Tài liệu Nghiên cứu áp dụng công nghệ vi sinh vật để xử lý chất thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong.

  • Số trang: 143 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 430 |
  • Lượt tải: 0
dangvantuan

Tham gia: 02/08/2015

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN NHƢ NGỌC NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH VẬT ĐỂ XỬ LÝ CHẤT THẢI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT TINH BỘT DONG RIỀNG VÀ MIẾN DONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC Hà Nội –2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN NHƢ NGỌC NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH VẬT ĐỂ XỬ LÝ CHẤT THẢI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT TINH BỘT DONG RIỀNG VÀ MIẾN DONG Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 62420201 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS. Nguyễn Văn Cách Hà Nội – 2017 LỜI CAM ÐOAN Tôi xin cam đoan: Toàn bộ nội dung đƣợc công bố trong luận án này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận án này là hoàn toàn trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất cứ công trình nào, ngoài những bài báo và tài liệu tham khảo đã công bố trong luận án. Tôi xin chịu trách nhiệm về toàn bộ nội dung nghiên cứu của Luận án này. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Giáo viên hƣớng dẫn Tác giả GS.TS. Nguyễn Văn Cách Nguyễn Như Ngọc i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới GS. TS. Nguyễn Văn Cách, ngƣời thầy đã định hƣớng khoa học, hƣớng dẫn và giúp đỡ tận tình, tạo điều kiện tốt nhất trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành luận án này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới những sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của PGS. TS. Trần Liên Hà cùng những đóng góp ý kiến quý báu của các nhà khoa học cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Viện Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm, Viện Đào tạo sau Đại học - Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng nhƣ thực hiện công trình này. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô Bộ môn Vi sinh – Hóa sinh – Sinh học phân tử, Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội với những góp ý thiết thực trong suốt quá trình tôi làm luận án Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp, cơ quan đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi có thể tham gia học tập và hoàn thành luận án này. Cuối cùng, tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn đặc biệt tới ngƣời thân trong gia đình tôi và bạn bè, đồng nghiệp đã luôn bên cạnh, chia sẻ những khó khăn và luôn cổ vũ, động viên để tôi hoàn thành luận án. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Nghiên cứu sinh Nguyễn Như Ngọc ii MỤC LỤC LỜI CAM ÐOAN ............................................................................................................... ...i LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................... ..ii MỤC LỤC……………………………………………………………………………….....iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT………………………………………..vi DANH MỤC BẢNG……………………………………………………………………….vi DANH MỤC HÌNH .............................................................................................................ix MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. ..1 1. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................................. ..1 2. Mục tiêu của luận án....................................................................................................... ..2 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .................................................................................. ..3 4. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................................... ..3 4.1. Xử lý nƣớc thải............................................................................................................. ..3 4.2. Xử lý bã thải ................................................................................................................ ..3 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài........................................................................ ..3 6. Kết quả khoa học đạt đƣợc và đóng góp mới của luận án .............................................. ..4 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................. ..5 1.1. Thực trạng nguyên liệu, quy trình sản xuất và môi trƣờng làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng miến dong.......................................................................................................... ..5 1.1.1. Nguồn nguyên liệu sản xuất ..................................................................................... ..5 1.1.2. Công nghệ sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong ............................................ ..7 1.1.3. Ô nhiễm môi trƣờng làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng.................................... ..9 1.2. Thành phần đặc tính chất thải ngành sản xuất tinh bột ............................................... 12 1.2.1. Trên thế giới .............................................................................................................. 13 1.2.2. Ở Việt Nam ............................................................................................................. 14 1.3. Giải pháp công nghệ xử lý chất thải ngành sản xuất tinh bột ..................................... 