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
án này tôi xin chân thành c:
- Ban giám hing, PGS. TS Nguyng Khoa Hóa
hc và Công ngh thc phu kin tt nht cho tôi hoàn
tài.
- ThS. Trn Th Duyên, Ks. Nguy Tng dnh
cho tôi trong sut quá trình thc hi tài.
- Thy Hunh Minh Nht, cán b phòng thí nghim Vi sinh - o
u kin tt nht v trang thit b thí nghim trong sut quá trình thc hi tài.
- Các thy, cô Khoa Công ngh Thc phn giúp
tôi hoàn thi tài.
- c s h tr kinh phí ca Phòng Khoa hc và chuyn giao công
ngh i hc Bà Ra-
Cui cùng tôi xin gi li cn gng viên, ng h
t quá trình thc hin 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
ng tt c nhng kt qu nghiên c án này là
do tôi thc hing tham kho và nhng kt qu trích dn t các công
trình nghiên c án.
Vũng tàu, tháng 7 năm 2014
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
MC LC
LI C i
L ii
DANH MC HÌNH iv
DANH MC BNG iv
v
1.1. Mc tiêu c tài 2
1.2. Ni dung nghiên cu 2
3
2.1. 3
2.1.1. Ngun gc cây ca cao[4] 3
m cây ca cao 4
2.1.3. Thành phn hóa hc ca v trái ca cao 5
2.2. compost 5
2.3. Các phn ng sinh hóa xy ra trong quá trình compost 5
2.3.1. Phn ng sinh hóa 5
2.3.2. Phn ng sinh hc 6
2.4. Các yu t n quá trình compost 7
2.4.1. Các yu t vt lý 7
2.4.2. Các yu t hóa sinh 9
2.5. Li ích và hn ch ca quá trình compost 14
2.5.1. Li ích 14
2.5.2. Hn ch 15
2.6. Mt s compost trên th gii 15
2.6.1. theo lung dài và thi khí th ng có xáo trn 15
2.6.2. theo lung dài hong vi thng bc 16
: VT LIU 18
3.1. n nghiên cu 18
3.1.1. Thm 18
3.1.2. Nguyên vt liu 18
3.2. u 18
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
3.2.1. Tuyn chn ch phm sinh hc có kh
cao nht 18
3.2.2. Thit k máy nghin v ca cao 19
3.2.3. Xây dng quy trình và kho sát s bii ca các nhân t chính trong quá
trình 19
3.3. ng kê và x lý s liu 19
3.4. B trí thí nghim 20
3.4.1. Tuyn chn ch phm có hot tính phân gii cao 20
3.4.2. Thit k máy nghin v cacao 20
3.4.3. Tin hành phân: 22
o sát các thông s hóa lý trong quá trình compost 24
3.5.1. X 24
nh ch s pH 24
ng m 24
ng cht h 24
n 25
ng cellulose thô. 26
T QU VÀ BÀN LUN 27
4.1. Tuyn chn ch phm có hot tính enzyme cellulase cao 27
c l thch 27
31
36
38
39
41
42
Cacbon 44
45
T LUN VÀ KIN NGH 47
5.1. Kt lun 47
5.2. Kin ngh 47
U THAM KHO 48
PH LC 50
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
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
DANH MC HÌNH
Hình 1. Cách b trí thí nghim tuyn chn ch phm 20
Hình 2. B trí thí nghim quy trình compost 23
Hình 3. Vòng phân gii ng thch 30
Hình 4. S i nhi trong quá trình 37
Hình 5. Bi s m trong quá trình 38
Hình 6. Bi s i pH trong quá trình 40
Hình 7. S bi 41
Hình 8. Bi s i h 43
Hình 9. Bi s ng Cacbon trong quá trình 44
Hình 10. Bi s i t l C/N trong quá trình 46
Hình 11. Bi ng glucose chun 53
Bng 1. Khong nhi ca các nhóm vi sinh vt 8
Bng 2. T l C/N ca mt s cht thi 10
Bng 3. Các thông s quan trng trong quá trình làm phân h 13
Bng 4. Thành phn nguyên liu compost 22
Bng 5ng kính vòng phân giu kin hiu khí 27
Bng 6ng kính vòng phân giu kin k khí 28
