nghiên cứu các điều kiện công nghệ để phân huỷ bã dâu làm phân hữu cơ vi sinh bởi nấm mốc nl8

Website: Email : Tel : 0918.775.368
Mở đầu
Trong những năm gần đây, sự phát triển kinh tế xã hội của nớc ta đã đạt đợc
những thành tựu đáng kể. Vấn đề môi sinh ngày càng trở nên có tầm quan trọng
đặc biệt đối với đời sống con ngời, sinh vật và sự phát triển kinh tế, văn hoá, xã
hội của đất nớc. Việc sử dụng quá mức phân hoá học không những gây hậu quả
nặng nề đối với đất đai và sức khỏe cộng đồng mà còn rất lãng phí vì cây trồng
chỉ hấp thụ đợc khoảng 30% số phân đã bón cho đất, việc sử dụng phân hữu cơ vi
sinh sẽ khắc phục đợc tình trạng trên, đồng thời tạo ra đợc một nền nông nghiệp
sạch, an toàn.
Rợu vang là một loại đồ uống đợc lên men từ dịch quả đang có nhu cầu sử
dụng lớn. Công nghệ sản xuất rợu vang đã và đang phát triển mạnh mẽ nhng
đồng thời nó đã tạo ra một lợng bã thải rất lớn. Cho đến nay, lợng bã thải đó vẫn
cha đợc xử lý, đã trở thành một yếu tố gây ô nhiễm môi trờng sống. Do đó, việc
tận thu nguồn bã quả từ sản xuất rợu vang để chế biến thành phân bón hữu cơ vi
sinh sẽ rất có hiệu quả và ý nghĩa to lớn về mặt kinh tế, xã hội, đảm bảo an toàn
cho sức khoẻ của mỗi con ngời và cho môi sinh.
Xuất phát từ ý nghĩa thực tiễn, nhằm góp phần tìm ra đợc quy trình xử lý bã
thải nhanh hơn nữa để giảm tình trạng môi trờng, nâng cao năng suất cho cây
trồng, Một trong những đề xuất là sử dụng các chủng vi sinh vật có khả năng
phân giải phế thải của ngành sản xuất rợu vang làm phân bón với tên đề tài cụ thể
là: nhằm tận
thu một cách có hiệu quả bã dâu thải ra sau khi tách dịch quả, cũng đồng thời
làm sạch môi trờng, đáp ứng nhu cầu phân bón cho cây trồng, tạo một nền nông
nghiệp sạch và an toàn.

1
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Mục tiêu của đề tài là tuyển chọn một số chủng vi sinh vật có khả năng
phân giải xenluloza cao, từ đó sử dụng chúng để phân huỷ bã dâu làm thành phân
bón vi sinh.

Để đạt đợc mục tiêu đó, nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm các phần
sau:
1. Tuyển chọn chủng vi sinh vật có hoạt tính phân giải xenluloza cao dùng
trong xử lý dã dâu.
2. Tiến hành lên men để thực nghiệm khả năng phân giải các chủng vi sinh
vật đã đợc tuyển chọn đối với bã dâu với quy mô phòng thí nghiệm.
3. Nghiên cứu quá trình ủ bã dâu trong điều kiện thay đổi độ ẩm của bã, tỷ lệ
C/N, tỷ lệ giống đa vào ủ.

2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Phần i: tổng quan
I.1. Cây dâu và giá trị sử dụng của nó
Dâu là một loại cây đợc trồng nhiều ở khu vực Trung du - miền núi. ở
Đồng bằng cây dâu đợc trồng để lấy quả thì ít hơn. Cây dâu ngoài việc cho lá
nuôi tằm, hàng năm cây dâu cũng lại ra hoa cho quả. Hoa quả ra hàng năm tuỳ
thuộc giống dâu và mùa vụ. Mùa xuân dâu nảy lộc ra hoa kết quả vào tháng 2,
tháng 3, quả chín vào tháng 4. Mùa thu cây dâu cũng cho quả, nhng quả ít hơn,
bé hơn. Các giống dâu trồng vờn để lu lâu năm cho quả nhiều, quả to và chất l-
ợng quả tốt. Các giống dâu đốn hàng năm sẽ cho quả ít hơn, chua hơn. Những
giống nào cho sản lợng lá cao thì quả sẽ ít và ngợc lại. Nếu trồng dâu để lấy quả
thì nên chọn giống dâu ít lá, tha lá, lá nhỏ và mỏng. Thành phần của dâu cũng
khác nhau tuỳ thuộc vào các giống dâu khác nhau. Tuy nhiên thành phần trung
bình của quả dâu gồm:
Nớc 84,71%
Đạm thô 0,31%
Đờng 9,19%
Axit tự do 1,86%
Vitamin C 30-40ppm
Tanin 1,5%

Chất hoà tan không đạm 2,1%
Tro 0,66%
Xenluloza 0,1%
Từ lúc hình thành đến lúc chín hẳn quả dâu có màu thay đổi từ màu xanh
sang màu hồng, màu đỏ tơi, màu tím rồi màu đen. ứng với từng giai đoạn chín
khác nhau, hàm lợng, thành phần các chất cũng khác nhau:

3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Thành phần Quả màu
hồng
Quả màu
đỏ tơi
Quả màu
tím
Quả màu
đen
Đờng (%) 2,25 2,78 3,75 4,19
Tanin (%) 2,31 2,25 2,07 1,86
Axit tổng số (%) 3,62 3,21 2,37 1,54
pH 3,30 3,34 3,46 4,05

Cây dâu tằm ngoài việc lấy lá nuôi tằm thì thân cây và quả dâu còn đợc con
ngời sử dụng vào nhiều công dụng rất khác nhau nh: cành, rễ, lá làm thuốc đông
y; vỏ dâu chế tạo xenlulo làm bông, giấy; cành dâu, thân dâu dùng làm bột giấy,
ép thành giá thể nuôi cấy mộc nhĩ, nấm hơng Quả dâu có thể dùng để chế biến
mứt dâu; sản xuất rợu vang Đặc biệt là các sản phẩm đợc làm ra từ quả dâu rất
đợc con ngời a chuộng và đợc sử dụng khá nhiều.
I.2. Hệ enzym xenlulaza: cơ chất và cơ chế tác dụng
I.2.1. Xenluloza

Xenluloza là một loại homopolyme của

-Dglucoza. Các gốc

-D-
glucoza đợc nối với nhau qua liên kết

-D-1,4-glucoza. Mức độ polyme hoá của
phân tử xenluloza thay đổi nhiều (từ vài trăm đến 15.000) trung bình là 3000.
Tuỳ theo từng loại thực vật mà các phân tử xenluloza có khối lợng phân tử khác
nhau rất nhiều (từ 50.000 đến 2.500.000).
Nhờ phơng pháp phân tích bằng tia Rơnghen ngời ta biết rằng xenluloza có
cấu tạo sợi. Các sợi này liên kết lại thành những bó nhỏ gọi là các microfibrin có
cấu trúc không đồng nhất, chúng có những phần đặc (phần kết tinh) và những
phần xốp hơn (phần vô định hình).
Các sợi microfibrin có chiều rộng khoảng 100-300A
0
(1A
0
= 10
-7
mm) và
chiều dày khoảng 40-100A
0
. Chiều dài của một phân tử xenluloza tự nhiên thờng
lớn hơn hàng chục lần so với chiều dài của một phần kết tinh.

