Luận án Tiến sỹ Nông nghiệp Nghiên cứu tạo chế phẩm vi sinh vật xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn

B NỌNG NGHI P VÀ PHÁT TRI N NỌNG THỌN
VI N KHOA H C NỌNG NGHI P VI T NAM
--------------

V THÚY NGA

NGHIÊN C U T O CH PH M VI SINH V T X
N
C TH I CH BI N TINH B T S N
Chuyên ngƠnh: Công ngh sinh h c
Mƣ s : 62.42.02.01
LU N ÁN TI N S NỌNG NGHI P

NG

IH

NG D N KHOA H C:

1. PGS.TS. Ph m V n To n
2. PGS.TS. Nguy n V n Vi t

HẨ N I, 2016

Lụ


M CL C
Trang
L i cam đoan
L ic m n

M cl c
Danh m c ch vi t t t
Danh m c b ng
Danh m c hình
M

U

1

CH NG 1: T NG QUAN TÀI LI U
1.1.Tinh b t s n vƠ n c th i ch bi n tinh b t s n
1.1.1.Tinh b t s n vƠ qui trình ch bi n
1.1.2. N c th i ch bi n tinh b t s n
1.1.3. Ọ nhi m môi tr ng do n c th i ch bi n tinh b t s n
1.2. X lỦ n c th i ch bi n tinh b t s n.
1.2.1. Ph ng pháp x lỦ sinh h c trong đi u ki n t nhiên.
1.2.2. Ph ng pháp x lỦ sinh h c trong đi u ki n nhơn t o.

4
4
4
10
13
15
17
18

CH NG 2: V T LI U, N I DUNG VÀ PH NG PHÁP NGHIểN C U
2.1. V t li u

2.1.1. Các m u thu th p vƠ ch ng vi sinh v t
2.1.2. Hóa ch t tinh khi t
2.1.3. Dung d ch vƠ môi tr ng nuôi c y vi sinh v t
2.1.4. Thi t b , dung c
2.2. N i dung nghiên c u
2.3. Ph ng pháp nghiên c u
2.3.1. Ph ng pháp l y m u, x lỦ m u
2.3.2. Ph ng pháp xác đ nh đ c đi m (tính ch t) n c th i CBTBS
2.3.3. Ph ng pháp phơn l p tuy n ch n vi sinh v t
2.3.4. nh danh vi sinh v t tuy n ch n
2.3.5. Nhơn sinh kh i vi sinh v t b ng k thu t lên men chìm
2.3.6. Nhơn sinh kh i vi sinh v t trên giá th r n
2.3.7. T o ch ph m vƠ đánh giá ch t l ng ch ph m

40
40
40
40
40
40
41
41
41
41
47
52
53
55
56

2.3.8. Ph ng pháp x lỦ n c th i ch bi n tinh b t s n b ng ch ph m vi sinh
v t (X lỦ gián đo n)
56
2.3.9. ánh giá hi u qu x lỦ n c th i ch bi n tinh b t s n c a ch ph m vi
sinh v t
57
2.3.10. Ki m tra s s ng sót c a vi sinh v t b ng k thu t DGGE
58
2.3.11. Ph ng pháp x lỦ s li u
61
CH NG 3: K T QU VÀ TH O LU N
62
3.1. Hi n tr ng n c th i nhƠ máy ch bi n tinh b t s n t nh Ninh Bình.
62
3.2. Phơn l p tuy n ch n vi sinh v t x lỦ n c th i ch bi n tinh b t s n
66
3.2.1. Vi sinh v t chuy n hóa h p ch t Cacbon (tinh b t, xenlulo)
67
3.2.2. Vi sinh v t chuy n hóa h p ch t ch a Phospho
69
3.2.3. Vi sinh v t chuy n hóa Phosphat h u c vƠ đ ng hóa Phospho
70
3.2.4. nh danh vƠ xác đ nh đ an toƠn c a các vi sinh v t nghiên c u
73
3.3. Nghiên c u s n xu t ch ph m x lỦ n c th i ch bi n tinh b t s n
83
3.3.1. Kh n ng t h p các vi sinh v t nghiên c u
83
3.3.2. Nhơn sinh kh i các vi sinh v t tuy n ch n b ng ph ng pháp lên men chìm 85

3.3.3. Nhơn sinh kh i vi sinh v t trên giá th r n
99
3.3.4. Ch ph m vi sinh v t x lỦ n c th i ch bi n tinh b t s n
101
3.4. Xơy d ng qui trình s d ng gch ph m vi sinh v t x lỦ n c th i ch bi n
tinh b t s n
104
3.4.1. nh h ng c a pH n c th i đ n hi u su t x lỦ
106
3.4.2. nh h ng c a oxy hòa tan đ n hi u su t x lỦ
107
3.4.3. nh h ng c a th i gian l u n c th i đ n hi u su t x lỦ
108
3.4.4. nh h ng c a l ng ch ph m b sung
109
3.5. Nghiên c u hi u qu x lỦ n c th i ch bi n tinh b t s n c a ch ph m
112
3.5.1. Hi u qu x lỦ qui mô phòng thí nghi m
112
3.5.2. Hi u qu x lỦ t i nhƠ máy ch bi n tinh b t s n t nh Ninh Bình
113
3.5.3. Xác đ nh kh n ng t n t i c a các vi sinh v t nghiên c u trong bùn th i
b ng k thu t DGGE
114
K T LU N VÀ KI N NGH
DANH M C CỌNG TRỊNH KHOA H C C A TÁC GI LIểN QUAN
ÁN
TÀI LI U THAM KH O

117

N LU N
119
120


DANH M C CH

VI T T T

ADN

Axit Deoxyribonucleic

Anammox

Anaerobic ammonium oxidizers

AOB

Ammonia-Oxidizing-Bacteria (vi khu n oxi hóa ammonium)

ARN

Axit Ribonucleic

BOD

Biochemical Oxygien Demand (Nhu c u oxy sinh hóa)

BTNMT

B TƠi nguyên Môi tr

CBTBS

Ch bi n tinh b t s n

CFU

Colony Forming Unit (đ n v hình thƠnh khu n l c)

COD

Chemical Oxygien Demand (Nhu c u oxy hóa h c)

CIRAT

Centre International Research Agriculture and Development

ng

(Trung tơm h p tác nghiên c u phát tri n nông nghi p)
cs

C ng s

DGGE

Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (đi n di bi n tính)

DNS

3,5 axit dinitrosalicylic

CMC

Cacboxymethyl xenluloza

DO

Dissolved oxygien (oxy hòa tan)

C
FAO

i ch ng
Food and Agriculture Organization (t ch c L

ng th c vƠ Nông

nghi p Liên H p Qu c)
ISP

International Streptomyces Project (Ch
t )

MPN

Most Probable Number (s kh h u)

Nts

Nit t ng s

NA

Nutrient agar

NB

Nutrient broth

OD

Optical Density (m t đ quang)

Pts

Phospho t ng s

ng trình x khu n Qu c


PCR

Polymerase Chain Reaction (ph n ng chu i trùng h p)

PTNT

Phát tri n nông thôn

QCVN

Quy chu n Vi t Nam

rADN

Ribosomal axit Deoxyribonucleic

rARN

Ribosomal axit Ribonucleic

SBR

Sequencing Batch Reactor (B hi u khí gián đo n)

SS

Suspended Solid (Ch t r n l l ng)

TBS

Tinh b t s n

TCVN

Tiêu chu n Vi t Nam

TNHH MTV Trách nhi m h u h n M t thƠnh viên

TNMT

TƠi nguyên môi tr

ng

TSA

Tripticase Soya Agar

TSS

Total suspended solids (t ng ch t r n l l ng)

TTSA

Thailand tapioca starch Organization (Hi p h i tinh b t s n Thái
L Lan)

v/p

vòng/phút

v/v

Volum/volum (Th tích/th tích)

VSV

Vi sinh v t

w/v

Weight/volum (Kh i l

ng/th tích)


