Hoàn thành công nghệ sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải cà phê - Phạm Việt Cường

122 trang cucquyet12 3240

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Hoàn thành công nghệ sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải cà phê - Phạm Việt Cường", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

hoan_thanh_cong_nghe_san_xuat_phan_bon_huu_co_tu_phe_thai_ca.pdf

Nội dung text: Hoàn thành công nghệ sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải cà phê - Phạm Việt Cường

Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT BKH&CN VKH&CNVN - VCNSH LHKHSXCNSH&MT Bộ khoa học và công nghệ Ban chủ nhiệm Liên hiệp Khoa học sản xuất Công nghệ sinh học và Môi tr−ờng Viện Công nghệ sinh học Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Dự án sản xuất thử nghiệm Tên Dự án: "Hoàn thiện công nghệ sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải cà phê" Mã số: KC04-DA04 TS. PhạmViệt C−ờng 5782 03/5/2006 Hà Nội 1 - 4/2006
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Bộ khoa học và công nghệ Ban chủ nhiệm Liên hiệp Khoa học sản xuất Công nghệ sinh học và Môi tr−ờng Viện Công nghệ sinh học- Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật dự án Tên Dự án: "Hoàn thiện công nghệ sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải cà phê" Mã số: KC04-DA04 NCVC.TS. Phạm Việt C−ờng Hà Nội – 2006 Tài liệu này đ−ợc chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện Đề tài cấp Nhà n−ớc, mã số KC. 04-DA04 2
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Mục lục Bài tóm tắt 4 Lời mở đầu 10 Nội dung chính của Báo cáo 13 Phần 1: Tổng quan tài liệu. 13 1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu ngoài n−ớc và trong n−ớc 13 Phần 2: Nội dung đ∙ thực hiện 20 2.1. Triển khai hoàn thiện công nghệ 20 2.2. Tổ chức sản xuất 20 Phần 3: Kết quả đ∙ đạt đ−ợc 22 3.1. Nội dung đạt đ−ợc theo kế hoạch 22 3.1.1. Kiểm tra và tuyển chọn chủng giống 22 3.1.2. Hoàn thiện công nghệ lên men sinh khối chìm, nhân giống cấp hai các chủng vi sinh vật chịu nhiệt có hoạt tính 23 3.1.2.1 Chọn môi truờng thích hợp 23 3.1.2.2. Các thông số công nghệ khác 23 3.1.2.3. Hoàn thiện kỹ thuật lên men xốp các chủng nấm, xạ khuẩn chịu nhiệt có khả năng phân giải ligno-xenlulo 25 3.1.3. Hoàn thiện công nghệ nhân dịch vi sinh tại cơ sở sản xuất 30 3.1.4. Hoàn thiện các kỹ thuật lên men ủ phế thải cà phê 33 3.1.5. Hoàn thiện công nghệ chế biến bán thành phẩm 33 3.1.6. Khảo nghiệm ngoài đồng ruộng cho 4 loại cây trồng 35 3.1.6.1 Đánh giá khảo nghiệm phân bón Polyfa HCVS đối với cây bông vảI 35 3.1.6.2 Đánh giá khảo nghiệm đối với cây cà phê 37 3.1.6.3. Cây hồ tiêu 40 3.1.6.4. Cây lúa 42 3.1.7. Thiết kế Dây chuyền thiết bị sản xuất 44 3
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 3.1.8. Kết quả sản xuất 73 3.1.9. Kết quả đào tạo: 74 Phần 4: Tổng quát hoá và đánh giá kết quả đạt đ−ợc 76 Phần 5: Kết luận và đề nghị 79 Lời cảm ơn 80 Tài liệu tham khảo 82 4
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Danh sách những ng−ời thực hiện dự án Trách STT Họ và tên Đơn vị công tác nhiệm Chủ nhiệm Liên hiệp KHSXCNSH & 1 TS. Phạm Việt C−ờng dự án Môi tr−ờng Chủ trì dự 2 TS. Nguyễn Thị Kim Cúc Viện CNSH án nhánh Chủ trì dự 3 TS. Phạm Công Hoạt Viện CNSH án nhánh Thực hiện 4 Th.S. Hoàng Thị Minh Châu Viện CNSH chuyên đề 5 CN. Nguyễn Thị Tuyết Mai Viện CNSH 6 CN. Phạm Đức Thuận NT Liên hiệp HSXCNSH&MT Liên hiệp 7 CN. Lê Thị Hồng Minh NT KHSXCNSH&MT Liên hiệp 8 CN. Lê Văn Duyệt NT KHSXCNSH&MT 9 TS. Hà Thị Mừng NT Đại học Tây Nguyên 10 TS. Trịnh Xuân Ngọ NT Đại học Tây Nguyên 11 TS. Phan Văn Tân NT Đại học Tây Nguyên C.Ty Cà phê Buôn Ma 12 CN. Nguyễn Thanh Sơn NT Thuột Viện Nghiên cứu cây Bông 13 TS. Nguyễn Văn H−ng NT và cây có sợi 5
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT BàI tóm tắt 1. Mục đích của Dự án - Hoàn thiện công nghệ sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải cà phê, than bùn, đ−a sản phẩm ứng dụng trong thực tế sản xuất. - Sản xuất : - 7000 kg chế phẩm Vi sinh - 7000 tấn phân bón HCVS 2. Nội dung và kết quả thực hiện 2.1. Nội dung 2.1.1 Kiểm tra và tuyển chọn chủng giống 2.1.2. Hoàn thiện công nghệ lên men sinh khối chìm, nhân giống cấp 2 các chủng vi sinh vật chịu nhiệt 2.1.3. Hoàn thiện công nghệ nhân dịch vi sinh 2.1.4. Hoàn thiện các kỹ thuật lên men ủ phế thải cà phê 2.1.5. Hoàn thiện công nghệ chế biến bán thành phẩm 2.1.6. Khảo nghiệm ngoài đồng ruộng 2.1.7. Hoàn thiện pilot sản xuất chế phẩm men vi sinh 2.1.8. Hoàn thiện thiết kế tổng thể dây chuyền thiết bị 2.1.9. Tổ chức sản xuất phân hữu cơ vi sinh HCVSLOT và HCVSTHUC trên nền POLYFA + 7000 kg chế phẩm Vi sinh, 7000 tấn phân bón HCVS 2.2 Kết quả đạt đ−ợc 2.2.1 Phần hoàn thiện công nghệ 2.2.1.1 Đã thực hiện kiểm tra tuyển chọn 10 chủng vi sinh vật cho quá trình sản xuất chế phẩm vi sinh 6
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 2.2.1.2. Đã hoàn thiện 01quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh gốc dạng lỏng và dạng bột bằng hai kỹ thuật lên men chìm và lên men xốp. A, Đối với lên men chìm các chủng vi khuẩn phân giải lân và cố định N có các thông số công nghệ chung nh− sau; Nhiệt độ từ 30 đến 350C, pH từ 7,0- 7,2, tốc độ khuấy 150 đến 200 vòng/phút, thời gian lên men 36 h. Mật độ vi sinh vật đạt từ 4,7.109 đến 8.109 CFU/g. B, Đối với lên men xốp các chủng vi nấm phân giải xenlulo: Môi tr−ờng gồm thành phần cơ chất cám, bùn mía, vỏ cà phê (3:2:1), các thành phần khác g/l : (NH4)2SO4-0,1 MgSO4.7H2O-0,20 MgSO4.7H2O - 0,20 MnSO4.7H2O- 0,25 Lân - 0,5. Các thông số công nghệ: Độ ẩm môi tr−ờng - 35-37%, nhiệt độ 45-500C, Độ dày lớp cơ chất-2-3cm,, thời gian thu hồi 30-36 h, mật độ vi sinh vật (CFU/g) 4.1.107-5.8.108 2.2.1.3. Đã ổn định 01 công nghệ nhân dịch vi sinh quy mô công nghiệp tại cơ sở sản xuất phân bón với các thông số sau: a. Môi tr−ờng sử dụng và thông số công nghệ cho vi khuẩn phân giải lân và cố định nitơ gồm các thành phần sau (kg/m3): Urea 1,0 MnSO4 0,002 Phân Kali 1,0 FeSO4 0,001 Phân lân 0,5 CMC 5,0 MgSO4 0,2 Rỉ đ−ờng 10 NaCl 0,2 CaCl2 0,1 b. Thông số kỹ thuật: - Tỷ lệ giống gốc 10% - pH 7,1-7,3 - Nhiệt độ dao động từ 30- 350C 7
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT - Tốc độ sục khí liên tục từ 3-4 m 3/phút - Mật độ VSV: 7,5.108 - 8,2.108 CFU/g. 2.2.1.4. Hoàn thiện và ổn định sản xuất 01 quy trình các kỹ thuật lên men ủ phế thải cà phê: - Hoàn thiện các kỹ thuật xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến khô tr−ớc khi lên men ủ vi sinh: Kích th−ớc vỏ hạt(cm)- 0,1 -0,3, pH - 6,8 -7,5, nhiệt độ(t0C) 35 -40, độ ẩm(%)25-30, thời gian ủ (ngày)- 45, hàm l−ợng mùn (%)27,3 - Hoàn thiện các kỹ thuật xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến −ớt tr−ớc khi lên men ủ vi sinh t−ơng tự nh− ở trên nh−ng thời gian ủ chỉ 20 ngày. 2.2.1.5. Hoàn thiện và ổn định đ−ợc 01 công nghệ chế biến bán thành phẩm sau khi ra lò và công nghệ thu nhận axit humic và humát kali, humát natri 2.2.1.6. . Khảo nghiệm ngoài đồng ruộng cho 4 loại cây trồng Xây dựng đ−ợc 4 quy trình và công thức bón cho cây bông vải, cây cà phê, cây tiêu, cây lúa. Các loại cây trồng khi bón phân HCVS LOT,HCVSTHUC Polyfa trên diện rộng đã cho năng suất cao hơn so với bón phân vô cơ đơn thuần. - Đối với cây bông thu v−ợt so với đối chứng 743,6 ngàn đồng/ha khi sử dụng HCVSLOT và 682,4 ngàn đồng/ha khi sử dụng HCVSTHUC - Đối với cây cà phê năng suất tăng từ 114% đến 120%, hiệu quả kinh tế cao , hệ số VCR từ1,12 đến 1,20 -Đối với cây hồ tiêu năng suất khảo nghiệm diện hẹp tăng từ 111,8 đến 125,5% và diện rộng là 108 đến 110 %. -Đối với cây lúa năng suất không tăng nhiều so với đối chứng, nh−ng chi phí cho phân bón ít hơn, nh− vậy vẫn có hiệu quả kinh tế. Nh− vậycùng một đồng vốn bỏ ra khi sử dụng phân bón này đối với 4 loại cây trồng trên đều cho hiệu quả kinh tế cao, giảm bệnh lở cổ rễ và vàng lá . 2.2.1.7. Thiết kế giây chuyền thiết bị sản xuất Đã hoàn thiện thiết kế dây chuyền thiết bị và mặt bằng tổng thể của x−ởng sản xuất phân bón HCVS công suất 10.000 tấn năm (bản vẽ ở phần riêng). 8
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 2.2.2.Tổ chức sản xuất chế phẩm vi sinh - Hoàn thiện đ−ợc 1 pilot sản xuất chế phẩm vi sinh công suất 100kg/ngày. - Sản xuất đ−ợc 7000 kg chế phẩm vi sinh Microcom - Cùng với công ty cà phê Buôn Ma Thuột sản xuất đ−ợc 7000 Tấn sản phẩm - Tổ chức tiêu thụ sản phẩm 2.3. Kinh phí đ−ợc cấp: Năm 2003: 1.650 triệu đồng Năm: 2004: 450 triệu Đã sử dụng : 2.100 triệu đồng, Đề nghị quyết toán: 2.100 triệu 3. Kết luận: 1- Đã hoàn thành các nội dung cơ bản của hợp đồng Dự án thử nghiệm sản xuất phân hữu cơ từ phế thải cà phê 2-Công nghệ đã đ−ợc Bộ KH&CN tặng CUP vàng tại TECHMART, thành phố Hồ Chí Minh, 2005. 9
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Lời mở đầu Việt Nam là một n−ớc nông nghiệp có nguồn phế thải sau thu hoạch rất đa dạng nh− phụ phế mía đ−ờng, phế thải của nhà máy tinh bột sắn, phế thải nông nghiệp nh− rơm rạ, thân lõi ngô, đậu lạc và đặc biệt là nguồn phế thải vỏ cà phê rất lớn. Trong thập niên qua cây cà phê phát triển mạnh, là cây hàng hoá xuất khẩu đứng thứ 2 sau lúa gạo với diện tích đã lên tới 350.000 ha. Các nhà máy chế biến cà phê thải ra khoảng 20 000 tấn vỏ một năm. Nh−ng hầu hết vỏ cà phê phần lớn là bị đốt, phần còn lại trở thành rác thải gây ô nhiễm môi tr−ờng. Những phế thải hữu cơ, đặc biệt là vỏ cà phê là nguồn nguyên liệu sạch rất thích hợp cho việc ủ phân hữu cơ dùng cho cây nông nghiệp và công nghiệp. Phân hữu cơ giúp cải tạo đất, tăng độ phì nhiêu, giữ ẩm, tạo điều kiện cho vi sinh vật có ích hoạt động. Những nghiên cứu về phân bón cho cây cà phê cũng nh− một số cây công nghiệp khác đã đ−ợc tiến hành trong những năm gần đây. Với nguồn cơ chất là than bùn, phế thải cà phê và những nguồn hữu cơ khác, các nghiên cứu đã đ−ợc thực hiện qua các đề tài KHCN 02-04 và KHCN 02-04B. Để tiếp tục hoàn thiện công nghệ và đ−a vào thực tiễn sản suất kết quả của hai đề tài trên, dự án KC.04-DA04 đã đ−ợc Bộ Khoa học và Công phê duyệt và chúng tôi đã tiến hành thực hiện trong hai năm qua. 10
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Nội dung chính của Báo cáo Phần 1: Tổng quan tài liệu 1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài n−ớc Ngoài n−ớc : Cà phê đ−ợc trồng nhiều ở Braxin, Côlômbia, Inđônêxia. Đây là 3 n−ớc có diện tích và sản l−ợng cà phê xuất khẩu lớn nhất thế giới. Từ những năm 80 trở lại đây, trên thế giới, nhất là ở những n−ớc có ngành công nghiệp chế biến cà phê xuất khẩu, việc nghiên cứu các biện pháp sinh học để xử lý phế thải cà phê cũng đ−ợc đẩy mạnh nh− tại Kenia, Braxin, Mỹ Tuy nhiên các n−ớc này xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến −ớt, ng−ời ta làm sạch một phần n−ớc thải chế biến cà phê bằng công nghệ yếm khí sau đó cho n−ớc thải ra môi tr−ờng qua các hồ sinh học. ở ấn Độ đã nghiên cứu 3 ph−ơng pháp khác nhau để xử lý phế thải từ các nhà máy chế biến cà phê. Các ph−ơng pháp này đều kết hợp giữa xử lý −a khí và yếm khí, biến đổi một phần phế thải của cà phê thành khí metan (CH4) và một phần làm thức ăn gia súc. N−ớc thải tại các nhà máy chế biến cà phê có hàm l−ợng BOD, COD rất cao (t−ơng ứng với 3000kg/ngày và 4000 mg/l, đôi khi có thể cao hơn 9000mg/l). Chất rắn lơ lửng là 1500mg/l, gấp 3 lần hàm l−ợng cho phép, dầu mỡ với nồng độ cao hơn 2 lần hàm l−ợng cho phép. Sau khi thử nghiệm các ph−ơng pháp xử lý khác nhau, ph−ơng pháp xử lý yếm khí đã đ−ợc lựa chọn nhờ những đặc tính −u việt về mặt kinh tế và kỹ thuật. X−ởng chế biến cà phê tại Mỹ đã sử dụng hệ thống t−ới phun để xử lý và sử dụng 150-500m3 n−ớc thải hàng năm. Khoảng hơn 40 ha cỏ ba lá và sậy đ−ợc dùng để thử nghiệm. Yếu tố hạn chế chính của ph−ơng pháp này là khả năng hút 11
