai trò quan trọng trong trao đổi chất của tế
bào.[19]
Khoảng 20-40% C của chất thải hữu cơ (trong chất thải nạp liệu) cần thiết cho
quá trình đồng hóa thành tế bào mới, phần còn lại chuyển hóa thành CO
2
. Cacbon
cung cấp năng lượng và sinh khối cơ bản để tạo ra khoảng 50% khối lượng tế bào vi
sinh vật. Nitơ là thành phần chủ yếu của protein, acid nucleic, acid amin, enzyme,
co-enzyme cần thiết cho sự phát triển và hoạt động của tế bào.
Tỷ lệ C/N tối ưu cho quá trình ủ compost là khoảng 30/1. Ở mức tỷ lệ thấp hơn,
Nitơ sẽ thừa và sinh ra khí NH
3
, nguyên nhân gây ra mùi khai. Ở mức tỷ lệ cao hơn,
sự phân hủy xảy ra chậm.
Tỷ lê C/N của các chất thải khác nhau được trình bày trong bảng sau. Trừ phân
ngựa và lá khoai tây, tỷ lệ C/N của tất cả các chất thải khác nhau đều phải được điều
chỉnh để đạt giá trị tối ưu trước khi tiến hành làm phân.
Bng 2. T l C/N ca mt s cht thi
STT
CHẤT THẢI
N (% khối lượng khô)

TỶ LỆ C/N
1
Phân bắc
5,5 – 6,5
6 –10
2
Nước tiểu
15 – 18
0,8
3
Máu
10 – 14
3,0
4
Phân động vật
–
4,1
5
Phân bò
1,7
1,8
6
Phân gia cầm
6,3
1,5
7
Phân cừu
3,8
-
8

Phân heo
3,8
-
9
Phân ngựa
2,3
25
10
Bùn cống thải khô
4 –7
11
11
Bùn cống đã phân hủy
2,4
–
12
Bùn hoạt tính
5
6
13
Cỏ cắt xén
3 – 6
12 – 15
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 12 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

14
Chất thải rau quả

2,5 – 4
11 – 12
15
Cỏ hỗn hợp
2,4
19
16
Lá khoai tây
1,5
25
17
Trấu lúa mì
0,3 – 0,5
128 – 150
18
Trấu yến mạch
0,1
48
19
Mạt cưa
0,1
200 – 500
Khi bắt đầu quá trình ủ phân, tỷ lệ C/N giảm dần từ 30/1 xuống 15/1 ở các sản
phẩm cuối cùng do hai phần ba cacbon được giải phóng tạo ra CO
2
khi các hợp chất
hữu cơ bị phân hủy bởi các vi sinh vật.
Mặc dù tỷ lệ C/N khoảng 30/1 là mục tiêu tối ưu trong quá trình ủ phân compost,
nhưng tỷ lệ này có thể được điều chỉnh theo giá trị sinh học của vật liêu ủ, trong đó
quan trọng nhất là cần quan tâm tới các thành phần có hàm lượng lignin cao.

Trong thực tế, việc tính toán và hiệu chỉnh chính xác tỷ lệ C/N tối ưu gặp phải
khó khăn vì nhưng lý do sau:
- Một phần các cơ chất như cellulose và lignin khó bị phân hủy sinh học, chỉ
bị phân hủy sau một khoảng thời gian dài;
- Một số chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật không có sẵn;
- Quá trình cố định N có thể xảy ra dưới tác dụng của nhóm vi khuẩn
Azotobacter, đặc biệt khi có mặt đủ PO
4
3-
;
- Phân tích hàm lượng C khó đạt kết quả chính xác.
Nếu tỷ lệ C/N của nguyên liệu làm phân cao hơn giá trị tối ưu, sẽ hạn chế sự phát
triển của vi sinh vật do thiếu N. Chúng phải trải qua nhiều chu kỳ chuyển hóa, oxy
hóa phân cacbon dư cho đến khi đạt tỷ lệ C/N thích hợp. Do đó, thời gian cần thiết
cho quá trình làm phân bị kéo dài hơn và sản phẩm thu được chứa ít mùn hơn. Theo
nghiên cứu cho thấy, nếu tỷ lệ C/N ban đầu là 20, thời gian cần thiết cho quá trình
làm phân là 12 ngày, nếu tỷ lệ này dao động trong khoảng 20 – 50, thời gian cần
thiết là 14 ngày và nếu tỷ lệ C/N =78, thời gian cần thiết là 21 ngày.[15]
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 13 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