Bng 7ng kính vòng phân giu kin k khí và hiu khí 29
Bng 8. Kt qu u kin hiu khí 31
Bng 9. Kt qu u kin hiu khí 31
Bng 10. Kt qu u kin hiu khí 32
Bng 11. Kt qu u kin k khí 33
Bng 12. Kt qu u kin k khí 33
Bng 13. Kt qu u kin k khí 34
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
Bng 14. Kt qu u kin k khí và hiu khí 34
Bng 15. Kt qu u kin k khí và hiu khí 35
Bng 16. Kt qu u kin k khí và hiu khí 35
Bng 17. Ch u vào ca nguyên liu 36
Bng 18. S i nhi trong quá trình 36
Bng 19. S m trong quá trình 38
Bng 20. S i pH trong quá trình 39
Bng 21. S 41
Bng 22. S 42
Bng 23. S ng Cacbon 44
Bng 24. S i t l C/N trong quá trình 45
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 cuc s i không ch tiêu th và s dng mt s
ng ln các nguyên liu, sn phm t tn ti và phát trin, ng
tht thi lng sng các ph thi, rác thi có
hong.
Nhìn chung tình hình phát sinh rác thi gây ô nhiu xy ra hu ht tt c
, h n xut khác nhau. Trong s ng sn xut
cacao t trong nhng hong phát sinh ngun thi góp phn vào s ô
nhing.
cacao cacao
cacao
[2]
V cacao chm phân hy do có hai thành lignin và cellulose. Các ph phm nông
nghip khác có thi gian phân hn ch
Có rt nhiu bin pháp x lý rác thi hiu qu và không gây ô nhing,
tái s dng rác thành các sn phm có giá tr kinh t. T
u hi x lý cht thi là s dng bin pháp phân hy sinh hc,
p phân hy sinh hc cht thi h bin compost hiu
khí và phân hy bin compost hiu khí là ít tn kém, sn phm
ca quá trình là compost có th s dng làm phân bón. Quá trình compost giúp
chuyn hóa các dng hp cht h,
lignino thành các hp chi
ng. Bên c trong h thi cao có
th cho phép loc các mm brình
ng và nht là phù hp vi các quy lut t nhiên, có th tái
s dng làm phân bón cho các loi cây nông nghip.[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
s dng ci sn xut gim chi phí phân bón
chn cây trng khác; gim chi phí x lý ô nhing do
ng ln v cacao t. Chúng tôi thc hin Hoàn
thiện quy trình sản xuất phân hữu cơ từ vỏ trái cacao và thân cây họ đậu
1.1. Mc tiêu c tài
- Tuyn chc ch phm sinh hc có kh i cellulose nhanh
nht;
- Thit k máy nghin v ca cao;
- Kim soát và u chnh các yu t trong quá trình ;
- Sn xut phân bón h t v cacao và thân cây h u, và chuyn giao
i dân sn xut;
- Kim ng phân thành phm.
1.2. Ni dung nghiên cu
- Thit k thit b x lí thô v cacao u;
- Tuyn chn ch phm có kh y cellulose nhanh nht;
- Phân tích các ch u vào ca v ca cao
nhi m;
- nh công thc phi trn ca các thành phng
- So sánh t hoai mc và s bii ca các yu t trong quá trình 2
nghim thc:
A
1
Nghim thc 1: s dng ch phm Gem-P và Gem-K;
A
2
Nghim thc 2: s dng ch phm Compost Maker ca Vin Th
ng Nông Hóa Vit Nam do Ths. Nguyn Th Thu Hà cung cp.
- Theo dõi s bin thiên trong quá trình các ch tiêu: nhi, m, pH,
cht hng cacbon,
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. Ngun gc cây ca cao[4]
Ngun gc ca cây ca cao c sông amazon, Nam M. T
phát tric khác Trung và Nam M vi hai loi chính là Criollo và
Forastero. Criollo có dng h nh nh i d nhim
bnh. Forastero có dng cây cao, khe, h nh.