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT n−ớc của nơi thử nghiệm và các điều kiện thuỷ địa học của nó ngăn cản sự thấm thẳng của các chất gây ô nhiễm. Ngành công nghiệp cà phê phải đối mặt với một số vấn đề, đó là quản lý phế thải rắn, n−ớc thải và giá năng l−ợng tăng. Những vấn đề này có thể giải quyết bằng cách biến đổi một phần phế thải của cà phê thành khí metan thông qua quá trình lên men yếm khí. Giá trị kinh tế của bể khí sinh học trong nông trại cà phê ở ấn Độ đã đ−ợc đánh giá cao. Hai mô hình bể yếm khí sinh học đ−ợc đ−a ra là sản xuất điện và sản xuất khí. Quá trình lên men yếm khí thịt vỏ cà phê có thể đủ cung cấp đủ năng l−ợng cho hệ thống xử lý và cả nông trại đó. Các nghiên cứu cơ bản trong phòng thí nghiệm về lên men yếm khí thịt quả cà phê cũng đ−ợc tiến hành. Những thông số chính đ−ợc nghiên cứu nh− l−ợng vi khuẩn yếm khí trong quá trình lên men, những thay đổi trong qúa trình lên men và l−ợng khí metan đ−ợc tạo thành. Nhiều loại vi khuẩn yếm khí khác nhau có mặt trong quá trình lên men nh− loại tạo axít, phân huỷ protein, lipit, xenlulo và vi khuẩn sinh metan. Xử lý yếm khí phế thải cà phê đ−ợc nghiên cứu trong hệ thống một hoặc hai pha ở 530C. Kết quả cho thấy lên men tạo khí metan một pha không cho hiệu quả cao nếu phế thải cà phê chỉ xử lý bằng quá trình bùn hoá, hiệu suất phân huỷ 42%, kể cả những chất hoà tan dính trên bề mặt phế thải. Nh−ng trong hệ thống phân huỷ yếm khí 2 pha, hiệu suất phân huỷ tăng tới 70%. L−ợng khí đ−ợc tạo ra là 451ml/g phế thải cà phê bị phân huỷ và 28,2% carbon trong phế thải đ−ợc chuyển thành carbon trong khí sinh học. H−ớng sử dụng phế thải cà phê rắn làm phân bón cũng đ−ợc các nhà khoa học chú ý. L−ợng thịt cà phê trong 5 n−ớc Trung Mỹ có khoảng 925.000 tấn/năm, trong đó chỉ một phần nhỏ đ−ợc trở lại đồn điền. Các nghiên cứu chỉ ra rằng thịt cà phê sau khi lên men chứa hàm l−ợng N, P, K cao và nh− thế nó có thể thay thế đáng kể l−ợng phân bón hoá học trong các nông tr−ờng cà phê. Hỗn hợp 1/4 đất và thịt cà phê sau khi lên men là thích hợp cho sự phát triển của cây 12
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT cà phê con. Đã có những nghiên cứu so sánh ảnh h−ởng của phế thải cà phê, phế thải đô thị, mùn c−a, n−ớc cống rãnh sau khi xử lý lên sự phát triển của Rudbeckia hirta L. Nếu phân trộn có chứa 10, 25, 50% theo thể tích mỗi loại phế thải thì không thấy sự phát triển khác nhau đáng kể của loại cây này. Nh−ng nếu nồng độ phế thải cà phê tăng tới 80% theo thể tích thì sẽ làm giảm sự phát triển của cây. Hiện nay Nhật Bản đang cùng Viện Công nghệ Sinh học quan tâm đến nguồn năng l−ợng sinh học thu đ−ợc từ biomass trong đó có vỏ cà phê. Tình hình nghiên cứu trong n−ớc Những năm gần đây khái niệm “phân bón vi sinh” hoặc “phân bón hữu cơ vi sinh” đã xuất hiện trong nông nghiệp Việt Nam. Có một số nghiên cứu sản xuất phân bón vi sinh đơn chủng nh−: Nitragin, Azolgin, Rhizolu và đa chủng: VSTH chế phẩm EM, phân bón chức năng đa chủng. Một số phân bón hữu cơ sinh học nh−: sông Gianh, Thiên Nông, Hudavil đ−ợc sản xuất chủ yếu bằng nền cơ chất là than bùn đã đóng góp phần nào vào sự phát triển nền nông nghiệp sạch của Việt Nam. Từ năm 1988, cà phê ở Việt Nam đ−ợc trồng đại trà trên quy mô sản xuất ở các đồn điền t− bản Pháp thiết lập ở vùng Trung du Bắc Bộ, rồi lan dần vào Trung bộ. Mãi đến năm 1920 – 1925, t− bản Pháp mới đầu t− phát triển cà phê ở vùng đất đỏ bazan phì nhiêu màu mỡ trên các cao nguyên Nam Trung Bộ. Nh− thế tính đến nay cây cà phê nhập nội đ−ợc trồng và phát triển trên các vùng đất Việt Nam đã gần tròn 100 năm. Thập kỷ qua, tốc độ phát triển cây cà phê ở n−ớc ta tăng rất nhanh và đã trở thành cây hàng hoá xuất khẩu quan trọng, mang lại giá trị xuất khẩu lớn. Hiện nay có trên 350.000 ha cà phê và sản l−ợng trung bình trên 300.000 tấn nhân khô/năm, với l−ợng vỏ khô khoảng 200.000 tấn/năm, mà thành phần chủ yếu của nó là ligno-xenlulo, một hợp chất rất khó phân huỷ trong điều kiện tự nhiên. Đắc Lắc là tỉnh có diện tích thâm canh cà phê và sản l−ợng lớn nhất cả n−ớc. L−ợng vỏ thải hàng năm qua hai loại công nghệ chế biến khô và −ớt một 13
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT phần đ−ợc ng−ời dân ủ với phân chuồng làm phân bón, phần còn lại đốt hoặc theo n−ớc xả từ các x−ởng chế biến ra ngoài, làm ô nhiễm môi tr−ờng sống. Việc nghiên cứu sử dụng các chủng vi sinh vật vào công nghệ xử lý phế thải chế biến nông sản, đặc biệt là phế thải cà phê để sản xuất đất sạch, phân bón vi sinh chất l−ợng cao không những giải quyết vấn đề ô nhiễm môi tr−ờng mà còn mang lại hiệu quả kinh tế và xã hội. Sự phân giải xenlulo là một quá trình phức tạp vì vậy các vi sinh vật phân giải xenlulo có vai trò đặc biệt quan trọng trong vòng tuần hoàn cacbon. ít có loài vi sinh vật nào có khả năng phân giải xenlulo một cách trọn vẹn, th−ờng mỗi loài chỉ tiết ra một hoặc vài enzym thực hiện những khâu nhất định trong cả chuỗi phản ứng. Vì vậy để sử dụng một cách hiệu quả nhất khả năng phân giải xenlulo của vi sinh vật trong sản xuất phân bón vi sinh tổng hợp, th−ờng kết hợp một vài chủng lại với nhau để quá trình phân giải hoàn thiện hơn. Xenlulaza là một phức hệ enzym rất phức tạp. Nấm sợi là nhóm có khả năng tiết ra ngoài môi tr−ờng một l−ợng lớn enzym đầy đủ các thành phần, nên khả năng phân giải xenlulo là rất mạnh. Loài nấm sợi có hoạt tính phân giải xenlulo đáng chú ý là Trichoderma, gồm hầu hết các loài sống trong đất. Những đại diện tiêu biểu là Trichoderma reesei, Trichoderma viride, chúng phân huỷ các tàn d− của thực vật trong đất, góp phần chuyển hoá một l−ợng hữu cơ khổng lồ. Một số loài nấm khác cũng có hoạt tính phân giải xenlulo khá cao là Aspergillus niger, Fusarium sonali Các loài nấm −a nhiệt cũng đ−ợc chú ý vì có thể tổng hợp các enzym bền nhiệt, sinh tr−ởng và phân giải nhanh xenlulo, nh−ng hoạt tính xenlulaza của dịch lọc thấp. Vi khuẩn cũng có khả năng phân giải xenlulo nh−ng c−ờng độ không mạnh bằng nấm sợi do l−ợng enzym tiết ra môi tr−ờng ít hơn và các thành phần enzym không đầy đủ. ở trong đất th−ờng có ít loại vi khuẩn có khả năng sinh cả 3 loại enzym, do đó để có thể phân giải xenlulo tự nhiên các loài vi khuẩn phải hỗ trợ lẫn nhau để hiệu quả phân giải hoàn chỉnh hơn. 14
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Các chủng vi khuẩn hiếu khí cũng có khả năng phân giải xenlulo khá mạnh nh−: Cellulomonas, Vibrio, Archomobacter. Trong tự nhiên, ngoài nấm sợi và vi khuẩn, xạ khuẩn cũng đ−ợc các nhà khoa học chú ý đến. Xạ khuẩn có mặt quanh năm trong tất cả các loại đất, số l−ợng phụ thuộc vào đất và tính chất của đất. Một số xạ khuẩn có hoạt tính phân giải xenlulo cao đáng chú ý là: Steptosporaugium, Streptomyces, Actinomyces Thực vật sử dụng một số hoocmon để điều chỉnh quá trình sinh tr−ởng và phát triển của mình, trong đó nhóm hoocmon gọi là auxin nội sinh đ−ợc tìm thấy hầu hết ở các loài. Một trong những auxin phổ biến nhất là axit indol axetic (IAA). Bên cạnh thực vật, nhiều vi sinh vật, đặc biệt là các vi sinh vật đất và vùng rễ thực vật bao gồm các vi khuẩn biểu sinh, vi khuẩn gây bệnh cho thực vật và vi khuẩn kích thích sinh tr−ởng thực vật cũng có khả năng sinh tổng hợp IAA. ở mỗi loại vi khuẩn tồn tại các con đ−ờng sinh tổng hợp IAA khác nhau. Việc nghiên cứu khả năng sinh tổng hợp IAA của vi sinh vật rất có ý nghĩa trong việc phát triển một nền nông nghiệp bền vững. Các chủng vi khuẩn sinh IAA th−ờng đ−ợc đ−a vào phân bón vi sinh để phục vụ sản xuất nông nghiệp. Sử dụng các vi khuẩn không gây bệnh và có khả năng sinh tổng hợp auxin có tác dụng kích thích sinh tr−ởng cho cây trồng, đặc biệt có ý nghĩa trong việc tạo rễ. Photpho trong đất th−ờng ở dạng liên kết hữu cơ nh− phytin và các dẫn xuất của nó, có độ hoà tan và chuyển động thấp. Phần lớn phân photphát vô cơ bón vào đất nhanh chóng bị cố định, tạo thành dạng không tan và cây không sử dụng đ−ợc. L−ợng photphát không tan thông th−ờng chiếm 95-99% photphát tổng số, vì vậy việc giải phóng dạng photphát khó tan (hữu cơ hoặc vô cơ) và bị cố định là một h−ớng quan trọng để tăng l−ợng photpho dễ sử dụng trong đất. Rất nhiều vi sinh vật đất có khả năng chuyển hoá cả photpho vô cơ và hữu cơ thành dạng hoà tan, tạo nguồn dinh d−ỡng quí giá cho cây trồng. Trên thế giới cũng nh− ở Việt Nam đã có một số nghiên cứu về vi sinh vật phân giải photphát 15
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT vô cơ khó tan và ảnh h−ởng của chúng đối với cây trồng. Các nghiên cứu cho thấy axit hữu cơ đ−ợc vi sinh vật tiết ra môi tr−ờng là tác nhân chủ yếu phân giải photphát khó tan. Ngoài ra, một số vi sinh vật phân giải photphát khó tan nhờ sinh ra CO2, H2S, axit khoáng hoặc các axit chelating oxo từ đ−ờng Trong những năm gần đây, vi sinh vật phân giải photphát khó tan đã đ−ợc sử dụng để sản xuất phân bón vi sinh. Nhằm tuyển chọn đ−ợc các chủng vi khuẩn có hoạt tính cao, không độc đồng thời có khả năng sinh tổng hợp IAA, chúng tôi đã phân lập từ các mẫu đất, rễ cây khác nhau các chủng vi khuẩn phân giải Ca3 (PO4)2 có tiềm năng sử dụng trong thực tế. Có rất nhiều loại vi khuẩn có ích đ−ợc tìm thấy ở vùng rễ, trên rễ và thân của lúa, lúa mì, ngô, mía và các loại cây hoà thảo khác. Sự quan tâm đến các loại vi khuẩn vùng rễ thời gian gần đây tăng mạnh do khả năng sử dụng chúng nh− một loại phân bón sinh học. Một số tác giả cho rằng hiệu ứng kích thích sự phát triển cây là do quá trình cố định nitơ sinh học và sự tạo phytohormon, làm cho rễ cây phát triển, nh− vậy quá trình hấp thụ n−ớc và các chất dinh d−ỡng có hiệu quả và kết quả là sự phát triển của cây tốt hơn. Vi khuẩn cố định nitơ sống tự do thuộc các chi azotobacter, Acetobacter, azospirillum, azoarcus, Enterobacter và Herbaspirilum th−ờng sống ở vùng rễ của các cây trồng. Các loại cây trồng đều đòi hỏi một l−ợng phân đầy đủ, cân đối cho sự sinh tr−ởng và phát triển và phân hoá học đã đáp ứng đ−ợc yêu cầu đó. Các loại phân bón sử dụng trong nông nghiệp gồm có các nguyên tố nitơ và photpho, nói chung nguồn dinh d−ỡng này đ−ợc phân bố trong đất trồng nh−ng cây khó hấp thụ nếu không có sự tham gia của vi sinh vật đất. Mặt khác, giá của phân hoá học t−ơng đối cao và khi đ−ợc sử dụng lâu dài chúng sẽ gây thoái hoá đất trồng. Vì vậy, các nhà khoa học và đặc biệt là các nhà công nghệ sinh học trong khi cố gắng giảm giá thành phân bón, đã sử dụng các chi vi khuẩn khác nhau đ−ợc phân lập từ đất ở dạng phân sinh học để giảm l−ợng phân hoá học, cải thiện và tăng độ phì nhiêu của đất. Trong thời gian gần đây ở n−ớc ta, phân bón vi sinh 16
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT cố định đạm đã dần đ−ợc sử dụng một phần nào thay thế cho phân bón hoá học- một trong những tác nhân gây ô nhiễm môi tr−ờng. Điều này đã cải thiện đáng kể môi tr−ờng đất và tăng năng suất cây trồng. Từ lâu các nhà vi sinh vật học và kỹ s− môi tr−ờng đã sử dụng vi sinh vật để xử lý các hợp chất hữu cơ nh− xenlulo nói chung và lignoxenlulo nói riêng trong việc phân giải sinh học và sửa chữa sinh học nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi tr−ờng và chế biến những nguồn nguyên liệu thô rẻ tiền này để tái sử dụng sản xuất thực phẩm, nguyên liệu, thức ăn gia súc và phân bón. Việc sử dụng vi sinh vật có hoạt tính thuỷ phân xenlulo cao để xử lý phế thải nông nghiệp, công nghiệp và than bùn đã đ−ợc thực hiện qua các đề tài nghiên cứu ở Việt nam, đặc biệt là đề tài KHCN 02-04 và KHCN 02-04B trong giai đoạn 1996-2000. Để thực hiện đề tài chúng tôi đã phân lập, tuyển chọn, xác định tính chất, đọc trình tự gen 16S ARN riboxom để định loại đến loài một số chủng vi sinh vật có khả năng kháng Fusarium oxysporum, cố định N2, phân giải lân và sinh tổng hợp IAA phù hợp với vùng sinh thái cho hai loại cây trồng là cà phê và bông. Nghiên cứu hoạt tính, quy trình công nghệ, tạo chế phẩm và đánh giá hiệu lực lên hai đối t−ợng cây trồng trên. Để hoàn thiện một phần công nghệ của hai đề tài KHCN 02-04 và KHCN 02-04B, chúng tôi đã tiến hành Dự án sản xuất thử nghiệm mã số KC02-DA04, với những mục tiêu sau: - Hoàn thiện công nghệ lên men sản xuất chế phẩm vi sinh - Hoàn thiện việc thiết kế dây chuyền công nghệ. - Sản xuất chế phẩm vi sinh và phân bón HCVS trên nền nguyên liệu, phế thải cà phê, than bùn Polyfa. - Đào tạo đội ngũ cán bộ và công nhân lành nghề trong trong lĩnh vực vi sinh môi tr−ờng và sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh. - Tạo công ăn việc làm, phát triển kinh tế xã hội, đặc biệt là vùng sâu vùng xa ở Tây Nguyên. 17
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Phần 2: Nội dung đ∙ thực hiện 2.1. Triển khai hoàn thiện công nghệ 2.1.1. Kiểm tra và tuyển chọn chủng giống 2.1.2. Hoàn thiện công nghệ lên men sinh khối chìm, nhân giống cấp 2 các chủng vi sinh vật chịu nhiệt 2.1.3. Hoàn thiện công nghệ nhân dịch vi sinh 2.1.4. Hoàn thiện các kỹ thuật lên men ủ phế thải cà phê 2.1.5. Hoàn thiện công nghệ chế biến bán thành phẩm 2.1.6. Khảo nghiệm ngoài đồng ruộng 2.1.7. Hoàn thiện thiết kế tổng thể dây chuyền thiết bị 2.2. Tổ chức sản xuất 2.2.1. Hoàn thiện pilot sản xuất chế phẩm men vi sinh 2.2.2. Tổ chức sản xuất phân hữu cơ vi sinh HCVSLOT và HCVSTHUC trên nền POLYFA. 18