2.4.2.2. pH
Giá trị pH trong khoảng 5,5 – 8,5 là tối ưu cho các vi sinh vật trong quá trình ủ
phân compost. Các vi sinh vật, nấm tiêu thụ các hợp chất hữu cơ và thải ra các acid
hữu cơ. Trong giai đoạn đầu của quá trình ủ phân rác, các acid này bị tích tụ và kết
quả làm giảm pH, kìm hãm sự phát triển của nấm và vi sinh vật, kìm hãm sự phân
hủy lignin và cellulose. Các acid hữu cơ sẽ tiếp tục bị phân hủy trong quá trình ủ
phân. Nếu hệ thống trở nên yếm khí, việc tích tụ các acid có thể làm pH giảm xuống

đến 4,5 và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của vi sinh vật.
2.4.2.3. Vi sinh vật
Chế biến compost là một quá trình phức tạp bao gồm nhiều loại vi sinh vật khác
nhau. Vi sinh vật trong quá trình chế biến compost bao gồm : actinomycetes và vi
khuẩn. Những loại vi sinh vật này có sẵn trong chất hữu cơ, có thể bổ sung thêm vi
sinh vật từ các nguồn khác để giúp quá trình phân hủy xảy ra nhanh và hiệu quả
hơn.
Hiện nay có nhiều chủng vi sinh vật đã được các nhà khoa học nghiên cứu, phân
lập sử dụng để phân giải các chất hữu cơ một cách hiệu quả. Chúng phân giải các
chất dễ phân hủy như tinh bột đến các chất khó phân hủy như Lignin và
cellulose.[20]
2.4.2.4. Chất hữu cơ
Tốc độ phân hủy tùy thuộc vào thành phần và tính chất của chất hữu cơ. Chất
hữu cơ hòa tan dễ dàng phân hủy hơn chất hữu cơ không hòa tan. Lignin và ligno-
cellulose là những chất phân hủy rất chậm.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 14 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

Bng 3. Các thông s quan trng trong quá trình làm phân h[13]
THÔNG
SỐ
GIÁ TRỊ
Kích thước
Quá trình ủ đạt hiệu quả tối ưu khi kích thước chất thải
khoảng 25 – 75mm.
Tỷ lệ C/N
Tỷ lệ C/N tối ưu dao động trong khoảng 25–50.
- Ở tỷ lệ thấp hơn, dư NH

3
, hoạt tính sinh học giảm;
- Ở tỷ lệ cao hơn, chất dinh dưỡng bị hạn chế.
Pha trộn
Thời gian ủ ngắn hơn.
Độ ẩm
Nên kiểm soát trong phạm vi 50-60% trong suốt quá trình ủ,
tối ưu là 55%.
Đảo trộn
Nhằm ngăn ngừa hiện tượng khô, đóng bánh và tạo thành
các rãnh khí, trong quá trình làm phân hữu cơ, chất thải hữu
cơ phải được xáo trộn định kỳ. Tần suất đảo trộn phụ thuộc
vào quá trình thực hiện.
Nhiệt độ
Phải được duy trì trong khoảng 50-55
o
C đối với một vài
ngày đầu và 55-60
o
C trong những ngày sau đó. Trên 66
o
C
hoạt tính của vsv giảm đáng kể.
Kiểm soát
mầm bệnh
Nhiệt độ 60-70
o
C, các mầm bệnh đều bị tiêu diệt
Nhu cầu về
không khí

Lượng oxy cần thiết được tính toán dựa trên cân bằng tỷ
lượng. Không khí chứa oxy cần phải được tiếp xúc đều với
tất cả các phần của chất thải rắn làm phân
Ph
Tối ưu là 7 - 7,5 để hạn chế sự bay hơi nitơ dưới dạng NH
3
,
pH không được vượt quá 8,5.
Mức độ
phân hủy
Đánh giá qua sự giảm nhiệt độ vào thời gian cuối.

Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 15 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

2.5. Li ích và hn ch ca quá trình  compost
2.5.1. Li ích
- Là phương án được lựa chọn để bảo tồn nguồn nước và năng lượng;
- Kéo dài tuổi thọ cho các bãi chôn lấp;
- Ổn định chất thải: các phản ứng sinh học xảy ra trong quá trình chế biến
compost sẽ chuyển hóa các chất hữu cơ dễ thối rữa sang dạng ổn định, chủ yếu là
các chất vô cơ ít gây ô nhiễm môi trường khi thải ra đất hoặc nước;
- Làm mất hoạt tính của vi sinh vật gây bệnh: nhiệt của chất thải sinh ra từ quá
trình phân hủy sinh học có thể đạt khoảng 60
o
C, đủ để làm mất hoạt tính của vi
khuẩn gây bệnh, vius và trứng giun sán nếu như nhiệt độ này được duy trì ít nhất
một ngày, các sản phẩm của quá trình chế biến compost có thể thải bỏ an toàn trên

đất hoặc sử dụng làm chất bổ sung dinh dưỡng cho đất;
- Thu hồi dinh dưỡng và cải tạo đất: các chất dinh dưỡng (N, P, K) có trong
chất thải thường ở dạng hữu cơ phức tạp, cây trồng khó hấp thụ. Sau quá trình làm
phân compost, các chất này được chuyển thành các chất vô cơ như NO
3
-
và PO
4
3+

thích hợp cho cây trồng. Sử dụng sản phẩm của quá trình chế biến compost bổ sung
dinh dưỡng cho đất có khả năng làm giảm thất thoát dinh dưỡng do rò rỉ các chất
dinh dưỡng vô cơ tồn tại chủ yếu dưới dạng không tan. Thêm vào đó, lớp đất trồng
cũng được cải tiến nên giúp rễ phát triển tốt hơn;
- Làm khô bùn: phân người, phân dộng vật và bùn chứa khoảng 80 – 95%
nước, do đó chi phí thu gom vận chuyển và thải bỏ cao. Làm khô bùn trong quá
trình ủ phân compost là phương pháp lợi dụng nhiệt của chất thải sinh ra từ quá
trình phân hủy sinh học làm bay hơi nước chứa trong bùn;
- Tăng khả năng kháng bệnh cho cây trồng: Trong đất bón phân vi sinh với
hàm lượng dinh dưỡng cao, dễ hấp thụ và chủng loại vi sinh vật đa dạng không
những làm tăng năng suất cây trồng mà còn giảm thiểu bệnh cho cây trồng hơn so
với các loại phân bón hóa học khác.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 16 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

2.5.2. Hn ch
- Hàm lượng chất dinh dưỡng trong compost không thỏa mãn yêu cầu;
- Do đặc tính của chất thải hữu cơ có thể thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào thời