17 1.3.1. Cơ sở khoa học của giải pháp sinh học xử lý nƣớc thải ............................................ 17 1.3.2. Vai trò và ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý nƣớc thải ............................ 28 1.3.3. Các giải pháp công nghệ xử lý chất thải sản xuất tinh bột ...................................... 30 1.4. Phân tích lựa chọn giải pháp công nghệ để xử lý chất thải làng nghề chế biến tinh bột dong riềng và miến dong ..................................................................................................... 38 1.4.1. Xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng ......................................... 39 1.4.2. Ứng dụng bã thải dong riềng để sản xuất các sản phẩm có giá trị khác ............................40 iii CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................... 42 2.1. Đối tƣợng và vật liệu nghiên cứu ................................................................................. 42 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu................................................................................................ 42 2.1.2. Vật liệu và hóa chất nghiên cứu ................................................................................ 42 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................................. 43 2.2.1. Phƣơng pháp lấy mẫu, bảo quản và xử lý mẫu ......................................................... 43 2.2.2. Phƣơng pháp phân tích các thông số nƣớc thải ......................................................... 43 2.2.3. Phƣơng pháp phân lập, tuyển chọn, định danh vi sinh vật ........................................ 46 2.2.5. Phƣơng pháp khảo sát và tối ƣu các thông số nuôi cấy để thu sinh khối các chủng vi sinh vật ................................................................................................................................ 49 2.2.6. Phƣơng pháp tạo chế phẩm vi sinh vật ..................................................................... 51 2.2.7. Xử lý nƣớc thải làng nghề với chế phẩm vi sinh vật bản địa tạo thành .................... 52 2.2.8. Ứng dụng bã thải để nuôi trồng nấm ăn .................................................................... 54 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................................... 56 3.1. Đặc tính nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng .......................................... 56 3.2. Phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn bản địa có đặc tính thích ứng để xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng ........................................................................ 57 3.2.1. Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn ............................................................. 57 3.2.2. Xác định lƣợng SS kéo theo bùn hoạt tính khi bổ sung các chủng vi khuẩn đƣợc tuyển chọn để xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng ............................... 63 3.2.3. Kết quả định tên các chủng vi khuẩn đƣợc tuyển chọn............................................. 65 3.3. Điều kiện nuôi cấy để thu sinh khối các chủng vi khuẩn đƣợc tuyển chọn............................69 3.3.1. Nuôi cấy thu sinh khối các chủng đƣợc tuyển chọn trong bình nón ......................... 69 3.3.2. Lên men thu sinh khối các chủng đƣợc tuyển chọn trong môi trƣờng thay thế quy mô phòng thí nghiệm................................................................................................................. 79 3.3.3. Lên men thu sinh khối các chủng đƣợc tuyển chọn trong thiết bị lên men thể tích 5 lít........ ................................................................................................................................. 81 3.4. Tạo chế phẩm vi sinh vật từ các chủng đƣợc tuyển chọn ............................................ 82 3.4.1. Lựa chọn chất mang .................................................................................................. 82 3.4.2. Thành phần các vi sinh vật nghiên cứu trong chế phẩm ........................................... 83 3.4.3. Tỉ lệ phối trộn dịch sinh khối với chất mang ............................................................ 84 3.4.4. Xác định nhiệt độ sấy chế phẩm ............................................................................... 84 3.4.5. Bao gói và bảo quản chế phẩm ................................................................................. 85 3.4.6. Sơ đồ quy trình tạo chế phẩm vi sinh vật .................................................................. 86 iv 3.5. Thử nghiệm năng lực xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng của chế phẩm ................................................................................................................................. 87 3.5.1. Thử nghiệm ở quy mô bình nón thể tích 500 ml ....................................................... 87 3.5.2. Thử nghiệm ở quy mô bình xử lý gián đoạn thể tích 5 lít ......................................... 88 3.5.3. Các yếu tố ảnh hƣởng tới hiệu suất xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng của chế phẩm .............................................................................................................. 89 3.6. Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật để xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng ở hiện trƣờng .............................................................................................................. 98 3.7. Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong .......................................................................................................................... 102 3.8. Ứng dụng bã thải dong riềng để nuôi trồng nấm sò trắng (Pleurotus florida)...........103 3.8.1. Thành phần bã dong riềng ....................................................................................... 103 3.8.2. Khả năng phát triển của nấm sò trắng trên bã dong riềng so với giá thể khác ........104 3.8.3. Hàm lƣợng các chất trong nấm sò nuôi trồng trên bã dong riềng .......................... 107 3.8.4. Hiệu quả kinh tế thu đƣợc từ nuôi trồng nấm sò trắng............................................108 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................... 110 Kết luận ............................................................................................................................. 110 Kiến Nghị .......................................................................................................................... 111 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Ký tự Tiếng Anh Tiếng việt ABR Anaerobic baffled reactor Thiết bị phản ứng kỵ khí vách ngăn BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng BTNMT COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học DNA Deoxyribonucleic acid Axit deoxiribonucleic ĐHBKHN Đại học Bách Khoa Hà Nội IFBBR Thiết bị phản ứng phủ lấp màng sinh học lỏng ngƣợc dòng KCB Khoáng cơ bản MLSS Mixed Liquor Suspended Solid Chất rắn huyền phù trong hỗn hợp MLVSS Mixed Liquor Volatile Suspended Solid Chất rắn huyền phù bay hơi OBS Không bổ sung chế phẩm PTN Phòng thí nghiệm PCR Polymerase chain reaction Phản ứng khuếch đại gen Quy Chuẩn Việt Nam QCVN SS Suspended Solid Chất rắn lơ lửng SVI Sludge Volume Index Chỉ số thể tích bùn lắng TCCP Tiêu chuẩn cho phép TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TN Total Nitrogen Nitơ tổng TP Total phosphorus Phospho tổng Thể tích pha loãng Vpl W2E Chất thải thành năng lƣợng Waste to Energy W Độ ẩm ĐC Đối chứng vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần hóa học của củ dong riềng tƣơi ....................................................... ..5 Bảng 1.2: Lƣợng nguyên liệu đầu vào và lƣợng chất thải rắn ở làng nghề Dƣơng Liễu .... 10 Bảng 1.3: Chỉ tiêu của nƣớc thải tại nhà máy sản xuất tinh bột ở Ấn độ............................ 13 Bảng 1.4: Các chỉ tiêu của nƣớc thải ở một số nhà máy sản xuất tinh bột ......................... 13 Bảng 1.5: Giá trị các thông số ô nhiễm của nƣớc thải từ quá trình chế biến tinh bột ......... 14 Bảng 1.6: Tải lƣợng các chất ô nhiễm ở một số làng nghề ................................................. 15 Bảng 1.7: Chất lƣợng nƣớc thải ở một số xóm ở Dƣơng Liễu ............................................ 15 Bảng 1.8: Đặc tính nƣớc thải ở làng nghề sản xuất miến dong và không sản xuất............. 16 Bảng 2.1: Thành phần phản ứng PCR: ................................................................................ 48 Bảng 3.1: Chất lƣợng nƣớc thải đầu nguồn và trên dòng thải ở làng nghề chế biến tinh bột Minh Hồng, Minh Quang, Ba Vì, Hà Nội ........................................................................... 56 Bảng 3.2: Hoạt tính enzyme của các chủng vi khuẩn đƣợc tuyển chọn .............................. 58 Bảng 3.3: Giá trị thông số của bùn hoạt tính từ các chủng vi khuẩn đƣợc tuyển chọn ....... 61 Bảng 3.4: Năng lực xử lý màu nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng của các chủng vi khuẩn đƣợc tuyển chọn ........................................................................................ 62 Bảng 3.5. Giá trị các chỉ số nƣớc thải trƣớc lọc và sau lọc khi xử lý với các chủng đƣợc tuyển chọn ........................................................................................................................... 64 Bảng 3.6: Hình thái khuẩn lạc và đặc điểm sinh hóa của các chủng đƣợc tuyển chọn ....... 65 Bảng 3.7: Kết quả định danh bằng kit API 50 CHB của các chủng đƣợc tuyển chọn ........ 67 Bảng 3.8: Bảng ma trận thực nghiệm quá trình lên men thu sinh khối chủng NT1............ 76 Bảng 3.9: Bảng phƣơng sai Anova của mô hình ................................................................. 77 Bảng 3.10: Mật độ tế bào của 3 chủng đƣợc tuyển chọn ở các môi trƣờng lên men thay thế....... ................................................................................................................................. 80 Bảng 3.11: Mật độ vi sinh trên chất mang .......................................................................... 83 Bảng 3.12: Ảnh hƣởng của thành phần chủng tới hiệu suất xử lý nƣớc thải và khả năng lắng của bùn hoạt tính ......................................................................................................... 84 Bảng 3.13: Tỉ lệ phối trộn dịch sinh khối với chất mang .................................................... 84 Bảng 3.14: Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy chế phẩm ............................................................. 85 Bảng 3.15: Điều kiện bao gói và bảo quản chế phẩm ......................................................... 86 Bảng 3.16: Giá trị SVI, MLSS, MLVSS của bùn tạo thành ............................................... 87 Bảng 3.17: Các giá trị bùn hoạt tính tạo thành .................................................................... 89 Bảng 3.18: Đặc tính nƣớc thải làng nghề trƣớc khi xử lý ................................................... 