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Phần 3: Kết quả đ∙ đạt đ−ợc 3.1. Nội dung đạt đ−ợc theo kế hoạch. 3.1.1. Kiểm tra và tuyển chọn chủng giống: Trong quá trình hoàn thiện công nghệ và sản xuất sản phẩm phân bón HCVS luôn luôn cần phải tuyển chọn lại 10 chủng vi sinh vật đã sử dụng để ổn định hoạt tính. Các chủng vi sinh vật này là sản phẩm đ−ợc phân lập và tuyễn chọn từ các đề tài KHCN 02-04B và KC 02-04. Các chủng VSV đã tuyển chọn là: - Tuyển chọn vi sinh vật cố định nitơ: Từ 15 chủng vi khuẩn có hoạt tính cố định N2 trên môi tr−ờng Ashby, chúng tôi tuyển chọn đ−ợc 2 chủng có hoạt tính có định đạm mạnh còn có khả năng sinh tổng hợp IAA. là: Pseudomonas nitroreducens 4. Bacillus horikoshii 8. Đã đ−ợc nghiên cứu các tính chất sinh lý, sinh hoá của các chủng phân lập đ−ợc và xác định hoạt tính của chúng theo ph−ơng pháp sắc ký khí khả năng khử axetylen thành etylen của hệ enzym nitrogenaza của vi khuẩn. Tế bào của các chủng phân lập rất đa dạng: hình que, hình cầu hoặc elip. Hoạt tính nitrogenaza của chủng nghiên cứu dao động trong khoảng 1,5 đến 2,5àM C2H4/ml/giờ, - Tuyển chọn vi khuẩn phân huỷ P khó tan: Từ 15 chủng vi khuẩn khác nhau có khả năng phân giải P khó tan trên môi tr−ờng Geretsen, chúng tôi tuyển chọn đ−ợc 3 chủng vi sinh vật có hoạt tính phân giải lân mạnh nhất, có vòng phân giải từ 11-24mm, chủng có vòng phân giải từ 6-10mm và chủng có vòng phân giải ≤ 5mm: Bacillus pumilus 16 19
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Bacillus silvestris 67 Bacillus flexus 14 - Vi sinh vật phân giải xenlulo: Sau khi phân lập đ−ợc một số chủng vi sinh vật phân giải xenluloza đ−ợc l−u giữ trong bộ s−u tập của các đề tai tr−ớc chúng tôi tiến hành tuyển chọn lại các chủng: S.nashvillensis, Bacillus sp., T. Koningii, fischer, A. fumigatusi 3.1.2. Hoàn thiện đ−ợc công nghệ lên men sinh khối chìm, nhân giống cấp hai các chủng vi sinh vật chịu nhiệt có hoạt tính. 3.1.2.1 Chọn môi truờng thích hợp Chúng tôi tiến hành thử nghiệm trên 4 loại môi tr−ờng đối với các chủng vi sinh vật có hoạt tính chịu nhiệt: MT1: g/l CaCl2. 2H2O - 0,02 K2HPO4 - 0,1 FeCl3.6H2O - 0,01 MgSO4.7H2O- 0,2 NaMoO4.2H2O - 0,002 Manitol - 20 NaCl - 0,1 MT2g/l : (NH4)2SO4 0,1 KCl 0,2 Ca3(PO4)2 5 MgSO4.7H2O 0,20 MnSO4.7H2O 0,25 MT3 g/l: NH4SO4- 0,4 20
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT KH2PO4- 0,2 MgSO4.7H2O- 0,025 CaCO3 - 0,1 Tinh bột 2,0 Cao ngô 0,5 MT4g/l : (NH4)2SO4 0,1 KCl 0,2 Ca3(PO4)2 5 MgSO4.7H2O 0,20 MnSO4.7H2O 0,25 Cao thịt bò 5 Sau khi thử nghiệm 4 loại môi tr−ờng chúng tôi đã lựa chọn đ−ợc môi tr−ờng thích hợp cho mỗi loại vi sinh vật có hoạt tính cố định nitơ, phân giải lân, các chủng vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm có khả năng phân giải xenlulo. Công thức môi tr−ờng MT1 phù hợp với chủng: Pseudomonas nitroreducens. và Bacillus horikoshii. Công thức môi tr−ờng MT2 phù hợp với các chủng: Bacillus pumilus 16, Bacillus silvestris 67, Bacillus flexus 14. Công thức môi tr−ờng MT3 phù hợp với chủng: S.nashvillensis Công thức môi tr−ờng MT4 phù hợp với chủng: Bacillus sp. (III) Các chủng T. koningii A.fischer , A. fumigatusi phát triển tốt nhất trên môi tr−ờng xốp. 3.1.2.2. Các thông số công nghệ khác: Đã nghiên cứu các thông số công nghệ tối −u cho quá trình lên men 10 chủng vi sinh lựa chọn với các thông số sau: - Nhiệt độ với các giá trị sau: 30-350C, 40-450C, 45-50. 21
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT - Thời gian lên men: từ 24h đến 36h. - Tốc độ quay của cánh khuấy: từ 100 đến 250 vòng/phút. - pH của môi tr−ờng: 6,5 - 7,2-7,5. Cuối cùng xác định mật độ của các chủng sử dụng: Các công thức môi tr−ờng và thông số công nghệ cho kết quả tốt nhất đ−ợc tổng hợp và trình bày ở bảng 1: Bảng 1: Bảng tổng hợp các thông số công nghệ tối −u cho quá trình lên men Tên chủng Công thức môi tr−ờng T(C0) T(h) PH v/ph Mật độ Hoạt VSV tính CĐ. Đạm MT1: g/l P.nitroreducens4 CaCl2. 2H2O - 0,02 9 . K2HPO4 - 0,1 30-35 36 7,2- 150 3,7.10 FeCl .6H O - 0,01 7,5 -8.109 B.horikoshii 8. 3 2 MgSO4.7H2O- 0,2 NaMoO4.2H2O-0,002 Manitol - 20 NaCl- 0,1 Phân giải -lân MT2g/l : (NH ) 0,1 P. hoà B. pumilus 16 4 KCl 0,2 30-35 36 7,0- 150 4,7.109 tanàg/ B.silvestris 67 Ca3(PO4)2 5 7,2 - ml B. flexus 14 9 MgSO4.7H2O 0,20 5,3.10 189- MnSO4.7H2O 0,25 201 Phân giải MT3g/l: Đ−ờng 8 Xenlulo NH4SO4-0,4; 45-50 36 7 200 3,2.10 kính KH PO -0,2; phân S.nashvillensis 2 4 MgSO4.7H2O-0,025; giải. CaCO3 - 0,1.tinh bột 23mm( 2,0; cao ngô 0,5; D) 22
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Phân giải MT4g/l : Xenlulo (NH4)2SO4 0,1 Bacillus sp. III KCl 0,2 30-35 36 7,0- 150 7,2.109 25mm( 9 Ca3(PO4)2 5 7,2 -8.10 D) MgSO4.7H2O 0,20 MnSO4.7H2O 0,25 Cao thịt bò 5 3.1.2.3. Hoàn thiện kỹ thuật lên men xốp các chủng nấm, xạ khuẩn chịu nhiệt có khả năng phân giải ligno-xenlulo A. Thành phần cơ chất • CT1 : cám, bùn mía, vỏ cà phê (3:2:1) • CT2 : cám, than bùn (tỉ lệ 1:1) • CT3 : cám, than bùn, vỏ cà phê (tỉ lệ 1:1:1) • CT4 : than bùn, vỏ cà phê (tỉ lệ 1:1) Các chủng T. koningii, A.fischeri , A. fumigatus có khả năng phân giải xenlulo đ−ợc nuôi trên các môi tr−ờng xốp trên với các muối (%) 1. (NH4)2SO4 0,10 2. MgSO4.7H2O 0,20 3. MnSO4.7H2O 0,25 4. Lân 0,50 Để xác định thành phần cơ chất tối −u cho quá trình lên men xốp, các chủng vi nấm và xạ khuẩn đ−ợc ủ với môi tr−ờng gồm các thành phần cơ chất nói trên trong tủ lên men có dung tích 5m x1m x1,5m, với khay inox có độ dày của các lớp môi tr−ờng từ 2- 8 cm. Mật độ và hoạt tính của vi sinh vật đ−ợc xác định sau thời gian 36h. 23
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Bảng2: ảnh h−ởng của thành phần cơ chất lên sinh khối và hoạt tính phân giải CMC của các chủng vi nấm và xạ khuẩn Số Môi TT tr−ờng S.nashvillenss T. koningii A. fischeri A. fumigatus SK HT SK HT SK HT SK HT 1 CT1 5.108 23 4,1.106 20 3,7.107 19 2,9.107 19,5 2 CT2 4.105 17 4,2.104 15 6.106 19 4.106 18,9 3 CT3 5.106 18 6,3.105 12 3.107 18 8.105 16 4 CT4 4.105 16 5.105 18 6.105 17 6.105 15 • SK - sinh khối (tế bào/g) • HT- hoạt tính phân giải CMC (D-d mm) So sánh các công thức nghiên cứu, công thức môi tr−ờng CT1 cho mật độ vi sinh vật và hoạt tính của chúng cao nhất. Vì vậy chúng tôi chọn môi tr−ờng 1 để sử dụng cho nghiên cứu các thông số khác và sản xuất chế phẩm vi sinh sau này. A. Các thông số công nghệ tối −u cho quá trình lên men xốp Với điều kiện công thức môi tr−ờng không đổi là CT1, các thông số công nghệ sau đ−ợc thử nghiêm: - Độ ẩm môi tr−ờng: 30%- 35%, 35%- 40 %, 45% -50% - Nhiệt độ: 300C- 350C , 350C - 370C, 370C- 400C, 400C đến 450C - Độ dàycủa lớp ủ: 2 cm; 4cm; 6cm; 8 cm - Thời gian ủ : từ 24h - 48h - Kiểm tra mật độ vi sinh. Sau khi so sánh chúng tôi lựa chọn ra những thông số tối −u nhất cho sự phát triển của các chủng vi nấm có khả năng phân giải xenlulo. Các chỉ số công nghệ đ−ợc tổng hợp tại bảng 3: 24
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Bảng 3: Bảng tổng hợp thông số lên men xốp tối −u cho các chủng vi nấm Chủng Công Độ ẩm Nhiệt Độ dày Thời Mật độ thức môi độ (cm) gian (CFU/g) môi tr−ờng(%) (t.c0) (h) tr−ờng T. koningii CT1 45-50 30-37 2 30 4,1.106 A. fischeri CT1 45-50 30-37 2 30 3,7.107 A. fumigatus CT1 45-50 30-37 2 30 2,9.107 S. nashvillensis 6 CT1 45-50 30-37 3 36 5,8.108 3.1.3. hoàn thiện công nghệ nhân dịch vi sinh tại cơ sở sản xuất 3.1.3.1 Hoàn thiện thành phần môi tr−ờng trong công nghệ lên men nhân dịch vi sinh tại nhà máy, các chủng vi sinh vật từ chế phẩm vi sinh ban đầu trong điều kiện không thanh trùng. Chế phẩm vi sinh đông khô đ−ợc nhân giống cấp 2 trong môi tr−ờng lỏng giàu dinh d−ỡng(g/l): - Pepton 5; Cao thịt 5; Glucoza 10; NaCl 5; NH4SO4 0,4; KH2PO4 0,2; MgSO4.7H2O 0,025; CaCO3 0,1. Sau khi nhân giống cấp 2 để thu sinh khối phục vụ cho sản xuất tại nhà máy, tiến hành nhân giống trong điều kiện không thanh trùng trên các loại môi tr−ờng sau với điều kiện nhiệt độ nuôi cấy khoảng 300C (nhiệt độ môi tr−ờng tự nhiên, pH môi tr−ờng 7.1-7,3) sục khí 2m3/phút. Thành phần các muối trung, đa l−ợng chung của các công thức môi tr−ờng đều giống nhau nh−ng khác nhau về 25
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT nguồn nitơ là urea và máu động vật. L−ợng giống vi sinh vật ban đầu đ−a vào là 10%. Bảng 4: Thành phần các công thức môi tr−ờng nuôi cấy Công thức Thành phần MT Tiết động vật 1,0; Kali: 1,0; Lân: 0,5; MgSO4: 0,2; NaCl: CT1 (%) 0,2; MnSO4: FeSO4: CMC 5,0; Rỉ đ−ờng: 10; CaCl2: 0,1 Urea 0,5 Kali: 1,0; Lân: 0,5; MgSO4: 0,2; NaCl: 0,2; CT2 (%) MnSO4: FeSO4: CMC 5,0; Rỉ đ−ờng: 10; CaCl2: 0,1 Tiết động vật 2,0; Kali: 1,0; Lân: 0,5; MgSO4: 0,2; NaCl: CT3 (%) 0,2; MnSO4: FeSO4: CMC 5,0; Rỉ đ−ờng: 10; CaCl2: 0,1 Urea: 1,0; Kali: 1,0; Lân: 0,5; MgSO4: 0,2; NaCl: 0,2; CT4 (%) MnSO4: FeSO4: CMC 5,0; Rỉ đ−ờng: 10; CaCl2: 0,1 Sau thời gian khoảng 24 h đến 42 h chúng tôi tiến hành kiểm tra mật độ vi sinh trong từng loại môi tr−ờng. Kết quả kiểm tra mật độ vi sinh qua các giai đoạn nuôi trong bể ở bảng 5: Bảng 5: Mật độ vi sinh sau các khoảng thời gian nuôi cấy. Thời gian Mật độ vi sinh (CFU/g) (giờ) MT1 MT2 MT3 MT4 24 2,2.105 3,2.105 1,6.105 4,2.105 27 3,2.105 1,4.105 1,4.105 5,5.105 30 8,5.105 8,2.105 5,9.105 2,6.106 33 1,2.106 1,6.106 1,6.106 2,8.107 36 6,5.106 4,2.107 5,6.107 4,7.108 39 4,8.105 3,6.104 2,6.107 2,6.107 42 2,7.105 2,9.104 1,2.107 2,4.107 Mật độ vi sinh đ−ợc xác định bằng ph−ơng pháp đếm khuẩn lạc trên đĩa thạch, bảng 5 cho thấy MT4 là môi tr−ờng cho mật độ vi sinh cao nhất sau 26
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT khoảng 36 giờ nuôi cấy, đạt 4,7.108CFU/g. Vì vậy môi tr−ờng MT4 đ−ợc chọn làm môi tr−ờng cố định cho quá trình sản xuất. Môi tr−ờng này có giá thành rẻ, urea co sẵn nên dễ dàng sản xuất. 3.1.3.2. Hoàn thiện các thông số nhiệt độ, chế độ sục khí, mật độ tối −u trong công nghệ lên men nhân dịch vi sinh tại nhà máy, các chủng vi sinh vật từ chế phẩm vi sinh ban đầu trong điều kiện không thanh trùng. Chế phẩm vi sinh đông khô đóng gói và cung cấp cho các nhà máy, x−ởng sản xuất. Sau khi lên men cấp 2 tại phòng thí nghiệm của nhà máy sản xuất, chế phẩm đ−ợc nhân giống đại trà để thu sinh khối phối trộn trong các hầm ủ lớn nên không có điều kiện thanh trùng. Tr−ớc và sau khi lên men, bể lên men phải đ−ợc rửa sạch, và lau bằng cồn 70%. Môi tr−ờng sử dụng cho mục đích này là MT 4, pH môi tr−ờng 7.1-7,3, sục khí 2m3/phút. Vì điều kiện nhân men trong bể lớn không thể khống chế nhiệt độ chính xác theo từng đơn vị cho nên chúng tôi lấy trong khoảng dao động 5 đơn vị một cho mỗi lô thí nghiệm Thông số nhiệt độ Bể lên men trong cơ sở sản xuất là những bể lớn khoảng 5 m3. Bảng 6: Thông số nhiệt độ trong quá trình lên men Nhiệt độ Mật độ vi sinh 25-30 3,1.106 30-35 4,6.108 35-40 4,7.108 Qua bảng trên ta thấy mật độ vi sinh vật khi lên men ở khoảng nhiệt độ 35-400C đạt cao nhất, khoảng 4,7.108CFU/g, nh−ng sự chênh lệch về mật độ vi sinh vật so với lô thí nghiệm có nhiệt độ 30-350C là không cao. Vì vậy trong quá trình sản xuất chúng tôi sử dụng chế độ nhiệt cho môi tr−ờng lên men trong 27
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT khoảng 30-350C. Khoảng nhiệt độ này gần với nhiệt độ môi tr−ờng tự nhiên, dễ khống chế và có hiệu qủa kinh tế hơn. Chế độ sục khí khi lên men nhân dịch tại nhà máy Chế độ sục khí tại các bể lên men cũng cần phải đ−ợc quan tâm vì l−u l−ợng khí cung cấp cho quá trình lên men ảnh h−ởng rất nhiều đến tốc độ sinh tr−ởng của vi sinh vật. Chúng tôi thử nghiệm các chế độ sục khí khác nhau vào trong bể lên men thể tích 5m3, pH7.0 -7,2. Nhiệt độ lên men 30-320C, MT4, thời gian lên men 36 h. Giàn sục khí đ−ợc bố trí sát d−ới đáy hầm ủ, đ−ợc chia đều trên mặt bằng đáy bể, và đ−ợc bố trí van 1 chiều để tránh n−ớc vào trong ống sục khí. Các thông số sục khí đ−ợc thí nghiệm nh− sau: khí nạp qua bể từ giờ thứ 2 đến giờ thứ 36 với các l−u l−ợng khác nhau. Kết quả trên bảng 7. Bảng 7: ảnh h−ởng chế độ sục khí lên mật độ vi sinh vật Tốc độ sục khí (m3/phút) Vi khuẩn 0 2 3 4 5 Phân giải 1,5.106 3,1.107 1,6.108 8,2.108 2,8.107 Mật độ lân vi sinh Cố định nitơ 2,1.106 2,5.108 1,9.108 7,5.108 3,5.107 Trong các điều kiện l−u l−ợng khí nạp liên tục vào bể lên men khác nhau, mật độ vi sinh vật trong các bể lên men cũng phát triển khác nhau: l−u l−ợng khí 4 m3/phút, mật độ vi sinh vật đạt cao nhất là: 8,2.108 và 7,5.108 CFU/g. Từ các kết quả thử nghiệm trên chúng tôi đã ổn định các thông số sau cho quá trình sản xuất. a. Môi tr−ờng lên men và thông số công nghệ cho vi khuẩn phân giải lân và cố định nitơ gồm các thành phần sau (kg/m3): 28