gian, khí hậu và phương pháp chế biến phân, dẫn đến tính chất của sản phẩm cũng
khác nhau. Bản chất của vật liệu làm compost thường làm cho sự phân bố nhiệt độ
trong khối phân không đồng đều, do đó khả năng làm mất hoạt tính của vi sinh vật
gây bệnh trong sản phẩm compost cũng không hoàn toàn;
- Quá trình sản xuất compost tạo mùi khó chịu nếu không thực hiện quy trình
sản chế biến đúng cách;
- Hầu hết các nhà nông vẫn thích sử dụng phân hóa học vì không quá đắt tiền,
dễ sử dụng và tăng năng suất cây trồng một cách rõ ràng.[12]
2.6. Mt s  compost trên th gii
2.6.1.  theo lung dài và thi khí th ng có xáo trn
Trong phương pháp này, vật liệu ủ được sắp xếp theo luống dài và hẹp, và được
đảo trộn theo một chu kỳ nhất định nhằm cấp khi cho luống ủ… Các luống compost
được xáo trộn bằng cách di chuyển luống compost với xe xúc hoặc xe trộn chuyên
dụng.
Các luống ủ có chiều dài thay đổi từ 1m (đối với nguyên liệu có mật độ dày như
phân) đến 3,5m (đối với nguyên liệu nhẹ như lá cây). Chiều rộng luống ủ thay đổi
từ 1,5-6m.
Không khí (oxy) được cung cấp tới hệ thống bằng các con đường tự nhiên như do
khuếch tán, gió, đối lưu nhiệt… các luống phân đươc xáo trộn định kỳ thường
xuyên nhằm trộn đều chất thải rắn trong luống phân, trộn đều độ ẩm và hỗ trợ cho
thổi khí thụ động. Việc xáo trộn được thực hiện bằng xe xáo trộn chuyên dụng hoặc
bằng xe xúc. Các thiết bị sử dụng được xác định theo hình dạng thực tế của luống ủ.
Tốc độ làm thoáng khí phụ thuộc độ xốp của đống ủ. Luống ủ với các nguyên
liệu nhẹ như lá cây có tốc độ thoáng khí lớn hơn tốc độ thoáng khí của luống ủ với
nguyên liệu phân. Nếu luống ủ quá lớn, các vùng kị khí có thể xuất hiện ở khu vực
trung tâm, điều này sẽ tạo mùi khi luống ủ được đảo trộn. Ngược lại, các luống ủ
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 17 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

nhỏ sẽ mất nhiệt quá nhanh và sẽ không thể đạt được nhiệt độ đủ lớn để diệt vi sinh
vật gây bệnh và bay hơi ẩm.
Đảo trộn sẽ làm cho nguyên liệu ủ được trộn đều, tạo lại độ xốp của đống ủ, loại
trừ được các khoảng trống tạo ra bởi sự phân hủy và sa lắng. Đảo trộn sẽ làm xáo
trộn các vật liệu bên trong và bên ngoài đống ủ. Điều này sẽ làm cho tất cả các vật
liệu được tiếp xúc với không khí phía bên ngoài và nhiệt độ cao phía bên trong của
đống ủ. Bằng cách này, tất cả các vật liệu sẽ được phân hủy với tốc độ như nhau và
các vi sinh vật gây bệnh, ấu trùng của côn trùng có cánh sẽ bị diệt. Thêm vào đó,
đảo trộn sẽ xé nhỏ các phần tử nguyên liệu rắn làm gia tăng diện tích bề mặt tiếp
xúc và các vật liệu được trộn lẫn nhau
 Ưu điểm
- Do xáo trộn thường xuyên nên chất lượng compost thu được khá đều;
- Vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp vì không cần hệ cung cấp khí.
 Nhược điểm
- Cần nhiều nhân công;
- Thời gian ủ dài (3 đến 6 tháng);
- Do sử dụng thổi khí tự động nên khó quản lý, đặc biệt là khó kiểm soát nhiệt
độ và nấm bệnh;
- Xáo trộn luống compost thường gây thất thoát nitơ và gây mùi;
- Quá trình ủ có thể bị phụ thuộc vào điều kiện thời tiết;
- Cần một lượng lớn vật liệu tạo cấu trúc và vật liệu tạo cấu trúc này khó tìm
hơn so với các phương pháp khác.
2.6.2.  theo lung dài hong vi thng bc
Trong phương pháp này vật liệu được sắp xếp thành đống hoặc luống dài. Không
khí được cung cấp cho hệ thống bằng quạt thổi khí hoặc bơm nén khí qua hệ thống
phân phối khí như ống phân phối khí hoặc sàn phân phối khí. Chiều cao luống hay
đống ủ khoảng 2÷2,5m.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 18 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