DANH M C B NG
TT b ng

Tên b ng

1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
3.1

S n xu t s n m t s đ a ph ng c a Vi t Nam n m 2014
L ng tinh b t s n xu t kh u c a Vi t Nam theo th tr ng n m 2015
ThƠnh ph n tính ch t n c th i t s n xu t tinh b t s n
Ch t l ng n c th i t s n xu t tinh b t s n (ch a x lỦ)
ThƠnh ph n n c th i nhƠ máy ch bi n tinh b t s n
Hi n tr ng n c n c th i ch bi n tinh b t s n tr c vƠ sau x lỦ k
khí t i nhƠ máy c a công ty TNHH MTV Elmaco Ninh Bình, n m
2012
Ch t l ng n c th i ch bi n tinh b t s n sau x lỦ hi u khí vƠ tách
l c ch t r n l l ng t i nhƠ máy công ty TNHH MTV Elmaco Ninh

Bình, n m 2012
M t s nhóm vi sinh v t có ích trong n c th i ch bi n tinh b t s n
t i nhƠ máy c a công ty TNHH MTV Elmaco Ninh Bình, n m 2012
Kh n ng chuy n hóa h p ch t cacbon c a các vi sinh v t phơn l p
Ho t đ enzym c a các vi sinh v t phơn l p
Kh n ng x lỦ BOD5 vƠ COD trong n c th i ch bi n tinh b t s n
c a vi sinh v t phơn l p
Kh n ng chuy n hóa amoni c a vi sinh v t phơn l p
Kh n ng x lỦ Nts trong n c th i CBTBS c a vi sinh v t phơn l p
Kh n ng chuy n hóa Phosphat h u c c a vi sinh v t phơn l p
Kh n ng đ ng hóa Phospho c a vi sinh v t phơn l p
Kh n ng x lỦ Pts trong n c th i CBTBS c a vi sinh v t phơn l p
Ho t tính sinh h c c a các vi sinh v t tuy n ch n
c đi m sinh h c vƠ sinh hóa c a x khu n SHX.12
Kh n ng s d ng ngu n hydratcacbon c a vi khu n SHV.22
Kh n ng s d ng ngu n hydratcacbon c a ch ng vi khu n SHV.OA7
M c đ an toƠn c a các vi sinh v t nghiên c u
Kh n ng t n t i c a vi sinh v t trong đi u ki n đ n l vƠ t h p
Ho t tính sinh h c c a vi sinh v t nghiên c u trong đi u ki n đ n l
vƠ h n h p sau 90 ngƠy b o qu n
Sinh kh i vi sinh v t nghiên c u trong các môi tr ng lên men
Sinh kh i vi sinh v t nghiên c u các t l ti p gi ng khác nhau
Sinh kh i vi sinh v t nghiên c u các t c đ c p khí khác nhau

3.2

3.3
3.4
3.5
3.6

3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
3.21

Trang
7
8
11
12
12
63

65

66
67
68
69

70
70
71
71
72
72
74
75
77
83
84
85
89
90
91


3.22
3.23
3.24
3.25
3.26
3.27
3.28
3.29
3.30
3.31
3.32
3.33
3.34

3.35
3.36
3.37

Mi n kh o sát y u t đi u ki n lên men thu sinh kh i c a các ch ng vi
sinh v t tuy n ch n
Phơn tích ph ng sai Anova c a mô hình đ i v i S.fradiae SHX.12
Phơn tích ph ng sai Anova c a mô hình đ i v i B.velezensis SHV.22
Phơn tích ph ng sai Anova c a mô hình đ i v i N.europea
SHV.OA7
K t qu t i u các y u t lên men đ i v i ch ng vi sinh v t nghiên
c u
i u ki n lên men thu sinh kh i vi sinh v t
Sinh kh i vi sinh v t sau 5 ngƠy lên men x p v i ch t mang khác
nhau
Sinh kh i vi sinh v t sau 5 ngƠy lên men x p các t l ti p gi ng
Sinh kh i các vi sinh v t nghiên c u trên giá th r n
Ch t l ng ch ph m MIC-CAS 02
Hi u qu x lỦ ch t h u c trong n c th i c a ch ph m MIC-CAS
02 qui mô 80 lít
Hi u qu x lỦ Nts, Pts c a ch ph m MIC-CAS 02 qui mô 80 lít
nh h ng c a oxy hòa tan (DO) đ n hi u su t x lỦ
K t qu phơn tích ch t l ng n c sau x lỦ qui mô 200 lít v i ch
ph m MIC-CAS 02
Hi u qu x lỦ n c th i nhƠ máy tinh b t s n Elmaco Ninh Bình
b ng ch ph m MIC-CAS 02
M t đ vi sinh v t hi u khí t ng s tr c vƠ sau s d ng ch ph m
MIC-CAS 02

94

94
94
95
98
98
100
100
101
103
104
105
107
112
113
116


TT hình
1.1
1.2
1.3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9

3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
3.21
3.22
3.23

DANH M C HỊNH
Tên hình
Các n c s n xu t s n trên th gi i n m 2014
S n l ng s n trên th gi i t 2001-2014
C u trúc phơn t tinh b t
S đ h th ng x lỦ n c th i ch bi n tinh b t s n t i nhƠ máy c a
công ty TNHH MTV Elmaco Ninh Bình
Khu n l c vƠ bƠo t chu i c a ch ng x khu n SHX.12
Hình d ng khu n l c vƠ t bƠo c a vi khu n SHV.22
c đi m sinh hóa vƠ t bƠo c a vi khu n SHV.OA7
V trí phơn lo i c a ch ng SHX.12 v i các loƠi có quan h h hƠng
g n d a vƠo trình t 16S rADN
V trí phơn lo i c a ch ng SHV.22 v i các loƠi có quan h h hƠng
g n d a vƠo trình t 16S rADN
V trí phơn lo i c a ch ng SHV.OA7 v i các loƠi có quan h h hƠng

g n d a vƠo trình t 16S rADN
M t đ vi sinh v t nhơn sinh kh i các nhi t đ khác nhau
M t đ vi sinh v t đi u ki n pH môi tr ng khác nhau
M t đ vi sinh v t nghiên c u sau th i gian nhơn sinh kh i khác nhau
M t đ vi sinh v t v i các t l ti p gi ng khác nhau
M t đ vi sinh v t nhơn sinh kh i t c đ c p khí khác nhau
nh h ng c a các y u t lên men đ n m t đ t bƠo vi sinh v t
B m t đáp ng c a m t đ t bƠo ch ng x khu n S.fradiae SHX.12
B m t đáp ng c a m t đ t bƠo ch ng B.velezensis SHV.22
B m t đáp ng c a m t đ t bƠo ch ng N.europea SHV.OA7
M c đ đáp ng s mong đ i đ i v i các ch ng vi sinh v t nghiên
c u
S đ t o ch ph m vi sinh v t x lỦ n c th i ch bi n tinh b t s n
nh h ng c a th i gian l u n c đ n hi u su t x lỦ
nh h ng c a l ng ch ph m b sung đ n hi u qu x lỦ COD
S đ qui trình s d ng ch ph m vi sinh v t x lỦ n c th i biogas
c a c s CBTBS
S n ph m PCR-DGGE gien 16S rADN c a vi sinh v t trong các m u
bùn vƠ ch ng đ n
i n di bi n tính (DGGE) gien 16S rADN c a vi sinh v t trong các
m u bùn vƠ ch ng đ n

Trang
4
5
26
62
73
75
76

79
70
81
86
87
88
90
91
96
97
97
97
98
102
108
109
110
114
115


1

M

U

Cơy s n (Manihot esculenta Crantz) m t trong s lo i cơy l
tr ng đ c bi t

các n

ng th c quan

c đang phát tri n vì d tr ng, không kén đ t vƠ cho thu

ho ch v i n ng su t cao. Hi n nay, do nhu c u v tinh b t s n t ng cao đ ph c v
nguyên li u cho các ngƠnh công nghi p nh ch bi n th c ph m, công nghi p gi y,
công nghi p d t, nhiên li u sinh h cầnên các n

c tr ng s n trong đó có Vi t Nam

t p trung vƠo s n xu t tinh b t s n đ đáp ng nhu c u trong n

c vƠ xu t kh u.