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Urea 1,0 MnSO4 0,002 Phân Kali 1,0 FeSO4 0,001 Phân lân 0,5 CMC 5,0 MgSO4 0,2 Rỉ đ−ờng 10 NaCl 0,2 CaCl2 0,1 b. Thông số kỹ thuật o Tỷ lệ giống gốc: 10% o pH7,1-7,3 o Nhiệt độ dao động: 30- 350C o Tốc độ sục khí liên tục: 3-4 m 3/phút 3.1.4. Hoàn thiện các kỹ thuật lên men ủ phế thải cà phê 3.1.4.1. Hoàn thiện các kỹ thuật xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến khô tr−ớc khi lên men ủ vi sinh *Đánh giá độ ẩm vỏ cà phê khô: Chế biến cà phê theo ph−ơng pháp khô bao gồm 2 công đoạn: 1.Phơi cả quả (thành quả cà phê khô). 2.Xay khô (loại bỏ tất cả các vỏ bao quanh hạt). - Tr−ớc khi đ−a vỏ cà phê khô vào hầm ủ 100m3 chúng tôi tiến hành lấy mẫu đo độ ẩm. Kết quả độ ẩm trung bình = 12,48 %. - Vỏ cà phê khô trong công nghệ chế biến khô có độ ẩm khoảng 12,48%, vì vậy trong quá trình ủ phải làm tăng độ ẩm thích hợp lên từ 25% đến 50% để vi sinh vật hoạt động đ−ợc. *Đánh giá kích th−ớc vỏ cà phê khô, hàm l−ợng vỏ thịt - Vỏ cà phê khi xát có kích thuớc rất khác nhau từ 0,1- 0,8 cm. Trong chế biến công nghiệp vỏ cà phê có kích th−ớc lớn hơn vỏ thu đ−ợc từ các hộ nông dân.- Đối với vỏ cà phê từ công nghiệp chế biến khô, do đã đ−ợc sấy khô nên phế liệu này gồm cả vỏ thịt và trấu. Vỏ trấu có kích th−ớc lớn và khó phân huỷ. 29
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Hoàn thiện kỹ thuật lên men ủ vi sinh vỏ cà phê từ công nghệ chế biến khô + Lựa chọn thông số kỹ thuật xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến khô tr−ớc khi lên men ủ vi sinh Để đánh giá mức độ mùn hoá của phế thải cà phê chúng tôi chọn các thông số sau: kích th−ớc vỏ hạt, độ ẩm của phế thải và pH môi tr−ờng. - Kích th−ớc: chúng tôi chia phế thải ra làm ba loại có kích th−ớc khác nhau, vỏ cà phê đ−ợc nghiền và phân loại, kích th−ớc 0,1 – 0,3 cm: 0,4 -0,6 cm và không nghiền từ 0,6-0,8 cm - pH đ−ợc điều chỉnh bằng vôi sao cho có giá trị xung quanh trung tính - Độ ẩm - Kích th−ớc vỏ 0,1- 0,3 cm chi phí nghiền sẽ lớn hơn kích th−ớc vỏ 0,5- 0,6 cm và 0,6 - 0,8 cm. Nh−ng hàm l−ợng mùn tạo ra t−ơng ứng là 27,3%; 23,3%; 20,5 %. Hàm l−ợng mùn 27,3% đáp ứng tốt yêu cầu của phân bón. - Để tạo ra đ−ợc hàm l−ợng mùn nh− nhau ở 3 kích th−ớc vỏ thì vỏ cà phê càng to càng mất nhiều thời gian ủ, mức độ quay vòng thấp, điều này cũng dẫn đến chi phí sản xuất lớn hơn. Vì vậy trong sản xuất công nghiệp chúng tôi chọn kích th−ớc vỏ hạt từ 0,1-0,3 cm. Tuy nhiên nếu trong điều kiện không phải sản xuất công nghiệp, không phải khấu hao thiết bị, không phải vay vốn thì việc ủ vỏ cà phê không qua khâu nghiền vẫn kinh tế hơn. Bảng 9: Các thông số kỹ thuật ủ phế thải cà phê trong công nghệ chế biến khô. ST Kích th−ớc vỏ Thời pH Nhiệt Độ ẩm Hàm T hạt gian ủ độ (t0C) (%) l−ợng (cm) (ngày) mùn (%) 1 0,1 – 0,3 45 6,8 – 7,5 35 - 40 25-30 27,3 2 0,4 – 0,6 45 6,8 – 7,5 35 - 40 25-30 23,3 3 0,6 – 0,8 45 6,8 – 7,5 35 - 40 25-30 20,5 30
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Sơ đồ tóm tắt quy trình và các thông số lên men vỏ cà phê Vỏ cà phê Nghiền nhỏ kích th−ớc 0,1-0,3cm Máy nghiền Chỉnh pH6,8-7,5 Chỉnh độ ẩm: 25-30% Thời gian ủ Nhiệt độ 45 ngày. ủ vi sinh 35-400C 3.1.4.2. Hoàn thiện các kỹ thuật xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến −ớt tr−ớc khi lên men ủ vi sinh * Đánh giá độ ẩm, vỏ cà phê chế biến −ớt Ph−ơng pháp chế biến −ớt, tiến hành theo các b−ớc sau: - Xát vỏ thịt, loại bỏ chất nhờn, rửa. - Phơi sấy cà phê thóc. - Xay khô loại bỏ vỏ trấu, vỏ lụa. - Phân loại theo kích th−ớc, tỷ trọng, màu sắc. Chúng tôi thu vỏ cà phê đ−ợc chế biến −ớt tại các cơ sở sản xuất. Tr−ớc khi đ−a vào hầm ủ chúng tôi lấy mẫu và tiến hành đo độ ẩm. Vỏ cà phê thu đ−ợc theo công nghệ chế biến −ớt độ ẩm khoảng 60%. Độ ẩm này rất cao vì vậy khi ủ ta phải giảm độ ẩm bằng cách phơi đến khi còn lại khoảng 30% để phù hợp với yêu cầu của lên men vi sinh. 31
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Đánh giá kích th−ớc vỏ cà phê khô, hàm l−ợng vỏ thịt Vỏ cà phê khi xát th−ờng còn nguyên vỏ, không bị nghiền nát nên kích th−ớc vỏ 0,7 - 0,8 cm. - Công nghệ chế biến −ớt cà phê có phẩm chất cao nh−ng phức tạp, đầu t− máy móc thiết bị lớn nên hộ nông dân phần lớn không chế biến theo ph−ơng pháp này. Vì vậy, nguồn vỏ thịt cà phê t−ơi đ−ợc cung cấp bởi nhà máy và các cơ sở chế biến lớn. Dựa vào các điều kiện tối −u trong kỹ thuật lên men ủ vỏ cà phê chế biến từ công nghệ chế biến khô, chúng tôi tiến hành các thí nghiệm với vỏ cà phê t−ơi kích th−ớc 0,7-0,9cm (vỏ cà phê nguyên), vỏ cà phê nghiền nhỏ: 0,2 - 0,3cm và 0,4 -0,6cm. Quy trình kỹ thuật lên men ủ vi sinh vỏ cà phê từ công nghệ chế biến −ớt Kích th−ớc vỏ 0,2- 0,3cm chi phí nghiền sẽ lớn hơn kích th−ớc vỏ 0,4-0,6 cm và 0,7 - 0,9cm. Các thông số độ ẩm và pH giữ nguyên nh− đối với vỏ cà phê chế biến khô, chỉ thay đổi thời gian ủ. Hàm l−ợng mùn tạo ra t−ơng ứng là 28,3%-25,4%-24,7%. Hàm l−ợng mùn 28,3% đáp ứng tốt yêu cầu hàm l−ợng mùn của phân bón hữu cơ vi sinh. Bảng 10: Các thông số ủ phế thải cà phê trong công nghệ chế biến −ớt. STT Kích th−ớc vỏ Thời gian ủ Hàm l−ợng hạt(cm) (ngày) mùn (%) 1 0,2 – 0,3 20 28,3 2 0,4 – 0,6 20 25,4 3 0,7 – 0,9 20 24,7 32
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 3.1.5. Hoàn thiện công nghệ chế biến bán thành phẩm Công nghệ chế biến bán thành phẩm đ−ợc lắp ráp theo dây chuyền từ khâu đ−a nguyên liệu đầu vào đến quá trình chế biến bán thành phẩm. Quá trình đó đ−ợc sự hỗ trợ của các loại máy móc thiết bị và đ−ợc tóm tắt nh− sau: - Các lò ủ đ−ợc xây dựng theo kích th−ớc 2,5m x 8 m x 5m. Giữa các lò ủ đ−ợc bố trí băng tải để chuyển nguyên liệu từ bãi chứa vào ủ. Tr−ớc khi đ−a vào hầm ủ, nguyên liệu đ−ợc xử lý để đạt đ−ợc các chỉ tiêu yêu cầu. - Các hầm ủ sau khi chín làm nguội bằng cách thổi khí liên tục 1 ngày tr−ớc khi ra lò. - Ra lò theo từng lớp chéo, dọc 40 cm đảo đều, chuyển ra băng chuyền đ−a về máy đập búa công suất động cơ 15Kw, vòng quay búa 2200vòng/phút. - Nguyên liệu đ−ợc chuyển xuống sàng xoay có độ lệch tâm 150 l−ới sàng 2-3mm. - Bán thành phẩm sau khi sàng đạt tiêu chuẩn đ−ợc phối trộn với hoạt chất sinh học α-NAA, Humat và các yếu tố đa, vi l−ợng. - Kiểm tra chất l−ợng, sau đó đóng bao thành phẩm. - Đã hoàn thiện công nghệ tách chiết axit humic với điều kiện sản xuất đơn giản, hiệu quả, đã thay thế HCl bởi H3PO4 cho hiệu quả tốt hơn, tăng 10% sản phẩm thu hồi. Quy trình công nghệ đ−ợc thể hiện ở sơ đồ sau: -Axit humic đ−ợc chuyển hoá thành các dạng humát (Humat kali, Humat natri ) tuỳ theo nhu cầu của cây trồng. (Sơ đồ ở trang sau) 33
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Sơ đồ quy trình tổng hợp tách chiết axit humic và humat Than bùn Hoà tan trong n−ớc Loại phần trên Thu phần lắng Hoà tan trong KOH, khuấy Loại phần trên đều đến pH10-12 Thu phần lắng (Humat K) Hoà tan trong H3 PO4, khuấy đều đến pH5-6 Loại dịch Axít Humic Sấy Th−ơng phẩm 3.1.6. Khảo nghiệm ngoài đồng ruộng cho 4 loại cây trồng Sau khi sản xuất đ−ợc sản phẩm phân hữu cơ vi sinh chúng tôi tiến hành lập công thức bón phân đối với 4 loại cây trồng: 1. Cây bông 2. Cây lúa, 3. Cây cà phê, 4. Cây hồ tiêu. Cây cà phê đ−ợc khảo nghiệm tại Đại học Tây Nguyên. 34
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Cây tiêu đ−ợc khảo nghiệm tại Khoa nông lâm tr−ờng Đại học Tây Nguyên. Cây lúa đ−ợc khảo nghiệm tại Viện Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, Thanh Trì, Hà Nội. Hiệu lực của hai loại phân bón HCVSLOT và HCVSTHUC đối với cây bông vải đã đ−ợc Trung tâm nghiên cứu cây bông vải và cây có sợi Tây Nguyên khảo nghiệm. 3.1.6.1 Đánh giá khảo nghiệm phân bón Polyfa HCVS đối với cây bông vải A. Công thức phân bón tối −u cho cây bông. - Phân bón HCVS CFLOT và HCVS CFMTHUC đ−ợc khảo nghiệm tại địa bàn Tây Nguyên và Ninh Thuận với 3 công thức: + Công thức 1 (Đ/c): bón phân đơn (120 kg N + 60 kg P2O5 + 60 kg K2O) /ha. + Công thức 2 (HCVS CFLOT): (Nền: 500 kg CF (1:3:1) +115 kg N + 45 kg P2O5 + 55 kg K2O)/ha. Bảng 11: Cách thức bón phân trong công thức 2 Lần bón (Ngày sau gieo) L−ợng phân th−ơng phẩm (kg/ha) HCVS Lân Văn Đạm Urê Kali LOT Điển sulphat 1. Bón lót 500 225 143 0 10 2. Bón thúc lần 1 (20-25 ngày) 0 0 40 22 3. Bón thúc lần 2 (40-45 ngày) 0 0 65 30 4. Bón thúc lần 3 (60-65 ngày) 0 0 70 30 Tổng 500 225 143 175 92 + Công thức 3 (HCVSTHUC): (Nền: 400 kg CFM (3:3:3) + 108 kg N + 48 kg P2O5 + 48 kg K2O)/ha. 35
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Bảng 12: Cách thức bón phân trong công thức 3 L−ợng phân th−ơng phẩm (kg/ha) Lần bón (Ngày sau gieo) HCVS Lân Văn Đạm Urê Kali CFMTHUC điển sulphat 1. Bón lót 253 135 0 10 2. Bón thúc lần 1 (20-25 ngày) 400 0 0 50 10 3. Bón thúc lần 2 (40-45 ngày) 0 0 54 30 4. Bón thúc lần 3 (60-65 ngày) 0 0 60 30 Tổng 400 253 135 165 80 B. Kết quả khảo nghiệm phân bón đối với cây bông vải. Sau khi thực hiện bón phân theo 3 công thức trên, chúng tôi theo dõi các chỉ tiêu cấu thành năng suất hiệu quả kinh tế (bảng 14,15,16) và đánh giá mức độ nhiễm bệnh của cây bông vải. Kết qủa thu đ−ợc đ−ợc trình bày tại bảng sau: Bảng 14: Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lý thuyết. Mật độ Khối Năng suất (tạ/ha) Quả/m Công thức (cây/m2 Quả/cây l−ợng Lý 2 Thực thu ) quả (g) thuyết 1. Đ/C 4,57 10,10 46,09 3,76 17,31 14,75 2. Bón Polyfa 4,81 11,47 55,21 3,71 20,52 16,58 HCVS CFLOT 3. Bón Polyfa HCVS CFM 4,47 11,63 52,05 3,89 20,21 16,40 THUC Cv (%) 3,24 4,41 4,24 4,11 4,42 2,37 LSD0.05 - 0,78 3,47 - 1,37 0,60 Cv (%): hệ số biến động. LSD0.05:Mức sai số nhỏ nhất. 36
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của lô thí nghiệm và lô đối chứng có khác biệt rõ rệt. Năng suất lý thuyết của lô đối chứng thấp hơn năng suất của lô thí nghiệm khoảng 3 tạ/ha. Năng suất thực thu của lô đối chứng thấp hơn năng suất thực thu của lô thí nghiệm khoảng 2tạ/ha. Bảng 15: Hiệu quả kinh tế (1000 đồng/ha) Thu v−ợt so Thu sau khi Chi phí Tổng thu Công thức với đối trừ chi phí VCR phân bón chứng phân bón 1. Đ/C 1 499,0 8 112,5 - 6 613,5 - 2. Bón HCVS 1,12 LOT 1 761,9 9 119,0 743,9 7 357,1 3. Bón HCVS 1,10 THUC 1 724,1 9 020,0 682,4 7 295,9 VCR: Hệ số lãi Hệ số lãi ở cả 2 công thức thí nghiệm lớn > 1, điều đó chứng tỏ lô thí nghiệm có hiệu quả kinh tế cao hơn lô đối chứng. Bảng 16: Tình hình sâu bệnh hại và thời gian phát dục của các công thức Thời gian từ gieo đến thu Tỷ lệ bệnh (%) Công thức hoạch (ngày) Lở cổ rễ Đốm cháy lá 50% quả nở Tận thu 1. Đ/C 3, 74,33 113,0 145,7 2. Bón Polyfa HCVS. LOT 0,00 83,33 113,0 146,0 3. Bón Polyfa HCVS.THUC 0,00 76,67 112,3 145,3 Cv (%) - 26,47 1,52 0,40 Kết quả bảng trên cho thấy ở 2 công thức bón phân hữu cơ không xuất hiện bệnh lở cổ rễ. Tại công thức đối chứng bệnh xuất hiện với tỉ lệ 3%. 37
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 3.1.6.2 Đánh giá khảo nghiệm đối với cây cà phê vối (ROBUSTA) A. Công thức phân bón Chúng tôi đã thiết lập 4 công thức bón phân trên đối t−ợng cây cà phê vối, nh− sau: • CT1(Công thức đối chứng): 300 kg N +100 kg P2O5 + 300 kg K2O • CT2: 300 kg N + 100 kg P2O5 + 300 kg K2O + 5 tấn phân chuồng/ha. • CT3: 300 kg N + 100 kg P2O5 + 300 kg K2O + 1000kg HCVS CFLOT/ha. • CT4: 300 kg N + 100 kg P2O5 + 300 kg K2O + 1500kg HCVS CFMTHUC/ha. Thí nghiệm đ−ợc bố trí ở huyện Krôngbuk - tỉnh Daklak, nhắc lại 4 lần, đ−ợc bố trí theo khối đầy đủ ngẫu nhiên. - Thời gian thực hiện: hai năm. - Phân bón đ−ợc bón nh− sau: + Phân lân và phân chuồng bón lần 1 vào đầu mùa m−a (tháng 5). + Phân vi sinh hữu cơ bón 2 lần vào đầu mùa m−a và giữa mùa m−a (tháng 5 và tháng 7), mỗi lần 50 %. - Các công đoạn kỹ thuật khác đ−ợc tiến hành thực hiện nh− nhau ở tất cả các công thức nh− : t−ới n−ớc, làm cỏ, tạo hình, phun thuốc phòng trừ sâu bệnh, thu hoạch - Kiểm tra chất l−ợng của phân bón. - Quan trắc các chỉ tiêu đồng ruộng: sinh tr−ởng phát triển của cây, các chỉ tiêu cấu thành năng suất, chỉ tiêu năng suất. - Phân tích theo dõi diễn biến độ phì nhiêu của đất. - Phân tích hiệu quả kinh tế. - Số liệu theo dõi đ−ợc tập hợp và xử lý thống kê trên máy tính. B. Kết quả nghiên cứu hiệu lực của phân bón HCVS trên cây cà phê vối. Ngoài hiệu quả kinh tế, phân bón hữu cơ vi sinh có ảnh h−ởng tích cực đến tính chất lý hoá của đất . Để đánh giá mức độ ảnh h−ởng của nó đến tính 38
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT chất của đất, chúng tôi đã tiến hành phân tích các chỉ tiêu lý hoá của đất tr−ớc và sau khi bón. - Tác động của phân bón hữu cơ vi sinh đến tính chất hoá học của đất trồng cà phê vối ỏ địa bàn thí nghiệm: Bảng 16: Tính chất của đất tr−ớc thí nghiệm ( 0-30cm) ++ ++ Công HC N P205dt K2Odt Ca Mg pHKCl thức (%) (%) mg/100g mg/100g (lđl/100g lđl/100g T1 4.5 3.93 0.169 6.5 14.6 2.04 1.99 T2 4.5 3.80 0.168 6.4 14.4 2.33 1.88 T3 4.5 3.92 0.164 6.5 14.5 2.18 1.79 T4 4.5 3.81 0.166 6.4 14.5 2.46 1.91 Bảng 17: Tính chất của đất sau thí nghiệm ( 0-30cm) ++ ++ P205dt K2Odt Ca Mg Công HC N pHKCl (mg/100 (mg/100g (lđl/100g (lđl/100g thức (%) (%) gđ) đ) đ) đ) T1 4.5 3.82 0.161 6.0 14.8 2.36 1.87 T2 4.5 4.20 0.172 7.1 15.1 2.53 1.83 T3 4.5 4.02 0.170 6.9 15.6 2.55 1.76 T4 4.5 4.09 0.177 7.2 16.6 2.48 1.96 Phân tích tính chất hoá học của đất tr−ớc và sau 2 năm thí nghiệm phân bón hữu cơ vi sinh cho thấy: công thức bón hoàn toàn phân khoáng hàm l−ợng dinh d−ỡng trong đất không những không đ−ợc cải thiện mà còn có chiều h−ớng bị sụt giảm. Trong khi đó, các công thức có sử dụng phân hữu cơ vi sinh và phân chuồng thì các chỉ tiêu dinh d−ỡng đ−ợc cải thiện rõ rệt (hữu cơ, N, P2O5dt và K2Odt đều tăng lên). 39
