Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC PHỤ LỤC SVTH: Nguyễn Thị Bích Loan Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Thành phần hóa học củ sắn Bảng 1.2 Các thông số quan trọng trình làm phân hữu hiếu khí Bảng 3.1 Khả phân giải tinh bột, cellulose protein 15 32 chủng vi khuẩn Bảng 3.2 Số lượng vi khuẩn mẫu phân lập 33 Bảng 3.3 Khả phân giải tinh bột chủng vi khuẩn 34 Bảng 3.4 Sinh khối đường kính vòng phân giải tinh bột 35 chủng vi khuẩn Bảng 3.5 Khả phân giải protein chủng vi khuẩn 37 Bảng 3.6 Sinh khối đường kính vòng phân giải protein 38 chủng vi khuẩn Bảng 3.7 Khả phân giải cellulose chủng vi khuẩn 39 Bảng 3.8 Sinh khối đường kính vòng phân giải cellulose 41 chủng vi khuẩn Bảng 3.9 Ảnh hưởng thời gian nuôi cấy đến hoạt tính enzyme 43 tích lũy sinh khối chủng vi khuẩn V62 Bảng 3.10 Ảnh hưởng pH môi trường đến hoạt tính enzyme 45 tích lũy sinh khối chủng vi khuẩn V62 Bảng 3.11 Ảnh hưởng nguồn nitrogen đến hoạt tính enzyme 47 tích lũy sinh khối chủng vi khuẩn V62 Bảng 3.12 Ảnh hưởng nguồn carbon đến hoạt tính enzyme 48 tích lũy sinh khối chủng vi khuẩn V62 Bảng 3.13 Độ giảm khối lượng khối ủ sau 30 ngày 50 Bảng 3.14 Độ giảm thể tích khối ủ sau 30 ngày 50 Bảng 3.15 Độ giảm cellulose gam mẫu sau 30 ngày 51 SVTH: Nguyễn Thị Bích Loan Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Quy trình công nghệ nhà máy FOCOCEV T.T.Huế SVTH: Nguyễn Thị Bích Loan Đồ án tốt nghiệp Hình 1.2 Sơ đồ cân vật chất trình sản xuất tinh bột sắn Hình 1.3 Sơ đồ phân loại enzyme protease 21 Hình 1.4 Cấu trúc chuỗi amylose amylopectin 23 Hình 3.1 Sinh khối đường kính vòng phân giải tinh bột 36 chủng vi khuẩn Hình 3.2 Vòng phân giải tinh bột chủng vi khuẩn V28 V62 36 Hình 3.3 Sinh khối đường kính vòng phân giải gelatine 38 chủng vi khuẩn Hình 3.4 Vòng phân giải gelatine chủng vi khuẩn V68 V62 39 Hình 3.5 Sinh khối đường kính vòng phân giải CMC chủng 41 vi khuẩn Hình 3.6 Vòng phân giải CMC chủng vi khuẩn V62 V71 42 Hình 3.7 Ảnh hưởng thời gian nuôi cấy đến hoạt tính enzyme 44 tích lũy sinh khối chủng vi khuẩn V62 Hình 3.8 Ảnh hưởng pH môi trường đến hoạt tính enzyme 45 tích lũy sinh khối chủng vi khuẩn V62 Hình 3.9 Ảnh hưởng nguồn nitrogen đến hoạt tính enzyme 47 tích lũy sinh khối chủng vi khuẩn V62 Hình 3.10 Ảnh hưởng nguồn carbon đến hoạt tính enzyme 49 tích lũy sinh khối chủng vi khuẩn V62 Hình 3.11 Độ giảm khối lượng, thể tích cellulose khối ủ sau 30 51 ngày SVTH: Nguyễn Thị Bích Loan Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU Sắn loài lương thực quan trọng nhiều nước giới có giá trị kinh tế ngày cao Ở nước ta, sắn chuyển đổi vai trò từ lương thực thực phẩm thành công nghiệp Sản xuất sắn nguồn thu nhập quan trọng hộ nông dân nghèo sắn dễ trồng, kén đất, vốn đầu tư, phù hợp sinh thái điều kiện kinh tế nông hộ Xuất sắn sản phẩm từ sắn Việt Nam đứng thứ hai giới, sau Thái Lan có mặt quốc gia khu vực châu Á Trung Quốc, Hàn Quốc, Malaysia, Indonesia, Ấn Độ, Myanmar, Nhật Bản… Ngoài việc làm thực phẩm thức ăn gia súc, tinh bột sắn nguồn nguyên liệu thiếu nhiều ngành công nghiệp lớn chế biến bột ngọt, rượu cồn, bánh kẹo, mì ăn liền, ván ép, bao bì, màng phủ sinh học, phụ gia dược phẩm, định hình hoàn tất công nghiệp dệt,… [37] Nhận rõ hiệu kinh tế sắn đem lại, số tỉnh miền núi phía Bắc, miền Trung, Tây