Các c s , nhƠ máy ch bi n tinh b t s n (CBTBS) tuy đáp ng nhu c u
tiêu dùng c a xƣ h i nh ng do ch t p trung đ u t đ nơng cao n ng su t vƠ ch t
l

ng c a s n ph m, v n đ qu n lỦ vƠ ki m soát l

trình s n xu t ch a đ

ng n

c th i ra trong quá

c đ u t đ ng b , h th ng x lỦ n

c th i không x lỦ

tri t đ d n đ n các ch tiêu lỦ hóa sinh h c đ u v
nhi m nghiêm tr ng môi tr

c th i đ kh c ph c h u qu

TTg ngƠy 1/10/2013 c a Th t

tri t đ các c s gơy ô nhi m môi tr
Hi n t i, có r t nhi u ph
hi u nh t đ x lỦ n

ng cho phép, gơy ô

ng. Th c t đƣ có c s nhƠ máy b đình ch s n xu t

vƠ ph i nơng c p xơy d ng c i t o h th ng x lỦ n
theo quy t đ nh 1788/Q

t ng

ng Chính ph v x lỦ

ng.

ng pháp x lỦ n

c th i, tuy nhiên bi n pháp h u

c th i lƠ bi n pháp sinh h c vì hi u qu tri t đ , không gơy tái

ô nhi m vƠ chi phí đ u t th p (Chu Th Th m vƠ cs, 2006). Bi n pháp sinh h c x
lỦ n

c th i b ng vi sinh v t lƠ ph

ph bi n
đ

nhi u n

ng pháp có nhi u u đi m vƠ đ

c trên th gi i. Ph

c tình tr ng ô nhi m môi tr

ng n

c ng r ng

ng pháp vi sinh v t không ch gi i quy t
c mƠ còn không gơy h i đ n môi tr

ng

xung quanh, giúp n đ nh cơn b ng sinh thái vƠ giá thƠnh x lỦ khá phù h p v i
các n

c đang phát tri n. Do đó v n đ s d ng vi sinh v t có ích trong t nhiên lƠ

đi u c n quan tơm vƠ nghiên c u đ gi i quy t v n đ ô nhi m môi tr
Theo Hu nh Ng c Ph

ng n

ng Mai (2006) trung bình đ s n xu t đ

tinh b t s n trong ngƠy ph i s d ng 12-20m3 n

c, do đó l u l

ng n

sinh trong ch bi n tinh b t s n lƠ r t l n, m c đ ô nhi m cao. Trong n
bi n tinh b t s n th

c.

cm tt n
c th i phát
c th i ch

ng có thƠnh ph n ch t r n l l ng cao do b t vƠ x c s n sót


2

l i, nhu c u oxy sinh hóa (BOD) vƠ nhu c u oxy hóa h c (COD) có n ng đ cao

hƠng ch c ngƠn mg/l gơy khó kh n cho quá trình x lỦ sinh h c.
nh a vƠ hƠm l

ng nh t đ nh h p ch t xyanua có trong n

s n còn lƠm cho n

c bi t các ch t

c th i ch bi n tinh b t

c th i có mƠu đen, gơy mùi khó ch u vƠ c ch nhi u lo i vi

sinh v t có ích. Vì v y, nghiên c u các ch ng vi sinh v t thích nghi v i môi tr
n

c th i nh m l a ch n đ

ng

c các ch ng vi sinh v t phù h p có kh n ng phơn h y

m nh các ch t h u c vƠ ch u đ

c các ch t c ch có trong n

c th i ch bi n tinh

b t s n lƠ c n thi t.
Nhi u công trình khoa h c nghiên c u s d ng vi sinh v t lƠm tác nhơn

sinh h c trong x lỦ n
gi m hƠm l

c th i giƠu ch t h u c đƣ xác đ nh đ

ng BOD, COD vƠ ch t h u c trong n

c kh n ng lƠm

c th i, tuy nhiên v n ch a

có gi i pháp hi u qu trong vi c t o ch ph m vi sinh v t cho x lỦ n

c th i sau

CBTBS ho c s d ng k t h p ch ph m vi sinh v t v i các gi i pháp khác đ nơng
cao hi u qu x lỦ n

c th i CBTBS, do v y ch t l

ng n

c th i ra môi tr

ng

ch a đ m b o yêu c u theo quy chu n 40/2011 c a B TNMT.
Xu t phát t lỦ do trên, đ tƠi: “Nghiên c u t o ch ph m vi sinh v t x lý
n

c th i ch bi n tinh b t s n” có Ủ ngh a c p thi t góp ph n x lỦ tri t đ n

c

th i sau ch bi n tinh b t s n.
M c tiêu c a đ tƠi lu n án
- Tuy n ch n đ
n

c vi sinh v t vƠ t o đ

c ch ph m vi sinh v t có kh n ng x lỦ

c th i ch bi n tinh b t s n.

-

xu t quy trình s d ng ch ph m vi sinh v t x lỦ n

c th i ch bi n tinh b t

s n.
it
-N

ng vƠ ph m vi nghiên c u

c th i sau ch bi n tinh b t s n c a c s , nhƠ máy ch bi n tinh b t s n

Ninh Bình, HƠ N i vƠ

k L k.

- Vi sinh v t có kh n ng chuy n hóa các h p ch t ô nhi m trong n
tinh b t s n.

c th i ch bi n


3

- H th ng x lỦ n

c th i c a nhƠ máy ch bi n tinh b t s n thu c công ty TNHH

MTV Elmaco Ninh Bình.
ụ ngh a khoa h c vƠ th c ti n
- V khoa h c: Lu n án đƣ tuy n ch n đ
h c cao, thích nghi v i môi tr

ng n

c các ch ng vi sinh v t có ho t tính sinh

c th i ch bi n tinh b t s n, vƠ đ

trong s n xu t ch ph m vi sinh v t x lỦ n

c áp d ng

c th i ch bi n tinh b t s n. Góp ph n

cung c p thêm t li u ph c v gi ng d y vƠ nghiên c u ng d ng vi sinh v t trong
x lỦ n

c th i b ng con đ

- V th c ti n:

ng sinh h c.

ng d ng ch ph m vi sinh v t trong h th ng x lỦ n

c th i c a

nhƠ máy ch bi n tinh b t s n Elmaco Ninh Bình, góp ph n x lỦ tri t đ ô nhi m
môi tr

ng c a c s s n xu t tinh b t s n.
óng góp m i c a đ tƠi lu n án

- Lu n án đƣ phơn l p, l a ch n đ

c 3 ch ng vi sinh v t t ngu n n

c th i vƠ bùn

th i c a c s s n xu t tinh b t s n g m Streptomyces fradiae SHX.12, Bacillus
velezensis SHV.22, Nitrosomonas europea SHV.OA7 có kh n ng chuy n hóa các
h p ch t ô nhi m vƠ thích nghi v i môi tr

ch ng vi sinh v t đ

ng n

c th i ch bi n tinh b t s n. Các

c nghiên c u lƠ các ch ng đa ho t sinh h c. Ch ng

Streptomyces fradiae SHX.12 v a có kh n ng chuy n hóa tinh b t v a có kh n ng
chuy n hóa xenlulo. Ch ng Bacillus velezensis SHV.22 v a có kh n ng khoáng
hóa Phosphat h u c v a có kh n ng đ ng hóa vƠ d tr PO43- trong t bƠo.
- Lu n án nghiên c u có tính h th ng v ch ph m vi sinh v t bao g m các khơu
phơn l p, tuy n ch n vi sinh v t, nghiên c u t i u hóa đi u ki n nhơn sinh kh i,
xơy d ng quy trình công ngh vƠ t o ch ph m MIC-CAS 02 t ba ch ng vi sinh
v t trên đ
-

c th i ch bi n tinh b t s n.

tƠi lu n án đƣ th nghi m thƠnh công ch ph m MIC-CAS 02 góp ph n x lỦ

tri t đ n
n

ng d ng trong x lỦ n

c th i c a nhƠ máy ch bi n tinh b t s n Elmaco Ninh Bình, ch t l

c th i sau x lỦ đ t giá tr lo i A theo QCVN 40: 2011/BTNMT.

ng


4

CH
1.1.Tinh b t s n vƠ n

NG 1: T NG QUAN TẨI LI U
c th i ch bi n tinh b t s n

1.1.1.Tinh b t s n vƠ qui trình ch bi n
S n (Manihot esculenta Crantz) m t lo i cơy l
qu c gia, hi n đ

c tr ng t i h n 100 n

ng th c quan tr ng

m ts

c trên th gi i, trong đó t p trung nhi u

các qu c gia có khí h u nhi t đ i vƠ c n nhi t đ i chơu Phi, chơu Á vƠ Nam M
(hình 1.1).