Ht Forastero dng dp, lá mm bên trong màu tím, cha nhiu loi ch
Criollo.
Do vy, hu ht các vùng trng ca cao trên th gii hi u trng dng
Forastero. Th dân Nam M ung. Hc rang lên,
nghin nh, trn thêm b t. Ngày nay, mt s c
uc sy còn tn ti, mc dù có thay
ng, vanilla hoc tinh du qu. Nicaragua, ht ca cao có
t th tin t c s dng
rng rãi t th k th 6 các b tc n th k th
rng tãi Trung M. T th k 16, ca cao bu phát trin rc khác
trên th gii, c hc Nam M và vùng bienezuela,
c trng Pu
th k p tc m rng qua và Scrilanca vài ch
n thi gian này loi ph Criollo vn chim din tích ch yu. Brazil và Ecurador
là nhu tiên phát trin loi ph u th k 19 ca cao bt
c xut khu vi quy mô 2000-5000 tn t c Nam M.
Cui th k 19 ca cao mc trng tc ht là Ghana
và Nigieria. Ngày nay, ca cao phát trin rt nhanh do có th ng n Châu Âu.
1900 Châu Phi ch chim 17% tng sng ca cao thê gim
1960, t l i 73%. T lc Châu Á bu
phát trin mc ht là c Malaysia, Indonesia, , Sri
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
u th k n nam Vit Nam, tuy
nhiên do mt s yu t cây ca cao tht s phát trin. Kho
1994, mt d án v trng cây ca cao vc thc hin, ch yu
ng Ngãi tuy nhiên vn tht bi không th phát trin m
cao su.
2.1.2. m cây ca cao
Ca cao là loài thân g nh có th n 10-20 m nu mc t nhiên trong rng.
Trong sn xung xén b vic thu hoch có th d
cao cng thành không t ng kính thân cây t 10-
15 cm. Cng tc che
ch tránh bt tia nng mt tri và gióc bit là trong nhu ca
thi k phát trin và có th trng xen canh cây ca cao vi mt s cây kinh t khác.
Thi k kinh doanh hiu qu có th kéo dài t
Mn hàng nghìn hoa
t 1-u thành trái. Sau khi th phng chm trong khong 40
t t t khi th phn 85 ngày s ng
ca trái chm li, trong khi ht bên trong trái b
thi k ht béo. Ly hình thành khong 140 ngày sau khi
th phn khi trái chín kéo dài t 5-6 tháng.
Trái ca cao có th t chiu dài t 15-20 cm, khng trung bình t 200g-1kg.
Tùy theo tng loài, hình dng c i t hình cu, hình dài nhn, hình
trng hoc hình ng. Màu sc c.
Mi trái cha khong 20-40 ht.
Ly chim khong 15-20% trng ca h và cha
mt tr ng rt cao, có th s dng lc sinh t,
kem hoc ct trái cây, hay s dng ch bi
V qu ca cao cha 3-4% kali trên trng cht khô, là ngun phân bón giàu
t t v dã tc s d làm xà phòng. V qu 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
nh có th n vào thu, dê. Bò có th c tip v
c cho khu phn c voi.
2.1.3. Thành phn hóa hc ca v trái ca cao
c, cht béo, cacbohydrate, nitrogen, acid h
phn này s ng khác nhau cht nhy, v ht và tht ht.
- Cht nhy (tht qung cao nht, ngoài ra còn có
acid citric làm cho pH tht qu luôn mc 3,5
- V hng khoáng trung bình có
trong v qu ca cao vào khong 8,2% trng v
2.2. v compost
- Quá trình ch bn compost: là quá trình phân hy sinh hc và nh ca
cht hu kin nhi thermoliphic. Kt qu ca quá trình phân hy
sinh hc to ra nhit, sn phm cui cùng nh, không mang mm bnh và có ích
cho vic ng dng cho cây trng.[1]
- Compost: là sn phm ca quá trình ch bic
cht mùn, không cha các mm bnh, không lôi kéo các côn trùng, có th
tr an toàn và có li cho s phát trin ca cây trng.[1]
2.3. Các phn ng sinh hóa xy ra trong quá trình compost
2.3.1. Phn ng sinh hóa
Quá trình phân hy cht thi rn din ra rt phc tp, qua nhin và sn
phm trung gian. Ví d, quá trình phân hy protein: protein peptides amino
acids hp cht ammonium nguyên sinh cht ca vi khun và N hoc NH
3.