Nguyên Đông Nam Bộ xây dựng nhà máy sản xuất chế biến tinh bột sắn Trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế, hoạt động nhà máy FOCOCEV Thừa Thiên Huế ngày phát triển mạnh mẽ năm trở lại Nhà máy tiêu thụ lượng lớn sắn nguyên liệu, đồng thời tạo việc làm cho nhiều nông dân Mặc dù vậy, với phát triển nhà máy trình sản xuất tinh bột sắn tạo lượng đáng kể chất thải Vấn đề đặt cần phải giải triệt để chất thải nhằm bảo vệ môi trường sinh thái cho vùng phụ cận Hiện nay, nhà máy đầu tư xây dựng hệ thống xử lý chất thải lỏng thu hồi biogas nên phần giải ô nhiễm nước thải gây Tuy nhiên, xử lý chất thải rắn chưa quan tâm nhiều Chất thải rắn trình sản xuất tinh bột sắn chủ yếu vỏ lụa, xơ Đồ án tốt nghiệp bã, mảnh vụn củ sắn sa lắng thu gom từ hệ thống bã thải cống Hiện nay, phần chất thải rắn thường chất thành đống để ủ tự nhiên, đốt bỏ mà chưa có biện pháp xử lý tích cực Thành phần chất thải rắn cellulose, hợp chất cao phân tử khó phân hủy thời gian phân hủy lâu, đó, chiếm diện tích mặt đáng kể, gây mùi hôi thối khó chịu, đồng thời là môi trường tốt cho loại vi sinh vật có hại phát triển, gây ô nhiễm không khí (mùi hôi thối), ô nhiễm đất nguồn nước ngầm [16] Giải pháp đưa ủ hiếu khí chất thải rắn tạo phân compost Ủ hiếu khí trình chuyển chất thải hữu thành vật liệu giống mùn sử dụng làm phân bón Đây hướng nghiên cứu có ý nghĩa môi trường đồng thời nghiên cứu tận dụng hiệu chất thải rắn làm nguyên liệu cho trình ủ hiếu khí để sản xuất phân hữu trả lại độ phì cho đất Ủ hiếu khí bã thải rắn rõ ràng lựa chọn thay hợp lý cho trình xử lý chất thải rắn cần thiết nghiên cứu ứng dụng rộng rãi Trên sở xin chọn đề tài: “Tuyển chọn chủng vi khuẩn ủ phân compost từ chất thải rắn nhà máy FOCOCEV Thừa Thiên Huế” sở cho nghiên cứu xử lí chất thải rắn có hàm lượng cellulose cao phế phụ phẩm nông nghiệp Đồ án tốt nghiệp Phần TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 CÂY SẮN 1.1.1 Giới thiệu sắn tình hình trồng sắn nước ta Cây sắn (Manihot esculenta, khoai mì, cassava, tapioca [26]) lương thực ăn củ hàng năm, thuộc họ thầu dầu (Euphorbiaceae) Cây sắn cao - m, đường kính tán 50 - 100 cm Lá khía thành nhiều thùy, dùng để làm thức ăn chăn nuôi gia súc Rễ ngang phát triển thành củ tích lũy tinh bột Củ sắn dài 20 - 50 cm, luộc chín có màu trắng đục, hàm lượng tinh bột cao Sắn có thời gian sinh trưởng thay đổi từ đến 12 tháng, có nơi tới 18 tháng, tùy thuộc giống, vụ trồng, địa bàn trồng mục đích sử dụng [37] Ở Việt Nam, sắn lương thực quan trọng đứng hàng thứ ba sau lúa ngô Trong khoảng 10 năm trở lại đây, sắn từ lương thực trở thành công nghiệp quan trọng với diện tích, suất sản lượng tăng nhanh Sắn trồng nhiều vùng Bắc Trung Bộ, miền Đông Nam Bộ tỉnh Tây Nguyên Tổng diện tích trồng sắn nước năm 2012 đạt 560 nghìn với tổng sản lượng củ sắn tươi đạt khoảng 9,5 triệu (số liệu FAO) [1] Bắc Trung Bộ Duyên hải miền Trung vùng sản xuất sắn nhiều nước với 175 nghìn sản lượng khoảng triệu Tây Nguyên vùng thứ 2, tập trung chủ yếu bốn tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk Đắk Nông Diện tích sắn Tây Nguyên đạt 149,5 nghìn ha, suất bình quân 17 tấn/ha, tổng sản lượng 2,5 triệu Vùng Đông Nam Bộ đứng thứ với 96,5 nghìn sản lượng 2,4 triệu (Tổng cục thống kê, 2012) [37] Cơ cấu sử dụng sắn Việt Nam hàng năm chia thành 