4
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Xenluloza là một trong những hợp chất tự nhiên khá bền vững. Nó không

tan trong nớc mà có thể chỉ bị trơng lên do hấp thụ nớc, xenluloza bị phân huỷ
khi đun nóng với axit hoặc kiềm ở nồng độ khá cao. Xenluloza bị phân huỷ ở
nhiệt độ bình thờng hoặc ở nhiệt độ 40-50
0
C nhờ các enzym phân huỷ xenluloza
đợc gọi chung là xenlulaza.
Trong tế bào thực vật xenluloza liên kết chặt chẽ với hemixenluloza một
loại hetepolyme chứa nhiều loại monosaccarit nh galactoza, manoza, glucoza,
xitoza, arabinoza với pectin (hợp chất polyme của axit D-galacturonic), với
lignin (homopolyme của N-axetylglucozamin). Điều này ảnh hởng rất nhiều đến
sự phân huỷ xenluloza của enzym. Chỉ trong một số trờng hợp (ví dụ trong sợi
bông) xenluloza mới tồn tại trong trạng thái một polyme gần tinh khiết.
I.2.2. Hệ enzym xenlulaza
Xenlulaza là một hệ enzym phức tạp xúc tác sự thuỷ phân xenluloza thành
xenlobioza và cuối cùng thành glucoza. Sự phân giải xenluloza dới tác dụngcủa
hệ enzym xenlulaza xảy ra theo ba giai đoạn chủ yếu sau:
Trong giai đoạn thứ nhất, dới tác dụng của tác nhân C
1
, xenluloza nguyên
thể chuyển thành xenluloza hoà tan. Ngời ta cho rằng tác nhân C
1
gây ra sự
biến đổi xenluloza trong giai đoạn này không phải là enzym mà là bao
gồm một số tác nhân nào đó đặc trng của môi trờng có vi sinh vật phát
triển. Thực chất về vấn đề này cho đến nay vẫn cha đợc giải thích rõ.
Trong giai đoạn thứ hai, xenluloza (đã biến đổi sau giai đoạn 1) bị thuỷ
phân dới tác dụng xúc tác của hệ enzym thuỷ phân C
X
tạo thành đờng
xenlobioza. Enzym C

X
còn gọi là enzym

-1,4-glucanaza. Chữ x có nghĩa
cho ta biết đây là loại enzym có nhiều thành phần khác nhau. Ngời ta th-
ờng chia làm hai loại: Exo-

-1,4-glucanaza và endo-

-1,4-glucanaza.
Exo-

-1,4-glucanaza xúc tác việc tách ra một cách liên tiếp các đơn
vị glucoza từ đầu không khử của chuỗi xenluloza.

5
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Endo-

-1,4-glucanaza có khả năng phân cắt liên kết

-1,4-glucozit
ở bất kỳ chỗ nào bên trong chuỗi xenluloza phân tử.
Các tác giả Ogawa và Toyama (1967) cho rằng còn có một enzym khác có
tác dụng trung gian giữa C
1
và C
X
đó là enzym C
2

. Enzym này tác động vào các
xenluloza đã bị C
1
làm trơng lên và thuỷ phân chúng thành những loại
xenlodextrin hoà tan. Enzym C
X
sẽ tiếp tục thuỷ phân các loại xenlodextrin này
thành xenlobioza.
Để xác định hoạt tính enzym C
1
ngời ta thờng sử dụng các loại xenluloza tự
nhiên (nhất là sợi bông thấm nớc), còn để xác định hoạt tính enzym C
X
ngời ta
thờng sử dụng CMC (cacboxylmetyl-xenluloza) hay HEC (hydroxyetyl-
xenluloza).
ở giai đoạn cuối cùng, dới tác dụng của enzym xenlobioza (

-
glucozidaza), đờng xenlobioza bị thuỷ phân thành glucoza.
Enzym

-glucozidaza là những enzym rất đặc hiệu,

-glucozidaza làm thuỷ
phân xenlobioza thành xenlohexoza (D-glucoza). Theo danh pháp enzym quốc tế
thì endo-

-1,4-glucanaza có mã số: E.C.3 2 1.4, còn

-glucozidaza thì có mã
số: E.C.3.2.1.21. Enzym exo-

-1,4-glucanaza đôi khi cũng đợc xếp vào loại
E.C.3.2.1.21 nhng đúng ra cần có một vị trí khác.
Có thể nêu lên cơ chế tác dụng của xenlulaza theo các tác giả khác nhau nh
sau:
Theo Mandels và Reese (1964):
Xenluloza xenluloza xenlobioza glucoza
phản ứng
C
1
C
X


-glucozidaza

Theo Ogawa và Toyama (1967):

6
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Xenluloza xenluloza các sản phẩm xenlobioza
Tự nhiên Trơng bông hoà tan
tan
C
1
C
2
C

3

Theo King (1965):
Xenluloza vô định hình
Endoglucanaza



Exoglucanaza Exoglucanaza
Xenlotrioza Xenlobioza Glucoza
Hydroxenlulaza

Xenluloza tinh thể

Theo Iwasaki và các đồng sự (1965):
Xenluloza Xenlodextrin Glucoza
C
1
C
X
Endoenzym Exoenzym

Theo Wakabayasi và Nisizawa (1964):
Xenluloza Xenluloza kết Glucoza
tự nhiên tinh có mức cao
phân tử hoá thấp