Hình 1.1. Các n

c s n xu t s n trên th gi i n m 2014
Ngu n: FAO, 2015

N m 2014, Nigeria lƠ n

c s n xu t s n l n nh t th gi i (54,83 tri u t n),

th hai lƠ Thái Lan (30,02 tri u t n), th ba lƠ Indonesia (23,45 tri u t n) vƠ Brazil
đ ng th t (23,24 tri u t n).
S nl
đ nh
l

ng s n toƠn th gi i trong nhi u n m tr l i đơy duy trì t

m cs nl

ng đ i n

ng 230 tri u t n s n/n m. Chơu Á, đóng góp h n m t n a s n

ng s n toƠn c u v i s n l

ng s n hƠng n m t ng 5 % cao h n so v i chơu Phi

(3,5 %), trong đó n ng su t t ng hƠng n m đ t 3,1 % vƠ di n tích tr ng hƠng n m
t ng 1,8 % (CIAT, 2014). N

c có n ng su t s n cao nh t th gi i n m 2014 lƠ

đ t 35,66 t n/ha (hình 1.1). Theo FAO (2015) t n m 2001 s n l
c u đƣ t ng lên hƠng n m

1.2).

n

ng s n toƠn

m c 3,4 % vƠ đ t 270,3 tri u t n trong n m 2014 (hình


5

Ngu n:FAO,2015
Hình 1.2. S n l

ng s n trên th gi i t 2001-2014

S n lƠ m t thƠnh ph n quan tr ng trong b a n c a h n m t t ng
các n

c nghèo trên th gi i. T ch c Nông l

cơy l

ng th c quan tr ng

các n

ng Liên h p qu c (FAO) x p s n lƠ

c đang phát tri n sau lúa g o, ngô vƠ lúa mì.

T i chơu Phi, s n chi m t tr ng cao trong c c u l
quơn kho ng 96 kg/ng

ng th c v i m c tiêu th bình

i/n m.

Tinh b t s n lƠ s n ph m ch bi n t c s n đ
l

i thu c

c s d ng tr c ti p lƠm

ng th c, đ ng th i lƠ ngu n nguyên li u quan tr ng trong s n xu t công nghi p

vƠ đ c bi t lƠ công nghi p nhiên li u sinh h c, do v y cơy s n không ch quan tr ng
đ i v i các h gia đình nông dơn, mƠ còn đ i v i các n n kinh t c a nhi u qu c gia
đang phát tri n. NgƠnh công nghi p ch bi n tinh b t s n

ông Nam Á hi n t i

đang t o ra hƠng t đô la m i n m nh xu t kh u, trong đó Thái Lan hi n đang lƠ
n

c đ ng đ u th gi i v xu t kh u tinh b t s n v i s l

ng đ t 3,9 tri u t n tinh

b t s n trong n m 2014 (Boonmee Wattanaruangrong, 2015)
T i Thái Lan, tinh b t s n đ

c ch bi n theo c công ngh truy n th ng vƠ

hi n đ i, trong đó công ngh truy n th ng đ

c s d ng trong các nhƠ máy s n xu t

quy mô nh , có th tách tinh b t t c s n t

i b ng cách nghi n vƠ ngơm s n d

n

c, s n ph m t o ra th

ng kém ch t l

ng. Công ngh ch bi n hi n đ i đ

i

c áp

d ng trong các nhƠ máy có quy mô l n vƠ trung bình v i nhi u các công đo n chi t
su t k t h p v i x lỦ b t b ng SO2 cho t l thu h i tinh b t cao, l

ng tinh b t th t

6

thoát theo bƣ đ

c h n ch t i m c th p nh t. Hi n t i

Thái Lan các nhƠ máy ch

bi n tinh b t s n v i công ngh hi n đ i đang d n d n thay th nh ng nhƠ máy quy
mô nh (TTSA, 2015).
Indonesia lƠ n

c s n xu t tinh b t s n l n th ba trên th gi i. Công nghi p

ch bi n tinh b t s n
qu c gia nƠy đ

Indonesia đ

c b t đ u t nh ng n m 1980. Tinh b t s n

c s d ng lƠm nguyên li u cho công nghi p d t may, công nghi p

gi y vƠ m t s ngƠnh khác (Rety Setyawaty vƠ cs, 2011).
n

, s n xu t tinh b t s n t p trung ch y u

Nadu, cung c p h n 80% nhu c u c n

c. M c dù n

bang Kerala vƠ Tamil
lƠ m t trong 10 qu c gia

s n xu t s n l n nh t th gi i, m i n m s n xu t kho ng 9 tri u t n s n, song v i
dơn s đông, nhu c u tiêu dùng l n, nên n

c nƠy hƠng n m v n ph i nh p kh u

tinh b t s n vƠ các s n ph m khác t s n (Srinivas Tavva vƠ cs, 2015).
Trung Qu c, n

c s n xu t ethanol l n th

ba trên th gi i, sau M vƠ

Brazil. Vì không ph i lƠ qu c gia tr ng nhi u s n, đ đáp ng nhu c u s d ng tinh
b t s n ngƠy cƠng cao, trong n m 2014 Trung Qu c ph i nh p kh u 9,4 tri u t n s n
lát vƠ 1,9 tri u t n tinh b t s n (Jin Shu-ren, 2015). Công ngh ch bi n tinh b t s n
c a Trung Qu c đ

c đánh giá đ t trình đ phát tri n cao v i đ c đi m t y tr ng

không dùng SO2, ho c ch s d ng v i s l

ng không đáng k .

N m 2014, Vi t Nam đ ng th b y v s n l

ng s n trên th gi i (đ t 10,21

tri u t n), n ng su t đ t 18,5 t n/ha (hình 1.1), nh ng lƠ n

c xu t kh u tinh b t s n

đ ng th hai trên th gi i sau Thái Lan. S n xu t s n lƠ ngu n thu nh p quan tr ng
c a các h dơn nghèo do s n d tr ng, ít kén đ t, ít v n đ u t , phù h p sinh thái vƠ
đi u ki n kinh t nông h .
n nay, c n

c đƣ hình thƠnh các vùng nguyên li u s n t p trung, tr ng

kh p các vùng t mi n núi phía B c t i mi n Trung, Tơy Nguyên vƠ mi n

ông

Nam b v i t ng di n tích đ t trên 500 ngƠn ha (b ng 1.1). Th i gian g n đơy, m t
s doanh nghi p đƣ đ u t sang c LƠo đ m r ng vùng nguyên li u ph c v cho
công nghi p ch bi n tinh b t.