02 nhóm gồm: 30% sản lượng thu phục vụ nhu cầu tiêu dùng nước làm lương thực, chế biến thức ăn chăn nuôi, công nghiệp dược phẩm, Đồ án tốt nghiệp làm nguyên liệu sản xuất xăng sinh học, cồn công nghiệp 70% xuất dạng tinh bột sắn lát khô [1] 1.1.2 Thành phần cấu tạo dinh dưỡng củ sắn 1.1.2.1 Thành phần cấu tạo củ sắn [35] Sắn loại củ có lõi (tim củ) nối từ thân chạy dọc theo củ đến đuôi củ Củ sắn có cấu tạo gồm vỏ lụa, vỏ cùi, thịt sắn, lõi sắn So với loại củ khác vỏ củ sắn loại vỏ dễ phân biệt dễ tách - Vỏ lụa hay gọi vỏ gỗ chiếm 0,5 - 3% khối lượng củ, gồm tế bào có cấu tạo từ cellulose hemicellulose, tinh bột Vỏ gỗ lớp cùng, sần sùi, màu nâu thẫm, chứa sắc tố đặc trưng Có tác dụng giữ cho củ bền, không bị tác động học bên - Vỏ cùi dày vỏ gỗ, chiếm khoảng – 20% trọng lượng củ, gồm tế bào cấu tạo cellulose tinh bột (5 – 8%) Giữa lớp vỏ mạng lưới ống dẫn nhựa củ, mủ có nhiều tannin, enzyme sắc tố - Thịt sắn (ruột củ) thành phần chiếm chủ yếu củ sắn, bao gồm tế bào có cấu tạo từ cellulose pentosan, bên hạt tinh bột nguyên sinh chất Hàm lượng tinh bột ruột sắn không đều, kích thước hạt tinh bột khoảng 15 - 80 µm Sắn già có nhiều cellulose - Lõi sắn thường nằm trung tâm dọc theo thân củ, nối từ thân đến đuôi củ Lõi chiếm từ 0,3 – 1% khối lượng củ Thành phần cấu tạo chủ yếu cellulose hemicellulose 1.1.2.2 Giá trị dinh dưỡng củ sắn Thành phần hóa học củ sắn bao gồm nước, tinh bột, đường, protein, cellulose, chất béo,… với hàm lượng thể qua bảng 1.1 Đồ án tốt nghiệp Bảng 1.1 Thành phần hóa học củ sắn Thành phần Nước Tinh bột Protein Chất béo Cellulose Đường % 70,25 21,45 1,12 0,40 1,10 5,13 Đường sắn chủ yếu glucose lượng maltose, saccharose Sắn già hàm lượng đường giảm Trong chế biến đường hòa tan nước thải theo nước dịch Ngoài ra, sắn có độc tố, alkaloid, flavonoid, tannin, anthocyanoside, vitamin A, C, E, số khoáng chất Ca, Mg, P, Fe, Na, ion clorua hệ enzyme phức tạp chất polyphenol, hệ enzyme polyphenoloxydase [24] 1.2 NHÀ MÁY FOCOCEV THỪA THIÊN HUẾ 1.2.1 Giới thiệu nhà máy [35] Nhà máy FOCOCEV Thừa Thiên Huế đóng Km 802, quốc lộ 1A, xã Phong An, huyện Phong Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế, diện tích mặt sản xuất 2592 m2, thành lập ngày 30/04/2004 Máy móc thiết bị nhà máy trang bị đại, dây chuyền nhập từ Thái Lan Công suất thiết kế giai đoạn nhà máy 60 sản phẩm tinh bột/ngày Những năm đầu thành lập, nhà máy trọng xây dựng quy hoạch vùng nguyên liệu huyện (Nam Đông, Phú Lộc, Hương Trà, Phong Điền, Hương Thủy, A Lưới, Phú Vang) với diện tích hàng nghìn Hiện nay, với việc nâng cấp công suất nhà máy với công suất 110 tinh bột/ ngày, vùng nguyên liệu ngày mở rộng địa bàn tỉnh vùng lân cận Ngoài ra, nhà máy tiếp nhận phần nguyên liệu nhập từ tỉnh Quảng Trị, Quảng Bình Với đời nhà máy FOCOCEV địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế tạo điều kiện thuận lợi mặt kinh tế xã hội Nhà máy giải Đồ án tốt nghiệp 10 việc làm cho phận người dân, góp phần vào chuyển đổi cấu trồng vùng đất khô hạn 1.2.2 Thực trạng ô nhiễm nhà máy Bên cạnh lợi ích kinh tế, xã hội nhà máy mang lại hoạt động sản xuất nhà máy FOCOCEV Thừa Thiên Huế không tránh khỏi gây ô nhiễm môi trường Chất thải nhà máy gồm dạng: chất thải rắn, nước thải, khí thải Những dạng chất thải cần quan tâm có biện pháp xử lý Trong chất