7
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Endoenzym Exoenzym

Enzym xenlulaza thờng đợc tổng hợp mạnh mẽ ở các giống nấm mốc nh
Aspergillus, Penicillium, Trichoderma nhiều vi khuẩn và xạ khuẩn cũng có khả
năng tổng hợp xenlulaza cao.
Trong khoảng vài chục năm gần đây, nhiều nớc trên thế giới đã chú ý nghiên
cứu sản xuất các chế phẩm xenlulaza nhằm mục đích sử dụng xenluloza là loại
nguyên liệu rất dồi dào trong tự nhiên với hiệu quả kinh tế cao hơn, ngời ta cũng
dùng xenlulaza để phân giải xenluloza nhằm mục đích khai thác các hợp chất tự
nhiên nằm trong nguyên liệu thực vật.
I.3. Vi sinh vật phân giải hợp chất giàu xenluloza
Xenlulaza là một phức hệ enzym rất phức tạp. Các vi sinh vật thờng không
có khả năng tạo đợc tỷ lệ giữa các hợp phần của enzym một cách cân đối. Có loài
tạo đợc nhiều enzym này, có loài tạo đợc nhiều enzym khác hơn. Chẳng hạn nh
vi khuẩn thờng không có khả năng sinh tổng hợp Exo-glucanaza, trong khi đó, đa
số các loại nấm lại có khả năng này, mặc dù là khả năng đó khác nhau.
Trong tự nhiên, hệ vi sinh vật có khả năng phân giải xenluloza vô cùng đa
dạng và phong phú. Nhiều loài nấm và vi khuẩn có khả năng phân giải xenluloza
rất mạnh mẽ. Trong điều kiện hiếu khí, các loại nấm phân huỷ xenluloza mạnh
hơn rất nhiều so với vi khuẩn. Nhng trong điều kiện yếm khí thì các loại vi khuẩn
lại có khả năng phân giải nổi trội hơn các loại nấm sợi.
Trong quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ giàu xenluloza, nấm và vi
khuẩn tạo ra các sản phẩm sinh khối, khí CO
2
hoặc CH
4
và các sản phẩm phụ
khác. Đáng kể nhất là những loài sau:
I.3.1. Nấm sợi (nấm mốc)
Nấm sợi là nhóm có khả năng tiết ra ngoài môi trờng một lợng lớn
enzym xenlulaza hoàn chỉnh, đầy đủ các thành phần nên có thể phân

giải xenluloza rất mậnh mẽ và triệt để.

8
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Các loại nấm sợi có hoạt tính phân giải xenluloza đợc chú tâm
nghiên cứu nhất là: Trichoderma, gồm hầu hết các loại sống hoại sinh
trong đất, trong đó đại diện tiêu biểu là Trichoderma reesei,
Trichoderma koningi, Trichoderma viridae, chúng phân huỷ các tàn d
thực vật có trong đất, góp phần chuyển hoá một lợng chất hữu cơ khổng
lồ.
Một số loài nấm khác cũng có hoạt tính pphân giải xenluloza khá cao
nh: aspergillus niger, aspergillus wenttii, Fusarium solani, Fusarium
lini, Penicillium fumiculosum, Penicillium pinophinum, Sporotrichum
pulverulentum, Sclevotium rolfsii.
Một số nghiên cứu cho thấy, các loại nấm a nhiệt nh Chaetormium
thermophile có khả năng tổng hợp đợc cả exoglucanaza,
Endoglucanaza,

-glucozidaza là những enzym bền nhiệt, có thể giữ đ-
ợc hoạt tính ở nhiệt độ 77
0
C trong 1/2 giờ và ở nhiệt độ 58
0
C trong
khoảng 10 giờ. Chúng phát triển ở nhiệt độ tối u là 45-50
0
C, nhiệt độ
tối thiểu là 27
0
C với pH=5. Chúng sinh trởng, phân giải xenluloza

nhanh nhng hoạt tính của xenluloza trong dịch lọc thấp.
I.3.2. Vi khuẩn
Vi khuẩn là nhóm vi sinh vật đợc quan tâm nghiên cứu nhiều. Nó có
khả năng phân giải xenluloza mạnh nhng cờng độ không bằng nấm, do l-
ợng enzym tiết ra môi trờng ít hơn và các thành phần của enzym không
đầy đủ. ở trong đất thờng có ít vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp đầy đủ
3 loại enzym xenlulaza, do đó, để có thể phân giải xenluloza tự nhiên thì
phải phối hợp các loài vi khuẩn khác nnhau lại để cùng phân giải trong
mối quan hệ hỗ sinh.
Từ thế kỷ 19, các nhà khoa học đã nghiên cứu và nhận thấy một số vi
sinh vật kị khí có khả năng phân giải xenluloza. Những năm đầu thế kỷ 20,

9
Website: Email : Tel : 0918.775.368
ngời ta đã phân lập đợc các vi khuẩn hiếu khí cũng có khả năng này, trong
đó niêm vi khuẩn là quan trọng nhất. Chúng có hình que nhỏ bé, có thành
tế bào mỏng, bắt màu thuốc nhuộm kém, chủ yếu là các giống Cytophaga,
Sporocytophaga, Soragium. Ngoài ra còn thấy các loại thuộc giống
Cellvibrio cũng có khả năng phân giải xenluloza.
Trong điều kiện yếm khí, các loại vi khuẩn a ấm và a nhiệt thuộc
giống Clostridium và Bacillus hoạt động phân giải xenluloza. Chúng phát
triển trên môi trờng chứa đờng đơn. Khi phân giải xenluloza thành đờng
glocoza và xenlobioza, chúng sử dụng các đờng này nh nguồn năng lợng
và nguồn cacbon, kèm theo việc tạo thành axit hữu cơ, CO
2
và H
2
O.
I.3.3. Xạ khuẩn
Trong tự nhiên, xạ khuẩn cũng đợc các nhà nghiên cứu chú ý đến. Xạ

khuẩn là nhóm đặc biệt, tế bào đặc trng bởi sự phân nhánh, đa số sống
trong đất và phát triển trong điều kiện hiếu khí.
Dựa vào nhiệt độ sinh trởng mà ngời ta chia xạ khuẩn thành hai
dạng sau đây:
- Xạ khuẩn a ấm: phát triển tốt ở nhiệt độ T=25-30
0
C.
- Xạ khuẩn a nhiệt: phát triển tốt ở nhiệt độ T=50-70
0
C.
Xạ khuẩn có mặt quanh năm trong tất cả các loại đất, số lợng của
chúng phụ thuộc vào tính chất và loại đất. Xenlulaza của xạ khuẩn là
enzym ngoại bào, chúng thờng sinh sản bằng cách đứt đoạn hay phân
chia tế bào bình thờng. Các môi trờng có dịch chiết nấm nem, pepton,
dịch thuỷ phân casein thờng thuận lợi cho sự sinh trởng của xạ khuẩn.
Viegia và cộng tác viên đã phân lập đợc 36 chủng xạ khuẩn từ
bùn ở vùng vịnh Lacoruva (Tây Ban Nha), trong đó có 19 chủng có
khả năng tổng hợp xenlulaza và sinh trởng tốt trên môi trờng chứa
3,5% NaCl.