i vi carbonhydrate, quá trình phân hy xy ra: carbonhydrate
acid h CO
2
và nguyên sinh cht ca vi khun.[5]
Nhng phn ng chuyn hóa sinh hóa din ra trong quá trình hiu khí v
c nghiên cu chi tit. Cn khác nhau trong quá trình hiu khí có th
phân bit theo bin thiên nhi
- Pha thích nghi: ln cn thi vi sinh vt thích nghi vng
mi
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
- ng: i s do quá trình phân hy
sinh hc
- t: ln nhi n nh
cht thi và tiêu dit vi sinh vt gây bnh hiu qu nht. Phn ng hóa sinh xy ra
trong quá trình hiu khí và phân hy
CHC + O
2
+ VSV hiu khí CO
2
+ NH
3
+ sp ng
CHC + O
2
+ VSV khí CO
2
+ H
2
S +NH
3
+ CH
4
ng
- Png thành: ln gim nhit n bng nhi ng.
Quá trình lên men chm và thích hp cho s hình thành cht keo mùn (quá trình
chuyn hóa các phc cht ht mùn) và các cht khoáng (st, canxi,
i cùng thành mùn. Các phn (sn
phm ph ca quá trình nh cht thi) b oxy hóa sinh hc to thành nitrit (NO
2
)
và cui 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
-
Kt h
NH
4
+
+ 2O
2
NO
3
-
+ 2H
+
+H
2
O
Vì NH
4
+
c tng hp trong mô t bào, phn
tng hp trong mô t bào:
NH
4
+
+ 4CO
2
+ HCO
3
-
+ H
2
O C
5
H
7
NO
2
+ 5H
2
O
n ng nitrat hóa tng cng x
22NH
4
+
+ 37O
2
+ 4CO
2
+ HCO
3
-
21NO
3
-
+ C
5
H
7
NO
2
+ 20H
2
O + 42H
+
2.3.2. Phn ng sinh hc
compost là quá trình sinh hc mà các cht hcó trong cht thi rc
bii thành các cht mùn nh do hong ca các th chc có th sng
u kin t nhiên hin din trong cht thi. Các t chc này gm các loi vi
sinh vn, nm, cht hc phân hu t vi sinh vt
tiêu th bc mn thc hin. Trong thu, vi khun thích hp
u kin Mesophilic xut hic.[11]
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
Nhi n Thermophilic xut hin chim hu ht các v trí trong
khi , thermophilic nng t 5-10 ngày sau khi . Nu nhi
-70
o
C thì nm và hu ht các vi khun b c ch, ch còn các dng bào t
có th phát trin cui cùng, nhi gim Actinomycetes tr nên
chi làm cho b mng xut hin màu trng hoc nâu.
Các loi vi khun Thermophilic, hu htrng
trong vic phân hy protein và hydratcacbon. Mc dù ch hong bên lp ngoài
ng và ch hong trong thi gian cui
trò trong vic phân hy cellulose, lignin và các cht bn vn
tiêu th bc mp thc hin xong, các cht này s là th
vt tiêu th th c cánh cng vt nguyên sinh, phiêu
sinh.[10]
2.4. Các yu t n quá trình compost
2.4.1. Các yu t vt lý
Các yu t vt lý ng ti quá trình gm: nhi c
nguyên li thoáng khí.[16]
2.4.1.1. Nhi
ây là yu t quan trng trong quá trình ch bin compost vì nó quyt nh
thành phn qun th vi sinh v
Thermophilic chi), ngoài ra nhi còn là mt ch th nhn bit các
n xy ra trong quá trình compost.