thải rắn vấn đề cấp thiết nhà máy cần phải có biện pháp xử lý Nước Sắn củ tươi Bóc vỏ, tách tạp chất Rửa củ Vỏ lụa, tạp chất Nước thải rửa củ Băm nhỏ mài Tách bã thô Tách dịch bào Tách bã tinh Phân ly Ly tâm tách nước Bã tươi dùng làm thức ăn cho gia súc Sấy khô Nước thải Đóng bao Sản phẩm Hình 1.1 Quy trình công nghệ nhà máy FOCOCEV Thừa Thiên Huế Đồ án tốt nghiệp 49 3.3.2 Ảnh hưởng pH môi trường Để thăm dò ảnh hưởng pH môi trường đến hoạt tính enzyme tiến hành nuôi cấy chủng vi khuẩn V62 môi trường dịch thể Vinogradski giá trị pH 4; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; Tiến hành thu dịch lọc, xác định hoạt tính enzyme phương pháp khuếch tán thạch xác định sinh khối theo phương pháp cân Sau 60 nuôi cấy thu kết bảng 3.10 hình 3.8 Bảng 3.10 Ảnh hưởng pH môi trường đến hoạt tính enzyme tích lũy sinh khối chủng vi khuẩn V62 ST T pH môi trường 5,5 6,5 7,5 Đường kính vòng phân giải D – d (mm) Tinh bột e 17,33 19,67d 26,27a 24,77b 23,17c 22,60c 19,33d 17,83e CMC f 15,25 17,75e 22,08d 24,92c 26,67b 31,02a 26,33b 21,42d Gelatine 25,17g 28,75f 31,92e 42,08a 38,08b 36,33c 36,25d 22,25h Sinh khối (mg/mL) 1,59e 1,61e 2,02d 2,79c 4,15a 3,57b 3,34b 2,85c Ghi chú: Sự khác chữ cột biểu thị sai khác có ý nghĩa thống kê với p < 0,05 D: đường kính vòng phân giải lỗ đục; d: đường kính lỗ (12 mm) Đồ án tốt nghiệp 50 Hình 3.8 Ảnh hưởng pH môi trường đến hoạt tính enzyme tích lũy sinh khối chủng vi khuẩn V62 Qua kết cho thấy chủng V62 có khả tiết loại enzyme cao điều kiện pH acid yếu trung tính (pH 5,5 - 7) Kết phù hợp với kết thí nghiệm trước với điều kiện pH môi trường 5,5 – 6,5 Hoạt tính cellulase đạt cực đại pH với đường kính vòng phân giải 31,02 mm Trong đó, hoạt tính amylase protease lại đạt cực đại điều kiện pH acid yếu với vòng phân giải 26,27 mm 42,08 mm Sinh khối đạt cực đại pH 6,5 với giá trị 4,15 mg/mL Kết tương đồng với kết nghiên cứu Trịnh Thị Lượng (2008), chủng vi khuẩn A45 sinh trưởng phát triển phân giải tinh bột tốt pH 6, chủng vi khuẩn A129 lại thích hợp pH 5,5 [13] Tuy vây, kết lại có khác biệt với kết nghiên cứu Nguyễn Viết Trường, Hoàng Dương Thu Hương Trần Công Thắng (2013), chủng vi khuẩn phân giải cellulose C14 có giá trị pH thích hợp cho trình sinh tổng hợp enzyme (đường kính vòng phân giải cực đại 23 mm) [18] 3.3.3 Ảnh hưởng nguồn nitrogen Đồ án tốt nghiệp 51 Để thăm dò ảnh hưởng nguồn nitrogen đến hoạt tính enzyme tiến hành nuôi cấy chủng vi khuẩn V62 môi trường dịch thể Vinogradski với nguồn nitrogen thay KNO 3, NaNO3, NH4Cl, NH4NO3, (NH4)2SO4, gelatine, urea, casein Nuôi cấy pH sau 60 tiến hành thu dịch lọc, xác định hoạt tính enzyme phương pháp khuếch tán thạch xác định sinh khối theo phương pháp cân Kết thể bảng 3.11 hình 3.9 Qua kết cho thấy chủng V62 có khả sinh tổng hợp loại enzyme cao với nguồn nitrogen vô Với nguồn nitrogen (NH 4)2SO4, hoạt tính amylase đạt cực đại 28,33 mm, sinh khối cực đại 4,30 mg/mL Trong đó, hoạt tính cellulase protease đạt cực đại nuôi cấy với nguồn nitrogen NaNO3, vòng phân giải 31,83 mm 34,10 mm Bảng 3.11 Ảnh hưởng nguồn nitrogen đến hoạt tính enzyme tích lũy sinh khối chủng vi khuẩn V62 ST T Nguồn nitrogen KNO3 NaNO3 NH4Cl NH4NO3 (NH4)2SO4 Gelatine Urea Casein Đường kính vòng phân giải D – d (mm) Tinh bột d 18,83 13,83f 18,00e 26,17b 28,33a 20,17c 11,50g 