7

N m 2014, đ a ph

ng có s n l

ng s n cao nh t n

c lƠ Tơy Ninh đ t 1.603,4

nghìn t n, th hai lƠ Gia Lai đ t 1.114,2 nghìn t n, th ba lƠ
s n đ t 642,2 nghìn t n vƠ Kon Tum đ ng th t v s n l
t n (b ng 1.1). Tơy Ninh c ng có s l
nh t n
n

kL kv is nl

ng

ng s n đ t 566,2 nghìn

ng c s ch bi n s n vƠ tinh b t s n cao

c, kim ng ch xu t kh u chi m kho ng 40% t ng kim ng ch xu t kh u c

c. Bên c nh đó, Tơy Ninh luôn đi đ u v công ngh , v thi t b s n xu t tinh b t

s n.
N ng su t s n c a Vi t Nam hi n nay đ ng trong nhóm 10 qu c gia n ng su t
cao trên th gi i. S li u trong b ng 1.1 cho th y n m 2014 vùng thơm canh t t nh
Tơy Ninh đƣ cho n ng su t 31,8 t n/ha, nh ng n ng su t bình quơn c n
ch đ t 18,5 t n/ha, th p h n so v i m t s n

c trong khu v c ( n

cm i

đ t trên 35

t n/ha, Thái Lan trên 22 t n/ha).
B ng 1.1. S n xu t s n
Tên đ a ph

TT

m t s đ a ph

ng

ng c a Vi t Nam n m 2014

Di n tích

N ng su t

S nl

ng

(1000 ha)

(t n/ha)

(1000 t n)

1

2

Tơy Ninh
Gia Lai

50,5
61,6

31,8
18,1

1.603,4
1.114,2

3

ợ kL k

31,4

20,5

642,2

4

Kon Tum

37,6

15,1

566,2

5

Bình Thu n

32,7

15,9

519,3

6

S n La

30,5

12,2

371,3

7

Phú Yên

19,5

18,3

356,2

8

ợ k Nông

19,1

16,2

308,7

9

Qu ng Ngƣi
C n c

19,0
18,6
352,7
553,1
18,5
10.225,3
Ngu n: T ng c c th ng kê, 2015

Th ng kê c a h i quan c a kh u Chi Ma, m i ngƠy kho ng 300-500 t n tinh
b ts nđ

c xu t kh u sang Trung Qu c, n m 2013 xu t kh u s n vƠ các s n ph m

t s n đ t 3,1 tri u t n v i kim ng ch 1,1 t đô la M (Trung tơm Thông tin Phát
tri n Nông nghi p Nông thôn, 2014).


8

Theo th ng kê c a B Nông nghi p vƠ PTNT, trong quỦ I n m 2015, s n l

ng

xu t kh u s n vƠ các s n ph m t s n đ t giá tr 420 tri u USD, t ng 24 % v l

ng

vƠ t ng 22,7 % v giá tr so v i cùng k n m 2014 (www.omard.gov.vn). Ch tính
riêng v tinh b t s n, l
B ng 1.2. L

ng xu t kh u c n m 2015 đƣ đ t 1,3 tri u t n (B ng 1.2).

ng tinh b t s n xu t kh u c a Vi t Nam theo th tr

ng n m 2015
(

Th tr

ng

n v tính: t n)

Tháng 3

Tháng 4

Tháng 5 Tháng 6

Tháng 7

243.930

161.820

118.581 108.106

121.781 1.148.256

Singapore

8.643

4.655

2.695

504

720

36.880

2,80

Philippines

6.856

5.014

4.786

4.047

4.537

32.587

2,48

Bangladesh

4.848

4.120

3.881

1.285

2.585

24.703

1,88

Malysia

2.354

4.518

1.967

3.063

1.925

19.608

1,49

Ơi Loan

3.620

1.384

3.040

1.847

17.305

1,32

n

1.482

1.846

371

663

114

5.852

0,44

Indonesia

1.095

510

1.036

824

187

5.272

0,40

Nh t B n

73

19

504

3.179

0,24

2.924

4.433

22.238

1,69

136.786 1.315.969

100

Trung qu c

Khác
T ng c ng

2.678

4.252

275.670

188.119

1.689

138.045 123.281

C n m

T l (%)
87,26

(Ngu n: AgroMonitor, 2015 )
N m 2015, th tr

ng xu t kh u chính c a Vi t Nam lƠ Trung Qu c, chi m

87,26 % kim ng ch. Ti p theo lƠ Singapore chi m 2,8 %;
ph n r t nh b t đ u đ n đ

Ơi Loan 1,32 % vƠ m t

c Nh t B n (AgroMonitor, 2015).

Theo Trung tơm S n xu t s ch Vi t Nam (2010), hi n t i trong c n

ct n

t i ba quy mô s n xu t tinh b t s n đi n hình g m qui mô nh (h vƠ liên h ), qui
mô v a vƠ qui mô l n. Quy mô nh (công su t 0,5-10 t n tinh b t s n ph m/ngƠy),
ch y u công ngh th công, thi t b t t o ho c do các c s c khí đ a ph
t o. Hi u su t thu h i vƠ ch t l
d

ng ch

ng tinh b t s n không cao. Qui mô v a (công su t

i 50 t n tinh b t s n ph m/ngƠy), đa ph n s d ng thi t b ch t o trong n

c


9

nh ng có kh n ng ho t đ ng n đ nh vƠ ch t l
c s nh p thi t b c a n

ng s n ph m không thua kém các

c ngoƠi. Qui mô l n (công su t trên 50 t n tinh b t s n

ph m/ngƠy), v i công ngh , thi t b nh p t Chơu Ểu, Trung Qu c, Thái Lan. Công
ngh tiên ti n, hi u su t thu h i s n ph m vƠ ch t l
n

c s d ng ít n
Tr

ng

c.

c n m 1990, qui mô s n xu t tinh b t s n

gia đình nh , ngoƠi m t s đ n v c a nhƠ n
HƠ vƠ cs, 1996;

ng s n ph m cao h n, l

Vi t Nam ph n l n lƠ các h

c có quy mô l n h n (

ng Thanh

Ơo Huy Chiên, 1997), ch y u s n xu t tinh b t khô vƠ

v cho lƠm bánh mì, bánh ng t, r
v i s kh i đ ng c a th tr
quy mô l n hi n đ i đƣ đ

t ph c

u vƠ s n xu t bánh k o... Sau n m 1990, cùng

ng trong n

c, m t s nhƠ máy ch bi n tinh b t s n

c xơy d ng t i phía Nam vƠ ph n l n đ

v i công ty đa qu c gia c a Nh t B n, HƠn Qu c vƠ

c liên doanh

Ơi Loan nh

Vedan,

Ajinomotoầ(Henry vƠ cs, 1995).
Theo Nguy n V n L ng (2015) ch t ch hi p h i s n Vi t Nam, hi n nay c
n

c có kho ng 100 nhƠ máy ch bi n tinh b t s n có quy mô công nghi p. So v i

5 n m tr

c đƣ t ng g p đôi v s l

ng nhƠ máy vƠ g p 3 v công su t. M i n m,

các nhƠ máy nƠy s n xu t đ

c 1,8 đ n 2 tri u t n tinh b t s n. Bên c nh các nhƠ

máy s n xu t tinh b t s n,

Vi t Nam đang có 7 nhƠ máy s n xu t ethanol t

nguyên li u s n đ

c xơy d ng v i t ng công su t thi t k 502.000 t n ethanol/n m.

T vai trò lƠ cơy l

ng th c, cơy s n đƣ vƠ đang chuy n đ i nhanh chóng thƠnh cơy

công nghi p, cơy nguyên li u cho s n xu t nhiên li u sinh h c. Theo Trung tơm S n
xu t s ch Vi t Nam (2010), các c s s n xu t tinh b t s n

Vi t Nam áp d ng các

k thu t, công ngh ch y u sau:
- Ch bi n tinh b t s n theo ph

ng pháp th công: T t c các khơu trong

quá trình ch bi n s n t r a, g t v , n o, mƠi, l c vƠ r a b t đ u đ
th công. Ph
vƠ ch t l

ng pháp th công áp d ng

c ti n hƠnh

qui mô h gia đình, cho n ng su t th p

ng kém. K thu t s n xu t đ n gi n vƠ gián đo n.

