Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 1 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 trờng 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 Cờng 5782 03/5/2006 Hà Nội - 4/2006 Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 2 Bộ khoa học và công nghệ Ban chủ nhiệm Liên hiệp Khoa học sản xuất Công nghệ sinh học và Môi trờng 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 Cờng Hà Nội 2006 Tài liệu này đợc chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện Đề tài cấp Nhà nớc, mã số KC. 04-DA04 Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 3 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 nớc và trong nớc 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 đợc 22 3.1. Nội dung đạt đợc 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 Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 4 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 đợc 76 Phần 5: Kết luận và đề nghị 79 Lời cảm ơn 80 Tài liệu tham khảo 82 Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 5 Danh sách những ngời thực hiện dự án STT Họ và tên Trách nhiệm Đơn vị công tác 1 TS. Phạm Việt Cờng Chủ nhiệm dự án Liên hiệp KHSXCNSH & Môi trờng 2 TS. Nguyễn Thị Kim Cúc Chủ trì dự án nhánh Viện CNSH 3 TS. Phạm Công Hoạt Chủ trì dự án nhánh Viện CNSH 4 Th.S. Hoàng Thị Minh Châu Thực hiện chuyên đề Viện CNSH 5 CN. Nguyễn Thị Tuyết Mai Viện CNSH 6 CN. Phạm Đức Thuận NT Liên hiệp HSXCNSH&MT 7 CN. Lê Thị Hồng Minh NT Liên hiệp KHSXCNSH&MT 8 CN. Lê Văn Duyệt NT Liên hiệp 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 12 CN. Nguyễn Thanh Sơn NT C.Ty Cà phê Buôn Ma Thuột 13 TS. Nguyễn Văn Hng NT Viện Nghiên cứu cây Bông và cây có sợi Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 6 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, đa 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 đợc 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 Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 7 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 35 0 C, 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 4,7.10 9 đến 8.10 9 CFU/g. B, Đối với lên men xốp các chủng vi nấm phân giải xenlulo: Môi trờng gồm thành phần cơ chất cám, bùn mía, vỏ cà phê (3:2:1), các thành phần khác g/l : (NH 4 ) 2 SO 4 -0,1 MgSO 4 .7H 2 O-0,20 MgSO 4 .7H 2 O - 0,20 MnSO 4 .7H 2 O- 0,25 Lân - 0,5. Các thông số công nghệ: Độ ẩm môi trờng - 35-37%, nhiệt độ 45-50 0 C, Độ dày lớp cơ chất-2-3cm,, thời gian thu hồi 30-36 h, mật độ vi sinh vật (CFU/g) 4.1.10 7 -5.8.10 8 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 trờng sử dụng và thông số công nghệ cho vi khuẩn phân giải lân và cố định nitơ gồm các thành phần sau (kg/m 3 ): Urea 1,0 MnSO 4 0,002 Phân Kali 1,0 FeSO 4 0,001 Phân lân 0,5 CMC 5,0 MgSO 4 0,2 Rỉ đờng 10 NaCl 0,2 CaCl 2 0,1 b. Thông số kỹ thuật: - Tỷ lệ giống gốc 10% - pH 7,1-7,3 - Nhiệt độ dao động từ 30- 35 0 C Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 8 - Tốc độ sục khí liên tục từ 3-4 m 3 /phút - Mật độ VSV: 7,5.10 8 - 8,2.10 8 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 trớc khi lên men ủ vi sinh: Kích thớc vỏ hạt(cm)- 0,1 -0,3, pH - 6,8 -7,5, nhiệt độ(t 0 C) 35 -40, độ ẩm(%)25-30, thời gian ủ (ngày)- 45, hàm lợng mùn (%)27,3 - Hoàn thiện các kỹ thuật xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến ớt trớc khi lên men ủ vi sinh tơng tự nh ở trên nhng thời gian ủ chỉ 20 ngày. 2.2.1.5. Hoàn thiện và ổn định đợc 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 đợc 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 vợt 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, nhng 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 xởng sản xuất phân bón HCVS công suất 10.000 tấn năm (bản vẽ ở phần riêng). Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 9 2.2.2.Tổ chức sản xuất chế phẩm vi sinh - Hoàn thiện đợc 1 pilot sản xuất chế phẩm vi sinh công suất 100kg/ngày. - Sản xuất đợc 7000 kg chế phẩm vi sinh Microcom - Cùng với công ty cà phê Buôn Ma Thuột sản xuất đợc 7000 Tấn sản phẩm - Tổ chức tiêu thụ sản phẩm 2.3. Kinh phí đợc 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 đợc Bộ KH&CN tặng CUP vàng tại TECHMART, thành phố Hồ Chí Minh, 2005. Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT 10 Lời mở đầu Việt Nam là một nớc nông nghiệp có nguồn phế thải sau thu hoạch rất đa dạng nh phụ phế mía đờng, 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. Nhng hầu hết vỏ cà phê phần lớn là bị đốt, phần còn lại trở thành rác thải gây ô nhiễm môi trờng. 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 đợc 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 đợc thực hiện qua các đề tài KHCN 02-04 và KHCN 02-04B. Để tiếp tục hoàn thiện công nghệ và đa vào thực tiễn sản suất kết quả của hai đề tài trên, dự án KC.04-DA04 đã đợc Bộ Khoa học và Công phê duyệt và chúng tôi đã tiến hành thực hiện trong hai năm qua. [...]... 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... 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 trớc khi lên men ủ vi sinh *Đánh giá độ ẩm vỏ cà phê khô: Chế biến cà phê theo phơng 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) - Trớc khi đa vỏ cà phê khô vào hầm ủ 100m3 chúng... biện pháp sinh học để xử lý phế thải cà phê cũng đợc đẩy mạnh nh tại Kenia, Braxin, Mỹ Tuy nhiên các nớc này xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến ớt, ngời ta làm sạch một phần nớc thải chế biến cà phê bằng công nghệ yếm khí sau đó cho nớc thải ra môi trờng qua các hồ sinh học ở ấn Độ đã nghiên cứu 3 phơng pháp khác nhau để xử lý phế thải từ các nhà máy chế biến cà phê Các phơng pháp này đều kết... 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 trờng và sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh - Tạo công ăn việc làm, phát triển kinh tế xã hội, đặc... khô, do đã đợc sấy khô nên phế liệu này gồm cả vỏ thịt và trấu Vỏ trấu có kích thớc 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 trớc khi lên men ủ vi sinh Để đánh giá mức độ mùn hoá của phế thải cà phê chúng tôi chọn các thông... 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 lợng sinh học thu đợc từ biomass trong đó có vỏ cà phê Tình hình nghiên cứu trong nớc 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... 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 đợc 3.1 Nội dung đạt đợc theo kế hoạch 3.1.1 Kiểm tra và tuyển chọn chủng giống: Trong quá trình hoàn thiện công nghệ và sản. .. 3.1.4.2 Hoàn thiện các kỹ thuật xử lý phế thải cà phê từ công nghệ chế biến ớt trớc khi lên men ủ vi sinh * Đánh giá độ ẩm, vỏ cà phê chế biến ớt Phơng pháp chế biến ớt, tiến hành theo các bớc 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 thớc, tỷ trọng, màu sắc Chúng tôi thu vỏ cà phê đợc chế biến ớt tại các cơ sở sản xuất Trớc... lợng 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 thớc vỏ Thời gian ủ Hàm lợng 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 đợc lắp ráp theo dây chuyền từ khâu đa nguyên... - 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 đợc *Đánh giá kích thớc vỏ cà phê khô, hàm lợng 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 thớc lớn hơn vỏ thu đợc từ các hộ nông dân.- Đối với vỏ cà phê từ công . của Dự án - Hoàn thiện công nghệ sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải cà phê, than bùn, đa sản phẩm ứng dụng trong thực tế sản xuất. - Sản xuất : - 7000. 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& quot;