18,83e CMC h 21,83 31,83a 25,33c 23,77e 26,00b 22,67g 24,17d 23,17f Gelatine 24,17e 34,10a 20,17g 30,17d 23,83e 31,17c 33,10b 18,17h Sinh khối (mg/mL) 3,85c 4,01b 2,48e 2,23g 4,30a 3,33d 2,22g 2,40f Đồ án tốt nghiệp 52 KNO3 NaNO3 NH4Cl (NH4)2SO4 Gelatine Urea NH4NO3 Casein Hình 3.9 Ảnh hưởng nguồn nitrogen đến hoạt tính enzyme tích lũy sinh khối chủng vi khuẩn V62 3.3.4 Ảnh hưởng nguồn carbon Để thăm dò ảnh hưởng nguồn nitrogen đến hoạt tính enzyme tiến hành nuôi cấy chủng vi khuẩn V62 môi trường dịch thể Vinogradski với nguồn nitrogen NaNO3, nguồn carbon thay saccharose, glucose, tinh bột, CMC, lactose, fructose, rỉ đường, mannitol Sau 60 nuôi cấy pH tiến hành thu dịch lọc, xác định hoạt tính enzyme phương pháp khuếch tán thạch xác định sinh khối theo phương pháp cân Kết thể bảng 3.12 hình 3.10 Bảng 3.12 Ảnh hưởng nguồn carbon đến hoạt tính enzyme tích lũy sinh khối chủng vi khuẩn V62 ST T Nguồn carbon Saccharose Đường kính vòng phân giải D – d (mm) Tinh bột 13,17 f CMC 35,10 a Gelatine 30,83b Sinh khối (mg/mL) 2,79c Đồ án tốt nghiệp Glucose Tinh bột CMC Lactose Fructose Rỉ đường Mannitol 53 17,83d 15,33e 34,83a 13,83f 19,33c 25,83b 19,67c 21,83f 25,17c 29,00b 25,83c 23,60d 18,83g 22,77e 27,93c 27,50c 38,17a 18,83g 23,27e 25,83d 20,17f 2,04f 2,13e 4,29a 1,66g 3,77b 1,14h 2,64d Ghi chú: Sự khác chữ cột biểu thị sai khác có ý nghĩa thống kê với p < 0,05 D: đường kính vòng phân giải lỗ đục; d: đường kính lỗ (12 mm) Qua kết cho thấy chủng V62 có hoạt tính cellulase đạt cực đại 35,10 mm với nguồn carbon saccharose Trong đó, hoạt tính amylase protease đạt cực đại nuôi cấy có nguồn carbon CMC với vòng phân giải 34,83 mm 38,17 mm Sinh khối đạt cực đại 4,29 mg/mL với nguồn carbon CMC Kết so sánh với kết nghiên cứu Trịnh Thị Lượng (2008) có khác biệt Theo Trịnh Thị Lượng chủng vi khuẩn A45 sinh trưởng phát triển thể hoạt tính tốt nuôi cấy môi trường có nguồn carbon tinh bột, chủng vi khuẩn A129 có khác biệt, sinh khối nguồn lactose cho sinh khối cao nhất, hoạt tính amylase lại tương đương ba nguồn carbon tinh bột, lactose rỉ đường [13] Đồ án tốt nghiệp 54 Hình 3.10 Ảnh hưởng nguồn carbon đến hoạt tính enzyme tích lũy sinh khối chủng vi khuẩn V62 3.4 KẾT QUẢ XỬ LÝ KHỐI Ủ Trong 109 chủng vi khuẩn phân lập tuyển chọn chủng V28, V62 V68 có hoạt tính amylase, cellulase protease lớn Các chủng sử dụng để thăm dò khả xử lý khối ủ Tuy nhiên thành phần khối ủ cellulose, đánh giá khả xử lý khối ủ chủng V62 cần thiết Các chủng V28 V68 bổ sung vào khối ủ nhằm tăng cường hiệu xử lý chủng V62 Ban đầu, khối ủ có khối lượng 650 g (khối lượng chất thải rắn + khối lượng dịch nuôi cấy vi khuẩn), thể tích 4180 mm lượng cellulose g mẫu 0,8 g Sau 30 ngày, đánh giá khối ủ dựa độ giảm khối lượng, thể tích lượng cellulose khối ủ Kết thể qua bảng 3.13, 3.14, 3.15 hình 3.11 Bảng 3.13 Độ giảm khối lượng khối ủ sau 30 ngày STT Công thức Khối lượng (g) Độ giảm (g) Tỷ lệ giảm (%) Đồ án tốt nghiệp 55 Đối chứng 625,00 25,00 3,85 Chủng V28 525,43 124,57 19,16 Chủng V62 475,13 174,87 26,90 Chủng V68 595,66 54,34 8,36 Chủng V28 + V62 495,83 154,17 23,72 Chủng V62 +V68 535,25 114,75 17,65 Chủng V28 + V62 + V68 515,09 134,91 20,76 Bảng 3.14 Độ giảm thể tích khối ủ sau 30 ngày STT Công thức Thể tích (mm3) Độ giảm (g) Tỷ lệ giảm (%) Đối chứng 4103,35 76,65 1,83 