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Chiều h−ớng công thức bón l−ợng phân hữu cơ vi sinh càng cao thì các chỉ tiêu hoá học càng đ−ợc cải thiện. - Tình hình sâu bệnh hại của các công thức: Bảng 18: Tình hình sâu bệnh hại của các công thức Tỷ lệ bệnh (%) Công thức Lở cổ rễ Đốm cháy lá T1 4,54 83,33 T2 3,10 43,03 T3 0,00 27,67 T4 0,00 17,78 Theo bảng tổng kết trên chúng ta thấy trong công thức đối chứng tỉ lệ xuất hiện bệnh lở cổ rễ chiếm 4,54% và bệnh đốm cháy lá chiếm 83,33%, cao hơn nhiều so với các công thức bón phân hữu cơ vi sinh. Đặc biệt ở 2 công thức bón phân hữu cơ vi sinh không thấy xuất hiện bệnh lở cổ rễ. Bệnh đốm cháy lá xuất hiện chỉ còn 27%(CT3) và 17%(CT4). - Năng suất và hiệu quả kinh tế của việc sử dụng phân hữu cơ vi sinh. Bảng 19: Năng suất cà phê nhân Năng suất Công thức tấn/ha % T1 6.77 100.00 T2 7.77 114.77 T3 7.70 113.74 T4 8.17 120.68 Năng suất cà phê nhân ở các lô bón phân chuồng và các lô bón phân hữu cơ vi sinh trong cả 2 năm đều tăng hơn so với lô đối chứng 14.77%(CT2); 13.74%(CT3); 20.68%(CT4). 40
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Bảng 20: L−ợng toán hiệu quả kinh tế ở các công thức sử dụng phân hữu cơ vi sinh Công Đầu t− (1000đ/ha) Thặng d− Thu nhập (1000đ/ha) VCR thức Phân bón Tăng cà phê Tăng (1000/ha) T1 6780 - 97990 - 91210 - T2 10280 3500 112840 14850 102560 1,11 T3 83380 1600 111900 13910 103520 1,12 T4 9180 2400 119290 21300 110110 1,21 (Tiền lãi ch−a tính tiền thuê nhân công và các chi phí phụ khác vì các chi phí đó ở các lô thí nghiệm là nh− nhau). Kết quả thu hoạch ở cả 2 năm 2002-2003 cho thấy giữa các công thức thí nghiệm năng suất có sự khác nhau rất có ý nghĩa. Tính toán sơ bộ hiệu quả kinh tế ở các công thức đầu t− phân bón khác nhau cho thấy bón hoàn toàn phân khoáng cho hiệu quả kinh tế thấp, số tiền lãi thấp hơn là bổ sung phân chuồng và phân hữu cơ vi sinh (hệ số lãi VCR = thặng d− (lô thí nghiệm)/ thặng d− (lô đối chứng) đều >1, chứng tỏ phân bón hữu cơ vi sinh đa chủng có ý nghĩa về mặt kinh tế (bảng 20). 3.1.6.3. Cây hồ tiêu Cây hồ tiêu đ−ợc bón phân hai lần: - Lần một vào đầu mùa m−a - Lần hai vào thời kỳ sắp hết mùa m−a L−ợng phân bón đ−ợc tính cho mổi một gốc (cây) Chúng tôi lập 3 công thức bón phân cho cây tiêu nh− sau: CT1 - NPK 16-8-16: 1,1 kg/gốc chia làm 3 lần trong năm CT2 - HCVS 1,0 kg/gốc chia làm 2 lần trong mùa m−a + NPK 16-8-16: 0,6 kg/gốc CT3 - HCVS 2,0 kg/gốc chia làm 2 lần trong mùa m−a + NPK 16-8-16: 0,6 kg/gốc 41
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT - Kết quả thử nghiệm trên diện hẹp. Tiêu đến kỳ thu hoạch, chúng tôi tiến hành đo đạc các chỉ tiêu nh− : chiều dài chùm, số hạt trên chùm, đ−ờng kính hạt tiêu t−ơi, năng suất. Kết quả thể hiện trong bảng sau: Bảng 21: Một số chỉ tiêu yếu tố cấu thành năng suất và −ớc tính năng suất tiêu Công Chiều dài Số hạt Đ−ờng kính Năng suất thức chùm tiêu trên hạt tiêu t−ơi (kg hạt P (cm) chùm (mm) khô/gốc (trụ) CT 1 8,2-9,1 32-42 4,7-5,4 1,7 - CT 2 8,5-9,6 36-47 4,7-5,6 1,98 0.011499 1/3 rễ tơ của cây bị thối CT1 10,4 12,5 (%) CT2 8,6 9,2 CT3 7,0 6,2 Phần lớn rễ chính bị thối vỏ CT1 4,4 6,5 (%) CT2 3,6 4,0 CT3 3,2 3,0 > 1/4 lá trên cây bị vàng toàn CT1 9,4 9,6 42
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT phiến (%) CT2 6,4 6,6 CT3 5,2 4,6 Tốc độ lây lan (% cây) CT1 2,1 2,3 CT2 0 0 CT3 0 0 Qua bảng trên ta có nhận xét sau: trong 3 công thức thí nghiệm, công thức bón phân CT2 và CT3 có hiệu quả giảm rõ rệt các chỉ tiêu nh− tỉ lệ rễ tơ bị thối, rễ chính bị thối vỏ, lá trên cây bị vàng toàn phiến, tốc độ lây lan. Bảng 24: Năng suất thực thu trên diện hẹp thu hoạch 3/2004 Năng suất hạt Năng % So với đối P TT khô/gốc suất(kg)/ha chứng (1500 cây) CT1 1,7 2550 100 CT2 1,9 2850 111,8 0.000456278 < 0,05 CT3 2,15 3225 125,5 3.71063E-05 < 0,05 Năng suất của 2 lô bón phân hữu cơ vi sinh tăng hơn so với lô đối chứng hơn 10%. Theo tính toán thống kê, năng suất ở 2 lô bón phân vi sinh cao hơn so với lô đối chứng là có ý nghĩa. -Kết quả thử nghiệm trên diện rộng: Mỗi công thức bón cho 500 gốc tại ba vùng có điều kiện đất khác nhau trên địa bàn tại Đắkmil , KrôngPắk- tỉnh Đắc lắc và Ch−xê- tỉnh Gia lai. Kết quả khảo nghiệm diện rộng đ−ợc trình bày trong bảng sau: Bảng25: Kết quả khảo nghiệm diện rộng đối với cây hồ tiêu Năng Năng Công % so suất hạt suất(kg thức Địa điểm P với đối TT khô (kg hạt chứng / gốc) khô/ha) 43
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 1 Ch− xê 2,14 3210 Krông pak 2,0 3000 CT 1 - 100 Đắk min 2,16 3240 TB 2,1 3150 2 Ch− xê 2,23 3345 CT 2 Krông pak 2,28 3420 0.035982 <0,05 108,09 Đắk min 2,29 3435 (type=2,tails=2) TB 2,27 3400 3 Ch− xê 2,33 3495 Krông pak 2,27 3405 0.030065 <0,05 CT 3 110,5 Đắk min 2,36 3540 (type=3,tails=2) TB 2,32 3480 Đối với việc thử nghiệm diện rộng, phân HCVS đã khẳng định đ−ợc ý nghĩa kinh tế, tăng năng suất lên 110%. 3.1.6.4 Cây lúa: Chế phẩm phân bón hữu cơ đ−ợc thử nghiệm trên cây lúa tại Viện kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam, Thanh Trì, Hà Nội. Giống lúa: Tạp giao 1 Trung Quốc (TGI _ TQ) Mật độ cấy 2 dảnh/ khóm, 28 khóm/1m2. Mô hình thí nghiệm: mỗi công thức thí nghiệm đ−ợc lặp lại 5 lần Chế độ bón phân: CT1: công thức đối chứng. CT2: công thức sử dụng phân bón HCVS. Bảng 26: L−ợng phân bón cho 1 ha Vật t− HCVS Phân Urea Supelân Kali CT (kg) chuồng (kg) (kg) (kg) (kg) CT1 - 5000 180 500 140 1000 HCVS.LOT 110 CT2 100 200 500HCVS .THUC 44
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT - Cách thức bón đ−ợc chia thành các đợt nh− sau: Bón lót: CT1: Phân chuồng: 5000kg, Urê: 72kg, Lân: 500 kg, Kali: 42kg CT2: HCVSCFLOT: 1000kg, Urê: 40kg, Lân: 200 kg, Kali: 25kg Bón thúc lần 1: CT1: Urê: 70kg, Kali: 42kg CT2: HCVSCFMTHUC: 500kg, Urê: 40kg, Kali: 45kg Bón thúc lần 2: CT1: Urê: 38kg, Kali: 56kg CT2: Urê: 20kg, Kali: 40kg Kết quả tổng hợp ảnh h−ởng của phân đến sinh tr−ởng và phát triển của cây lúa và các yếu tố cấu thành năng suất: Bảng 27: Các chỉ tiêu sinh tr−ởng và phát triển của cây lúa Chỉ Chiều dài Thời gian tiêu Ngày Số bông Chiều cao cây bông sinh gieo hữu hiệu/m2 (cm) (cm) tr−ởng C. Thức CT1(ĐC) 4/2 210 20,61 90,72 120 ngày CT2 216 21,52 94,42 120 ngày 4/2 Bảng 28: Các yếu tố cấu thành năng suất Chỉ tiêu Trọng Năng suất lý Năng suất Số hạt Bông/m2 l−ợng1000 thuyết thực chắc/bông CT hạt (g) (tạ/ha) (tạ/ha) P(0.05) CT1 210 71,4 26 38,98 37,00 - CT2 216 74 26 41,55 40,00 0.00243171 <0,05 type=2,tails =2 Khi sử dụng phân bón VSHC, sự sai khác về các chỉ tiêu theo dõi giữa các lô thí nghiệm không đ−ợc thể hiện. Năng suất giữa các lô thí nghiệm và đối chứng gần t−ơng đ−ơng nhau, tuy nhiên tổng mức đầu t− cho phân bón đối với 45
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT các lô thí nghiệm thấp hơn. Nh− vậy sử dụng phân bón HCBLOT, VSHCTHUC có ý nghĩa kinh tế và bảo đảm về môi tr−ờng. 3.1.7. Thiết kế Dây chuyền thiết bị sản xuất Đã hoàn thiện thiết kế dây chuyền thiết bị sản xuất x−ởng phân bón HCVS công suất 10.000 tấn/ năm. ( kèm tập bản vẽ thiết kế riêng). Bảng 30: Bảng tổng kết các thiết bị chính ST Tên thiết bị Năng suất Kích th−ớc Số l−ợng T (Tấn/h) (mm) (chiếc) 1 Máy đập búa 4 1070x1600 4 2 Máy sàng 10 2500x1500x1200 1 3 Máy trộn 4 3500x2300 1 4 Thùng 900x630x1290 2 chứa(N,P,K) 5 Thùng tạm chứa Φ=2000, H=2000 1 6 Băng tải nghiêng 5500x600x3000 2 7 Băng tải thẳng 27000x600 2 8 Gầu tải 500x400x6000 2 3.1.8. Kết quả sản xuất Sản xuất đ−ợc: - 7000 kg chế phẩm Vi sinh - 7000 tấn phân bón HCVS - Sản phẩm một phần bán trực tiếp cho nông dân, cho các đại lý và các hợp đồng đầu t−, tiêu thụ với Xí nghiệp phân bón hữu cơ vi sinh thuộc công ty cà phê Buôn Ma Thuột, Công ty TNHH hoá sinh hữu cơ Polyfa, Nông tr−ờng cà phê Ch− Quynh, Công ty cao su EaHleo. 46
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Bảng 31: Chất l−ợng yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm Mức chất Mức chất TT Tên sản phẩm và chỉ tiêu Đơn vị đo l−ợng theo l−ợng thực kế hoạch hiện 1 Phân HCVS -LOT Hữu cơ % 20 20 N % 1 1 P2O5 % 3 3 KCl % 1 1 Vi l−ợng (Mn, Bo, Zn, Co ) ppm 50 - 100 50 - 100 α-NAA ppm 100 100 Humat % 1 1 2 Phân HCVS -THUC Hữu cơ % 20 20 N % 3 3 P2O5 % 3 3 KCl % 3 3 Vi l−ợng (Mn, Bo, Zn, Co ) ppm 100 100 α-NAA ppm 100 100 Humat % 1 1 3 Chế phẩm men vi sinh hữu ích Vi sinh vật phân giải xenlulo đv/g >=106 >=107 6 6 Vi sinh cố định N2 đv/g >=10 >=10 Vi sinh vật phân giải lân đv/g >=106 >=106 3.1.9. Kết quả đào tạo: Đã tham gia đào tạo 1 thạc sỹ bảo vệ năm 2004 và một số cử nhân khoa học theo định h−ớng của dự án. 47
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Phần 4: Tổng quát hoá và đánh giá kết quả đạt đ−ợc 4.1. Đánh giá kết quả thu đ−ợc 4.1.1 Phần hoàn thiện công nghệ - Đã thực hiện kiểm tra tuyển chọn 10 chủng vi sinh vật cho quá trình sản xuất chế phẩm vi sinh -Đã hoàn thiện 01 quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh gốc dạng lỏng và dạng bột bằng hai kỹ thuật lên men chìm và lên men xốp. A, Đối với lên men chìm các chủng vi khuẩn phân giải lân và cố định N có các thông số công nghệ chung nh− sau: nhiệt độ từ 30 đến 350C, pH7,0-7,2, tốc độ khuấy 150 đến 200 vòng/phút, thời gian lên men 36 h. Mật độ VSV đạt từ 4,7.109 đến 8.109 CFU/ml. B, Đối với lên men xốp các chủng vi nấm phân giải xenlulo: môi tr−ờng gồm thành phần cơ chất cám, bùn mía, vỏ cà phê (3:2:1) các thông số công nghệ: độ ẩm môi tr−ờng 35-37%, nhiệt độ 45-500C, độ dày lớp cơ chất-2-3cm, thời gian thu hồi 30-36 h, mật độ (CFU/g)4.1.107-5.8.108 - Đã ổn định 01 công nghệ nhân dịch vi sinh quy mô công nghiệp tại cơ sơ sản xuất phân bón thay thế nguồn N từ pepton, cao thịt bằng urea và đ−ờng glucoza bằng rỉ đ−ờng, các nguyên liệu này rẻ tiền và có sẵn ở các địa ph−ơng. - Hoàn thiện và ổn định sản xuất 01 quy trình các kỹ thuật lên men ủ phế thải cà phê - Hoàn thiện các kỹ thuật xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến khô tr−ớc khi lên men ủ vi sinh: kích th−ớc vỏ hạt 0,1 -0,3cm, pH6,8 -7,5, nhiệt độ 35 -40OC, độ ẩm 25-30%, thời gian ủ 45 ngày, hàm l−ợng mùn 27,3% - Hoàn thiện các kỹ thuật xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến −ớt tr−ớc khi lên men ủ vi sinh t−ơng tự nh− ở trên nh−ng thời gian ủ thấp hơn, chỉ 20 ngày. . Hoàn thiện và ổn định đ−ợc 01 công nghệ chế biến bán thành phẩm sau khi ra lò và công nghệ thu nhận axit humic và humat kali, humat natri . Khảo nghiệm ngoài đồng ruộng cho 4 loại cây trồng: 48
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Xây dựng đ−ợc 4 quy trình và công thức bón cho cây bông vải, cây cà phê, cây tiêu, cây lúa. Các loại cây trồng khi bón phân HCVS LOT,HCVSTHUC trên diện rộng đã cho năng suất cao hơn so với bón phân vô cơ đơn thuần. + Đối với cây bông thu v−ợt so với đối chứng 743,6 ngàn đồng/ha khi sử dụng HCVSLOT, và 682,4 ngàn đồng/ha khi sử dụng HCVSTHUC. + Đối với cây cà phê năng suất tăng từ 114% đến 120%, hiệu quả kinh tế cao, hệ số VCR từ 1,12 đến 1,20 + Đối với cây hồ tiêu năng suất khảo nghiệm diện hẹp tăng từ 111,8 đến 125,5% và diện rộng là từ 108 đến 110 %. + Đối với cây lúa năng suất không tăng nhiều so với đối chứng, nh−ng chi phí cho phân bón ít hơn nh− vậy vẫn có hiệu quả kinh tế. Nh− vậy cùng một đồng vốn bỏ ra khi sử dụng phân bón này đối với 4 loại cây trồng trên đều cho hiệu quả kinh tế cao. Bệnh lở cổ rễ và vàng lá không thấy xuất hiện. -Đã hoàn thiện thiết kế dây chuyền thiết bị và mặt bằng tổng thể của x−ởng sản xuất phân bón HCVS công suất 10.000 tấn năm. Phần tổ chức sản xuất: - Tổ chức sản xuất chế phẩm vi sinh tại Hà Nội và phân bón tại Đắc lắc . Hoàn thiện đ−ợc 1 pilot sản xuất chế phẩm vi sinh công suất 100kg/ngày. -Sản xuất đ−ợc 7000 kg chế phẩm vi sinh Microcom -Cùng với công ty cà phê Buôn Ma Thuột sản xuất đ−ợc 7000 tấn sản phẩm và tổ chức tiêu thụ sản phẩm Tóm lại: - Các kết quả thu đ−ợc là chính xác, có độ tin cậy cao, có đánh giá thống kê, bố trí thí nghiệm khách quan. - Công nghệ có tính ổn định cao, phù hợp với điều kiện sản xuất Việt Nam. 49
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT - Đã đào tạo đ−ợc 01 thạc sỹ bảo vệ thành công năm 2004 và bổ sung kết quả cho khoá luận tốt nghiệp của một số sinh viên. - Đã hoàn thành công việc nh− đã đăng ký. Phần 5: kết luận và đề nghị 5.1. Kết luận Công nghệ đã đ−ợc Bộ khoa học công nghệ trao giấy chứng nhận và CUP vàng hội chợ Techmart 2005 tại thành phố Hồ Chí Minh. Mặc dù có nhiều khó khăn do hạn hán, nh−ng Dự án đến nayđã hoàn thành đúng nh− hợp đồng đã ký. Các sản phẩm đã và đang tiếp tục tiêu thụ qua các đại lý bán lẻ, các hợp đồng đầu t− và các hợp đồng kinh tế khác. Khả năng thu hồi và hoàn trả vốn sẽ đ−ợc thực hiện theo đúng sự cho phép của Bộ KHCN. 5.2. Đề nghị: Đề nghị áp dụng quy trình công nghệ để sản xuất phân hữu cơ từ phế thải cà phê vào thực tiễn qua các ch−ơng trình của nhà n−ớc. 50