Nhi t 60
o
C, thích hp vi vi khun thermophilic và t
phân hy các cht ht. Nhi ng này s c ch hong
ca vi sinh vt làm cho quá trình phân hy din ra không thun li, còn nhi
thng này thì phân s t tiêu chun v mm bnh.
Nhit trong lung có th u chnh bng nhiu
ch thoáng khí m, cô lp khi vi mông bên ngoài bng cách
che ph hp lý.
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
Bng 1. Khong nhi ca các nhóm vi sinh vt
Loài vi sinh vt
Nhi (
o
C)
Khong
T
lnh (Psychrophilic)
10 30
15
m (Mesophilic)
40 50
35
t (thermophilic)
45 75
55
2.4.1.2. m
Là yu t cn thit cho ho ng ca vi sinh vt trong quá trình ch bin
compost. Vì c cn thing và nguyên sinh cht
ca t bào.
m tng 50 60 %. Các vi sinh vnh trong
quá trình phân hy cht hng tp trung ti lc mng trên b mt ca
cht hu m quá nh (< 30%) s hn ch hong ca vi sinh vt, còn
m quá ln (> 70%) thì quá trình phân hy s chm li, s chuyn sang ch
phân hy khí vì quá trình thi khí b cn tr do hing bít kín các khe rng
qua, gây mùi hôi, rò r chng và lan truyn vi
sinh vt gây bnh
m n s i nhi trong quá trình c có nhit
t c các vt liu khác.
m thp có th u chnh b m cao có th u
chnh bng cách trn vi vt li m th
m ca phân bng v
tn b sung thêm các cht ph gi n giá tr cn thit.
i vi h thng sn xut phân h m có th c khng ch bng
cách tun hoàn sn phm phân h.
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
2.4.1.3. Kc ht
Kc ht ng ln t phân hy. Quá trình phân hy hiu khí
xy ra trên b mt ht, hc nh s có tng din tích b mt ln nên s
tip xúc vi oxy, gia n tc phân hy.
Tuy nhiên, nc ht quá nh và cht s làm hn ch s
ng u này s làm gim oxy cn thit cho các vi sinh vng và
gim m hot tính ca vi sinh vt. Nc li, hc quá ln s
xp cao và to ra các rãnh khí làm cho s phân b u, không có li cho
quá trình ch bin phân h
ng kính ht t bin khong 3 50mm. Kc ht
t c bng nhi t, nghin và sàng vt liu thô ban
u.[6]
2.4.1.4. xp
xp là mt yu t quan trng trong quá trình ch bin phân h xp
t i tùy theo loi vt liu ch bin phân, thôn xp cho quá
trình ch bin phân din ra tt khong 3560%, t36%
xp ca cht thi hng trc tin quá trình cung cp oxy cn
thit cho s i cht, hô hp ca các vi sinh vt hiu khí và s oxy hóa các
phn t hn din trong các vt liu xp thp s hn ch s vn chuyn
oxy , nên hn ch s gii phóng nhi khi c l
xp cao có th dn ti nhi trong khi thp, mm bnh không b tiêu dit.
xp có th c u chnh bng cách s dng vt liu to cu trúc vi t l
trn hp lý.
2.4.2. Các yu t hóa sinh
2.4.2.1. Cht ding
Có rt nhiu nguyên t n quá trình phân hy do vi sinh vt: trong
Cacbon và N là cn thit nht, t l C/N là thông s ng quan trng
nht; photpho (P) là yu t quan trng k tinh (S); canxi (Ca) và các
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
nguyên t i cht ca t
bào.[19]
Khong 20-40% C ca cht thi ht thi np liu) cn thit cho
quá ng hóa thành t bào mi, phn còn li chuyn hóa thành CO
2
. Cacbon
cung cng và sinh kh to ra khong 50% khng t bào vi
sinh vt. N là thành phn ch yu ca protein, acid nucleic, acid amin, enzyme,
co-enzyme cn thit cho s phát trin và hong ca t bào.
T l C/N t compost là khong 30/1. mc t l th
N s tha và sinh ra khí NH
3
, nguyên nhân gây ra mùi khai. mc t l
s phân hy xy ra chm.