10
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Một số xạ khuẩn có hoạt tính phân giải xenluloza là:
Streptomyces, Streptosporagium, Actinomyces nocardia,
Micromonospora.
I.3.4. Một số yếu tố ảnh h ởng đến tốc độ sinh tr ởng và sinh tổng hợp enzym
xenlulaza của vi sinh vật
Nhiệt độ
Nhiệt độ gây ảnh hởng rất khác nhau đến sự phát triển và sinh tổng
hợp xenlulaza của vi sinh vật. Phần lớn, vi sinh vậy a ấm phát triển tốt ở

nhiệt độ 28-:-30
0
C, một số loài a nhiệt thì có thể phát triển ở nhiệt độ 55-:-
65
0
C.
Vi khuẩn a nhiệt hoạt động mạnh mẽ và quan trọng nhất trong khoảng
nhiệt độ 60-:-70
0
C, chiếm u thế ở trung tâm đống ủ. Đạt nhiệt độ cao trong
quá trình ủ có thể giảm đợc số vi sinh vật gây bệnh, giảm lợng nớc có
trong nguyên liệu tơi, thúc đẩy quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ
nhanh hơn. Nhng nhiều nghiên cứu cho thấy rằng ở nhiệt độ lớn hơn 70
0
C
sẽ làm giảm nhanh quá trình phân huỷ chất hữu cơ, do hầu hết các vi sinh
vật đều bị chết ở nhiệt độ lớn hơn 70
0
C.
Quá trình phân giải xenluloza tự nhiên bắt đầu từ 5
0
C cho đến 65
0
C.
Vì vậy, tuỳ từng loại vi sinh vật mà lựa chọn nhiệt độ thích hợp cho chúng
phát triển.
Độ ẩm
Để duy trì hoạt động sống , vi sinh vật cần nớc và không khí. Độ ẩm
chi phối hoạt động sinh học trong đất nói chung và của vi sinh vật phân
giải xenluloza nói riêng.

Khi độ ẩm quá cao (>90%) sẽ ngăn cản dòng khí thổi vào đống ủ do
nguyên liệu quá ớt, các khe hở sẽ bị lấp đầy nớc, làm giảm diện tích tiếp
xúc của nguyên liệu với không khí, vi sinh vật hiếu khí không phát triển đ-
ợc. Ngợc lại quá trình yếm khí xảy ra, gây mùi khó chịu, đồng thời kéo dài

11
Website: Email : Tel : 0918.775.368
thời gian ủ. Nhng nếu độ ẩm quá thấp (<40%) thì không đủ nớc cho vi sinh
vật hoạt động, làm giảm quá trình phân huỷ.
Nói chung, độ ẩm từ 50-:-60% là thích hợp nhất cho quá trình phân
giải xenluloza, ở độ ẩm này nấm mốc phát triển rất tốt.
Tuy nhiên, ở khoảng độ ẩm 40-:-60%, tốc độ của quá trình phân giải
xenluloza lại phụ thuộc vào nguồn gốc của hợp chất hữu cơ ban đầu.
Môi trờng dinh dỡng
Môi trờng dinh dỡng đảm bảo cho sự phát triển của vi sinh vật phải
có đầy đủ các chất chứa các nguyên tố nh: C, N, H, O và các chất vô cơ
khác nh: Mn, Ca, P, S, Fe, K và một số chất khác.
Nguồn nitơ trong môi trờng dinh dỡng cũng có ảnh hởng rất lớn đến
quá trình tổng hợp xenlulaza của nấm mốc và vi khuẩn. Nguồn nitơ có thể
là các hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ. Các hợp chất hữu cơ có thể là những
nguyên liệu giàu đạm nh nớc chiết ngô, bộ mì, bột đậu tơng, cám,
pepton, Nhng nguồn nitơ hữu cơ có ảnh hởng không giống nhau đến các
loài vi sinh vật. Pepton làm kích thích sinh tổng hợp xenlulaza ở Penicillus
oxalicum,T.koningi, nhng lại ức chế quá trình sinh tổng hợp ở Aspergillus,
Chaetomicum. Cao ngô với một lợng 0,5% sẽ làm kích thích sự tổng hợp
xenlulaza của T.koningi, A.niger, nhng ức chế sự tổng hợp này ở nấm chịu
nhiệt.
Nguồn nitơ vô cơ thờng là các muối amôn, urê. Nitrat là nguồn nitơ
vô cơ thích hợp để tổng hợp xenlulaza ở rất nhiều loài nấm sợi khác nhau
nh: Aspergillus, Fusarium và Tricoderma muối amôn thờng làm ức chế

tổng hợp enzym xenlulaza ở Aspergillus, Tricoderma và một số nấm khác.
Các nguyên tố khoáng cũng có ảnh hởng rõ rệt đến sinh trởng và
phát triển của vi sinh vật cũng nh đến sự sinh tổng hợp xenlulaza. Các
nguyên tố có ảnh hởng nhiều nhất là: Fe, Mn, Zn, Co. Nồng độ thích hợp

12
Website: Email : Tel : 0918.775.368
đối với đa số các loài nấm là: Zn=0-:-2mg/l; Fe=3,4-:-27,2mg/l; các
nguyên tố vi lợng từ 0,11-:-2,2mg/l.
pH
Các loài vi sinh vật khác nhau thì có độ pH thích hợp cho mỗi loài là
khác nhau. Do đó, tuỳ từng loài vi sinh vật mà lựa chọn môi trờng có độ
pH thích hợp.
Đại đa số các loài nấm sợi phát triển và tổng hợp xenlulaza mạnh mẽ
ở pH=4-:-6. Cũng có một số loài nấm sợi có thể phát triển và phân huỷ
xenluloza ở pH=1,8-:-2,0 chẳng hạn nh: Fusarium oxysporum và
trichoderma konungi.
Độ cấp khí
Vi sinh vật phát triển tốt trong môi trờng có đủ không khí, do vậy,
quá trình cấp khí có ảnh hởng rất lớn đến sự sinh trởng và tổng hợp
xenlulaza của vi sinh vật. Những vi sinh vật hiếu khí bắt buộc phải có đầy
đủ không khí trong môi trờng sống thì mới có thể phát triển đợc. Tuy
nhiên, mức độ thông khí cho mỗi loài vi sinh vật là khác nhau.
I.4. Phân hữu cơ vi sinh
I.4.1. Khái niệm phân hữu cơ vi sinh
Trong sản xuất nông nghiệp, phân bón có vai trò rất quan trọng đối với cây
trồng, quyết định cả về năng suất và chất lợng sản phẩm.
Việc sử dụng các loại phân hoá học quá nhiều đã gây ra hậu quả nặng nề
đối với đất đai, ảnh hởng đến sức khoẻ của cộng đồng. Ngợc lại, phân hữu cơ vi
sinh đang ngày càng góp phần thúc đẩy sự phát triển của nền nông nghiệp trên

toàn cầu, khắc phục đợc tình trạng lãng phí phân bón của cây trồng, đồng thời tạo
ra đợc một nền nông nghiệp sạch, an toàn và bền vững.
Phân hữu cơ là loại phân bón có thành phần chủ yếu là bã thải thực vật, nhờ
hoạt động trực tiếp hoặc gián tiếp của vi sinh vật, cung cấp chất dinh dỡng cho