89 Bảng 3.19: Ảnh hƣởng của pH đến hiệu xuất xử lý nƣớc thải ........................................... 91 vii Bảng 3.20: Ảnh hƣởng của tốc độ cấp khí đến hiệu suất xử lý........................................... 93 Bảng 3.21: Ảnh hƣởng của thời gian lƣu nƣớc đến hiệu suất xử lý.................................... 94 Bảng 3.22: Các thông số nƣớc thải trên hệ thống xử lý 35 lít ............................................. 97 Bảng 3.23: Đầu vào nƣớc thải ở bể xử lý tích hợp 5 chức năng ......................................... 98 Bảng 3.24: Giá trị các thông số của nƣớc thải trong giai đoạn vận hành khởi động .......... 99 Bảng 3.25: Chất lƣợng nƣớc thải đầu ra và MLSS khi có bổ sung chế phẩm Bacillus bản địa…… .............................................................................................................................. 100 Bảng 3.26: Chất lƣợng nƣớc xả thải theo Quy chuẩn Việt Nam ......................................101 Bảng 3.27: Thành phần hóa học của bã dong riềng .......................................................... 103 Bảng 3.28: Khả năng phát triển của hệ sợi trên các nguồn cơ chất ..................................104 Bảng 3.29: Tỉ lệ nhiễm và đặc điểm của hệ sợi nấm sò trên các nguồn cơ chất ...............104 Bảng 3.30: Thời gian hình thành quả thể và năng suất nấm sò trắng ............................... 105 Bảng 3.31: Ảnh hƣởng của nguồn phụ gia tới sự phát triển hệ sợi nấm sò trắng .............106 Bảng 3.32: Ảnh hƣởng của nồng độ nƣớc vôi tới sự phát triển hệ sợi và năng suất quả thể…… .............................................................................................................................. 107 Bảng 3.33: Hàm lƣợng các chất trong nấm sò trắng tƣơi trồng trên bã dong ...................107 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Hình ảnh cây và củ dong riềng........................................................................... ..5 Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất tinh bột dong riềng kèm dòng thải ............................ ..8 Hình 1.3: Một số hình ảnh nƣớc thải và bã thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng.... 12 Hình 1.4: Quá trình hấp thu và chuyển hóa các chất hữu cơ vào tế bào vi khuẩn .............. 18 Hình 1.5: Quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ trong nƣớc thải ............................... 18 Hình 1.6: Sơ đồ chuyển hóa các chất trong quá trình phân giải kỵ khí .............................. 19 Hình 1.7: Quá trình chuyển hóa các chất trong quá trình phân giải hiếu khí ...................... 20 Hình 1.8: Cơ chế của quá trình hiếu khí gồm 3 giai đoạn .................................................. 21 Hình1.9: Quá trình bùn hoạt tính ........................................................................................ 22 Hình 1.10: Sơ đồ cấu trúc vận hành của công nghệ xử lý nƣớc thải sử dụng bùn hoạt tính ........23 Hình 1.11: Biểu đồ chi phí của hệ thống xử lý sinh học nƣớc thải sử dụng bùn hoạt tính . 24 Hình 1.12: Chi phí tiêu hao điện năng trong hệ thống xử lý sinh học bùn hoạt tính……25 Hình 1.13: Nguyên lý chuyển hóa vi sinh các chất ô nhiễm trong xử lý nƣớc thải ............ 26 Hình 1.14: Cơ chế tóm tắt quá trình ôxy hóa – khử sinh học trong xử lý nƣớc thải ……26 Hình 1.15: Sơ đồ cấu trúc và nguyên lý vận hành của hệ thống xử lý sinh học hiếu khí tích hợp….. ................................................................................................................................. 27 Hình 1.16: Sơ đồ công nghệ xử lý kết hợp nƣớc thải ngành sản xuất tinh bột ................... 31 Hình 1.17: Sơ đồ quá trình xử lý kết hợp nƣớc thải tinh bột ............................................. 32 Hình 1.18: Sơ đồ quá trình xử lý nƣớc thải tinh bột bằng hệ thống ABR .......................... 32 Hình 1.19: Sơ đồ quá trình xử lý nƣớc thải tinh bột bằng thiết bị IFBBR .......................... 33 Hình 1.20: Sơ đồ hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất tinh bột sắn ở Tây Ninh .................... 34 Hình 1.21: Sơ đồ quá trình xử lý nƣớc thải ở nhà máy sản xuất tinh bột sắn Phƣớc Long 35 Hình 1.22: Sơ đồ giải pháp công nghệ xử lý nƣớc thải tinh bột sắn ................................... 35 Hình 1.23: Sơ đồ dây chuyền xử lý nƣớc thải làng nghề chế biến tinh bột ........................ 36 Hình 1.24: Sơ đồ xử lý nƣớc thải tập trung ......................................................................... 36 Hình 1.25: Sơ đồ hƣớng triển khai nghiên cứu của đề tài ................................................... 38 Hình 2.1: Chu trình nhiệt phản ứng PCR ............................................................................ 48 Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống xử lý liên tục thể tích 35 lít ........................................................ 52 Hình 2.3: Sơ đồ thử nghiệm nuôi trồng nấm sò (Pleurotus florida) trên cơ chất bã dong . 54 ix Hình 3.1: Mật độ tế bào của các chủng vi khuẩn đƣợc tuyển chọn trong môi trƣờng nƣớc thải…… ............................................................................................................................... 59 Hình 3.2: Năng lực loại chất hữu cơ trong nƣớc thải của các chủng vi khuẩn đƣợc tuyển chọn…. ................................................................................................................................ 60 Hình 3.3: Thử nghiệm khả năng đối kháng của các chủng vi khuẩn đƣợc tuyển chọn trên môi trƣờng dinh dƣỡng rắn ................................................................................................. 