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Lời cảm ơn Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: Các Vụ chuyên ngành - Bộ Khoa học và Công nghệ. Ban Chủ nhiệm ch−ơng trình KC04. Ban lãnh đạo Viện Công nghệ sinh học. đã tạo điều kiện giúp đỡ chúng tôi đ−ợc thự hiện dự án này. Chúng tôi cũng gửi lời cảm ơn tới: Công ty cà phê Buôn Ma Thuột. Viện nghiên cứu cây bông và cây có sợi. Tr−ờng Đại học Tây Nguyên. Công ty cao su EAH’Leo. Nông tr−ờng cà phê Ch− Quynh và các đồng chí chủ trì dự án nhánh, cán bộ dự án và các cộng tác viên đã cố gắng đóng góp cho sự thành công của dự án. Đặc biệt đã góp phần hoàn thiện công nghệ và tiêu thụ sản phẩm của dự án này. Chủ nhiệm Dự án TS. Phạm Việt C−ờng 51
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Tài liệu tham khảo Tài liệu trong n−ớc 1. Ngô Bình, Phùng Ngọc Thạch. “Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp”, 1997. 2. Đỗ Văn Đài, Nguyễn Bin, Phạm Xuân Toản. “Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hoá học”, 2000. 3. Lê Nguyên Đ−ơng. “Giáo trình máy và thiết bị vận chuyển và định l−ợng”, 2000. 4. Nguyễn Văn May. “Bơm quạt nén”, 1997. 5. Đào Thị L−ơng, Phạm Văn Ty, “Phân lập tuyển chọn vi khuẩn có hoạt tính phân giảI xenluloza cao nhằm ứng dụng trong sản xuất phân bón hữu cơ từ rác và phế thảI nông nghiệp”. Tạp chí khoa học công nghệ, Tập XXXVI, 6B, tr80-85, 1998. 6. Đặng Minh Hằng, Lê Văn Nh−ơng. “Phân lập và nghiên cứu xạ khuẩn có hoạt tính phân giảI xenluloza cao để ứng dụng xử lý rác thảI đô thị”. Tạp chí khoa học công nghệ, Tập XXXVIII, số 6, tr24-29, 2000. 7. Đặng Minh Hằng, Lê Văn Nh−ơng. “Nghiên cứu đặc tính lý hoá của xenluloza thu đ−ợc từ một số vi sinh vật”. Kỷ yếu hội thảo khoa học công nghệ thực phẩm & bảo vệ môI tr−ờng, tr23-6, 2000. 8. Lê Văn Nh−ơng. “Nghiên cứu và áp dụng công nghệ sinh học trong sản xuất phân bón vi sinh hữu cơ từ nguồn phế thảI hữu cơ rắn”. Báo cáo tổng kết đề tàI cấp nhà n−ớc, niên độ 1996-1998. 9.Nguyễn Lan H−ơng. “Nghiên cứu một số yếu tố ảnh h−ởng đến quá trình phân giảI lá mía thành phân bón hữu cơ”. Luận văn thạc sĩ, 1999. 10. Nguyễn Lan H−ơng, Lê Văn Nh−ơng, Hoàng Đình Hoà. “Phân lập và hoạt hoá vi sinh vật −u nhiệt có hoạt tính xenluloza cao để bổ sung lại vào sinh khối ủ, rút ngắn chu kỳ xử lý rác thảI sinh hoạt”. Báo cáo khoa học, Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc Hà Nội 1999, tr531-536, 1999. 11. Nguyễn Lan H−ơng, Lê Văn Nh−ơng, Hoàng Đình Hoà. “Tuyển chọn chủng vi sinh vật có hoạt tính xenluloza cao và nghiên cứu động học của quá 52
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT trình phân huỷ lá mía”. Tạp chí khoa học và công nghệ các tr−ờng Đại học Kỹ thuật, số 23+24, tr50-54, 2000. 12. Nguyễn Lan H−ơng, Lê Văn Nh−ơng, Hoàng Đình Hoà. “Nghiên cứu các yếu tố ảnh h−ởng đến quá trình phân huỷ lá mía thành phân bón hữu cơ”. Tạp chí khoa học và công nghệ, tập XXVIII, số 6, tr30-36, năm 2000. 13. Nguyễn Thị Kim Cúc, Phạm Việt C−ờng, Nguyễn Thị Tuyết Mai, Lê Văn Nh−ơng, 1999. “Phân lập, định loại và một số tính chất của các chủng vi nấm, xạ khuẩn có tiềm năng ứng dụng trong quá trình xử lý vỏ cà phê”. Báo cáo khoa học tại hội nghị sinh học toàn quốc 9-10/12/1999. 14. Nguyễn Thị Kim Cúc, Phạm Việt C−ờng,. “Tuyển chọn và nghiên cứu một số tính chất của các chủng vi sinh vật phân giảI xenlulo phân lập từ vỏ cà phê, đất trồng mía ở Tây Nguyên”. Tạp chí sinh học, 22(2) 18-23, 2000. 15. Nguyễn Thị Kim Cúc, Phạm Việt C−ờng, Nguyễn Thị Tuyết Mai. “Một vàI đặc đIúm và tính chất của ligno-xenluloza, thuỷ phân ligno-xenluloza bằng enzim vi sinh vật”. Trong “Cấu trúc quần xã sinh vật đất và sự phát triển bền vững của hệ sinh tháI đất”. Nhà xuất bản nông nghiệp. 231-241, 2000. 16. Nguyễn Thị Kim Cúc. “Xác định hoạt tính CMCaza của một số chủng vi sinh vật phân huỷ tại Việt Nam”. Tạp chí sinh học (quí I/2001), 2001. 17. Nguyễn Thị Kim Cúc, Phạm Việt C−ờng, Nguyễn Thị Tuyết Mai. “Sự thay đổi hàm l−ợng xenlulo và vi sinh vật d−ới một số đIều kiện xử lý phế thảI cà phê trong đIều kiện phòng thí nghiệm”. Tạp chí khoa học và công nghệ (quí II/năm 2001), 2001. 18. Phạm Văn Ty, Đào Thị L−ơng. “Đặc điểm sinh học và khả năng phân giảI xenluloza của hai chủng xạ khuẩn mới phân lập”. Tạp chí khoa học công nghệ, Tập XXXVI, 6B, tr87-92, 1998. 19. Việt Chi. Chế biến và sử dụng các loại phân ủ. NXB Nông nghiệp Hà Nội, 1984. 20. Ngô HảI, Trần Công Hạnh. Hiệu quả kinh tế của việc ủ từ lá và ngọn mía thay phân chuồng bón cho mía. Tạp chí Nông nghiệp và Công nghiệp thực phẩm, No3, tr119-120, 1995. 53
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 21. Trần Công Hạnh. Hiệu quả của việc vùi trả lại ngọn lá mía làm phân hữu cơ cho mía vùng đồi. Tạp chí Nông nghiệp và Công nghiệp thực phẩm, No5, tr23-25, 1998. 22. Lê Văn Nh−ong. Nghiên cứu và áp dụng Công nghệ sinh học trong sản xuất phân bón vi sinh-hữu cơ từ nguồn phế thảI hữu cơ rắn. Báo cáo đề tàI cấp Nhà n−ớc, 1998. 23. Nguyễn Đức L−ợng-luận án PTS Khoa học. Nghiên cứu tính chất của một số sinh vật có khả năng tổng hợp xenluloza cao và ứng dụng trong Công nghiệp xử lý chất thảI hữu cơ, 1996. 24. Nguyễn Trọng Thể, Cơ sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm, 1997. 25. Nguyễn Nh− Thung, Các máy gia công chế biến các vật liệu rắn và dẻo,1995. 26. Lê Văn Uyển, Trịnh Chất, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, 1995. 27. Viện thổ nh−ỡng Nông hoá. Sổ tay phân tích đất, n−ớc, phân bón và cây trồng-NXB Nông nghiệp, 1998. Tài liệu n−ớc ngoài 1. Chrisman R.F and Oglesby R.T. Microbiological degradation and the formation of humus. “Lignins occurrence formation, structure and reaction”, John Wiley & Sons, Inc, tr 759, 1971. 2. Eggling.L. Lignin-an exceptional biopolimer and rich resouce. Trends in biotechnol. 1 (4) , 1983, tr 123-127. 3. Erikson. E and Goodell E. W. Canadian journal of microbiology. 20 , 1974, tr371. 4. Farabi H and Ramroop I. Bagasse: controlling pollution from free fuel. Inter. Sugar. J. 96. tr221-222, 1994. 5. Finsitein M.S, Cire llo J. Microbial ecosystems responsible for anaerobic digestion and composting. Journal WPCF, 52, (11), tr2675-2685, 1980. 54
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 6. Frendenberg, Neish A.C. Constitution and biosynthesis of lignin. New Your. 1968. 7. Gaur. A.C. Present status of composting and agricultural aspects. FAO/UNEP “Technology composting”, tr1-6, 1980. 8. Gaur. A.C. Fundamental of composting. FAO/UNEP “Technology composting”, tr7-17, 1980. 9. Gaur. A.C. Rapid composting. FAO/UNEP “Technology composting”, tr78-89, 1980. 10. Gaur. A.C. Microbial decomposition of organic matter and humus in soil and compost. FAO/UNEP “Technology composting”, tr119-127, 1980. 11. Gray K.R, Shermaw K, Biddlestone A.J. A review of composting-part I Process biochemistry, 6, tr32-36, 1971. 12. Isaias I. Small – scale cane sugar processing and residue utilization. FAO.UN, Rome, 1980. 13. Jain. R. C. Mechanized compost plant. Delhi. FAO/ UN “Technology composting”, tr171-182, 1980. 14. Kaplinsky R. Sugar processing. The development of a thirth world technology.Intermediate technology publication, 1984. 15. Magalhes A.M.T, Shea P.J, Sawon M.D, Wicklund E.A and Nelson D.W.1993. Practical simulation of composting in the laboratory. Wastemanage. Res, 11 tr143-154. 16. Mangu S.P. Cellulose decompostion. FAO/UN “Technology composting”, tr56-69, 1980. 17. Paturau J. M. By-products the cane sugar industry: an introduction to their industrial utilization. Else vier publising Co, 1969. 18. Rangnekar. D. V. Availability and intensive utilization of sugar cane by-products, tr76-93, 1990 19. Rccse E.T and H.S Levison. A Comparative study of the break-down of cellulose by microorganisms. Physiol. Plant, 5, tr345-366, 1952. 55
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Phụ lục 56
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Một vài hình ảnh trình diễn trên một số cây trồng 57
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Bản thiết kế mặt bằng x−ởng sản xuất và một số chi tiết máy 58
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 1. Máy nghiền búa: Lựa chọn máy nghiền. Nghiền than bùn và bã cà phê để sản xuất phân vi sinh yêu cầu không quá mịn và cũng không đ−ợc quá thô. Kích th−ớc bã cà phê sau khi nghiền đạt khoảng 0,01ữ 0,02 mm. Có rất nhiều loại máy nghiền khác nhau để thực hiện việc nghiền nh− máy nghiền búa, máy nghiền đĩa, máy nghiền trục, máy nghiền bi, máy nghiền răng.v.v Mỗi loại máy có một −u nh−ợc điểm khác nhau. Tuy nhiên, máy đập búa có thể dùng để đập thô, đập vừa và đập nhỏ các vật liệu cứng, mềm đều đ−ợc cả. Với các máy đập có số l−ợng búa không nhiều, trọng l−ợng mỗi búa khoảng 200 - 700 N và quay với tốc độ chậm (15 - 25 m/s), khi đập vật liệu thì l−ợng bột sinh ra ít và kích th−ớc sản phẩm đến 20 mm và lớn hơn. Đối với các máy đập có số l−ợng búa nhiều, trọng l−ợng mỗi búa 30 - 50 N và quay với tốc độ lớn (25 - 60 m/s) thì cục vật liệu bị phá vỡ không những chỉ do va đập mà còn do cọ xát nữa, vì vậy mà sản phẩm mịn hơn, loại máy này dùng để đập nhỏ, có kích th−ớc sản phẩm 1- 5 mm hoặc có thể nhỏ hơn. Ưu điểm của máy đập búa là có cấu tạo đơn giản, gọn, trọng l−ợng máy không lớn, dễ thay thế các chi tiết bị hỏng. So với máy đập má và máy đập nón thì giá thành của máy tính cho một đơn vị sản phẩm rẻ hơn từ 1,5 - 5,5 lần, trọng l−ợng của máy nhẹ hơn 4 - 5 lần, công suất điện tiêu hao cũng ít hơn 1,5- 2 lần. Nh− vậy lựa chọn máy đập búa để nghiền bã cà phê làm phân vi sinh là ph−ơng pháp lựa chọn tốt nhất. Nguyên lý làm việc của máy búa. Sự đập vật liệu trong máy đập búa là do các búa đập vào cục vật liệu đ−ợc thực hiện ở trong không gian tạo thành bởi vỏ của máy mà mặt trong của nó đ−ợc lót các tấm đập. 4 5 3 Hình 1 - 1. Sơ đồ máy đập búa. 2 1-thân máy; 2- búa đập; 3- cánh búa; 4-tấm đập; 5- trục quay; 6- mạng thân ghi 1 6 Các búa 3 đ−ợc treo vào cánh búa 2 bằng các chốt. Trục quay 6, cánh búa và búa hợp thành một khối gọi là rôto của máy đập búa. Khi trục quay, d−ới tác dụng của lực ly tâm, các búa đều ở dạng h−ớng tâm. 59
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Vật liệu đi vào máy qua phễu tiếp liệu ở phía trên rơi vào không gian bị các búa quay đập vào và văng đến thành máy có lót các tấm đập. Khi va đập nh− thế, động năng của búa truyền đến cục vật liệu và tạo thành công phá vỡ vật liệu. Sau khi búa đập các cục vật liệu có kích th−ớc bé hơn hoặc bằng khe hở giữa các thanh ghi đ−ợc lọt xuống đi ra, ta gọi là sản phẩm, còn những vật liệu có kích th−ớc lớn hơn khe hở của các thanh ghi thì lại tiếp tục đ−ợc búa đập đập tiếp. Nh− vậy khe hở giữa các thanh ghi quyết định kích th−ớc của sản phẩm ra khỏi máy. Cấu tạo máy đập búa. Với công suất là 4T/h, ta lựa chọn máy nghiền búa là máy đập búa một rôto. Vì máy đập búa một rôto cũng đ−ợc ứng dụng để đập vừa và đập nhỏ các vật liệu khô, có độ cứng trung bình, nh− vậy sẽ thích hợp với việc nghiền than bùn và bã cà phê. Với máy này vỏ máy làm bằng thép tấm hàn có dạng hình hộp. Vỏ máy đ−ợc chế tạo làm hai phần. Phần trên và phần d−ới đ−ợc ghép lại với nhau bằng bulông. Vỏ máy th−ờng đ−ợc làm bằng thép CT5. Phía trên của vỏ máy đ−ợc bố trí cửa tiếp liệu, đáy máy đ−ợc lắp một hệ thống quạt hút để hút sản phẩm ra. Phía sau quạt hút là một thiết bị tách bụi kiểu túi lọc. Chỗ cửa tiếp liệu, ở hai thành bên và thành tr−ớc của vỏ máy đ−ợc lót các tấm đập có hình dáng thích hợp, chế tạo bằng thép mangan dày 30 đến 40mm, trên bề mặt có cấu trúc dạng đ−ờng gân. Thân d−ới của máy có cửa để quan sát khi máy làm việc và để sửa chữa, xử lý khi búa bị hỏng. Rôto của máy gồm có trục quay, trên đó đ−ợc lắp các đĩa và các vòng cách giữa các đĩa. Đĩa và vòng cách đều làm bằng thép CT5. Trên đĩa có khoan hai dãy lỗ có khoảng cách khác nhau tới tâm trục quay để khi các búa đã bị mòn thì sẽ lắp búa ra dãy lỗ ngoài. Các búa đập có khoét hai lỗ ở hai đầu để khi búa đã bị mòn thì sẽ lắp đổi đầu búa lại và sau khi đổi đ−ợc 4 lần mới thay búa mới. Búa đập đ−ợc chế tạo từ thép mangan chịu mài mòn cao. Các đĩa và các vòng cách đ−ợc giữ chặt trên trục quay bằng then và bằng các đai ốc hãm ở hai đầu trục giữ chặt hai đĩa nằm ngoài cùng. Các búa đập lắp vào các đĩa nhờ các chốt xuyên qua búa và đĩa theo chiều dài của rôto. Mỗi vòng trên có khoét bao nhiêu lỗ thì có bấy nhiêu chốt. Phía d−ới các búa có đặt các mạng ghi (l−ới sàng). Mạng ghi chiếm một góc từ 1350 đến 1800 vòng tròn do các búa vạch ra. Mạng ghi cũng đ−ợc làm từ thép mangan và các thanh ghi có tiết diện hình thang hoặc tam giác. Mạng ghi gồm có hai nửa bên phải và bên trái rời nhau. Mỗi nửa gồm có dạng cung tròn để gác hai đầu ghi lên đó. Phía trên của tấm đ−ợc khoét lỗ để xuyên trục theo. Hai tấm để gác đầu ghi th−ờng đ−ợc làm bằng gang, đầu d−ới của tấm đặt ghi tì lên bộ phận điều chỉnh có dạng cam quay. Khi xoay bộ phận điều chỉnh thì các tấm đỡ ghi đ−ợc nâng lên hoặc hạ xuống làm cho khe hở giữa mặt ghi và đầu búa thay đổi, tức là làm thay đổi độ mịn của sản phẩm. Khe hở giữa các thanh ghi th−ờng lấy lớn hơn kích th−ớc trung bình của sản phẩm từ 1,5 đến hai lần. Xác định kích th−ớc cơ bản của máy. 60