13
Website: Email : Tel : 0918.775.368
cây trồng, góp phần nâng cao chất lợng và năng suất sản phẩm. Nó không có tác
dụng xấu đến sức khoẻ con ngời, động vật và môi trờng sinh thái.
Phân hữu cơ vi sinh là phân hữu cơ nhng đợc bổ sung thêm các chủng vi
sinh vật sống hữu ích đã đợc phân lập, tuyển chọn, tồn tại dới dạng sinh dỡng
hoặc tiềm sinh. Thông qua những hoạt động của chúng tạo nên các chất dinh d-
ỡng mà cây trồng sử dụng đợc nh N, P, K hoặc các hợp chất sinh học khác, làm
tăng năng suất, chất lợng nông phẩm.
Mặc dù nó không ảnh hởng xấu đến con ngời nhng nó có tác dụng chậm đối
với cây trồng. Tuy vậy, cho đến nay phân hữu cơ vi sinh vẫn đợc sử dụng rộng rãi
trong nền nông nghiệp nớc ta bởi đặc tính u việt của nó. Chính vì thế mà công
nghệ sản xuất phân hữu cơ và phân hữu cơ vi sinh bằng phơng pháp ủ vẫn không
ngừng đợc nâng cao và dần dần chất lợng đợc cải thiện. Đó chính là vấn đề mà
nhiều nhà khoa học đã và đang quan tâm nghiên cứu.
I.4.2. Nguyên tắc lựa chọn vi sinh vật sử dụng trong sản xuất phân hữu cơ vi
sinh
Việc lựa chon vi sinh vật để sản xuất chế phẩm làm phân hữu cơ đợc dựa
vào các nguyên tắc sau:
1. Vi sinh vật phải có hoạt tính sinh học cao nh khả năng sinh tổng hợp phức
hệ enzym xenlulaza cao và ổn định, hoặc phân giải tốt các hợp chất
photpho khó tan thành dễ tan.
2. Sinh trởng và phát triển tốt trong điều kiện thực tế của sản xuất, có tính
cạnh tranh với vi sinh vật có khả năng chịu nhiệt có sẵn trong nguyên liệu.
3. Có tác dụng cải tạo đất, có lợi cho thực vật khi bón phân vào đất, tức là có

khả năng phát huy công dụng sau khi đã bón vào đất.
4. Không độc cho ngời và cây trồng, động vật và vi sinh vật hữu ích trong
đất.
5. Nuôi cấy dễ dàng, sinh trởng, phát triển tốt trên môi trờng tự nhiên, thuận
lợi cho quá trình sản xuất chế phẩm.

14
Website: Email : Tel : 0918.775.368
I.4.3. Phân ủ sinh học
I.4.3.1. Bản chất quá trình ủ phân sinh học
Trong điều kiện hiếu khí, các vi sinh vật phân huỷ các hợp chất hữu cơ với sự
có mặt của O, C, N, P, S và một số chất dinh dỡng khác để xây dựng nguyên sinh
chất của tế bào.
Các phản ứng chính xảy ra trong quá trình hiếu khí:
Đờng, xenluloza, hemixenluloza:
(CH
2
O)
X
+ xO
2


xCO
2
+ xH
2
O + E
Protein (Nitơ hữu cơ)

NH
3


NO
2
-


NO
3
-
+ E
Lu huỳnh hữu cơ: S + xO

SO
4
2-
Photpho hữu cơ

H
3
PO
4


Ca(HPO
4
)
2

.
Trong quá trình phân huỷ yếm khí, đầu tiên các nhóm vi sinh vật sinh axit
sẽ phân huỷ các hợp chất hữu cơ thành các axit béo, andehit, rợu, Sau đó các
nhóm vi sinh vật khác sẽ chuyển tiếp thành khí CH
4
, NH
3
, CO
2
, H
2
. Oxy cũng cần
cho quá trình ủ yếm khí nhng thờng lấy từ các hợp chất hoá học và bằng con đ-
ờng khuếch tán. Các vi sinh vật sử dụng nitơ, photpho và các chất dinh dỡng khác
để xây dựng cơ thể với lợng sinh khối ít hơn.
Trong quá trình ủ yếm khí, sự phân huỷ các hợp chất hữu cơ là không
hoàn toàn, do đó sinh ra ít khí CO
2
nhng lại sinh ra các sản phẩm trung gian nh
axit hữu cơ, NH
3
. Sự đồng hoá cacbon của vi sinh vật giảm do vậy sinh ra nhiều
khí CH
4
và H
2
S. Trong quá trình ủ yếm khí năng lợng đợc sinh ra ít hơn so với
quá trình ủ hiếu khí. Các phản ứng sinh hoá xảy ra trong quá trình ủ yếm khí:
(CH
2

O)
X


xCH
3
COOH
CH
3
COOH

CH
4
+ CO
2
Nitơ hữu cơ

NH
3
2H
2
S + CO
2
+ ánh sáng

(CH
2
O)
X
+ S

2
+ H
2
O
ủ phân sinh học đợc coi là một quá trình ổn định sinh hoá để phân huỷ các
hợp chất hữu cơ tự nhiên (chủ yếu là xenluloza) tạo thành sản phẩm cuối cùng là