Để kiểm soát quá trình phân hủy hiếu khí bên trong khối ủ, mỗi khối ủ thường
được trang bị một máy thổi khí. Lượng không khí cung cấp phải đảm bảo đủ nhu
cầu oxy cho quá trình chuyển đổi sinh học và nhằm kiểm soát nhiệt độ trong khối ủ.
Thời gian cần thiết cho quá trình ủ khoảng 3-5 tuần, phần mùn sau khi ủ được
đem đi sàng tinh nhằm thu được sản phẩm phân chất lượng cao.
Trong một vài trường hợp, những vật liệu có kích thước lớn, độ ẩm thấp như mạt
cưa, gỗ vụn được thêm vào để kiểm soát độ ẩm của khối ủ ở mức tối ưu.
 Ưu điểm
- Dễ kiểm soát khi vận hành hệ thống, đặc biệt là kiểm soát nhiệt độ và nồng
độ oxy trong luống ủ;
- Giảm mùi hôi và mầm bệnh;
- Thời gian ủ ngắn (3 – 6 tuần);
- Nhu cầu sử dụng đất thấp và có thể vận hành ngoài trời hoặc có che phủ.
 Nhược điểm
- Hệ thống phân phối khí dễ bị tắc nghẽn, cần bảo trì thường xuyên;
- Chi phí bảo trì hệ thống và năng lượng thổi khí của phương pháp này cao
hơn thổi khí thụ động.[17]
Đồ án tốt nghiệp Đại học Khóa 2010-2014
ĐHBRVT

Ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học 19 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

3: VT LIU
3.1. 
3.1.1. 
- Thời gian: 10/02/2014 đến 30/06/2014
- Địa điểm: phòng Thí nghiệm Vi sinh –Hóa sinh, khuôn viên cơ sở 3 Trường

Đại học Bà Rịa-Vũng Tàu.
3.1.2. 
- Chế phẩm Compost maker của Viện Thổ nhưỡng Nông hóa Việt Nam;
- Các nguyện liệu ủ: vỏ ca cao và thân cây đậu được thu mua từ huyện Châu
Đức, Bà Rịa- Vũng Tàu và các thành phần bổ sung như phân bò, ure, lân,
DAP v.v
- Các môi trường nghiên cứu đã sử dụng sử dụng: Môi trường hoạt hóa chế
phẩm M1: NH
4
NO
3
1g; KH
2
PO
4
0,5g; MgSO
4
.7H
2
O 0,5g; NaCl 1g; CaCl
2
0,1g;
FeCl
3
0,02g; cao nấm men 0,05g; CMC 10g; nước cất 1000ml; pH = 7÷7.2. Môi
trường đục lỗ thạch WA: CMC 10g; Agar 20g; nước cất 1000ml. Môi trường hoạt
hóa nhân sinh khối chế phẩm M2: Chế phẩm men vi sinh 2kg; rỉ đường 0,5lít; urea
2kg, DAP kg; MgSO
4
0,5kg; KNO

4
0,5kg; pH= 7[1].
3.1.3. 
- Bình Kjeldahl
- Máy cất đạm
- Bình định mức 250 ml
- Erlen 100 ml
- Buret 25 ml
- Giấy đo PH
- Cân phân tích
- NaOH dung dịch 30% và đ 0,1 N
- Chỉ thị MR
- Ống đong dung tích 1000 ml
- Phễu thủy tinh
- Pipet 10, 25 ml
- Bình nón dung tích 250 ml
- Bếp điện
- Giấy lọc không tro
- Acid sunfulric đậm dặc và dung
dịch H2So4 0,1 N
- Hỗn hợp xúc tác sunfat đồng và