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 là1500mg/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.
122 trang |
Chia sẻ: lvbuiluyen | Lượt xem: 3122 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Hoàn thiện công nghệ sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải cà phê, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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 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 - 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 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
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 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
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 đ−ợc .......... 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 ng−ời thực hiện dự án
STT Họ và tên
Trách
nhiệm
Đơn vị công tác
1 TS. Phạm Việt C−ờng
Chủ nhiệm
dự án
Liên hiệp KHSXCNSH &
Môi tr−ờng
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 H−ng 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, 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
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 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
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: 7,5.108 - 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).
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 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.
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT
10
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.
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT
11
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
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT
12
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
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT
13
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
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản xuất CNSH&MT
14
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.
Dự án KC04-DA04 Liên hiệp Khoa học sản