T lê C/N ca các cht thc trình bày trong bng sau. Tr phân
nga và lá khoai tây, t l C/N ca tt c các cht thu phu
ch t giá tr tc khi tin hành làm phân.
Bng 2. T l C/N ca mt s cht thi
STT
CHT THI
N (% khng khô)
T L C/N
1
Phân bc
5,5 6,5
6 10
2
c tiu
15 18
0,8
3
Máu
10 14
3,0
4
ng vt
4,1
5
Phân bò
1,7
1,8
6
Phân gia cm
6,3
1,5
7
Phân cu
3,8
-
8
Phân heo
3,8
-
9
Phân nga
2,3
25
10
Bùn cng thi khô
4 7
11
11
Bùn cy
2,4
12
Bùn hot tính
5
6
13
C ct xén
3 6
12 15
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
14
Cht thi rau qu
2,5 4
11 12
15
C hn hp
2,4
19
16
Lá khoai tây
1,5
25
17
Tru lúa mì
0,3 0,5
128 150
18
Tru yn mch
0,1
48
19
M
0,1
200 500
Khi bu quá trình phân, t l C/N gim dn t 30/1 xung 15/1 các sn
phm cui cùng do hai phc gii phóng to ra CO
2
khi các hp cht
h phân hy bi các vi sinh vt.
Mc dù t l C/N khong 30/1 là mc tiêu t phân compost,
nh t l này có th u chnh theo giá tr sinh hc ca vt liêu
quan trng nht là cn quan tâm ti các thành phng lignin cao.
Trong thc t, vic tính toán và hiu chnh chính xác t l C/N tp phi
- Mt phcellulose và lignin khó b phân hy sinh hc, ch
b phân hy sau mt khong thi gian dài;
- Mt s chng cn thit cho vi sinh vt không có sn;
- Quá trình c nh N có th x i tác dng ca nhóm vi khun
c bit khi có m PO
4
3-
;
- t kt qu chính xác.
Nu t l C/N ca nguyên liu làm t hn ch s phát
trin ca vi sinh vt do thiu N. Chúng phi tri qua nhiu chu k chuyn hóa, oxy
t t l C/N thích hp. Di gian cn thit
cho quá trình làm phân b n phc ch
nghiên cu cho thy, nu t l C/N u là 20, thi gian cn thit cho quá trình
làm phân là 12 ngày, nu t l ng trong khong 20 50, thi gian cn
thit là 14 ngày và nu t l C/N =78, thi gian cn thit là 21 ngày.[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
2.4.2.2. pH
Giá tr pH trong khong 5,5 8,5 là tác vi sinh vt trong quá trình
phân compost. Các vi sinh vt, nm tiêu th các hp cht hi ra các acid
hu ca quá trình phân rác, các acid này b tích t và kt
qu làm gim pH, kìm hãm s phát trin ca nm và vi sinh vt, kìm hãm s phân
hy lignin và cellulose. Các acid h tip tc b phân hy trong quá trình
phân. Nu h thng tr nên ym khí, vic tích t các acid có th làm pH gim xung
n 4,5 và gây ng nghiêm trn hong ca vi sinh vt.
2.4.2.3. Vi sinh vt
Ch bin compost là mt quá trình phc tp bao gm nhiu loi vi sinh vt khác
nhau. Vi sinh vt trong quá trình ch bin compost bao gm : actinomycetes và vi
khun. Nhng loi vi sinh vt này có sn trong cht h b sung thêm vi
sinh vt t các ngu giúp quá trình phân hy xy ra nhanh và hiu qu
Hin nay có nhiu chng vi sinh vt c các nhà khoa hc nghiên cu, phân
lp s d phân gii các cht ht cách hiu qu. Chúng phân gii các
cht d phân h n các cht khó phân h
cellulose.[20]
2.4.2.4. Cht h
T phân hy tùy thuc vào thành phn và tính cht ca cht ht
h dàng phân ht h-
cellulose là nhng cht phân hy rt chm.