Chủng V28 3908,58 271,42 6,48 Chủng V62 3851,62 328,38 7,84 Chủng V68 3974,76 205,24 4,90 Chủng V28 + V62 3940,84 239,16 5,71 Chủng V62 +V68 3854,55 325,45 7,77 Chủng V28 + V62 + V68 3857,90 332,10 7,69 Bảng 3.15 Độ giảm cellulose gam mẫu sau 30 ngày STT Công thức Lượng cellulose g mẫu (g) Độ giảm (g) Tỷ lệ giảm (%) Đối chứng 0,77 0,03 2,55 Chủng V28 0,66 0,13 13,19 Chủng V62 0,62 0,18 17,83 Chủng V68 0,74 0,05 5,16 Chủng V28 + V62 0,66 0,14 13,84 Chủng V62 +V68 0,68 0,12 11,78 Đồ án tốt nghiệp Chủng V28 + V62 + V68 56 0,64 0,16 15,71 Hình 3.11 Độ giảm khối lượng, thể tích cellulose khối ủ sau 30 ngày Dựa vào kết cho thấy công thức thí nghiệm cho hiệu xử lý tốt so với công thức đối chứng Trong đó, công thức (chủng V62 cellulase) cho kết xử lý khối ủ hiệu nhất, với độ giảm khối lượng, thể tích cellulose 26,90; 7,84 17,83% Tiếp đến công thức 7, công thức có bổ sung thêm chủng V28 (amylase) V68 (protease) nhằm tăng hiệu xử lý khối ủ chủng V62 Tuy nhiên, bổ sung thêm chủng hiệu không cao công thức (chủng V62) Điều giải thích chủng V62 có hoạt tính amylase protease tương đương với hai chủng V28 V68, đồng thời hoạt tính cellulase chủng V62 mạnh nhiều so với hai chủng Công thức (chủng V68 - protease) cho hiệu xử lý khối ủ thấp nhất, với với độ giảm khối lượng, thể tích cellulose 8,36; 4,90 5,16% Điều giải thích lượng protein khối ủ không cao hoạt tính amylase cellulase chủng V68 thấp Đồ án tốt nghiệp 57 Với nguồn bã thải nghèo dinh dưỡng, chứa lượng lớn cellulose, tỷ lệ C/N cao dẫn đến trình phân hủy xảy chậm, đồng thời khối ủ nhỏ, điều kiện ủ thời gian, pH, nhiệt độ, độ thoáng khí,… bị hạn chế nhiều Do đó, vòng 30 ngày ủ, công thức thí nghiệm sụt giảm khối lượng, thể tích lượng cellulose chưa thể cách rõ rệt phần cho thấy hiệu xử lý công thức thí nghiệm so với công thức đối chứng khả quan Phần KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu, rút số kết luận sau: Đồ án tốt nghiệp 58 Số lượng vi khuẩn mẫu chất thải rắn nhà máy FOCOCEV Thừa Thiên Huế biến động lớn, khoảng 55,29 x 106 - 132,00 x 106 CFU/g mẫu khô Phân lập khiết 109 chủng vi khuẩn, có 86 chủng có hoạt tính amylase, 89 chủng có hoạt tính cellulase, 74 chủng có hoạt tính protease 49 chủng có ba hoạt tính Tuyển chọn chủng vi khuẩn V28, V62 V68 có khả phân giải tinh bột, cellulose protein mạnh nhất, đường kính phân giải 30,50; 30,13 41,00 mm Trong đó, chủng vi khuẩn V62 chủng mạnh có đồng thời ba hoạt amylase, cellulase protease với đường kính phân giải 23,50; 37,75 30,13 mm Hoạt tính cellulase chủng V62 đạt cực đại 35,10 mm điều kiện nuôi cấy lắc 60 giờ, pH môi trường 7, nguồn nitrogen NaNO 3, nguồn carbon saccharose Chủng V62 cho hiệu xử lý khối ủ cao với độ giảm khối lượng, thể tích cellulose là 26,90; 7,84 17,83% 4.2 ĐỀ NGHỊ Qua kết nghiên cứu nhận thấy, chủng V62 có khả phân giải cellulose mạnh nguồn chất chất thải rắn nhà máy FOCOCEV Thừa Thiên Huế, tiếp tục nghiên cứu điều kiện tối ưu cho khả sinh tưởng tạo sinh khối cellulase chủng vi khuẩn V62 để sản xuất chế phẩm dùng làm phân bón dùng để xử lí môi trường Đồ án tốt nghiệp 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT CTCP Nông nghiệp Thực phẩm Hà Nội - Kinh Bắc (HKB) (2015), Báo cáo ngành nông nghiệp, Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 60 Đỗ Quý Hai, Nguyễn Bá