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Cho đến nay năng suất của máy búa ch−a có một lập luận về công thức tính năng suất, mà chỉ dựa vào các công thức trên cơ sở thực nghiệm. Năng suất của máy phụ thuộc vào tính chất vật lý của vật liệu đem đập, mức độ đập, hình dáng, kích th−ớc và trọng l−ợng búa, hình dáng và kích th−ớc các tấm lót, khe hở giữa các thanh ghi (khe hở giữa các lỗ sàng), tốc độ quay của rôto, cách nạp vật liệu vào máy. Năng suất của máy đập búa đ−ợc xác định theo thực nghiệm. Khi D > L: Q = 0,1ìD2ìLìn [m3/h] Khi D < L: Q = 0,1ìDìL2ìn [m3/h] Trong đó: D, L : đ−ờng kính và chiều dài của rôto, tính bằng mét. N : số vòng quay của rôto trong một phút. Theo công thức (5-18) tài liệu “Các máy gia công chế biến các vật liệu rắn và dẻo”,Tập 1 trang 96, đối với máy đập búa một rôto đ−ợc tính theo CT sau: Q = 30ìDìLìρ [T/h] (1) Trong đó: D, L - đ−ờng kính và chiều dài rôto, mét. ρ - khối l−ợng thể tích của vật liệu đem đập, T/m3. Khối l−ợng thể tích của bã cà phê ρ = (600 ữ 800) kg/m3 = (0,6 ữ 0,8)T/m3. Theo tài liệu:“Các máy gia công chế biến các vật liệu rắn và dẻo”, Tập 1 trang 114, quan hệ giữa đ−ờng kính và chiều dài rôto là: L/D = 0,65 - 1,5 Ta chọn: D = 1,2ìL Q 4 Hay: L = = = 0,42 m. 54ρ 36ì 0,64 Ta chọn với bã cà phê lấy chung : ρ = 640 kg/m3 = 0,64T/m3. Suy ra: D = 1,2ìL = 1,2 ì 0,4 = 0,5 m Vậy kích th−ớc của rôto nh− sau: Đ−ờng kính: D = 0,5 m Chiều dài : L = 0,42 m. Công suất động cơ điện của máy đập búa. Theo tài liệu:“Các máy gia công chế biến các vật liệu rắn và dẻo”, Tập 1 n trang 97, đối với máy đập thô và vừa: N = 7,5ìDìL [kW] (2) đc 60 Trong đó: D và L - đ−ờng kính và chiều dài rôto, mét. n - số vòng quay của rôto/phút. 61
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Theo tài liệu: “Các máy gia công chế biến các vật liệu rắn và dẻo”, Tập 1 trang 97, thì có thể chọn vận tốc vòng của búa đập để nghiền bột loại vừa thì v1 = 25 ữ 60 m/s. Đó cũng chính là vận tốc của rôto. Ta chọn bộ truyền động từ động cơ đến rôto máy búa là bộ truyền đai, với tỉ số truyền bằng 1. Do đó ta có thể chọn động cơ có số vòng quay nằm trong khoảng 1257 ữ 3017v/p. 2πRn πRn D 0,5 30v Vì v = = . Mà R = = = 0,25m. ⇒ n = . 60 30 2 2 πR 30ì 25 30ì 60 Hay = ữ = 955 ữ 2293 v/p. 3,14ì 0,25 3,14ì 0,25 Theo tiêu chuẩn, ta chọn động cơ có số vòng quay là: n = 1473 vòng/phút. 1473 Thay các thông số đã có vào (2), ta đ−ợc: N = 7,5ì0,42ì0,5ì = đc 60 38,6 KW Vậy theo bảng P1.3, tài liệu ”Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí”, Tập 1 trang 236, ta chọn kiểu động cơ 4A200L4Y3. Có các thông số: Công suất : N = 45 kW. Vận tốc quay : n = 1473 vòng/phút. Số vòng quay đồng bộ : nđb = 1500 vòng/phút. cosϕ = 0,90. 2p = 4. η = 92 %. Xác định trọng l−ợng và số l−ợng búa đập. - Trọng l−ợng búa Khi rôto quay, búa tích trữ một động năng lớn và khi búa đập vào cục vật liệu thì búa sẽ biến động năng của mình thành công đập làm cho cục vật liệu bị vỡ ra. Động năng của búa đập sinh ra, xác định theo công thức (5 - 1), tài liệu “Các máy gia công chế biến các vật liệu rắn và dẻo”, Tập 1 trang 94: E1 = mv 2 1 [N.m] (3). 2 Trong đó: m - khối l−ợng của búa, kg. v1 - vận tốc của búa tr−ớc khi đập, m/s. 62
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Sau khi đập, búa còn d− một động năng theo công thức (5 - 2), tài liệu “Các mv 2 máy gia công chế biến các vật liệu rắn và dẻo”, Tập 1 trang 97: E = 2 2 2 [N.m] (4) Trong đó: v2 - vận tốc của búa sau khi đập, m/s. Nh− vậy, động năng của búa truyền cho vật liệu đem đập sẽ là: m ∆E = E - E = (v 2 - v 2) (5) 1 2 2 1 2 mv 2 Hay: ∆E = 1 (1 - ε2) (6) 2 Trong đó: v2 = ε.v1 ε: Gọi là hệ số hồi phục, nó phụ thuộc vào hình dáng và bản chất của vật liệu đem đập và vật liệu làm búa. Nếu vật liệu đem đập là than bùn và bã cà phê mà vật liệu làm búa là thép mangan thì ta có thể chọn : ε = 0,180. Theo thuyết thể tích, công cần thiết để phá vỡ vật liệu theo công thức (5 - 5), tài liệu “Các máy gia công chế biến các vật liệu rắn và dẻo”, Tập 1 trang 94: σ 2 V πσ 2 D 3 A = = [N.m] (7). 2E 12E Nh− vậy, điều kiện để búa đập vỡ vật liệu sẽ là: ∆E ≥A (8). Từ đây, tìm đ−ợc khối l−ợng của búa đập, theo công thức (5 - 7), tài liệu “Các máy gia công chế biến các vật liệu rắn và dẻo”, Tập 1 trang 94:m πσ 2 D 3 ≥ 2 2 [kg] (9). 6Ev1 (1−ε ) Trong đó: E : môđul đàn hồi của vật liệu đem đập, (N/m2). σ : ứng suất phá vỡ cục vật liệu, (N/m2). Vận tốc của búa tr−ớc khi đập, theo công thức (5 - 9), tài liệu “Các máy gia công chế biến các vật liệu rắn và dẻo”, Tập 1 trang 94: πDn 3,14ì 0,5ì1473 v = = = 38,54 (m/s). 1 60 60 Với than bùn và bã cà phê thì: E = 7,8 ì 104 N/mm2 = 7,8 ì 1010 N/m2 σ = 2,1 N/mm2 = 2,1 ì 107 N/m2 Thay các số liệu đã có vào (9), ta có: 63
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT π.(2,1ì107 ) 2 .0,53 3,14ì (2,1) 2 ì 0,53 ì1014 m ≥ = = 0,249 kg 6ì 7,8ì1010.38,542 (1− 0,1802 ) 6ì 7,8ì 38,542 (1− 0,1802 ) ì1010 Ta lấy: m = 0,25 kg. Xác định số l−ợng búa đập. Động năng do các búa sinh ra, theo công thức (5 - 10), tài liệu “Các máy imv2 gia công chế biến các vật liệu rắn và dẻo”, Tập 1 trang 95: E = [N.m] 2 (11). Trong đó: i - số l−ợng búa trong rôto. m - khối l−ợng một búa, kg. v - vận tốc của búa, m/s. K ì i ì m ì v 2 Phần động năng để sinh ra công đập vật liệu sẽ là: E =K.E = [N.m] 1 2 (12) K : hệ số, phụ thuộc vận tốc vòng của búa, chọn theo tài liệu “Các máy gia công chế biến các vật liệu rắn và dẻo”, Tập 1 trang 95: chọn K = 0,020. m ì v 2 0,25ì 38,542 E = 1 = = 186 (N.m). 1 2 2 0,020ì i ì m ì v 2 Sau khi biết đ−ợc công đập vật liệu E : E = K.E = . 1 1 2 Ta xác định công suất theo công thức (5-12), tài liệu “Các máy gia công K ì i ì m ì v 2 ì n chế biến các vật liệu rắn và dẻo”, Tập 1 trang 95: N = 12ì104 [kW] (13). Trong đó : N : Công suất của máy búa, KW. n : Số vòng quay của rôto, v/p. E E ì n 186ì1473 Ta có: N = 1 = 1 = = 4566,3W = 4,56 (KW). 60 60 60 n 12ì104 ì 4,56 Thay các thông số đã có vào ta có: i = = 50,02. 0,020ì 0,25ì 38,542 ì1473 Ta lấy số l−ợng búa trong rôto: i = 52 búa. Xác định số hàng búa trên cánh búa. Khi cục vật liệu rơi vào máy thì nó chuyển động thẳng đứng nhanh dần đều với gia tốc của lực trọng tr−ờng g (m/s2). 64
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Để cục vật liệu bị búa đập vỡ thì thời gian cục vật liệu rơi từ đầu búa tới vị trí đập bằng thời gian búa quay hết góc đặt búa. Khoảng cách từ đầu búa tới vị trí đập th−ờng lấy bằng D/18 và thời gian 2D D cục vật liệu rơi hết khoảng cách này là: t = = [s]. (15) 1 18g 9g Trong đó: D - đ−ờng kính rôto, m. g - gia tốc trọng tr−ờng, m/s2. 60 Còn thời gian búa quay hết góc đặt búa là: t = [s]. (16). 2 an Trong đó: n - số vòng quay của rôto/phút. a - số hàng búa trên cánh búa. D 60 Theo điều kiện trên, ta có: t ≥ t Hay : ≥ (17). 1 2 9g an 180 g Từ đây rút ra: a ≥ . (18). n D Với : D: Đ−ờng kính của rôto : D = 0,5m. g: Gia tốc trọng tr−ờng : g = 9,8 m/s2. n: Số vòng quay của rôto : n = 1473 v/p. a: Số hàng búa trên cánh búa. Giá trị a th−ờng lấy từ 3 ữ 8 ( tức là 3, 4, 6, 8) hàng. 180 9,81 Thay các thông số đã có vào (18), ta đ−ợc: a ≥ . = 0,54. 1473 0,5 Vậy chọn số hàng búa là: a = 4 hàng 52 Chọn số búa trên mỗi hàng búa là: = 13 búa. 4 . Xác định các kích th−ớc của búa Các kích th−ớc của búa đ−ợc chọn nh− sau: Chọn búa có dạng hình chữ nhật * Chiều dày của búa: Ta chọn chiều dày của búa bằng 1/4 chiều dày của longđen đệm. Do đó chiều dày của búa đ−ợc tính nh− sau: 420 c = = 6,88 mm. Ta chọn chiều dày là: 7mm. 13ì 5 − 4 65
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 420 −13ì 7 Vậy, chiều dày của longđen đệm là: = 26,3mm. 12 Ta chọn chiều dài búa là: 170mm. Do đó, chiều rộng của búa đ−ợc tính nh− sau: 0,25 Khối l−ợng búa là 0,25kg. Nên thể tích của búa là: V = = 0,000032 7,87 ì103 (m3). 0,000032 * Chiều rộng của búa sẽ là: b = = 0,268 m. Hay b = 27 mm. 0,007 ì 0,17 * Cách sắp xếp búa trên chốt treo búa và trên rôto phải đảm bảo: Các búa quét đều trên không gian buồng nghiền, đồng thời phải đảm bảo cân bằng động. Nếu b−ớc xoắn búa ký hiệu là k (b−ớc xoắn của búa trên rôto), ứng với số vòng quay của rôto là n v/p thì số lần búa đập lên một điểm trong vòng một giây là: Rx k ì n 1ì1473 z = (lần/giây) = = 24,5 lần/giây. 60 60 ρ * Tính toán tâm của lỗ treo búa: a l Ta chọn búa hình chữ nhật có một lỗ treo búa: Các thông số lựa chọn nh− thể hiện trên hình vẽ: X dϖ Xét trạng thái cân bằng của búa đang chuyển động với gia tốc góc là đập b dt vào vật liệu với lực X, thì tại lỗ treo búa sẽ có một phản lực là Rx. dϖ Ta có ph−ơng trình cân bằng lực: m ì c ì = X – Rx. dt Với : m : Là khối l−ợng búa. (kg). ρ : Là khoảng cách từ trọng tâm búa đến tâm lỗ treo búa. dϖ Ph−ơng trình cân bằng về mômen động năng: Ix - = X ì l. dt Với : Ix : Là Mômen quán tính của búa đối với trục treo búa. L : Là khoảng cách từ điểm tác dụng của lực đập tới trục treo búa dϖ ⎛ Ix ⎞ Từ hai ph−ơng trình trên ta rút ra: Rx = ⎜ − m ì c⎟ . dt ⎝ l ⎠ Ph−ơng trình trên là ph−ơng trình xác định đ−ợc phản lực tác dụng lên đĩa treo búa. Ta cần khử Rx để cho Rx = 0. Nghĩa là để cho phản lực tác dụng lên 66
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT đĩa treo búa bằng không. Để tránh sự va đập không cần thiết gây nên tiếng ồn và giảm năng suất của máy. I ì x Ta có: Rx = 0 t−ơng đ−ơng với l = . m ì c Hay nói cách khác, khi đó X không phụ thuộc vào các yếu tố trên. (l,m,ρ ). Mômen quán tính của búa đối với trục treo búa đ−ợc xác định nh− sau: 2 Ix = m.ρc . Với ρc là bán kính quán tính của búa đối với trục treo búa. 2 Ta có ρc = ρìl. Búa là hình chữ nhật có một lỗ treo búa nên ta coi nh− búa không có lỗ treo a 2 + b 2 búa và bán kính quán tính đ−ợc xác định nh− sau: ρ 2 = . c 12 Với: a : chiều dài của búa. b : chiều rộng của búa. a Nếu điểm va chạm của búa vào vật liệu ở đầu búa thì ta có: l = ρ + 2 a 2 + b 2 a a 2 + b 2 Và: + ρ2 = ρ(ρ + ). Từ đó ta có: ρ = . 12 2 6a 1702 + (27) 2 Thay các giá trị vào ta có: ρ = = 29,05mm. 6ì170 Nh− vậy tâm lỗ treo búa cách trọng tâm của búa một đoạn là: ρ = 29,05mm. * Với cách chọn tâm lỗ treo búa nh− trên ta xác định đ−ợc các kích th−ớc cơ bản của đĩa treo búa, cách lắp búa nh− sau: Ta có: Đ−ờng kính của rôtor là : 500mm. do đó, bán kính của rôtor là: 250mm. - Búa có chiều dài là 170mm. - Khoảng cách từ tâm lỗ treo búa đến trọng tâm của búa là 29,05 mm - Do đó, khoảng cách từ đầu búa đên tâm lỗ treo búa là: 55,95mm. - Vậy bán kính của trục treo búa là: 250 – (170 – 55,95) = 135,95 mm. - Ta chọn bán kính của đĩa treo búa khoảng 160 mm. Để đảm bảo bền cho đĩa treo búa. Nên đ−ờng kính của đĩa treo búa là : D = 320 mm. Tính quạt hút. Theo công thức 4.7 trong sách “Bơm quạt máy nén”, trang 107 ta có: 9,81ì Q ì H - Công suất của quạt là: N = 1000 ìη 67
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Trong đó: Q : l−u l−ợng quạt (m3/s). H : áp suất của quạt .mmH2O. η : hệ số hiệu dụng của quạt. Chọn η = 60%. Theo thiết kế, máy búa có công suất là 4T/h t−ơng đ−ơng với 5,56m3/h than bùn và bã cà phê nguyên liệu. Sau khi nghiền than bùn và bã cà phê thành bột, khối l−ợng riêng sẽ tăng lên. Tuy nhiên khi quạt hút bụi than bùn và bã cà phê thì tỉ lệ không khí pha trộn vào là rất lớn. Tỉ lệ pha trộn này vào khoảng 10kg/1than bùn và bã cà phê. Do đó để đảm bảo công suất cho máy thì l−u l−ợng bột than bùn và bã cà phê có trộn lẫn không khí qua máy trong một giờ phải là : 550 m3/h. Tổng trở lực của ống hút ở đây là không đáng kể, vì ống hút chỉ bao gồm hai cút trơn. Để thắng đ−ợc trở lực của hai cút trơn này ta chỉ cần chọn quạt có l−u l−ợng lớn hơn và công suất lơn hơn một chút là đảm bảo yêu cầu. Thông th−ờng trong thiết kế máy búa thì vấn đề tính quạt không cần phải quá đề cao mà thông th−ờng ng−ời ta chọn quạt theo kinh nghiệm. Vì nếu nh− lựa chọn quạt có công suất thừa ra và l−u l−ợng lớn hơn yêu cầu thì cũng không ảnh h−ởng đến quá trình làm việc của máy búa. Với lý do đó ta có thể chọn quạt theo kinh nghiệm, đó là: Quạt đ−ợc chọn là quạt ly tâm cao áp có các thông số kỹ thuật nh− quạt MTV8, với Q = 13200 m3/h . 0 H = 300mmH2O, n =1470 v/p. Nhiệt độ làm việc khoảng 60 C. Ta sẽ chế tạo một quạt cao áp với thông số kỹ thuật nhỏ hơn một chỉ số tỉ lệ so với quạt MTV8 là khoảng 12 lần. 3.1.7.2. Máy trộn: Lựa chọn máy trộn: Trong sản xuất phân vi sinh, quá trình trộn liên quan chặt chẽ với quá trình định l−ợng các thành phần và đ−ợc xác định theo quá trình đó. Khi dùng định l−ợng theo quá trình liên tục thì trộn các thành phần cũng đ−ợc tiến hành trên máy trộn liên tục. Ng−ợc lại, khi dùng máy định l−ợng theo mẻ thì dùng máy trộn gián đoạn. Để phù hợp với tính chất của phân vi sinh có độ ẩm khoảng 28- 30%, dùng máy trộn khô gián đoạn có những đặc điểm −u việt và tiện lợi hơn cả. Kết cấu của các máy trộn khô gián đoạn gồm cả loại hai trục trộn và một trục trộn nằm ngang cũng có thể làm việc theo mẻ không liên tục. Ta chọn máy trộn khô gián đoạn với hệ thống vít tải đảo trộn: Ưu điểm của máy: - Chúng chiếm ít chỗ, với cùng năng suất thì diện tích tiết diện ngang của vít tải nhỏ hơn rất nhiều so với diện tích tiết diện ngang của các máy vận chuyển khác. - Số l−ợng ổ bi và các chi tiết chịu mài mòn không nhiều do đó dễ vận hành và thao tác. 68