- Ch bi n tinh b t s n theo ph

ng pháp bán c gi i: Ngo i tr khơu r a,

g t v vƠ tách tinh b t ti n hƠnh th công. Quá trình n o/mƠi đ

c ti n hƠnh b ng


10

máy mƠi. B t nhƣo thu đ
Quá trình l ng đ

c qua sƠng h th ng g m l c thô, l c m n vƠ l c tinh.

c ti n hƠnh trong b l ng ho c bƠn l ng (l ng tr ng l c). Ph

pháp bán c gi i áp d ng

qui mô s n xu t nh , ch t l

ng

ng s n ph m, hi u su t thu

h i tinh b t th p, lao đ ng v t v vƠ khó đ m b o v sinh công nghi p.
- Ch bi n tinh b t s n theo ph

ng pháp hi n đ i: Quá trình s n xu t đ

c

t đ ng hóa hoƠn toƠn, t khi ti p nh n c đ n khi s y, hoƠn thi n s n ph m ph i
đ

c ti n hƠnh trong th i gian ng n nh t có th đ

hoá, bi n đ i hƠm l

c, đ gi m thi u quá trình oxy

ng tinh b t sau thu ho ch vƠ trong ch bi n. Trong quá trình

s n xu t tinh b t s n s d ng ph

ng pháp trích ly.

thi t b ly tơm đ th c hi n quá trình tách, ph

ơy lƠ ph

ng pháp s d ng

ng pháp nƠy cho ch t l

ng s n

ph m cao, n ng su t l n, đ m b o v sinh công nghi p.
Tr

c đơy

áp d ng

Vi t Nam, ch bi n tinh b t s n th công vƠ bán th công đ

c

h gia đình, c s lƠng ngh v i qui mô nh ch vƠi t s n/ngƠy. Trong

vòng 15 n m qua, các ho t đ ng ch bi n tinh b t t i các lƠng ngh đƣ đ

c c gi i

hóa t dơy chuy n r a c , nghi n, tách bƣ, l cầ N ng su t t ng lên vƠ quy mô l n
h n do áp d ng c khí hóa (CIAT, 2011). Ch bi n tinh b t s n theo ph

hi n đ

ch y u b ng công ngh nh p t n

y uđ

c đ u t t 10-15 n m tr

ng pháp

c ngoƠi. Các nhƠ máy hi n nay ch

c, công ngh vƠ thi t b ch y u c a Trung Qu c,

Thái lan.
1.1.2. N

c th i ch bi n tinh b t s n

Trong s n xu t tinh b t s n ph i s d ng m t l
li u đ n quá trình k t l ng vƠ lƠm s ch tinh b t. L
ch y u đ
c t

i

Ng c Ph

c khai thác t ngu n n

80-90% l

ng Mai, 2006). Trong t ng l

-N

ng n

ng n

c l n t r a nguyên

c ph c v cho s n xu t

c ng m m c tiêu th kho ng 3,5-12,0 m3/t n

qui mô nông h vƠ 3-5 m3/t n c t

10% phát sinh t n

ng n

ng n

i t i các nhƠ máy qui mô l n (Hu nh
c th i ch bi n tinh b t s n kho ng

c r a c vƠ 90% t công đo n ly tơm, l c, kh ầchi m kho ng
c tiêu th . ThƠnh ph n các lo i n

c th i c th nh sau:

c th i trong quá trình r a c , c t v có ch a bùn, đ t, cát, m nh v , HCN t o

ra do phơn h y phazeolutanin trong v th t nh xúc tác c a men xyanoazaầ N

c


11

s d ng trong công đo n r a c tr
m t c , không lƠm nh h
-N

c khi l t v đ lo i b các ch t b n bám trên b

ng mƠu c a tinh b t.

c th i trong quá trình nghi n c , l c thô có nhi u tinh b t, protein vƠ khoáng

ch t tách ra trong quá trình nghi n thô.
-N

c th i trong quá trình tách d ch có n ng đ ch t h u c (BOD), ch t r n l

l ng (SS) cao. NgoƠi ra trong n
nhi u ch t vi l
L ul

c th i nƠy còn ch a các d ch bƠo có tanin, men vƠ

ng có m t trong c s n.
ng n

c th i l n có pH th p, n ng đ ch t h u c , vô c cao, đ c

bi t lƠ các h p ch t ch a N, P... cùng v i các ch t ch a xyanua (CN-) có ngu n g c
t v s n vƠ lõi c s n lƠ ngu n gơy ô nhi m chính đ i v i môi tr

ng, nh h

ng

x u đ n s c kh e c ng đ ng (Trung tơm S n xu t s ch Vi t Nam, 2010). ThƠnh
ph n chính c a n
s n xu t đ

c th i ch bi n tinh b t s n trong t ng công đo n c a quá trình

c t ng h p trong b ng 1.3 v m t c m quan n

c th i s n xu t tinh b t

s n có mƠu tr ng, mùi chua vƠ đ đ c cao.
B ng 1.3. ThƠnh ph n tính ch t n
Công đo n

pH

s n xu t

c th i t s n xu t tinh b t s n

C n l l ng

BOD5

COD

ki m

(mg/l)

(mg/l)

(mg/l)

(mg/l)

R ac

6,5

995

1350

1687

122

L c thô

4,5

660

3850

4812

122

L c tinh

4,05

660

3850

4800

122

H nh p

6,1

1655

5200

6499

140

(D
ThƠnh ph n n

ng

c Ti n, Tr n Hi u Nhu , Nguy n Kim Thái, 1991)

c th i ph thu c vƠo quy mô s n xu t, trình đ công ngh vƠ

h th ng thi t b x lỦ n

c th i, qui trình v n hƠnh vƠ quan tr c môi tr

li u quan tr c c a Trung tơm S n xu t s ch Vi t Nam (2010), đ i v i n

ng. S
c th i t

s n xu t tinh b t s n ch a x lỦ (b ng 1.4) cho th y m c ô nhi m r t cao, c n đ
x lỦ nh m đáp ng tiêu chu n c a môi tr
Nam.

ng v n

c

c th i theo qui chu n Vi t


12

B ng 1.4. Ch t l
Ch tiêu

nv

ng n

c th i t s n xu t tinh b t s n (ch a x lỦ)

Qui mô nh vƠ

pH

-

v a
4,0-5,6

BOD

mg/l

COD
SS
CN-

QCVN 40:2011/BTNMT
C tA
C tB

Qui mô l n
3,8-5,7

6-9

5,5-9

7.400-11.000

6.200-

30

50

mg/l

13.000-17.800

7.000-

100

150

mg/l
mg/l

1.200-2.600
3,4-5,8

330-4.100
19-36

50

100

(Ngu n: Trung tâm S n xu t s ch Vi t Nam, 2010)
NgoƠi thƠnh ph n ch t h u c BOD, COD trong n

c th i ch bi n tinh b t

s n còn ch a các h p ch t ch a Nit , Phospho. Theo báo cáo c a Vi n Nghiên c u
Thi t k Ch t o máy Nông nghi p (2005), hƠm l

ng các h p ch t ch a Nit vƠ

Phospho cao h n r t nhi u so v i tiêu chu n cho phép (b ng 1.5).
B ng 1.5. ThƠnh ph n n
Ch tiêu

nv

c th i nhƠ máy ch bi n tinh b t s n
Giá tr

pH
BOD
COD
SS
CNSO42-

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

4,2-5,1
2.120-14.750
2.500-17.000
120-3.000
2-75
52-65

N-NH4

mg/l

136-300

N-NO2
mg/l
0,0-0,2
N-NO3
mg/l
0,5-0,8
Pts
mg/l
250-450
(Ngu n: Báo cáo D án c p nhà n

QCVN 40:2011/BTNMT
C tA
C tB
6-9
5,5-9
30
50
100
150
50
100

-

10

4
6

c (KC.05.11-2005),

Vi n Nghiên c u Thi t k Ch t o máy Nông nghi p)
Các thƠnh ph n h u c nh tinh b t, protein, xenluloza, pectin, đ
nguyên li u c s n t

i lƠ nguyên nhơn gơy ô nhi m cao cho các dòng n

nhƠ máy s n xu t tinh b t s n.

ng có trong
c th i c a


13

1.1.3. Ọ nhi m môi tr

ng do n

c th i ch bi n tinh b t s n

M c dù tinh b t s n có kim ng ch xu t kh u l n, đóng vai trò quan tr ng
trong vi c phát tri n n n kinh t , xƣ h i cho đ t n
ngƠnh s n xu t tinh b t s n đ n môi tr

ng c ng r t l n. Ch t l

ngƠnh ch bi n tinh b t s n n u không đ
l

ng môi tr

c x lỦ s gơy nh h

ng n

c th i c a

ng x u đ n ch t

ng. Theo FAO (2001) vƠ Trung tơm S n xu t s ch Vi t Nam (2010)

các ch t ô nhi m trong n

c th i ch bi n tinh b t s n bao g m:

pH quá th p s lƠm m t kh n ng t lƠm s ch c a ngu n ti p nh n do các



loƠi vi sinh v t có trong t nhiên trong n
n

c, nh ng tác đ ng tiêu c c c a

c b kìm hƣm phát tri n. NgoƠi ra, khi

c th i có tính axít s có tính n mòn, lƠm m t cơn b ng trao đ i ch t t bƠo, c

ch s phát tri n bình th

ng c a quá trình s ng.