Lộc, Trần Thanh Phong, Cao Đăng Nguyên (2004), Giáo trình Hóa sinh, Nxb Đại học Huế Đặng Minh Hằng (1999), Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến khả sinh tổng hợp cellulase số chủng vi sinh vật để xử lý rác, Báo cáo Khoa học, Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, tr 333-339 Vũ Thị Thu Hiền (2002) Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột thu hồi Biogas, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Thị Thu Hồng (2012), Nghiên cứu số đặc điểm sinh lí hoạt độ protease chủng vi khuẩn phân lập từ ao nuôi tôm, Luận văn thạc sĩ khoa học Sinh học, Trường Đại học Khoa học, Huế Nguyễn Lan Hương (1999), Phân lập hoạt hóa vi sinh vật ưa nhiệt có hoạt tính cellulase cao để bổ sung vào khối ủ, rút ngắn chu kỳ xử lý rác thải sinh hoạt, Báo cáo khoa học, Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, tr 531-536 Phạm Thị Ngọc Lan (2006), Bài giảng vi sinh vật học, Đại học Khoa học Huế (Tài liệu lưu hành nội bộ) Phạm Thị Ngọc Lan (2012), Thực tập Vi sinh vật học, Nxb Đại học Huế Phạm Thị Ngọc Lan, Phạm Thị Hòa, Lý Kim Bảng (1999), Tuyển chọn số giống xạ khuẩn có khả phân giải cellulose từ mùn rác, Báo cáo khoa học, Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc, Nxb Khoa học 10 Kỹ thuật, Hà Nội, tr 177-182 Phạm Thị Ngọc Lan, Nguyễn Thị Thu Thủy (1997), Thực tập nhỏ Vi 11 sinh vật, Tủ sách Đại học Khoa học Huế Phạm Thị Ngọc Lan, Nguyễn Thị Thu Thủy (1999), Hệ vi sinh vật có khả phân giải cellulose địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế, Thông tin khoa học trường Đại học, Bộ Giáo Dục Đào Tạo, Hà Nội, 12 tr 117-120 Ngô Thị Vũ Lệ (2008), Thiết kế hoàn thiện hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến tinh bột sắn Quảng Ngãi, Đồ án tốt nghiệp, Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 13 61 Trịnh Thị Lượng (2008), Tìm hiểu khả phân giải tinh bột chủng vi khuẩn phân lập từ nước thải sản xuất tinh bột sắn, Khóa luận 14 tốt nghiệp, Đại học Khoa học Huế Nguyễn Văn Nam (2007), Tách chiết, tinh tính chất protease từ nội tạng đầu tôm sú (Penaeus monodon), Khóa luận tốt 15 nghiệp, Trường Đại học Nông lâm thành phố Hồ Chí Minh Phạm Hồng Ngân, Nguyễn Văn Minh, Hoàng Minh Đức (2012), “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật ủ hiếu khí vi sinh vật xử lý phân bò 16 sữa”, tạp chí Khoa học Kỹ thuật thú y, Nguyễn Ngọc Trúc Ngân, Phạm Thị Ngọc Lan (2014), “Tìm hiều khả phân giải cellulose vi sinh vật phân lập từ chất thải rắn nhà máy FOCOCEV Thừa Thiên Huế”, tạp chí Khoa học Công nghệ, 17 trường Đại học Khoa học Huế, 1(1), tr.135-142 Nguyễn Ngọc Hoàng Tân (2014), Phân lập, tuyển chọn chủng vi khuẩn phân giải protein từ ao nuôi tôm khu vực sông Trường Giang, tỉnh Quảng Nam, Luận văn thạc sĩ khoa học Sinh học, Trường Đại học Khoa 18 học, Huế Nguyễn Viết Trường, Hoàng Dương Thu Hương, Trần Công Thắng (2013), Nghiên cứu vi khuẩn phân giải cellulose phân lập từ đất rừng ngập mặn Rú Chá, xã Hương Phong, huyện Hương Thủy, tỉnh Thừa 19 Thiên Huế, Báo cáo nghiên cứu khoa học, trường Đại học Khoa học Huế Lê Ngọc Tú tác giả (1982), Enzyme vi sinh vật học, tập II, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội TÀI LIỆU TIẾNG ANH 20 Atchley S.H., Clark J B (1979), “Variability of Temperature, pH, and Moisture 21 in an Aerobic Composting