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT - Bộ phận công tác của máy nằm trong máng kín, cho nên có thể nối máng với một vị trí nào đó của hệ thống thông gió. Tốc độ quay của trục vít t−ơng đối lớn vì thế có thể cho nó làm việc với động cơ điện riêng. So với các máy trộn khác thì giá thành của máy trộn vít tải ít hơn, vận hành lại đơn giản.Vật liệu vận chuyển trong máy kín có thể nhận và dỡ tải ở các trạm trung gian, không tổn thất, rơi vãi vật liệu và độc hại. Chọn thông số chủ yếu để tính toán vít tải trộn của máy: Số vòng quay nhỏ nhất của trục vít có thể làm cho vật liệu bắt đầu nâng lên đ−ợc gọi là vận tốc tới hạn, vận tốc này đ−ợc xác định theo công thức: 30 g.tg(α − ρ) n = (v/ph) th a f .R Trongđó: R:bán kính trong của thân máy ống bào (m) chọn R=450 α: góc nâng của bề mặt cánh vít tại bán kính R, chọn α=450. ρ: góc ma sát tĩnh của vật liệu với cánh vít, chọn ρ=6,28 f: hệ số ma sát chuyển động của vật liệu với máng: chọn f=0,4Chọn ρ theo theo bảng 7-4. Trị số góc ma sát trang 152 sách tính toán thiết kế hệ thống dẫn cơ khí tập 1 của Trinh Chất- Lê Văn UyểnVậy ta có vận tốc tới hạn L: 30.10.tg(45 − 6,28) 240,52 N = = = 425 (vòng/phút)Chọn đ−ờng kính trục vít q: mối th 3,14.0,4.0,45 0,5652 ren 1 lá 190Đ−ờng kính nhựa th−a 200mm (theo bảng 7-5 trang 153 sách tính toán thiết kế dẫn động cơ khí của Trịnh Chất- Lê Văn Uyển) năng suất của vít tải thẳng đứng dùng khi vận chuyển các vật liệu rời đ−ợc xác đinh theo công 2 Q thức:Q= 47,1.D m.S.n.k.ϕ.γ (T/h) nth = 2 Trong đó: Q: 47,1.D m .S.n.k.ϕ năng suất của vít tải; Q=50T/h Dm: đ−ờng kính trong của máng Dm=910mm S: b−ớc của cánh vít, m n- số vòng quay trong một phút, k- hệ số hình học xét đến phần tiết diện do trục và cánh vít chiếm chỗ th−ờng chọn k=0,90-0,95 γ: khối l−ợng thể tích của vật liệu γ=0,6 ϕ: hệ số năng suất xét đến điều kiện nạp liệu mức độ chứa của vít tải, tính chất của vật liệu với sự quay của nó xung quanh trục Hệ số nâng vít tải đứng đ−ợc xác định theo công thức: ϕ=ξ.Ψ Trong đó: ξ: hệ số vận tốc đối với cánh vít có D=S dùng vận chuyển hạt thì lấy ξ=0,35-0,65 Ψ: Hệ số chứa đầy của vít tải nạp liệu bằng ph−ơng pháp trọng lực có thể tính A − 0,001.h gần đúng theo công thức: ϕ= Đối với cánh vít có D=S=120- B 160mm, nếu vận chuyển vật liệu rời và khô thì ng−ời ta chọn A=1,2-1,4; B=8, khi chiều cao cửa nạp liệu h=5 và B=5 khi h=35 Ta có số vòng quay trong một phút của vít tải theo công thức trên với D là đ−ờng kính cánh vít : D=350mm (Tra theo bảng 5-3 trang 97 sách giáo khoa giáo trình máy và thiết bị vận chuyển và đinh l−ợng, tác giả Lê Nguyên Đ−ơng hiệu đính). 69
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Dm: đ−ờng kính trong thân máy chọn 910mm Q=5 tấn /h=5000kg/h A − 0,001.h Chọn k=0,9 Chọn S=450mm ϕ= B có A=1,2; B=5 h=3.S=3.0,45 =1,35 vậy ϕ=0,000324 5000 Khi đó số vòng quay n trong một phút n= =1642 v/p 47,1.(0,91) 2 0,45.0,9.3,24.0,6 Q.g.h.k Công suất truyền động của vít trộn xác đinh theo CT : n= (w+1) (kw) 1000η Trong đó: Q: năng suất vít tải Q=5tấn/h h- chiều cao nâng vật liệu, m k- hệ số xét đến tổn thất do ma sát của trục vít trong các gối trục k= 1,15-1,20 η: hiệu suất truyền động, η=0,85-0,95 ω: hệ số trở lực vận chuyển vật liệu ω=4,5-6,9 chọn chiều cao nâng vật liệu h=4m Q.g.h.k 5000.10.4.1,15 Từ công thức trên ta có: N= (w+1 )= (4,5 +1) =22kw 1000η 1000.60.0,95 Chọn vật liệu cho trục vít: Bộ phận chủ yếu của vít tải là trục vít, trục vít là bộ phận chủ yếu để vận chuyển vật liệu dọc theo máng. Trục vít xoắn gồm nhiều đoạn nối với nhau, chiều dài mỗi đoạn không quá 3 mét. Mỗi đoạn vít xoắn gồm các trục và cánh xoắn (cánh vít) hàn với trục. Cánh xoắn gồm nhiều đoạn hàn với nhau chiều dài mỗi đoạn bằng một b−ớc xoắn. Chế tạo cánh xoắn bằng cách dập thép lá có chiều dày 2-4m. Trục của cánh xoắn làm bằng ống thép. Các ống nối với nhau bằng cách chốt với đinh ốc hay hàn. Vì trong bộ truyền vít xuất hiện vân tốc tr−ợt lớn và điều kiện hình thành màng dầu bôi trơn ma sát −ớt không đ−ợc thuận tiện nên cần phối hợp vật liệu trục vít và bánh vít sao cho cặp vật liệu này có hệ số ma sát thấp, bền mòn và giảm bớt nguy hiểm về dính. Mặt khác, do tỷ số truyền U lớn, tần số chịu tải của trục vít lớn hơn nhiều so với bánh vít do thanh hoặc gang. Do chiều dài trục vít sử dụng trộn ta chọn 2m nên không sử dụng bánh vít mà sử dụng trục vít. Trục vít đ−ợc chế tạo bằng các loại thép cacbon chất l−ợng tốt và hợp kim dùng thép tô với bánh vít bằng đồng cải thiện độ rắn HB<350 dùng thép 45 để tạo trục vít, sau khi cắt ren trục vít không đ−ợc mài, hay trục vít đạt độ rắn 70
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT HRC>45 sau đó đ−ợc mài và đánh bóng do vật liệu trục vít phải có cơ tính cao hơn vật liệu bánh vít. Kết hợp 2 yêu cầu đó trong thực tế th−ờng chọn trục vít bằng thép ăn khớp. Chọn động cơ cho máy: P a. Công suất trên trục động cơ đ−ợc xác định theo công thức: P = t ct η Trong đó: Pct- công suất cần thiết trên động cơ Pt- công suất tính toán trên trục máy công tác η- hiệu suất của bộ truyền động η=η1.η2.η3 =0,95 η- đ−ợc chọn theo bảng 2.3 trang 19 sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí (Tác giả: Trịnh Chất- Lê Văn Uyển) Pct=11,68(kw) b. Phân phối tỷ số truyền của hệ dẫn động. - Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ: Nh− ta đã biết, với động cơ xoay chiều 3 pha không đồng bộ có thể chọn số vòng quay đồng bộ khác nhau ứng với cùng một phạm vi công suất L n=3000v/ph Khi số vòng quay đồng bộ của động cơ càng tăng thì khuôn khổ, khối l−ợng và giá thành động cơ càng giảm (vì số đối cực giảm), trong khi đó hiệu suất và hệ số công suất cosϕ càng tăng. Vì vậy, ng−ời ta sử dụng mong muốn dùng động cơ có số vòng quay cao. Tuy nhiên, dùng động cơ có số vòng quay cao lại yêu cầu giảm tốc nhiều hơn tức là phải sử dụng hệ thống dẫn động với tỷ số truyền lớn hơn, kết quả là kích th−ớc và giá thành của toàn bộ bộ truyền tăng lên. Ta chọn: tỷ số truyền toàn bộ của hệ thống dẫn động ut=3 (chọn bộ truyền là truyền động đai thang, trang 21 sách tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí) Từ ut và nlv=nth= 425v/p ta có số vòng quay đồng bộ của động cơ là ndb=3000v/ph - Chọn quy cách động cơ: Pdc=15(kw)>Pct=11,68(kw) ndb ≈ nsb Theo bảng p.1.3 trang 236 sách tính toán và thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí củaTrịnh Chất- Lê Văn Uyển. Phụ lục với Pct=11,68kw và ndb=3000v/ph Ta dùng động cơ 4A160S2Y3 có Pdc=15kw ndc=2930v/ph T T n 2930 và có k =1,4; mm =2,2 Phân phối tỷ số truyền: i= dc = Tdn Tdn nct 1642 71
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 3. Thiết bị nạp liệu định l−ợng Mục đích và phạm vi ứng dụng: Trong các dây chuyền sản xuất cần thiết phải định l−ợng nguyên liệu sản phẩm và các bán thành phẩm ở các công đoạn chế biến trung gian. Nạp liệu định l−ợng có một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm cũng nh− trong công nghiệp hóa chất và các ngành công nghiệp khác. Ng−ời ta sử dụng nó nhằm mục đích nạp liệu liên tục với đúng số liệu đã tính toán cho các máy và thiết bị khác nhau. Quá trình đo l−ờng l−ợng nguyên liệu xác định định l−ợng những vật liệu bổ sung và thành phẩm có ý nghĩa lớn. Quá trình định l−ợng phải đảm bảo tiến hành đúng các quy trình công nghệ, cách pha trộn đã quy định, phân l−ợng đúng và chính xác thành phẩm phục vụ ng−ời tiêu dùng. Những yêu cầu cơ bản đối với máy nạp liệu định l−ợng: - Đảm bảo sự hoạt động đều đặn và chính xác của quá trình công nghệ, phải pha chế nguyên vật liệu theo đúng công thức đã cho. - Các trang bị định l−ợng phải dễ điều chỉnh, bố trí lại, thay đổi chế độ làm việc với mục đích đảm bảo độ tin cậy và định l−ợng chính xác trong mọi điều kiện. - Có thể định l−ợng liên tục và từng phần. Định l−ợng từng phần để chia từng bao, gói. Theo nguyên tắc định l−ợng tất cả những thiết bị định l−ợng chia thành loại thể tích và trọng l−ợng. Mỗi loại khi định l−ợng ng−ời ta cho phép sai số khác nhau khi định l−ợng vật liệu hoặc sản phẩm. Khi định l−ợng bằng trọng l−ợng thì sai số khoảng 0,1% còn khi định l−ợng bằng thể tích sai số khoảng 2- 3% Trong dây chuyền công nghệ sản xuất phân vi sinh này chúng tôi đề xuất dùng máy nạp liệu định l−ợng theo thể tích kiểu cốc đong. Máy định l−ợng kiểu cốc đong th−ờng đ−ợc sử dụng để định l−ợng các loại sản phẩm đóng gói, và để nạp liệu cho một số công đoạn nh− định l−ợng cho quá trình trộn nh−ng với khối l−ợng nhỏ. Máy đ−ợc cấu tạo từ đĩa 1 quay theo chu kỳ, trên đó đ−ợc lắp ráp các cốc đong 4. Đáy cốc 6 đ−ợc lắp khớp bản lề với cốc. ậ các vị trí không tháo liệu, đáy 6 đ−ợc đỡ bằng thanh tr−ợt 5. Tại vị trí tháo liệu thanh tr−ợt gián đoạn đáy đ−ợc mở và đổ liệu xuống qua phễu tháo liệu 7 vào hộp hoặc bao gói. Chổi 3 sẽ quét sạch các vật liệu dính trên đĩa khi đi qua các khe phễu nạp liệu 2. 4 Máy sàng: Giới thiệu về máy sàng: 72
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT Để phân riêng các sản phẩm rời ra từng thành phần có độ lớn khác nhau, ng−ời ta dùng những máy mà bộ phận làm việc của chúng là một hệ thống l−ới sàng chuyển động. Những máy thực hiện quá trình này gọi là máy sàng. Máy sàng gồm một khung đặt ngang hoặc nghiêng, trên mặt khung có l−ới hoặc ghi tấm hay ghi thanh đ−ợc truyền từ động cơ điện và nó chuyển động quay hoặc chuyển động ngang. Các hạt vật liệu có kích th−ớc lớn hơn lỗ l−ới đ−ợc giữ lại ở trên l−ới gọi là sản phẩm trên sàng, còn các hạt vật liệu có kích th−ớc bé chui đ−ợc qua l−ới sàng gọi là sản phẩm d−ới sàng. * Bộ phận chủ yếu của máy sàng là l−ới hoặc thanh ghi có kích th−ớc nhất định gồm các loại sau: 1. Ghi thanh: đ−ợc làm từ các thanh bằng thép hoặc gang ghép song song nhau và giữ chặt lại với nhau thành một mạng. Kích th−ớc khe hở giữa các thanh do kích th−ớc của các hạt vật liệu quyết định. 2. Ghi tấm: Là các tấm thép có khoan lỗ hoặc dập lỗ. Lỗ th−ờng có dạng hình vuông, hình chữ nhật, hình tròn, hình ovan Lỗ đ−ợc phân bố thành dãy song song hoặc xen kẽ, lỗ tròn bố trí theo đỉnh của tam giác đều thì phân loại tốt hơn nghĩa là nó có tiết diện tự do lớn hơn. Lỗ tròn ở trên thanh ghi khoan hoặc dập theo hình nón. Góc giữa đ−ờng tâm và đ−ờng sinh là 70. Th−ờng đặt ghi phía lỗ phình to h−ớng về phía vật liệu đi ra để tránh hiện t−ợng tắc lỗ. 3. L−ới: Dùng để sàng mịn và nhỏ. L−ới đan lỗ hình vuông hoặc hình tròn với kích th−ớc từ 0,04mm-100mm. L−ới đan từ các sợi thép, sợi đồng. L−ới có tiết diện tự do lớn (đến 70%). Số l−ợng l−ới đ−ợc đặt ở trong máy sàng phụ thuộc vào số loại sản phẩm đựơc phân chia. Nếu loại sản phẩm lớn hơn 2 thì dùng nhiều sàng nhiều lần nghĩa là hỗn hợp vật liệu đi qua một số l−ới có kích thứơc lỗ khác nhau. Khi sàng nhiều lần thì l−ới này đặt nối tiếp với l−ới kia. Máy sàng kiểu này có −u điểm là cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng và có thể thay l−ới khi cần thiết. Những khuyết điểm của ph−ơng pháp này là l−ới đầu tiên bị mòn nhanh, vật liệu lớn bít kín các lỗ của l−ới đầu tien làm cho tiết diện tự do của nó giảm. Ta có thể bố trí l−ới sàng để sàng từ lớn đến bé, các sàng phân bố song song l−ới này đến l−ới kia và l−ới có lỗ lớn đặt trên l−ới có lỗ bé. Ph−ơng pháp này phân loại tốt hơn và l−ới ít bị mài mòn, nh−ng có nh−ợc điểm là máy có cấu tạo phức tạp, khó quan sát và khó sửa chữa, chiều cao máy lớn, các sản phẩm tách ra không thuận tiện. Ngoài ra, ta còn dùng ph−ơng pháp sàng liên hợp. Ph−ơng pháp này chiếm vị trí trung gian giữa hai ph−ơng pháp đã nêu trên. Hiệu suất của máy sàng biểu thị chất l−ợng của quá trình sàng. Thông th−ờng vật liệu đem sàng th−ờng có kích th−ớc khác nhau. Vật liệu ban đầu đi 73