 BOD liên quan t i xác đ nh m c đ ô nhi m c a thƠnh ph n có kh n ng
phơn h y sinh h c trong n

c th i, COD cho phép xác đ nh m c đ ô nhi m ch t

h u c , vô c có trong n

c th i công nghi p. HƠm l

COD) cao s lƠm gi m n ng đ oxi hòa tan trong n

ng ch t h u c (BOD,

c, lƠm nh h

ng đ n đ i

s ng th y sinh, đ c bi t lƠ h vi sinh v t c a ngu n ti p nh n. N ng đ oxy hòa tan
d

i 50% còn có kh n ng gơy nh h

hi n t

ng đ n s phát tri n c a tôm, cá. Khi x y ra

ng phơn h y y m khí v i hƠm l

ng BOD quá cao s gơy th i ngu n n

c

vƠ gi t ch t h th y sinh, gơy ô nhi m không khí xung quanh vƠ phát tán trên ph m
vi r ng theo chi u gió.
 Ch t r n l l ng (SS) c ng lƠ tác nhơn gơy nh h

ng tiêu c c t i tƠi nguyên

th y sinh đ ng th i gơy m t c m quan, b i l ng lòng h , sông, su i... Ọ nhi m x y
ra khi n

c th i ch bi n s n th m vƠo lòng đ t ho c ch y vƠo sông, su i. Okafor vƠ

cs (1998) đƣ kh ng đ nh các h t ch t r n l l ng r t quan tr ng, chúng lƠ n i đ các
ch t ô nhi m vƠ tác nhơn gơy b nh bám trên b m t. Các h t r n l l ng nh h n thì
m c đ gơy ô nhi m l n h n.
 HƠm l
nên hi n t

ng ch t dinh d

ng phú d

t o. Khi n môi tr

ng, n ng đ các ch t Nit , Phospho cao quá s gơy

ng hóa ngu n n

c, s phát tri n khó ki m soát c a rong vƠ

ng s ng c a ngu n ti p nh n b thay đ i vƠ x u đi.


14

 Xyanua (HCN) t n t i trong n

c th i s n xu t tinh b t s n, ph n ng v i s t

t o thƠnh s t xyanua có mƠu xám. N u không đ
t i mƠu c a tinh b t vƠ mƠu c a n

c th i.

c tách nhanh, HCN s
trong n

nh h

c xyanua t n t i

ng
d ng

mu i CN- vƠ HCN. Khi vƠo c th , xyanua k t h p v i enzym xitochrom lƠm men

nƠy c ch kh n ng c p oxy cho h ng c u, gơy ng đ c cho ng

i vƠ đ ng v t thu

sinh. Nhi u qu c gia đƣ đ a ra m t gi i h n cho phép n ng đ xyanua kho ng 0,2
mg/l đ

c phép x th i vƠo l u v c n

c t nhiên (Y.B. Patil vƠ cs, 2000).

Ehiagbonare vƠ cs (2009) đƣ nghiên c u tác đ ng c a n
đ i v i môi tr

ng vƠ cho th y chúng có tác đ ng tiêu c c đ n cơy tr ng, không

khí, đ ng v t nuôi, đ t vƠ n
đ

c th i tinh b t s n

c. Ọ nhi m lƠ vì x lỦ n

c th c hi n không đúng vƠ n

c th i đ

c th i ch bi n tinh b t s n

c tích l y qua th i gian.

Vi t Nam, các c s ch bi n tinh b t s n qui mô nh ch y u t p trung
thƠnh lƠng ngh v i trang thi t b l c h u, h u nh không có h th ng x lỦ n

c

th i riêng vƠ đúng k thu t. Các c s s n xu t v i qui mô l n tuy đa s có trang
b h th ng x lỦ n
n ng x lỦ tri t đ n

c th i nh ng m i ch có r t ít h th ng hoƠn ch nh có kh
c th i tr

c khi th i ra môi tr

mang tính ch t đ i phó v i c quan qu n lỦ nhƠ n

ng. Nhi u c s ch x lỦ

c v môi tr

ng.

B ng ch ng lƠ nhƠ máy ch bi n tinh b t s n Yên Bình, t nh Yên Bái có
công su t 160 t n s n ph m/ngƠy, hƠng ngƠy nhƠ máy th i ra kho ng 380 t n bƣ s n
vƠ kho ng 3600 m3 n

c th i. Ch t l

ng n

c th i c a nhƠ máy đ u v

t tiêu

chu n Vi t Nam cho phép nhi u l n đ i v i h u h t các ch tiêu ô nhi m. S TƠi
nguyên Môi tr
hi n vi c x lỦ n

ng Yên Bái vƠ các c quan ch c n ng đƣ nhi u l n ki m tra, phát
c th i c a nhƠ máy nƠy v n ch a đ t yêu c u. Chính vì v y ngoƠi

mùi hôi th i khó ch u cho c vùng, n

c th i c a nhƠ máy t su i nh T m Vông,

LƠng Ng n đ ra su i Hang Lu n lƠm con su i b ô nhi m n ng. Su i Hang Lu n lƠ
n i đ p đ p th y l i Hang Lu n, cung c p n
Lu n,

ct

i tiêu cho 26 ha các thôn Ba

ng Hen c a V Linh vƠ 60 ha ru ng c a xƣ V nh Kiên. Vì v y trong v

đông xuơn 2005 có 1834 m2 ru ng c a thôn T m Vông, 11.288 m2 c a thôn LƠng
Ng n không th c y đ

c. S di n tích lúa còn l i b nh h

ng đ n s sinh tr

ng,


15

phát tri n (C ng thông tin đi n t B TNMT ngƠy 15/4/2005). NhƠ máy ch bi n
tinh b t s n Yên Bình, t nh Yên Bái lƠ m t trong nhi u đ n v doanh nghi p ph i
hoƠn thi n vi c nơng c p, c i t o h th ng x lỦ n

c th i, gi m công su t s n xu t,

đ ng th i có các gi i pháp khác đ gi m thi u ô nhi m môi tr
đ nh s 1788/Q -TTg ngƠy 01 tháng 10 n m 2013 c a Th t
lỦ tri t đ các c s gơy ô nhi m môi tr

ng tuơn theo Quy t
ng Chính ph v x

ng nghiêm tr ng đ n n m 2020 (Quy t

đ nh TTCP, 2013).
T i Th a Thiên Hu , n

c th i gơy ô nhi m môi tr

s n Phong i n đƣ khi n nhi u ng

ng c a nhƠ máy tinh b t

i dơn xƣ Phong An, huy n Phong i n thi t h i

v s n xu t nông nghi p (C ng thông tin đi n t báo tin t c ngƠy 8/11/2013). V
đông xuơn n m 2013, n

c th i c a nhƠ máy đƣ khi n ng

i dơn thôn Th

ng An,

xƣ Phong An thi t h i 11,8 ha lúa v i m c đ t 30-70 %, có n i lƠ 100 %.
M i g n đơy trong n m 2015 theo thông tin ngƠy 26/8 trên Báo tin t c, C nh
sát phòng, ch ng t i ph m v môi tr

ng, công an t nh Tơy Ninh đƣ l p biên b n,

b t qu tang nhƠ máy s n xu t tinh b t s n có công su t kho ng 300 t n c s n
t

i/ngƠy, thu c Công ty H u

Chơu, t nh Tơy Ninh x n
ông. N

c, đ a ch

p Tơn Kiên, xƣ Tơn HƠ, huy n Tơn

c th i tr c ti p ra su i N

c

c, ch y ra sông VƠm C

c có mƠu đen s m, mùi hôi th i n ng n c lƠm cho ngu n n

c b ô

nhi m nghiêm tr ng.
S n xu t tinh b t s n lƠ m t ngƠnh s n xu t có nhu c u n

c l n, n

c th i

có đ ô nhi m cao đ n r t cao. Theo Nguy n Th S n vƠ cs (2006), ch v i s n
l

ng kho ng 500 ngƠn t n tinh b t, hƠng n m các c s s n xu t tinh b t trên

ph m vi c n

c th i vƠo môi tr

ng kho ng 3 tri u m3 n

c th i v i t i l

COD kho ng 30.000 t n, trong đó BOD 5 kho ng 18.000 t n. N
nhi m cao trong s n xu t tinh b t không đ
tr

ng

c th i có đ ô

c x lỦ đƣ góp ph n gơy ô nhi m môi

ng.