Process”, Applied and environmental microbiology, 38(6), pp 1040-1044 Chen L., Marti M.d.H., Moore A., Falen C (2011), The Composting Process, University of Idaho, America Đồ án tốt nghiệp 62 22 Colt W.M (2014), “Chapter Backyard Composting”, Master gardener 23 handbook, University of Idaho Extension, pp 8.1-8.16 Demain A.L., Newcomb M., David W.J.H (2005), Cellulase, Clostridia, and Ethanol microbiology and Molecular biology reviews, 24 Microbiology and Molecular Biology Reviews, 69(1), pp 124-154 Ebuehi OAT., Babalola O., Ahmed Z (2005), “Phytochemical, nutritive and anti-nutritive composition of cassava (Manihot esculenta L) tubers 25 and leaves”, Nigerian Food Journal, 23, pp 40-46 El-Fallal A., Dobara M.A., El-Sayed A., Omar N.(2012), “Starch and Microbial α-Amylasees, From Concepts to Biotechnological Applications”, Carbohydrates - Comprehensive Studies on Glycobiology 26 and Glycotechnology, Prof Chuan-Fa Chang (Ed.) Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) 27 (2010), Ecocrop (on-line resource) Garcia-Carreno F.L., Toro M.A.N (1997), “Classification of Proteases 28 Without Tears”, Biochemical education, 25(3), pp 161-167 Jisha V.N., Smitha R.B., Pradeep S., Sreedevi S., Unni K.N., Sajith S., Priji P., Josh M.S., Benjamin S (2013), “Versatility of microbial 29 proteases”, Advances in Enzyme Research, 1(3), pp 39-51 Rao M.B., Tanksale A.M., Ghatge M.S., Deshpande V.V (1998), Molecular and biotechnological aspects of microbial proteases, 30 Microbiology and Molecular Biology Reviews Rynk R (1992), “On-Farm Composting Handbook (NRASE-54)”, 31 Cooperative Extension Service, Ithaca, New York Seyedbagheri M.M (2010), Compost: production, quality, and use in 32 commercial Agriculture, University of Idaho Extension Shafee N., Aris S N., Rahman R.Z.A., Basri M., Salleh, A.B (2005), “Optimization of Environmental and Nutritional Conditions for the Production of Alkaline Protease by a Newly Isolated Bacterium Bacillus 33 cereus Strain 146”, Journal of Applied Sciences Research, 1, pp 1-8 Sukumaran R.K., Singhania R.R and Pandey A (2005), “Microbial Đồ án tốt nghiệp cellulases- Production, applications and 34 63 challenges”, Journal of Scientific and Industrial Research, 64, pp 832-844 Ubalua A.O., “Review Cassava wastes: treatment options and value addition alternatives”, African Journal of Biotechnology, (18), pp 2065-2073 TÀI LIỆU INTERNET 35 http://123doc.org/document/207556-day-chuyen-san-xuat-tinh-bot-san- 36 tai-nha-may-fococev-thua-thien-hue.htm http://doc.edu.vn/tai-lieu/bao-cao-phuong-phap-xac-dinh-tinh-bot- 37 cellulose-va-pectin-52101/ http://orientbiofuels.com.vn/index.php/vi/cay-san/tong-quan-ve-cay-san ... vòng phân giải gelatine 38 chủng vi khuẩn Hình 3.4 Vòng phân giải gelatine chủng vi khuẩn V68 V62 39 Hình 3.5 Sinh khối đường kính vòng phân giải CMC chủng 41 vi khuẩn Hình 3.6 Vòng phân giải. .. 2.3.1 Phương pháp phân lập đếm số lượng tế bào [10] 2.3.1.1 Phương pháp phân lập Phân lập vi khuẩn theo phương pháp nuôi cấy môi trường thạch đĩa (phương pháp Koch) Tiến hành phân lập chủng vi khuẩn... phân liên kết bên phân tử cellulose Exoglucanase thủy phân liên kết đầu khử đầu không khử phân tử cellulose β-glucosidase thủy phân phân tử cellodextrin cellobiose thành glucose Trong trình phân