15
Website: Email : Tel : 0918.775.368
chất mùn nhờ hoạt động của các quần thể vi sinh vật nh vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn,
động vật nguyên sinh dới tác động của độ ẩm, nhiệt độ, không khí với thao
tác sản xuất là kiểm soát một cách khoa học, tạo ra môi trờng tối u đối với quá
trình ủ.
Quá trình ủ hữu cơ là một phơng pháp truyền thống, đợc áp dụng phổ biến
ở các quốc gia đang phát triển và ở Việt Nam. Phơng pháp này đợc áp dụng rất
hiệu quả. Chỉ sau một vài tháng đến hàng năm, sản phẩm tạo thành đợc sử dụng
làm phân bón hữu cơ. Những đống lá hoặc đống phân có thể để đến hàng năm và
thành chất thải hữu cơ, thành phân tử ổn định nhng quá trình có thể tăng nhanh
trong vòng 1 tuần hoặc ít hơn. Quá trình ủ đợc coi nh là một quá trình xử lí tốt
hơn đợc hiểu và so sánh với quá trình lên men yếm khí bùn hoặc quá trình hoạt
hoá bùn.
Sản phẩm cuối cùng thu đợc không có mùi, không chứa vi sinh vật gây
bệnh và hạt cỏ. Để đạt đợc mức độ ổn định nh lên men, việc ủ đòi hỏi phải có
một phần nhỏ năng lợng để tăng dòng không khí qua các lỗ xốp, độ ẩm của khối
ủ coi nh là một máy nén thổi khí qua các tấm xốp phân tán khí trong bể Aeroten.
Trong quá trình ủ, oxy sẽ đợc hấp thụ rất nhiều lần so với bể Aeroten. Quá trình ủ
áp dụng với chất hữu cơ không độc hại, lúc đầu là khử nớc sau đó là xử lý cho tới
khi nó thành xốp và ẩm. Độ ẩm và nhiệt độ đợc kiểm soát để giữ cho vật liệu
luôn luôn ở trạng thái hiếu khí trong suốt thời gian ủ. Quá trình tự tạo ra nhiệt
riêng sẽ làm tăng nhiệt độ của đống ủ nhờ quá trình oxy hoá, sinh hoá các chất

thối rữa. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân huỷ là CO
2
, nớc và các hợp chất
hữu cơ bền vững nh lignin, xenluloza, sợi.
I.4.3.2. Các ph ơng pháp ủ phân
Phơng pháp Indore: Nguyên liệu để ủ là hỗn hợp chất thải nông nghiệp,
đợc rải từng lớp xuống một hố sâu 1m, rộng 1,5-:-2m, mỗi lớp nguyên
liệu dày 10-:-15cm. Trên mỗi lớp rải đều 4,5kg phân; 3,5kg nớc tiểu và
4,5kg phân ủ đợc 15 ngày. Đống ủ đợc tới nớc đủ ẩm và đợc đảo trộn 3

16
Website: Email : Tel : 0918.775.368
lần trong suốt thời gian ủ. Lần thứ nhất là sau 15 ngày ủ, lần thứ hai
cách lần đầu 15 ngày, lần thứ ba cách một tháng. Thời gian ủ là 3-:-4
tháng.
Phơng pháp Banglore: Nguyên liệu đợc rải xuống hố tơng tự nh phơng
pháp Indore, nhng thành và đáy hố có lớp chống thấm nớc. Sau khi đầy
hố, miệng hố đợc phủ một lớp bùn. Phơng pháp này không cần đảo trộn
và tới thêm nớc. Sau giai đoạn đầu phân huỷ hiếu khí (8-:-10 ngày) là
giai đoạn phân huỷ nửa kỵ khí. Thời gian ủ là 6-:-8 tháng. phơng pháp
này không bị thất thoát chất hữu cơ và nitơ.
Phơng pháp ủ đống (heap method): Trên mỗi lớp nguyên liệu có nguồn
gốc Cacbon (lá, cỏ, rơm rạ, ) dày 20cm giải một lớp nguyên liệu giàu
nitơ (phân chuồng, bùn thải, ) dày 10cm. Cứ nh vậy cho đến khi đống
ủ cao 1,5m. Đống ủ có thể đợc phủ bằng đất hay cỏ khô để giữ nhiệt.
Đảo đống ủ sau 6 tuần và 12 tuần.
I.4.3.3. u nh ợc điểm của các ph ơng pháp ủ phân sinh học
Ưu điểm:
Rác thải hay than bùn không bị bỏ đi mà sẽ đợc tái chế thành sản
phẩm cung cấp cho nông nghiệp.

Một nhà máy chế biến đặt ở trung tâm làm giảm chi phí vận chuyển
so với việc chôn lấp; tiết kiệm đợc đất sử dụng cho chôn lấp, tăng
khả năng chống ô nhiễm môi trờng.
Dễ dàng thu gom các nguyên liệu tái chế đợc nh kim loại, nilon,
thuỷ tinh, nhựa, giấy, bìa
Có thể xử lý đợc nớc thải cống rãnh với chi phí thấp hơn nhà máy xử
lý nớc thải hiện đại.
Các nguyên tắc trong sản xuất phân ủ từ rác đô thị và chế phẩm
nông nghiệp có thể áp dụng cho xử lý rác công nghiệp.

17
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Phân ủ là một loại mùn vụn có tác dụng giữ nớc cao. Ưu điểm lớn nhất của
nó là giúp cải tạo đất, phân ủ có giá trị đặc biệt đối với vùng đất nhiều sét.
Nhợc điểm:
Gặp nhiều khó khăn trong tiếp thị sản phẩm.
Vốn và chi phí vận hành tơng đối lớn, diện tích cũng khá lớn.
Đòi hỏi ngời vận hành phải đợc đào tạo theo trình độ phù hợp.
Thiếu kinh nghiệm trong vận hành máy hiện đại.
Các phơng pháp ủ rất hiện đại, đòi hỏi trình độ cao, chi phí lớn. Nhà
máy nếu không đợc bố trí tốt có thể gây ô nhiễm môi trờng, gây
bệnh phổi cho ngời công nhân đứng trực tiếp sản xuất.
Việc phân loại và tuyển chọn rác thải đợc chú trọng để tránh các
mảnh kim loại, thuỷ tinh rơi vào phân
Mức độ tự động của công nghệ cha cao, việc phân loại chất thải, tinh
chế và pha trộn, đóng bao vẫn thực hiện theo phơng pháp thủ công
nên ảnh hởng đến sức khoẻ, chất lợng lại không đồng đều.
I.4.3.4. Các yếu tố ảnh h ởng đến quá trình ủ phân
Nghiền nguyên liệu: Nghiền có tác dụng làm kích thớc của nguyên liệu
nhỏ đi, do đó tăng diện tích tiếp xúc với không khí tạo điều kiện cho vi

sinh vật xâm nhập và phân huỷ dễ dang. Nghiền nguyên liệu là quá trình
xử lí sơ bộ xenluloza làm giảm kích thớc tiểu phần và làm lỏng lẻo cấu
trúc tinh thể, đồng thời cắt ngắn chuỗi xenluloza giúp enzym xenlulaza của
vi sinh vật hoạt động có hiệu quả hơn.
Độ ẩm và độ thông khí: Độ ẩm cao sẽ ngăn cản không khí vào đống ủ. Do
đó làm giảm diện tích tiếp xúc của nguyên liệu với không khí, các vi sinh
vật hiếu khí không phát triển đợc, quá trình ủ yếm khí xảy ra sẽ gây mùi
khó chịu, đồng thời kéo dài thời gian ủ. Nếu độ ẩm quá thấp sẽ không đủ
nớc cho các hoạt động trao đổi chất của các vi sinh vật.