63 Hình 3.4: Hình thái tế bào và khuẩn lạc của 3 chủng đƣợc tuyển chọn .............................. 66 Hình 3.5: Ảnh điện di đoạn DNA sau khi PCR của các chủng đƣợc tuyển chọn trên gel agarose................................................................................................................................. 67 Hình 3.6: Sơ đồ tƣơng quan theo cấu trúc gen của các loài có quan hệ họ hàng gần với các chủng đƣợc tuyển chọn: NT1 (A); Ba1 (B) và H12 (C) ........................................................ 68 Hình 3.7: Ảnh hƣởng của nguồn Cacbon tới phát triển sinh khối ba chủng đƣợc tuyển chọn…. ................................................................................................................................ 70 Hình 3.8: Ảnh hƣởng của nguồn Nitơ tới phát triển sinh khối ba chủng đƣợc tuyển chọn.71 Hình 3.9: Ảnh hƣởng của hàm lƣợng glucose và pepton tới phát triển sinh khối chủng NT1…… .............................................................................................................................. 72 Hình 3.10: Ảnh hƣởng của tinh bột và cao nấm men tới phát triển sinh khối chủng Ba1 ... 72 Hình 3.11: Ảnh hƣởng của hàm lƣợng tinh bột và pepton tới phát triển sinh khối chủng H12…….. ............................................................................................................................. 73 Hình 3.12: Ảnh hƣởng của tỉ lệ cấp giống và pH tới phát triển sinh khối ba chủng đƣợc tuyển chọn ........................................................................................................................... 74 Hình 3.13: Ảnh hƣởng của tốc độ lắc và nhiệt độ tới phát triển sinh khối 3 chủng đƣợc tuyển chọn ........................................................................................................................... 75 Hình 3.14: Ảnh hƣởng của thời gian lên men tới phát triển sinh khối và bào tử của ba chủng đƣợc tuyển chọn ....................................................................................................... 76 Hình 3.15: Hồi quy đáp ứng ảnh hƣởng các yếu tố đến mật độ tế bào B. Subtilis NT1 ...... 78 Hình 3.16: Hàm kỳ vọng và điều kiện lên men tối ƣu thu sinh khối chủng NT1 ................ 78 Hình 3.17: Ảnh hƣởng của tốc độ cấp khí tới sự phát triển sinh khối ba chủng đƣợc tuyển chọn…. ................................................................................................................................ 81 Hình 3.18: Chế phẩm sau sấy và bao gói ............................................................................ 85 Hình 3.19 : Sơ đồ quy trình tạo chế phẩm vi sinh vật từ ba chủng Bacillus đƣợc tuyển chọn..... ................................................................................................................................ 86 Hình 3.20: Thử nghiệm chế phẩm quy mô bình nón .......................................................... 87 Hình 3.21: Năng lực chuyển hóa COD và nitơ của chế phẩm quy mô bình 5 lít................ 88 x Hình 3.22: Ảnh hƣởng của pH tới hiệu suất xử lý nƣớc thải của chế phẩm ....................... 90 Hình 3.23: Ảnh hƣởng của lƣợng chế phẩm bổ sung.......................................................... 90 Hình 3.24: Hệ thống xử lý liên tục quy mô 35 lít ............................................................... 91 Hình 3.25: Diễn biến COD và Nitơ trong hệ thống xử lý liên tục ...................................... 95 Hình: 3.26: Nƣớc sau xử lý liên tục quy mô liên tục .......................................................... 95 Hình 3.27: Ảnh hƣởng của tải lƣợng COD đến hiệu suất xử lý COD và MLSS ................ 96 Hình 3.28: Bể lắng bột và bể xử lý 5 chức năng đang hoạt động .....................................101 Hình 3.29: Nƣớc thải đầu vào, trong bể và đầu ra sau bể xử lý 5 chức năng ...................102 Hình 3.30: Sơ đồ giải pháp công nghệ xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng trên bể tích hợp 5 chức năng với chế phẩm Bacillus bản địa...................................102 Hình 3.31: Hệ sợi nấm sò trắng trên A (rơm), B (bã dong), C (bông) sau 2 tuần cấy giống…. ............................................................................................................................. 105 Hình 3.32: Quả thể nấm sò trắng trên cơ chất bã dong riềng ............................................105 xi MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Tinh bột dong riềng và miến dong là hai loại sản phẩm đƣợc chế biến từ củ dong riềng (Canna elidus Ker.) ở các làng nghề của vùng nông thôn Việt Nam. Hiện nay các sản phẩm này đang có sức tiêu thụ lớn trên thị trƣờng trong nƣớc và xuất khẩu, góp phần tích cực trong việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế - xã hội địa phƣơng. Trong những năm gần đây, hoạt động làng nghề đang phát triển mạnh đã giúp ngƣời dân làng nghề xóa đói giảm nghèo, tạo công ăn việc làm và giải quyết lao động dƣ thừa, giảm tệ nạn xã hội… cuộc sống kinh tế ngƣời dân ổn định và phát triển. Bên cạnh những mặt tích cực, hoạt động sản xuất tại các làng nghề này cũng có nhiều bất cập, đặc biệt là chất lƣợng môi trƣờng làng nghề đã và đang bị suy thoái nghiêm trọng tác động trực tiếp tới sức khỏe ngƣời dân, gây nhiều bức xúc cho xã hội, ảnh hƣởng không nhỏ tới sự phát triển bền vững của làng nghề và sự phát triển của nền kinh tế đất nƣớc. Thực trạng công nghệ và thiết bị sản xuất ở các làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng hiện nay vẫn còn khá thô sơ nên sau sản xuất khối lƣợng nƣớc thải và bã thải lớn chƣa đƣợc xử lý mà xả toàn bộ ra cống thoát nƣớc chung rồi đổ ra lƣu vực sông, suối lân cận. Nguồn chất thải này chứa hàm lƣợng hữu cơ cao đã và đang gây ô nhiễm nghiêm trọng tới môi trƣờng làng nghề và vùng phụ cận, bao gồm cả môi trƣờng đất, ô nhiễm nguồn nƣớc mặt (hàm lƣợng hữu cơ trong nƣớc thải cao: SS, BOD5, COD, TN, TP, đặc biệt khâu lọc bột và tách bã các chỉ tiêu này vƣợt TCCP đến 200 lần), ô nhiễm nƣớc ngầm (nồng độ NH4+, H2S, coliform cao hơn TCCP hàng trăm lần) và cả ô nhiễm không khí (do phân hủy các chất hữu cơ trong nƣớc thải tạo: SO2, NO2, H2S, NH3, CH4 và các khí có mùi hôi tanh khác). Có nhiều công trình nghiên cứu về đánh giá mức độ ô nhiễm - đặc tính chất thải và nghiên cứu lựa chọn, áp dụng công nghệ để xử lý chất thải làng nghề. Kết quả đã thu đƣợc những thành công đáng kể trong vấn đề cải thiện môi trƣờng làng nghề nhƣng còn gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình vận hành (chi phí vận hành cao, diện tích xây dựng và đầu tƣ ban đầu lớn, đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao, ý thức môi trƣờng ngƣời dân còn thấp, thời gian mùa vụ nên tình trạng chất thải biến động lớn…) Do đó, chất lƣợng môi trƣờng làng nghề ở nƣớc ta hiện nay vẫn là điểm nóng ô nhiễm bức xúc của xã hội. Bản chất nguồn chất thải ngay sau sản xuất tinh bột dong riềng (gồm bã thải và nƣớc thải) chính là nguồn vật liệu giàu hữu cơ và khá an toàn (nguồn gốc từ nguyên liệu chế biến thực phẩm) nên nếu có thể áp dụng công nghệ thích ứng để vừa xử lý nhanh và triệt để đồng thời tận thu và tái chế các hợp chất hữu cơ trong chất thải thành một số sản phẩm có giá trị khác sẽ giảm đƣợc gánh nặng chi phí trong quá trình vận hành, tăng tính khả thi của quá trình xử lý chất thải làng nghề. Gần đây, giải pháp công nghệ xử lý – khai thác chất thải - triển khai trên hệ thống bể xử lý sinh học hiếu khí tích hợp 5 chức năng với đặc tính là khai thác quá trình xử lý hiếu 1 khí nƣớc thải và tách phân ly sớm thu bùn hoạt tính ngay trong quá trình xử lý (không cần dùng keo tụ) đã đƣợc phát triển và bƣớc đầu ứng dụng với hiệu quả cao. Nếu có thể phát triển và ứng dụng đƣợc giải pháp công nghệ này vào quá trình xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng để tận thu bùn hoạt tính phục vụ cho các mục tiêu thứ cấp nhƣ làm phân bón, khí hóa,…sẽ đạt mục tiêu kép vừa xử lý sạch nƣớc thải vừa mang lại giá trị kinh tế gia tăng cho hoạt động sản xuất ở các làng nghề. Tuy nhiên, giải pháp này chỉ có thể bộc lộ đƣợc các đặc tính công nghệ mong đợi và hoạt động hiệu quả khi xác lập đƣợc hệ vi sinh vật phù hợp làm động lực giữ vai trò kiểm soát chủ đạo trong hệ thống xử lý. Với bã thải dong riềng giàu hữu cơ, thành phần chủ yếu là cellulose, hemicellulose... hiện vẫn đang chƣa đƣợc thu gom riêng mà xả cùng dòng nƣớc thải nên gây ô nhiễm nghiêm trọng. Nếu phát triển đƣợc giải pháp công nghệ phù hợp để có thể tách riêng phần bã thải sớm và tận dụng làm nguồn cơ chất để nuôi trồng nấm ăn thì giá trị kinh tế gia tăng từ sản phẩm nấm sẽ là một nguồn phụ thu, đồng thời giúp giảm chi phí cho công tác xử lý môi trƣờng, qua đó khuyến khích ngƣời dân làng nghề tham gia tích cực hơn trong công tác xử lý chất thải bảo vệ môi trƣờng. Xuất phát từ thực tế trên, đề tài: "Nghiên cứu áp dụng công nghệ vi sinh vật để xử lý chất thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong" đã đƣợc tiến hành với các nội dung nhƣ sau: Tập trung vào phát triển và ứng dụng công nghệ xử lý có khai thác giá trị chất thải (nƣớc thải và bã thải) ngay sau quá trình sản xuất tinh bột dong riềng ở các làng nghề. Đối với nƣớc thải: Đề tài nghiên cứu tuyển chọn các chủng vi sinh vật có những đặc tính thích ứng với điều kiện giải pháp công nghệ áp dụng là: Có năng lực đồng hóa cơ chất đa dạng trong điều kiện xử lý hiếu khí để tạo nhiều bùn hoạt tính hơn, đồng thời có đặc tính kết tụ thuận lợi để tách thu phần bùn hoạt tính kích thƣớc lớn tự lắng đƣợc ngay trong quá trình xử lý trong hệ thống xử lý sinh học hiếu khí tích hợp 5 chức năng. Đối với bã thải: Tách riêng ra khỏi dòng thải ngay sau quá trình sản xuất để xử lý thử nghiệm nuôi trồng nấm sò trắng – Pleurotus florida. 2. - Mục tiêu của luận án Tạo đƣợc chế phẩm vi sinh vật đáp ứng với mục tiêu công nghệ xử lý nƣớc thải để có thể tận thu bùn hoạt tính trong hệ thống xử lý sinh học hiếu khí tích hợp 5 chức năng (các chủng vi sinh hô hấp hiếu khí bản địa có năng lực sử dụng cơ chất đa dạng, thích nghi và phát triển tốt trong nƣớc thải, đồng thời có năng lực xử lý làm giảm nhanh ô nhiễm và tạo bông bùn kết lắng thuận lợi). - Thử nghiệm đánh giá bƣớc đầu hiệu suất xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng để thu bùn hoạt tính của chế phẩm ở quy mô phòng thí nghiệm và hiện trƣờng. 2 - 3. Đánh giá khái toán đƣợc hiệu quả của việc tận thu bã dong riềng để nuôi trồng nấm sò trắng Pleurotus florida. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Nƣớc thải và bã thải ngay sau quá trình nghiền tách bã và lắng lọc tinh bột dong riềng ở làng nghề. - Các chủng vi sinh vật hiếu khí, bản địa có các đặc tính phù hợp giải pháp xử lý và tận thu bùn hoạt tính trong bể xử lý sinh học hiếu khí tích hợp 5 chức năng. - Giống nấm sò trắng Pleurotus Florida - Hệ thống bể xử lý sinh học hiếu khí tích hợp năm chức năng có tách phân ly sớm thu bùn hoạt tính ngay trong quá trình xử lý, đƣợc xây dựng với thể tích 33m3 tại làng nghề chế biến tinh bột dong riềng Minh Hồng – Minh Quang – Ba Vì – Hà Nội. 4. Nội dung nghiên cứu 4.1. Xử lý nƣớc thải - Nghiên cứu khảo sát đặc tính nƣớc thải sau quá trình lắng lọc bột và đánh giá các thông số ô nhiễm. - Nghiên cứu phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật hiếu khí bản địa có các đặc tính phù hợp với giải pháp công nghệ xử lý – khai thác chất thải trong bể xử lý sinh học hiếu khí tích hợp 5 chức năng. - Nghiên cứu quy trình lên men thu sinh khối vi sinh vật và quy trình kỹ thuật tạo chế phẩm vi sinh vật phục vụ cho xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng. - Nghiên cứu thử nghiệm năng lực xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng của chế phẩm vi sinh vật tạo ra trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trƣờng. 4.2. Xử lý bã thải - Khảo sát và phân tích hàm lƣợng các chất trong bã thải dong riềng - Nghiên cứu khả năng phát triển của nấm sò trắng trên cơ chất bã thải dong riềng - Nghiên cứu xây dựng quy trình nuôi trồng nấm sò trắng trên bã dong riềng và đánh giá hiệu quả kinh tế từ quá trình nuôi trồng nấm sò trên bã dong riềng. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Đây là một đề tài nghiên cứu có tính khoa học và thực tiễn về phát triển và ứng dụng giải pháp công nghệ xử lý sinh học có kết hợp khai thác chất thải ô nhiễm hữu cơ trên đối tƣợng chất thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng. - Đề tài đã phân lập và tuyển chọn đƣợc bộ chủng vi sinh vật phù hợp với đặc tính công nghệ của bể xử lý hiếu khí tích hợp 5 chức năng (các chủng hiếu khí, bản địa, 3 thích nghi và phát triển tốt trong nƣớc thải, năng lực xử lý nhanh chất ô nhiễm và tạo bùn tốt, kết lắng nhanh). - Đề tài đã xây dựng đƣợc quy trình lên men thu sinh khối vi sinh vật, quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh và đánh giá đƣợc hiệu quả xử lý nƣớc thải để thu bùn hoạt tính của chế phẩm trong phòng thí nghiệm và hiện trƣờng. - Đã bƣớc đầu thử nghiệm và xây dựng quy trình sử dụng bã thải dong riềng để nuôi trồng nấm sò trắng đạt năng suất cao đồng thời đánh giá hiệu quả kinh tế thu đƣợc. 6. Kết quả khoa học đạt đƣợc và đóng góp mới của luận án - Đề tài đã phân lập và tuyển chọn đƣợc 3 chủng vi khuẩn bản địa: Bacillus subtilis NT1; Bacillus methylotrophycus Ba1 và Bacillus amyloliquefaciens H12 (hiếu khí, thích nghi nhanh với môi trƣờng nƣớc thải - sau 24 giờ nuôi cấy, mật độ các chủng đạt 108 – 109 Cfu/ml; năng lực làm giảm nhanh chỉ số ô nhiễm - COD tan nƣớc thải giảm ≥ 90% sau xử lý; năng lực tạo bùn kết lắng thuận lợi - sau 10 phút hầu hết lƣợng bùn lớn đã lắng hết với SVI nằm trong khoảng 90 – 120 ml/g, nƣớc sau xử lý trong) phù hợp với công nghệ bể xử lý sinh học hiếu khí 5 chức năng để xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong. - Đã thử nghiệm ứng dụng chế phẩm trong điều kiện xử lý trong phòng thí nghiệm với thời gian khởi động và vận hành ổn định hệ thống là 4 ngày, hiệu suất xử lý COD đạt ≥ 90%, hiệu suất xử lý tổng nitơ đạt ≥ 80%. Trên hiện trƣờng ở bể xử lý sinh học hiếu khí tích hợp 5 chức năng, với thời gian cần thiết để xác lập trạng thái vận hành khởi động ổn định là 20 ngày khi giá trị COD nƣớc thải đầu vào cao (≥ 4000ng/l). Kết quả xử lý ổn định với hiệu suất cao, nƣớc đầu ra của hệ thống đạt tiêu chuẩn cột A theo QCVN 40:2011/BTNMT. - Đã đề ra giải pháp tách bã sớm, bảo quản chất lƣợng bã đảm đáp ứng yêu cầu để nuôi trồng nấm ăn. Hiệu quả trồng nấm sò trắng trong điều kiện thử nghiệm đã thu đƣợc năng suất 49,52% (495,2 kg nấm tƣơi/tấn bã dong khô và lƣợc toán hiệu quả kinh tế gia tăng đạt 4.170.000đ/1 tấn bã dong khô). 4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Thực trạng nguyên liệu, quy trình sản xuất và môi trƣờng làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng miến dong 1.1.1. Nguồn nguyên liệu sản xuất 1.1.1.1 Cây dong riềng (Canna edulis. Ker) Dong riềng là cây thân thảo có củ chứa hàm lƣợng tinh bột cao, thuộc bộ Scitaminales họ Cannaceae, có nguồn gốc từ Peru Nam Mỹ đƣợc du nhập vào Việt Nam từ thế kỷ 20. Tên địa phƣơng của dong riềng là khoai chuối tây (Thừa Thiên, Quảng Trị, Nghệ An, Hà Tĩnh), củ đót (Hòa Bình, Nam Định, Ninh Bình), dong đao tây, dong tây, khoai riềng. Căn cứ vào tính chất của củ, thân, lá, hoa có thể chia dong riềng thành 3 loại: cây chuối hoa (Canna Indica L), cây dong đao (Canna sp), và cây dong riềng (Canna edulis. Ker) [13, 22]. Hình 1.1: Hình ảnh cây và củ dong riềng [13] Củ dong riềng đƣợc thu hoạch để lấy tinh bột sau khi trồng từ 1 đến 1,5 năm. Tỷ lệ thành phần hóa học trong củ thay đổi tùy theo điều kiện canh tác, khí hậu, độ tuổi của cây và vị trí củ [13]. Bảng 1.1: Thành phần hóa học của củ dong riềng tươi [22]. Hàm lượng (%) 64-80 12-25 0,9-2,3 0,1-0,7 0,8-1,0 1,2 5,6-8,8 Thành phần Nƣớc Tinh bột Protein Lipit Pectin, đƣờng Các chất hoạt động sinh học Cellulose Gluxit là thành phần quan trọng, chiếm tỷ lệ chất khô lớn nhất trong củ dong riềng, trong đó chủ yếu là tinh bột (chiếm 12 - 25%). Các thành phần dinh dƣỡng khác nhƣ: 5 protein, lipit, vitamin có hàm lƣợng thấp hơn. Hàm lƣợng cellulose trong củ dong riềng khá cao (5,6 – 8,8%), cấu trúc xơ dài và bền. Ngoài ra, trong củ dong riềng còn chứa một phần nhỏ các hợp chất polyphenol trong nhựa củ [13, 22]. Tinh bột dong riềng có hàm lƣợng amylose cao nên có nhiều lợi thế để sản xuất các sản phẩm cần có độ dai, giòn nhƣ miến, bánh đa, trân châu... Do đó tinh bột dong riềng ngày càng trở thành nguồn nguyên liệu chính cung cấp cho các ngành sản xuất thực phẩm ở nƣớc ta. 1.1.1.2. Xu hướng phát triển nguồn nguyên liệu