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
Bng 3. Các thông s quan trng trong quá trình làm phân h[13]
THÔNG
S
GIÁ TR
c
Quá trình t hiu qu tc cht thi
khong 25 75mm.
T l C/N
T l C/N tng trong khong 2550.
- t l th
3
, hot tính sinh hc gim;
- t l ng b hn ch.
Pha trn
Thi gian ng.
m
Nên kim soát trong phm vi 50-60% trong sut quá trình ,
t.
o trn
Nhn nga hio thành
các rãnh khí, trong quá trình làm phân ht thi hu
c xáo trnh k. Tn suo trn ph thuc
vào quá trình thc hin.
Nhi
Phc duy trì trong khong 50-55
o
i vi mt vài
u và 55-60
o
C trong nh
o
C
hot tính ca vsv gi.
Kim soát
mm bnh
Nhi 60-70
o
C, các mm bu b tiêu dit
Nhu cu v
không khí
ng oxy cn thic tính toán da trên cân bng t
ng. Không khí cha oxy cn phc tiu vi
tt c các phn ca cht thi rn làm phân
Ph
T - hn ch s i dng NH
3
,
pH t quá 8,5.
M
phân hy
gim nhi vào thi gian cui.
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
2.5. Li ích và hn ch ca quá trình compost
2.5.1. Li ích
- c la ch bo tn ngung;
- Kéo dài tui th cho các bãi chôn lp;
- nh cht thi: các phn ng sinh hc xy ra trong quá trình ch bin
compost s chuyn hóa các cht h thi ra sang dng nh, ch yu là
các chng khi tht hoc;
- Làm mt hot tính ca vi sinh vt gây bnh: nhit ca cht thi sinh ra t quá
trình phân hy sinh hc có th t khong 60
o
làm mt hot tính ca vi
khun gây bnh, vius và trng giun sán n c duy trì ít nht
mt ngày, các sn phm ca quá trình ch bin compost có th thi b an toàn trên
t hoc s dng làm cht b t;
- Thu hng và ci tt: các chng (N, P, K) có trong
cht thng dng hc tp, cây trng khó hp th. Sau quá trình làm
phân compost, các chc chuyn thành các ch
3
-
và PO
4
3+
thích hp cho cây trng. S dng sn phm ca quá trình ch bin compost b sung
t có kh m tht thoát ng do rò r các cht
n ti ch yi dt trng
c ci tin nên giúp r phát trin t
- Làm khô bùn: phân ngi, phân dng vt và bùn cha khong 80 95%
n chuyn và thi b cao. Làm khô bùn trong quá
trình i dng nhit ca cht thi sinh ra t quá
trình phân hy sinh hc làm c cha trong bùn;
- nh cho cây trng: Tt bón phân vi sinh vi
ng cao, d hp th và chng loi vi sinh v ng không
nht cây trng mà còn gim thiu bnh cho cây tr
vi các loi phân bón hóa hc khác.
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
2.5.2. Hn ch
- ng cht dinng trong compost không tha mãn yêu cu;
- c tính ca cht thi h i rt nhiu tùy thuc vào thi
gian, khí h bin phân, dn tính cht ca sn ph
khác nhau. Bn cht ca vt ling làm cho s phân b nhi
trong kh t hot tính ca vi sinh vt
gây bnh trong sn phn toàn;
- Quá trình sn xut compost to mùi khó chu nu không thc hin quy trình
sn ch bi;
- Hu ht các nhà nông vn thích s dng phân hóa ht tin,
d s dt cây trng mt cách rõ ràng.[12]
2.6. Mt s compost trên th gii
2.6.1. theo lung dài và thi khí th ng có xáo trn
Tront liu c sp xp theo lung dài và hc
o trn theo mt chu k nhnh nhm cp khi cho lung Các lung compost
c xáo trn bng cách di chuyn lung compost vi xe xúc hoc xe trn chuyên
dng.
Các lung có chii t i vi nguyên liu có m
i vi nguyên liu nh u rng lung i
t 1,5-6m.
c cung cp ti h thng bng t nhiên
khu nh k ng
xuyên nhm tru cht thi rn trong lung phân, tr m và h tr cho
thi khí th ng. Vic xáo trc thc hin bng xe xáo trn chuyên dng hoc
bng xe xúc. Các thit b s dnh theo hình dng thc t ca lung .