1.2. X lý n

c th i ch bi n tinh b t s n.

Các nghiên c u v x lỦ n

c th i ch bi n tinh b t s n trên th gi i không

nhi u, đa s lƠ các nghiên c u x lỦ n

c th i cho các ngƠnh khác.


16

T i Brazil, công ngh x lỦ n

c th i ch bi n tinh b t s n ch y u s d ng

h th ng các h sinh h c bao g m h k khí, h tùy nghi vƠ h hi u khí. Tuy nhiên,
hi u qu x

lỦ n

c th i t i các nhƠ máy áp d ng công ngh nƠy không cao.

Lucilene Beatriz Pissinatto vƠ cs (2004) đƣ ti n hƠnh th nghi m b sung các ch ng
vi sinh v t có ho t tính cao vƠo các h th ng h x lỦ tùy nghi vƠ hi u khí, m c đích
nơng cao s l
nghi m đ

ng vi sinh v t x lỦ nh m nơng cao hi u qu x lỦ n

c ti n hƠnh t i h th ng x lỦ n

c th i. Thí

c th i c a nhƠ máy ch bi n tinh b t

s n trong khu công nghi p Amidos Yamakawa. M i ngƠy, nhƠ máy nƠy ch bi n
400.000 t n c , th i ra h n 2000 m3 n
ho t hóa, nhơn gi ng trong môi tr

c th i. T h p các ch ng vi sinh v t đ

c

ng có ch a r m t. D ch nuôi c y vi sinh v t sau

đó đ

c b sung vƠo b x lỦ v i t l 1:52500 (40 lít/ngƠy). K t qu x lỦ cho th y

hƠm l

ng BOD vƠ COD gi m h n 85% so v i lúc ch a b sung vi sinh v t, ch s

BOD trong n

c sau x lỦ th p h n 40 mg/l, đ t yêu c u x th i.

Công ngh x lỦ n
các ch t h u c trong n

c th i ch bi n s n áp d ng theo công ngh c a
c th i s đ

c phơn h y y m khí

n

các b ph n ng sinh

h c (UASB, EGSB, CSTRầ) đ thu h i khí sinh h c sau đó đ

c phơn h y ti p

các h th ng h sinh thái (hi u khí, tùy nghi hay bay h iầ). N

c sau x lỦ có th

tái s d ng hay dùng đ t

i cơy. V i ph

,

ng pháp nƠy c n m t di n tích m t h

l n vƠ khu x lỦ g n n i canh tác. Ví d nhƠ máy c n s n R jburi có t ng di n tích
m t h lên t i 94.256 m2, th i gian l u th y l c t i các h nƠy lƠ 175 ngƠy, nh ng
bù l i chi phí x lỦ n
Nhóm tác gi

c th i s r t th p (CDM-PDD, 2012).
Nitinard Chaleomrum vƠ cs (2014) thu c tr

Mahasarakham c a Thái Lan c ng đƣ nghiên c u x lỦ n

ng đ i h c

c th i ch bi n tinh b t

s n nh m s n xu t polyhydroxyalkanoate (PHA) v i s hi n di n c a vi khu n
Bacillus tequilensis MSU 112 trong h

th ng x

lỦ SBR (Sequencing Batch

Reactor) cho th y n ng đ COD trong n

c th i tinh b t s n lƠ 4.000 mg/l thì hƠm

l

ng PHA s n sinh cao nh t. N ng su t PHA, vƠ hi u qu lo i b N, P ra kh i

n

c th i t

ng ng 3.346 mg/lít, 20,6% vƠ 27,7%, trong khi n ng đ COD lƠ

5.000 mg/lít thì hi u qu lo i b COD cao nh t đ t 94,8%. K t qu ti t l h th ng


17

SBR x lỦ n

c th i ch bi n tinh b t s n v i s hi n di n c a B.tequilensis MSU

112 lƠ cách ti p c n đ y h a h n cho vi c s n xu t PHA giúp ích trong vi c tái t o
nh a sinh h c ng d ng trong cu c s ng.
Vi t Nam, x lỦ n

c th i ch bi n tinh b t s n b ng ao, h sinh h c vƠ

cánh đ ng tr ng cơy th y sinh lƠ ph
d ng.

ng pháp đ n gi n nh t đƣ vƠ đang đ

ƣ có m t s công trình nghiên c u trong n

c ng

c nghiên c u gi i quy t v n đ

ô nhi m trong quá trình ch bi n tinh b t s n vƠ x lỦ n

c th i ch bi n tinh b t

s n. K t qu nghiên c u c a Lê Th Kim Cúc (2006) v mô hình tái s d ng n

c

th i vùng ch bi n tinh b t t i Tơn Hóa, Qu c Oai, HƠ N i đ ph c v s n xu t
nông nghi p, k t qu r t phù h p v i đi u ki n s n xu t ch bi n, đi u ki n kinh t
vƠ trình đ qu n lỦ c a đ a ph
tr

ng c a cơy lúa nh : Chi u cao cơy, s nhánh vƠ s bông trên 1 khóm, cho th y

n ng su t

các ô ru ng t

so v i đ i ch ng (t
n

ng. Trong thí nghi m theo dõi các ch tiêu sinh

i b ng n

i b ng n

c th

c th i đƣ qua x lỦ đ u có xu h
ng), n ng su t cao nh t

ng cao h n

các ô t

i 100%

c th i đƣ x lỦ, đ t 9,2 t n/ha.
V i đ c trung n

đ n r t cao, nên h
1.2.1. Ph

ng x lỦ lƠ áp d ng các ph

ng h u c cao

ng pháp x lỦ sinh h c.

ng pháp x lý sinh h c trong đi u ki n t nhiên.

Ph
vƠ đƣ đ

c th i ch bi n tinh b t s n ch a hƠm l

ng pháp sinh h c x lỦ n

c th i trong đi u ki n t nhiên có t r t s m,

c s d ng r ng rƣi trên th gi i

v i k t qu đƣ đ
phù h p cho các n

c ghi nh n. Hi n nay ph

các n

c nh

c, Pháp, B , HƠ Lanầ

ng pháp nƠy v n đ

c áp d ng vƠ r t

c đang phát tri n, vì không yêu c u k thu t cao, v n đ u t ít,

chi phí v n hƠnh th p, có th tri n khai trên ph m vi r ng l n, phơn tán. Theo Miloở
RozkoởnỦ vƠ cs (2014) ph

ng pháp nƠy s d ng các ao h sinh h c (k khí, tùy nghi,

hi u khí), quy trình ch y trƠn, th m th u qua đ t (các cánh đ ng t
H k khí (đ sơu trên 2 m), các ch t h u c đ

i, bƣi l c tr ng cơy).

c phơn h y ch y u nh vi

khu n k khí vƠ sinh metan. Lo i h nƠy có th dùng đ x lỦ n

c th i có n ng đ

các ch t h u c cao. H hi u khí (đ sơu 1-1,5 m), oxy t không khí khu ch tán t
nhiên vƠo n

c qua b m t ho c k t h p v i lƠm thoáng, s c khí nhơn t o, ánh sáng