18
Website: Email : Tel : 0918.775.368
pH: Giá trị pH ban đầu của đống ủ thờng hơi axit (pH=6,0). Sự tạo ra các
axit hữu cơ thờng làm giảm pH xuống 4,5-:-5,0 nhng trong quá trình ủ khi
nhiệt độ tăng cao thì pH tăng lên đến độ hơi kiềm (7,5-:-8,5). Việc khống
chế pH trong ủ hiếu khí là không quan trọng lắm, nhng nếu xảy ra quá
trình ủ yếm khí sẽ sinh nhiều axit hữu cơ, do đó làm giảm pH của đống ủ.
Tro, cacbonat, vôi và các chất có tính kiềm khác trong nguyên liệu có vai
trò chất đệm làm cho pH không xuống quá thấp, nhng nếu bổ sung thêm
vào đống ủ sẽ gây ra hiện tợng mất nitơ dới dạng khí NH
3
bay lên trong
điều kiện pH cao.
Tỷ lệ C/N: Đây là tỷ lệ giữa tổng lợng cacbon và tổng lợng nitơ có trong
thành phần nguyên liệu có thể đợc vi sinh vật sử dụng trong quá trình phân
huỷ nguyên liệu. Đối với quá trình làm phân ủ thì tỷ lệ C/N là 30/1. Tỷ lệ
C/N lớn hơn 50/1 sẽ kéo dài quá trình ủ. Nếu tỷ lệ C/N thấp thì nitơ sẽ bị
mất đi dới dạng khí N
2
hoặc NH

3
hoặc trong điều kiện thuận lợi thì bị oxy
hoá thành nitrit, nitrat. Tỷ lệ C/N quá thấp thì sản phẩm đợc bón vào đất có
thể gây hại cho cây trồng và xuất hiện hiện tợng đói nitơ của cây. Ngời
ta có thể tăng thêm nitơ cho đống ủ bằng cách trộn thêm các nguồn chất
hữu cơ giàu nitơ nh bùn thải hoạt tính, các phần rễ cây họ đậu, bèo lục
bình, chất thải lò mổ,
Nhiệt độ và sự biến động của vi sinh vật: Theo Goluek giải nhiệt độ tối
thích nhìn chung là 35-:-55
0
C bởi vì có nhiều loại vi sinh vật khác nhau
tham gia vào quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ. Nhiệt độ tối u cho sự
oxy hoá hợp chất hữu cơ thành CO
2
và nớc là 60
0
C. Theo Finstein và cộng
sự thì nấm và vi khuẩn sinh axit xuất hiện ở giai đoạn nhiệt độ 25-:-30
0
C,
khi nhiệt độ tăng hơn 40
0
C chúng đợc thay thế bởi nấm, vi khuẩn và xạ
khuẩn a nhiệt. Vi khuẩn a nhiệt có bào tử phát triển ở nhiệt độ quá 70
0
C,
sau cùng khi nhiệt độ hạ xuống thì nấm và vi khuẩn a ấm sẽ xuất hiện trở
lại.

19

Website: Email : Tel : 0918.775.368
Phần ii: nguyên liệu
và phơng pháp nghiên cứu
II.1. Nguyên vật liệu
Bã dâu nhận đợc sau khi xử lý ép tách dịch quả dâu sử dụng trong sản xuất
rợu vang.
Các chủng vi sinh vật đợc lựa chọn từ bộ su tập của phòng thí nghiệm
Công nghệ Sinh học.
Hoá chất:
CMC (cacboxyl metyl celluloza).

20
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Pepton
Cao nấm men
Agar
Và các chất vô cơ khác.
Thiết bị:
Cân điện tử
Máy đo pH
Nồi hấp thanh trùng
Tủ ấm, tủ cấy, buồng cấy vô trùng.
II.2. Môi tr ờng nghiên cứu
II.2.1. Môi tr ờng giữ giống
Môi trờng vi khuẩn:
CMC : 5g
Pepton : 7g
NaCl : 3g
Cao nấm men : 3g
Agar : 20g

Nớc cất : 1000 ml
PH : 7
Môi trờng xạ khuẩn:
K
2
HPO
4
: 0,5g
MgSO
4
.7H
2
O : 0,5g
KNO
3
: 1g
NaCl : 0,5g
FeSO
4
.7H
2
O : 0,1g
Tinh bột tan : 20g
Agar : 20g
Nớc cất : 1000 ml

21
Website: Email : Tel : 0918.775.368
pH : 7
Môi trờng nấm mốc:

Saccaroza : 30g
NaNO
3
: 2g
KH
2
PO
4
: 1g
MgSO
4
.7H
2
O : 0,5g
KCl : 0,5g
FeSO
4
.7H
2
O : 0,01g
Agar : 20g
Nớc cất : 1000 ml
pH : 7
II.2.2. Môi tr ờng nhân giống nấm mốc
Saccaroza : 30g
NaNO
3
: 2g
KH
2

PO
4
: 1g
MgSO
4
.7H
2
O : 0,5g
KCl : 0,5g
FeSO
4
.7H
2
O : 0,01g
Nớc cất : 1000 ml
Pepton : 1g
pH : 7
Ghi chú: Các môi trờng đợc khử trùng hơi nớc ở nhiệt độ 121
0
C trong thời
gian 20 phút.
II.3. Các ph ơng pháp phân tích
II.3.1. Xác định hoạt tính xenlulaza của vi sinh vật
Tách chiết enzym:
Để thu enzym từ môi trờng nuôi cấy đặc: Cân 5g mẫu nuôi, nghiền nhỏ,
cho vào bình định mức 100 ml với 70 ml nớc cất. Để vào tủ ấm 30
0
C trong 30