T làm thoáng khí ph thu xp cng . Lung vi các nguyên
liu nh thoáng khí l thoáng khí ca lung vi
nguyên liu phân. Nu lung quá ln, các vùng khí có th xut hin khu vc
u này s to mùi khi lung o trn. Nc li, các lung
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
nh s mt nhit quá nhanh và s không th c nhi l dit vi sinh
vt gây bm.
o trn s làm cho nguyên liu c tru, to l xp cng , loi
tr c các khong trng to ra bi s phân hy và sa lng. o trn s làm xáo
trn các vt ling u này s làm cho tt c các vt
lic tip xúc vi không khí phía bên ngoài và nhi cao phía bên trong ca
ng . Bng cách này, tt c các vt liu s c phân hy vi t
các vi sinh vt gây bnh, u trùng ca côn trùng có cánh s b dit. T
o trn s xé nh các phn t nguyên liu rn tích b mt tip
xúc và các vt lic trn ln nhau
m
- Do xáo trng xuyên nên chu;
- Vn hành thp vì không cn h cung cp khí.
m
- Cn nhiu nhân công;
- Thi gian n 6 tháng);
- Do s dng thi khí t ng nên khó quc bit là khó kim soát nhit
và nm bnh;
- Xáo trn lung gây tht thoát và gây mùi;
- Quá trình có th b ph thuu kin thi tit;
- Cn mng ln vt liu to cu trúc và vt liu to cu trúc này khó tìm
.
2.6.2. theo lung dài hong vi thng bc
t lic sp xng hoc lung dài. Không
khc cung cp cho h thng bng qut thi khí ho thng
phân phng phân phi khí hoc sàn phân phi khí. Chiu cao lung hay
ng khong 2÷2,5m.
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
kim soát quá trình phân hy hiu khí bên trong khi , mi khi ng
c trang b mt máy thng không khí cung cp phm b nhu
cu oxy cho quá trình chuyi sinh hc và nhm kim soát nhi trong khi .
Thi gian cn thit cho quá trình khong 3-5 tun, phn mùn sau khi c
hc sn phm phân chng cao.
Trong mng hp, nhng vt lic l m thp t
v ki m ca khi mc t.
m
- D kim soát khi vn hành h thc bit là kim soát nhi và nng
oxy trong lung ;
- Gim mùi hôi và mm bnh;
- Thi gian ngn (3 6 tun);
- Nhu cu s dt thp và có th vn hành ngoài tri hoc có che ph.
m
- H thng phân phi khí d b tc nghn, cn bng xuyên;
- Chi phí bo trì h thng thi khí c
i khí th ng.[17]
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
3: VT LIU
3.1.
3.1.1.
- Thn 30/04/2014
- m: phòng thí nghim Vi sinh Hó ng
i hc Bà Ra-
3.1.2.
- Ch phm Compost maker ca Vin Th ng Nông hóa Vit Nam;
- Các nguyn liu : v c thu mua t huyn Châu
c, Bà Ra- n b sung
DAP v.v
- ng nghiên c dng s dng hot hóa ch
phm 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 nc ct 1000ml; pH = 7÷7.2. Môi
c l thc cng hot
hóa nhân sinh khi ch phm M2: Ch phm men vi sinh 2kg; r ng 0,5lít; urea
2kg, DAP kg; MgSO
4
0,5kg; KNO
4
0,5kg; pH= 7[1].
3.2.
3.2.1. Tuyn chn ch phm sinh hc có kh
cao nht
- M n l c ch phm sinh hc có kh
cellulase có ho cao nh ng dng vào quá trình .
Tin hành ly mi ch phm sinh hng M1, có b
sung v t cm ng, hong M1 u
kiu kin hiu khí; k khí; kt hp gia hiu khí và k khí;
sau 48h, 72h, 96h, lt dch enzyme và th hot tính enzyme bng
c l th ng kính vòng phân ging