dong riềng a. Trên thế giới Nghiên cứu khảo cổ học tại Mỹ cho thấy bằng chứng về trồng dong riềng rất sớm, khoảng 7.000 năm trƣớc đây. Tên gọi bắt nguồn từ aru-aru (bữa ăn của các bữa ăn). Dong riềng có nguồn gốc ở vùng Caribbean và phát triển mạnh trong khí hậu nhiệt đới. Theo thống kê chƣa đầy đủ, diện tích trồng dong riềng trên thế giới ƣớc tính khoảng 200-300 triệu ha với năng suất bình quân đạt khoảng 30 - 60 tấn/ha [22]. Hiện nay, với sự cải tiến kỹ thuật trồng, chăm sóc nên năng suất dong riềng ngày càng tăng, có thể tới 70 - 80 tấn/ha [75]. Tinh bột củ dong từ xƣa đã đƣợc sử dụng rất phổ biến trong món ăn của Anh, nhƣ làm bánh quy, bánh tráng miệng, thạch, bánh ngọt... hoặc làm nƣớc sốt nóng và mì ăn liền trong ẩm thực Hàn Quốc và Việt Nam [11, 19]. Ngày nay, tinh bột dong riềng ngày càng đƣợc ƣa chuộng sử dụng nhiều nhƣ nguồn nguyên liệu mới thay thế tinh bột sắn, gạo của nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm do có nhiều đặc tính ƣu việt. Ngoài ra, tinh bột dong riềng cũng đƣợc sử dụng để nghiên cứu sản xuất ethanol sinh học, làm phụ gia dƣợc phẩm… [75, 102]. b. Ở Việt Nam Dong riềng là loài cây nông nghiệp dễ trồng và chăm sóc, chịu đƣợc điều kiện khí hậu khắc nghiệt nhƣ khô hạn, nắng nóng, bóng râm, có thể trồng xen kẽ hoặc dƣới tán các loài cây khác, thích hợp với địa thế đất dốc vùng đồi núi... Do đó, cây dong riềng ít khi mất mùa, tốn ít công và chi phí chăm sóc nhƣng hiệu quả kinh tế lại lớn hơn nhiều lần so với trồng các loại cây khác nhƣ ngô, lúa, đậu tƣơng... [47, 142]. Cây dong riềng luôn chứng tỏ là loài cây nông nghiệp chiếm ƣu thế về giá trị kinh tế từ sản phẩm truyền thống nổi tiếng nhƣ miến và tinh bột. Dong riềng đƣợc trồng ở nƣớc ta với diện tích hơn 30.000 ha, sản lƣợng củ đạt khoảng 300.000 tấn/năm. Các tỉnh có diện tích lớn trồng dong riềng là Hà Nội, Hòa Bình, Huế, Đồng Nai, Sơn La, Mộc Châu, Bắc Kạn… và gần đây một số địa phƣơng khác cũng phát triển cây dong riềng nhƣ Nghệ An, Tuyên Quang, Hƣng Yên... [131, 134, 135, 142]. Các địa phƣơng sử dụng củ dong để sản xuất tinh bột và miến dong nổi tiếng cả nƣớc với sản lƣợng lớn là: Hà Nội với các làng nghề: Dƣơng Liễu, Cát Quế, Minh Khai, Cộng Hòa, Tân Hòa, Minh Hồng...; Hƣng Yên; Hà Nam; Quảng Ninh; Huế; Đồng Nai; Bắc Kạn; Điện Biên... Trong đó nhiều làng nghề đã có thƣơng hiệu nổi tiếng nhờ chế biến và sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong. 6 Ở Hƣng Yên, các làng nghề sản xuất chế biến tinh bột dong riềng và miến dong đã tồn tại và phát triển hơn 60 năm. Theo số liệu thống kê năm 2008, xã Tứ Dân có khoảng 1095 hộ tham gia trồng dong riềng với diện tích khoảng 279,4 ha thu tổng sản lƣợng củ dong là 20367 tấn. Với 105 hộ làm nghề chế biến tinh bột dong, sản lƣợng bột khoảng 15078 tấn cung cấp nguyên liệu cho các làng nghề sản xuất miến tại địa phƣơng và các vùng khác trong cả nƣớc [83]. Huyện Hoàng Su Phì (Hà Giang) trồng đƣợc 130 ha cây dong riềng cao sản năm 2010, năng suất bình quân đạt 50 tấn/ha với sản lƣợng 6.500 tấn. Hiện nay, huyện đã mở rộng vùng trồng dong riềng cao sản lên hàng nghìn ha. Bên cạnh đó, huyện đang xúc tiến xây dựng nhà máy chế biến tinh bột dong riềng nhằm bao tiêu toàn bộ sản phẩm cho ngƣời dân [134]. Cây dong riềng đã khẳng định vai trò trong việc xóa đói giảm nghèo và làm giàu cho ngƣời dân tỉnh Bắc Kạn. Năm 2011, diện tích trồng dong riềng của tỉnh là 551 ha với sản lƣợng củ đạt khoảng 50.000 tấn. Toàn tỉnh có 5 cơ sở lớn chuyên thu mua, sản xuất chế biến tinh bột dong riềng và miến dong. Để đƣa dong riềng trở thành cây trồng chính, đột phá trong sản xuất nông – lâm nghiệp, năm 2012 tỉnh Bắc Kạn đã nâng diện tích cây trồng này lên 1.300ha [135]. Diện tích dong riềng của tỉnh Tuyên Quang cũng lớn, khoảng 1.100 ha với 34 cơ sở chế biến bột dong riềng đã cung cấp lƣợng lớn nguyên liệu củ dong và bột dong cho thị trƣờng [131, 140]. Ở Minh Hồng - Minh Quang, Ba Vì từ năm 2006 đã chuyển đổi toàn bộ cơ cấu cây trồng từ lúa sang dong riềng để tận dụng thế mạnh của vùng đồng thời phát triển nghề truyền thống là sản xuất và chế biến tinh bột. Với 271/289 hộ tham gia trồng dong riềng trên tổng diện tích 250 ha, sản lƣợng bột thu đƣợc hàng năm khoảng 20.000 tấn, năng suất bình quân 70 – 80 tấn củ/ha. Trong làng có tổng 164 hộ sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong, với quy mô phân tán, nhỏ lẻ. Mỗi vụ, làng sản xuất khoảng hơn 2300 tấn bột và 17000 tấn miến dong [134]. Ở một số nơi khác ở phía Bắc nƣớc ta cũng có sản lƣợng dong riềng lớn, Riêng huyện Nguyên Bình (Cao Bằng), năm 2009 đã trồng với diện tích 90,20 ha, năng suất đạt 680,24 tạ củ/ha, sản lƣợng đạt 5486,29 tấn, ƣớc tính lƣợng bã lên tới 4.115 tấn [137, 138]. Diện tích trồng dong riềng lớn khắp cả nƣớc cùng với thị trƣờng tiêu thụ tinh bột và miến dong ngày càng tăng ở cả thị trƣờng trong nƣớc và xuất khẩu đã thúc đẩy mạnh mẽ các làng nghề sản xuất các sản phẩm từ dong riềng phát triển. 1.1.2. Công nghệ sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong Công nghệ sản xuất tinh bột dong riềng có tính chất truyền thống và tƣơng đối phổ biến ở các vùng nông thôn Việt Nam, sử dụng các máy móc và thiết bị đơn giản. Quá trình sản xuất trải qua một số công đoạn: Cắt rễ, rửa sạch bằng máy rửa kiểu cánh guồng, nghiền mịn để phá vỡ cấu trúc thành tế bào để giải phóng hạt tinh bột. Bột nhão sau khi nghiền đƣợc đƣa sang công đoạn lọc tách bã bằng máy vắt ly tâm. Phần tinh bột đƣợc hòa vào nƣớc đƣa sang các bể lắng, phần bã và xơ đƣợc tách ra. Sau thời gian lắng từ 4 đến 5 giờ, 7
- Xem thêm -