22

Website: Email : Tel : 0918.775.368
phút (thỉnh thoảng lắc), định mức đến vạch, lắc đều, lọc. Dịch trong thu đợc là
dịch enzym thô để dùng cho các thí nghiệm.
Nếu là môi trờng lỏng thì chỉ cần lọc bỏ sinh khối là thu đợc dịch enzym
thô.
Xác định hoạt tính xenlulaza (hiển thị bằng hoạt tính CMC_aza): Theo ph-
ơng pháp khuếch tán trên thạch.
Hoà tan 20g thạch và 1g CMC bằng cách đun nóng trong 500 ml nớc cất.
Sau đó thêm 500 ml dung dịch đệm xitrat_photphat 0,2M pH=5. Đổ dịch lỏng
vào các hộp Petri với bề dày 3mm. Dùng khoan đục lỗ tròn với đờng kính
7mm. Nhỏ vào lỗ 0,1 ml dịch enzym, lỗ đối chứng nhỏ nớc cất. Để vào tủ
lạnh trong 12 giờ cho enzym khuếch tán. Sau đó cho vào tủ ấm 40
0
C trong 6
giờ để cho enzym tác dụng với cơ chất (CMC). Cho vào mỗi đĩa 5 ml dịch
Lugol, tráng đều khắp mặt thạch, để trong 15 phút rồi gạn bỏ hết dịch Lugol
đi. Đo vùng CMC bị phân giải xung quanh lỗ. Hoạt tính CMC _ aza biểu thị
bằng hiệu số giữa đờng kính vòng phân giải và đờng kính lỗ khoan: D-d
(mm).
II.3.2. Xác định độ ẩm nguyên liệu
Cân chính xác 10g mẫu trên cân phân tích cho vào hộp nhôm đã đợc sấy
khô tuyệt đối. Đặt hộp nhôm có chứa mẫu vào tủ sấy ở nhiệt độ 100-:-105
0
C, khi
sấy phải mở nắp hộp nhôm ra. Sau 2-:- 3 giờ sấy, cân khối lợng mẫu một lần, sấy
cho đến khi cân thấy khối lợng mẫu giữa hai lần cân không chênh nhau quá
0,05g thì dừng lại. Đậy nắp hộp nhôm, cho vào bình hút ẩm, để nguội mẫu đến
nhiệt độ phòng, đem cân hộp nhôm và mẫu.
Độ ẩm của mẫu đợc tính theo công thức:
W(%) =

m
mm 21
x100
Trong đó :
m1 khối lợng hộp nhôm và mẫu trớc khi sấy (g).

23
Website: Email : Tel : 0918.775.368
m2 khối lợng hộp nhôm và mẫu sau khi sấy (g).
m khối lợng mẫu đem phân tích (g).
II.3.3. Xác định hàm l ợng xenluloza của nguyên liệu
Cân 1g mẫu vật đã đợc nghiền nhỏ và sấy khô đến trọng lợng không đổi
vào bình tam giác 250ml. Thêm vào bình 16,5ml hỗn hợp gồm 1,5ml axit Nitric
và 15ml axit axetic băng. Gắn bình với ống sinh hàn, đun sôi mạnh hỗn hợp trong
thời gian 30 phút, để nguội, pha loãng hỗn hợp bằng nớc cất nóng. Lọc qua giấy
lọc đã biết trớc trọng lợng. Rửa kết tủa xenluloza nhiều lần bằng nớc cất nóng
(10-:-15ml một lần), sau cùng rửa bằng rợu etylic 96% từ 1-:-2 lần và cuối cùng
bằng dietyl ete. Giấy lọc có kết tủa xenluloza đem sấy khô đến trọng lợng không
đổi.
Hàm lợng xenluloza đợc tính:
X =
m
ax100

Trong đó:
X hàm lợng xenluloza (%).
a trọng lợng xenluloza (g).
m trọng lợng mẫu vật (g).
II.3.4. Xác định hàm l ợng nitơ tổng số của nguyên liệu bằng ph ơng pháp
Kendan

Lợng nitơ (azot) tổng số trong các phẩm vật có nguồn gốc sinh vật thờng đợc
xác định bằng phơng pháp Kendal. Đó là hàm lợng tổng của các dạng nitơ hữu cơ
và vô cơ có trong phẩm vật nghiên cứu.

Khi đốt nóng phẩm vật đem phân tích với H
2
SO
4
đậm đặc, các hợp chất hữu
cơ bị ôxi hoá. Cacbon và hidrô tạo thành CO
2
và H
2
O còn nitơ sau khi đợc giải
phóng ra dới dạng NH
3
kết hợp với H
2
SO
4
tạo thành (NH
4
)
2
SO
4
tan trong dung
dịch:

R- CH- COOH

NH
2
+ H
2
SO
4
NH
3
+ SO
2
+ H
2
O

24
Website: Email : Tel : 0918.775.368
2NH
3
+ H
2
SO
4
= (NH
4
)
2
SO
4
Đuổi NH
3

ra khỏi dung dịch bằng NaOH, đồng thời cất và thu nó bằng một
lợng d axit boric H
3
BO
3
:
(NH
4
)
2
SO
4
+ 2NaOH = Na
2
SO
4
+ 2H
2
O + 2NH
3
2NH
4
OH + 4H
3
BO
3
= (NH
4
)
2

B
4
O
7
+ 7H
2
O
Định phân lợng tetraborat amôn tạo thành bằng dung dịch H
2
SO
4
chuẩn,
qua đó dễ dàng tính đợc lợng nitơ có trong mẫu vật.
(NH
4
)
2
B
4
O
7
+ H
2
SO
4
+ 5H
2
O = (NH
4
)

2
SO
4
+ 4H
3
BO
3

!"#$%&
- H
2
SO
4
đậm đặc
- NaOH 30 40%
- K
2
SO
4
tinh thể
- CuSO
4
tinh thể
- Dung dịch H
3
BO
3
3%
- Chỉ thị Taxiro: hỗn hợp (2:1) của hai dung dịch metyl đỏ 0,1% trong rợu
và metylen xanh 0,1% trong rợu etylic.

- Dung dịch H
2
SO
4
0,1N
- H
2
O
2
30%.
'(
)*+#,-
Lấy một lợng chính xác mẫu cần phân tích, chuyển vào bình Kendal,
thêm vào đó 10ml H
2
SO
4
đậm đặc và 0,5 gam hỗn hợp xúc tác. Sau đó,
đậy bình bằng phễu thuỷ tinh và tiến hành phá mẫu trên thiết bị (theo ch-
ơng trình định sẵn). Quá trình phá mẫu kết thúc khi dung dịch trong bình
màu xanh hoàn toàn trong suốt, để nguội. Tráng sạch phễu và cổ bình
bằng 10-15ml nớc cất.
)$!
.
-
Đặt bình Kendal và đúng vị trí trong bộ cất đạm.
Hút 10ml dung dịch H
3
BO
3

3% cho vào bình tam giác 250ml, thêm
vào đó vài giọt chỉ thị Taxiro và đặt vào đúng vị trí hứng dịch chng cất
trong bộ cất đạm.
Kiểm tra cẩn thận đờng cấp nớc cất, NaOH 40% và đờng nớc làm lạnh.
Tiến hành cất đạm theo chơng trình đã cài sẵn. Quá trình cất kết thúc khi xuất
hiện mầu nâu trong bình Kendal.
)*/012"223
Định phân lợng tetraborat amôn tạo thành bằng dung dịch H
2
SO
4
0,1N
cho đến khi xuất hiện màu hồng nhạt.
'45(6
X =
m
a 100.4,1.
Trong đó:

25